Кіріспе

Ұшақтардың ротациялық қозғалтқышының түрі – Моносупап (француз тілінде "бір клапан" деген мағынада) – 1913 жылы Gnome Engine Company (1915 жылы Gnome et Rhône деп қайта аталды) компаниясы ұсынған ротациялық қозғалтқыш. Ол ішкі ауысу порттарының тапқыр орналасуын және дәстүрлі ротациялық қозғалтқыштардағы көптеген қозғалмалы бөлшектерді алмастыру үшін бір ғана иінтірекпен басқарылатын шығару клапанын пайдаланды, соның арқасында Моносупап қозғалтқыштары сол дәуірдегі ең сенімді қозғалтқыштардың бірі болды. Британдық ұшақ конструкторы Томас Сопвиф Моносупапты "авиациядағы ең маңызды жетістіктердің бірі" деп сипаттады. Моносупап қозғалтқыштары Ұлыбритания, Ресей, Италия және АҚШ елдерінде лицензия бойынша көптеп өндірілді. Екі түрлі 9 цилиндрлі нұсқасы – 9B 2 және 9N шығарылды, олардың әртүрлі сыйымдылығы болды. Үлкен сыйымдылығы бар 9N нұсқасы цилиндр тәрізді картер корпусына ие болды, ал 9N ұшу қауіпсіздігін арттыру үшін екі тұтандыру жүйесін қабылдады. Ұлыбританияда лицензия бойынша 2188 дана өндірілді, ал кейін Ресейде және Кеңес Одағында жаңартылған нұсқасы жасалды, олардың екеуі 1931–1932 жылдары советтік TsAGI 1EA бір көтергіш роторлы тікұшағымен ұшты.

Өмірбаян

Басқа ротаторлардан өзгеше, Gnome Omega, Lambda және Delta сияқты алғашқы Gnome қозғалтқыштары, дәстүрлі қозғалтқыштардағы жану циклінің сору кезеңінде жұмыс істейтін иінтіректерді болдырмау үшін қақпақтардың ерекше орналасуын пайдаланды. Оның орнына, цилиндр басындағы жалғыз шығару қақпағы иінтірек арқылы ашылды, ол қуат соққысының соңында қысым төмендеген кезде қақпақты ашты. Орталық күштерді теңестіру үшін қарсы салмақпен теңдестірілген, қысыммен жұмыс істейтін сору қақпағы поршеньнің ортасына орналастырылды, ол отын-ауа қоспасының қозғалтқыштың орталық картерінен кіруіне мүмкіндік берді. Бұл жүйе тапқыр болғанымен, бірнеше кемшіліктері болды: сору қақпақтарына техникалық қызмет көрсету үшін цилиндр басын алу қажет болды, сондай-ақ уақытты дұрыс реттеу қажеттілігі туды. Басқа ротаторлармен салыстырғанда отынның тиімділігі төмен болды, себебі сору қақпақтарын қажетті уақытта ашу және жабу мүмкін болмады.

