НОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ “ВАНКЕЛЕЙ”

Александр Иванович Бажанов
Иван Соломонович Пятов

(Окончние. Начало в № 3 – 2010)

В августе на территории “Транспортно выставочного комплекса “Россия” прошла Международная выставка "Беспилотные многоцелевые комплексы UVS Tech 2010". На ней в основном были представлены отечественные разработки. К сожалению, практически на всех этих летательных аппаратах были установлены зарубежные двигатели. Даже электродвигатели, если не полностью, то частично (магнитные материалы), закупались в Китае. Не нашлось отечественного двигателя и для беспилотного вертолета Ка-135 - на нем установлен двигатель Ванкеля компании Austro Engine GmbH, на описании которого была завершена первая часть статьи.

Cubewano Ltd

Это еще одна британская компания, созданная всего три года назад и ориентированная на опытно-конструкторские работы, инжиниринг и производство многотопливных РПД мощностью 3…7 л.с. для малых БПЛА. Уже в 2008 г. были завершены работы по РПД Sonic 30 мощностью 5 л.с. массой 1,5 кг. Такие значения мощности и массы были достигнуты благодаря применению новых материалов - керамик и специальных покрытий, а также технологий. Совместно с университетом Warwick University компания Cubewano провела исследования по визуализации процесса сгорания в процессе работы РПД собственной конструкции. Числовое значение у названия этой модели соответствует рабочему объему - 30 см3. На базе Sonic 30 разработана серия двигателей:

- модель Sonic 20 мощностью 1,5…3 л.с. и массой 1,2 кг. При 12000 об/мин развивает мощность 2 л.с. Удельный расход топлива 400 г/л.с.·ч;

- модель Sonic 25 мощностью 4…5,5 л.с. массой 2,5 кг. При 10000 об/мин развивает мощность 5 л.с. Удельный расход топлива 360 г/л.с.·ч;

- модель Sonic 35 мощностью 6…11 л.с. и массой 3,5 кг. При 8000 об/мин развивает мощность 7,5 л.с. Удельный расход топлива 360 г/л.с.·ч.

В настоящее время создается модель Sonic 42.

Охлаждение двигателей осуществляется воздухом от набегающего потока. При полной мощности скорость БПЛА должна быть не менее 60 миль/ч. Возможна встроенная система охлаждения. В двигателе применяется электронный впрыск топлива и автоматическая компенсация высоты. В качестве топлива используется автомобильный бензин или керосин (JP8/JET A1) в смеси с маслом.

NITTO MFG. WORKS

Это уже японская компания. Хотя она появилась в 1965 г., но к производству РПД приступила лишь в 1997 г.

Все двигатели предназначены для авиамоделей, имеют калильное зажигание и одинаковый рабочий объем 19,75 см³.

Модель NR-20EP предназначена для самолетов, диапазон частот вращения выходного вала от 2000 до 10000 об/мин. Расход топлива при 8600 об/мин 100 см3/мин. Масса двигателя 1800 г. Топливо - спирт.

Модель NR-20EH разработана для авиамодельных вертолетов. Диапазон частот вращения выходного вала 2000…13000 об/мин. Расход топлива при 8600 об/мин составляет 38,5 см³/мин. Масса - 1800 г. Топливо - спирт. Двигатель способен обеспечить полет вертолета массой до 15 кг.

Для тех моделей, у которых двигатель по тем или иным причинам должен работать на бензине, разработаны еще две модели.

NRG-20EP разработан для самолетов. Мощность 1,34 кВт при 8000 об/мин, диапазон частот вращения выходного вала от 2000 до 10000 об/мин. Расход топлива 50 см³/мин при 8600 об/мин. Масса - 1493 г.

А для моделей вертолетов разработан двигатель NRG-20EH. Масса этого двигателя - 1466 г. Он развивает мощность 1,34 кВт при 8600 об/мин, диапазон частот вращения выходного вала от 2000 до 13000 об/мин. При почти одинаковых параметрах с двигателем NR-20EH у него расход топлива около 20 см³/мин при 8600 об/мин. Но и поднять он способен "всего" 10 кг.

O.S. Engines

Эта японская компания создана в 1936 г. и начинала с производства паровых двигателей для моделирования. Уже тогда любители увлекались конструированием действующих моделей паровозов, кораблей, электростанций и т.д. Тогда же был создан и бензиновый поршневой двигатель рабочим объемом 1,6 см³ модели O.S. Type-1. А с 1970 г. компания освоила по лицензии фирмы Wankel GmbH производство РПД модели O.S. ROTARY ENGINE 1-49 с калильным зажиганием в классе 5 см³.

В настоящее время компания предлагает современную модель 49-PI Type II .30 Wankel Rotary Engine.
При рабочем объеме 4,97 см³ этот двигатель развивают мощность 0,934 кВт при 17 000 об/мин. Масса всего 335 г.

Wankel SuperTec GmbH.

И теперь о наследнице ряда фирм, основанных Ванкелем и его преемниками - компании Wankel SuperTec GmbH (WST), образованной в 2007 г.

Ее задачами являются разработка, исследования и доводка РПД для летательных аппаратов (включая БПЛА) и других устройств различного назначения со специальными свойствами, например, многотопливностью.

Так, среди разработанных двигателей можно отметить РПД KKM 501, способный работать как на авиационном керосине, так и на дизельном топливе. Он развивает мощность 48 кВт при 5500 об/мин и крутящий момент 90 Нм при 4500 об/мин. Масса этого двигателя (в зависимости от комплектации) 50…60 кг. Удельная масса двигателя - 1,3 кг/кВт, а удельный расход топлива 265 г/кВт·ч (195 г/л.с.·ч).

Взяв за основу этот двигатель, инженеры компании разработали линейку двигателей ККМ 500, имеющих от одной до четырех секций. Мощность, соответственно, составляет 48, 96, 144 и 192 кВт.

Для удовлетворения потребностей заказчиков в двигателях меньшей мощности был разработан односекционный РПД KKM 351. Масса двигателя 20…28 кг (в зависимости от комплектации), мощность 35 кВт при 6000 об/мин, крутящий момент 60 Нм при 4500 об/мин, удельный расход топлива 265 г/кВт·ч. Этот двигатель также обладает многотопливностью. Имея опыт создания многосекционных двигателей, инженеры сконструировали двухсекционный РПД KKM 352. Его масса выросла до 50 кг в полной комплектации, мощность удвоилась и стала 70 кВт при 6000 об/мин. Удельный расход топлива не изменился. Аналогично был создан РПД KKM 502.

Интерес к двигателю Ванкеля проявляют и за океаном. Так, компания Pratt&Whit-ney приступила к испытаниям прототипа двигателя Ванкеля с целью создания легкой и экономичной силовой установки для беспилотных летательных аппаратов. (БЛА). В компании рассчитывают, что удельная мощность нового двигателя составит 3,28 кВт/кг.

О том, что с двигателями для легкомоторной авиации в России существуют проблемы, редакция обращала внимание руководителей различных уровней на протяжении всех лет существования журнала. К сожалению, пока на эту проблему особого внимания никто не обращает. Но неотвратимо наступит время, когда незамедлительно потребуются двигатели не только для самолетов пятого поколения, но и для беспилотных, и не обязательно это должны быть РПД. А номера поколения у нас не существует ни для БПЛА, ни для их двигателей.