Дизайн

1913 жылы Луи Сегуан мен оның ағасы Лоран (1905 жылы Gnome мотор компаниясын құрған инженерлер) жаңа Monosoupape сериясын ұсынды, ол кіреберіс клапанын жойып, оны екі тактілі қозғалтқыштағыдай поршеньмен басқарылатын каналдармен алмастырды. Қуат беру соққысынан бастап, төрт тактілі қозғалтқыш поршень соққының төменгі нүктесіне (төменгі өлі нүкте, немесе BDC) жеткенше қалыпты жұмыс істеді, сол кезде шығару клапаны "ертерек" ашылды. Бұл қозғалтқыштан әлі де ыстық жанар газдардың "атқылап" шығуына мүмкіндік берді, поршень әлі де төмен жылғалы тұрғанда шығару қысымын жеңілдетіп, газдардың картерге енуін болдырмады. Поршеньнің қозғалысының шағын бөлігінен кейін, ол цилиндрдің табанындағы 36 кішкентай каналды ашты, олар қосымша отын-ауа қоспасын (жарғы) сақтайтын картерге алып келетін. Бұл кезде ауысу болған жоқ, себебі қысымның айырмашылығы болған жоқ; цилиндр әлі де ауаға ашық және осылайша атмосфералық қысымда болды. Жоғары орналасқан клапан тікелей ауа ағысына шығарылды, өйткені айналмалы картер корпусына және цилиндрлерге қосылатын шығару коллекторын іс жүзінде орнату мүмкін болмады. Шығару коллекторының болмауы салмақты азайтып, ұшу кезінде шамадан тыс гироскопиялық күштердің пайда болуын алдын алды. Шығару соққысы кезінде, цилиндр сыртынан өтетін ауаның тікелей әсерінен шығару портына ашық болғандықтан, ішкі қысым төмендеді. Поршень жоғары өлі нүктеге (TDC) жеткенше шығару соққысын жалғастырды, бірақ клапан ашық қалды. Поршень кіру соққысында клапан әлі де ашық күйде төмен қарай қозғалды, цилиндрге жаңа ауа тартты. Ол төмен қарай үштен екі бөлігіне дейін ашық болды, содан кейін клапан жабылды және кіру соққысының қалған бөлігі ауа қысымын күрт төмендетті. Поршень қайтадан каналдарды ашқанда, цилиндрдегі төмен қысым жарғының қалған бөлігін тартып алды. Жарғы – ауаның артық бай қоспасы, ол қуыс коленвал арқылы алынды, ал отын отын құбырының соңындағы форсунка арқылы үздіксіз инъекцияланды, ол қуыс коленвал арқылы картерге енді. Форсунка каналдардың орналасқан жеріне, цилиндрдің ішкі табанына жақын және оған бағытталған болды. Отын форсункасы коленвалмен бірге бекітілген, ал цилиндрлер кезекпен орналасты. Қысым соққысы әдеттегідей болды. Шам цилиндрдің артқы жағына көлденең орнатылды, бірақ жоғары кернеулі сым болған жоқ. Қозғалтқышқа орнатылған ішкі тісті сақиналы дөңгелек өрт қабырғасына орнатылған стационарлық магнетоны қозғалтты, оның жоғары кернеулі шығыс терминалы шамдардың терминалдарынан өтетін кезде оларға жақын орналасқан. Бұл құрылым дистрибьютор мен жоғары кернеулі сымдардың қажеттілігін жойды, олар әдетте механикалық уақытпен басқарылатын тұтану жүйелерінде кездеседі. Бұл дөңгелек сонымен қатар май сорғысын басқарды, ол барлық подшипниктерге май жеткізді, сондай-ақ қуыс иінтіректер арқылы шайбалар мен клапандарға май жеткізді, сонымен қатар отын багына қысым түсіретін ауа сорғысын басқарды. Кейінгі Gnome 9N қозғалтқыштарында қауіпсіздік үшін екі тұтану жүйесі болды, әр цилиндрге екі шам орнатылды, олар электрлік сымдармен қосылған, сымдар картерге бағытталған және ортаңғы екі магнето айналмалы қозғалтқыш картерімен қозғалды.

Бақылау

Сондықтан монопаптарда жылдамдықты шектеулі деңгейде реттеуге арналған бір ғана жанармайды реттегіш басқару жүйесі болды. Алғашқы үлгілерде қозғалтқыштың жылдамдығын клапан роликтеріне әсер ететін рычагтар арқылы, шығыс клапандарының ашылу уақыты мен мөлшерін өзгерту арқылы басқаруға болады, бірақ бұл кейін клапандардың күюіне себеп болғандықтан тоқтатылды. [2] Оның орнына, басылғанда тұтануды тоқтатып тұратын импульстік түймешік қолданылды. Бұл тұтану шамдарының ластануын болдырмау үшін сирек қолданылды, себебі оны тек жанармаймен жабдықтау тоқтатылғанда ғана қолдану қауіпсіз болды. Кейінгі 160 CV 9N нұсқасы да ерекше жұмыс істеу әдісіне ие болды, ол интегралдық екі тұтану жүйесімен жабдықталған, купе коммутаторы мен арнайы бес позициялық айналмалы коммутаторды пайдалану арқылы қуаттың жарты, төрттен бір және сегізден бір бөлігін алуға мүмкіндік берді. Купе коммутаторы басылған кезде, ол алмалы қуат деңгейлерінің қайсысын таңдайтынын анықтайды, бұл тоғыз цилиндрдің барлығына бірдей аралықпен тұтану кернеуін тоқтату арқылы қуатты бірнеше деңгейде төмендетуге мүмкіндік береді. Old Rhinebeck Aerodrome-дегі Gnome 9N қозғалтқышымен жабдықталған Fokker D. VIII ұшағы, жерде және ұшу кезінде Gnome 9N-нің төрт деңгейлі қуат мүмкіндіктерін жиі көрсетеді.

Сымдау

Барлық ротациялық қозғалтқыштардағыдай майлау жүйесі толық шығынмен жұмыс істейтін типте болды, онда кастор майы отын-ауа қоспасына сорылды. Кастор майы қолданылды, себебі ол отында оңай ерімейтін және басқа қолда бар майлардан жақсы майлау қасиеттеріне ие болды. Қозғалтқыш жұмыс істеген әр сағатта ауаға екі галлоннан астам кастор майы шашыратылды. Осы себепті көптеген ротаторлар капоттармен жабдықталған, ал төменгі ширегі кастор майының ұшқыштан алысқа бағытталуы үшін алынып тасталған. Қозғалтқыштан шыққан жанылмаған кастор майы ұшқышқа ішкен жағдайда іш жүретін әсер ететін. Бүкіл қозғалтқыш айналып тұрғандықтан, оны өте дәл теңгеру қажет болды, бұл барлық бөлшектерді жоғары дәлдікпен өңдеуді талап етті. Соның салдарынан Моносупаптарды жасау өте қымбатқа түсті, модельдер 1916 жылы 4000 долларға (шамамен 2017 жылғы доллармен 89 000 доллар) бағаланды. Дегенмен, олар бұрынғы екі клапанды қозғалтқыштарға қарағанда аз майлау майын пайдаланды және сәл жеңіл болды.

Қолданбалар

Ламсденнен тізім.

Көрмеде орналасқан қозғалтқыштар

Тоғыз цилиндрлі Моносупапе қозғалтқышы Лондонның Корольдік әуе күштері мұражайында көпшілік назарына қойылған. Калифорния ғарыш мұражайында тоғыз цилиндрлі Моносупапе қозғалтқышы көпшілік назарына қойылған. Солент-Скайда жеті цилиндрлі Моносупапе қозғалтқышы қойылған. Питер Хукер жасаған бір Моносупапе Аргентинаның Морон Ұлттық аэронавтика мұражайында орналасқан. Ол көрмелер кезінде роторлық қозғалтқыштар жүйесін түсіндіру үшін қолданылады, себебі оның ішкі жұмыс істейтін бөліктерін көрсетеді. Жаңа Англия әуе мұражайында, Брэдли халықаралық әуежайы, Виндзор Локс, КТ, АҚШ-та қалпына келтірілген B 2 Моносупапе бар. Австралиядағы TAVAS-та екі дана бар. http://www.tavas.com.au/rotary_engine.php Екеуі де ұшатын ұшақтарда көрмеге қойылған. Моносупапе 9 N типі Рейнольдс Альберта мұражайында қалпына келтірілген күйде орналасқан. Оңтүстік Австралиядағы Оңтүстік Австралия авиация мұражайында тоғыз цилиндрлі Моносупапе қозғалтқышының түпнұсқа (қалпына келтірілмеген) жұмыс істейтін нұсқасы көпшілік назарына қойылған. Оның жұмыс істеп тұрған видеосын https://www.saam.org.au/engines.html мекенжайында табуға болады.