MOTOREACTORUL

  In cazul motoarelor cu reactie sunt multi termeni care desi par asemanatori, reprezinta fiecare un alt sistem constructiv. Sunt nenumarate confuzii, traduceri gresite, pe care din nereficire si celebra wikipedia le perpetueaza.

Sa facem o mica recapitulare:

– motorul cu reactie  – este un motor care produce tractiune prin expulzarea  unui  mase  de fluid,  in conformitate cu legea a treia a dinamicii (principiul actiunii si reactiunii – de aici si denumirea „cu reactie”) .

Principalele tipuri de motoare cu reactie in aviatie sunt: motoreactoare,  turboreactoare, pulsoreactoare, statoreactoare.  (Turbopropulsorul si turbomotorul nu genereaza  ca efect principal forta de tractiune prin reactie, ele actionand o elice.)

Acestea sunt motoare care folosesc oxigenul din aer pentru arderea combustibilului si sunt  numite aeroreactoare

– motoreactorul  – este primul model de motor cu reactie, in care compresorul este antrenat de un motor cu piston si nu de turbina, arderea avand loc prin injectie de combustibil intr-o camera de ardere (asemanator postcombustiei turboreactoarelor)

– turboreactorul – este un motor cu reactie format dintr-un compresor, o camera de ardere, o turbina care antreneaza compresorul si un ajutaj de reactie. Functioneaza conform ciclului Bryton.

Termenul de „turbo”, semnifica  o turbina care antreneaza compresorul. Mai apar si termeni ca turboventilator, care reprezinta o subcategorie de turboreactor.

– pulsoreactorul, statoreactorul – motoare cu reactie simple, fara turbina sau compresor

Motoare cu reactie sunt si motoarele racheta, care folosesc oxidant aflat in propriile rezervoare in locul oxigenului din aer.

Principala confuzie este aceea de a folosi termenul de motor cu reactie numai pentru turboreactoare. Astfel, in mod uzual, cand spunem avion cu reactie, ne referim la avioane cu motoare turboreactoare.

Nu este o mare greseala, daca tinem cont ca aproape toate avioanele cu reactie militare sau civile folosesc de fapt numai turboreactoare.  In trecut au fost si alte sisteme de propulsie cu reactie, cum este posibil in viitor sa se foloseasca si alt tip de motoare decat turboreactorul.

Nu as fi facut aceasta introducere aparent scolastica, daca aceste confuzii nu ar avea o mare importanta pentru istoria aeronauticii romane.

Primul avion propulsat de un motor cu reactie a fost cel al lui Coanda in 1910. In general istoricii au discutat mai mult de faptul daca avionul a zburat sau nu.  O alta polemica este legata si de faptul daca motorul folosit de Coanda este sau nu un motor cu reactie.

Avionul era propulsat de un motor cu reactie si anume un motoreactor foarte simplu.

Un motor cu piston Clerget de 50 CP antrena printr-un multiplicator de turatie un compresor centrifugal, avand turatia de 4000 rot/min. Debitul acestuia putea fi reglat printr-un „iris” (obturator similar cu cel de la aparatele foto).

Forta de tractiune astfel generata era de 220 kgf

Compresorul motorului Coanda

 Exista si critici care sustin faptul ca nu exista dovezi ale  montarii pe avion a camerelor de ardere si deci  acesta este un avion cu ventilator carenat (ducted fan). In acest caz ar lipsi arderea combustibilului in fluxul de aer  aval de compresor, iar propulsia nu poate fi considerata ca fiind generata de un motor cu reactie.

Cred ca e mai bine sa lasam aceste dispute in sarcina istoricilor de specialitate.

Cum vorbeam de confuzii, probabil faptul ca motorul acesta era denumit de Coanda, „turbo propulseur”, a generat multe idei gresite. Sa nu uitam ca era un pionerat, iar denumirile si clasificarile motoarelor cu reactie au aparut ulterior.

Motoreactorul  a fost dezvoltat mult mai tarziu, fara a avea mare succes.

Asa cum a spus Gustav Eiffel despre Coanda – ” acest baiat trebuia sa se nasca cu 30 de ani mai tarziu”

In 1910  avea doar 24 de ani.

Motorul nu prezenta un interes economic imediat si a fost rapid uitat datorita dezvoltarii spectaculoase a propulsiei folosind motorul cu piston ce antrena o elice.

Coanda a colaborat in realizarea motorului  cu Giovanni Caproni, in a carui ateliere din Taliedo, o suburbie din Milano, a fost produs si testat. Impreuna mai realizasera planoare si hidroavioane.

Cei doi fusesera colegi si buni prieteni la Institutul Montefiori din Liege.

 Proiectul motoreactorului a fost reluat incepand cu 1931 de  Secondo Campini , care impreuna cu Giovanni Caproni, au construit avionul Caproni-Campini N1 , cunsocut si sub denumirea CC2 .

Propulusia este realizata de un sistem similar ce cel incercat de Coanda. Un motor cu piston antreneaza un compresor, iar fluxul de aer sub presiune este transvazat catre camera de ardere in care are loc combustia, iar gazele arse sunt ejctate generand forta de tractiune.

A zburat prima data in 27 august 1940.

Intrucat zborul lui Henkel 178 din 27 august 1939, primul avion cu reactie functional, a fost tinut secret de nemti, CC 2  era considerat, spre mandria italienilor, ca o premiera a zborului cu reactie.

Propaganda lui Mussolini a folosit din plin acest proiect.

Datorita debitului de aer redus, genera doar 700 kgf, avionul avand viteza maxima de 375 km/h.

Au fost realizate doua prototipuri, programul fiind intrerupt datorita razboiului.

Si nemtii au incercat acest sistem de propulsie.  Cele mai cunoscute sunt motoreacterele dezvoltate de Heinkel.

Motorul cu piston era de tip 4 cilindri inversat, racit cu aer  si antrena o singura treapta de compresor. Rusii au incercat si ei sistemul, depasind cu mult ca performante modelul italian CC2.

A fost dezvoltat  MIG I-250 care a zburat prima data pe 3 martie 1945. Daca ar fi  intrat in productie de serie, ar fi fost denumit MIG 13. Motorul cu piston era un Klimov VK 107R  de tip V12 racit cu lichid si dezvoltand 1650 CP.

I 250

Avionul era propulsat atat de elice, cat si de sistemul VRDK (Vozdushno reakyivny dvigatyel kompressorny – motor aeroreactor cu compresor). Acesta functiona ca un booster, adaugand circa 300 kgf tractiune si crescand viteza cu 100 km/h.

S-au realizat 16 avioane si desi au avut succes, aparitia motorului turboreactor a condus la stoparea programului.

Un alt avion dotat cu motoreactor a fost si Sukhoi Su 5.

A avut o  constructie similara cu cea lui I 250, folosind acelasi motor cu piston. A fost realizat un singur prototip, care a atins 793 km/h, fiind testat in 1945 si apoi abandonat.

Americanii au avut in 1942 un program pentru constructia unui motoreactor, fara rezultate concrete, acesta fiind destinat unui avion numit NACA Jeep, care a ramas la nivel de schita.

O alta idee, a fost folosirea fortei de tractiune generate de gazele evacuate din uriasele turbocompresoare ale motoarelor  P&W 4360 montate pe bombardiere.

Pratt&Whitney 4360 -51VDT (Variable discharge turbine)

S-au facut cateva modificari : a fost eliminat compresorul mecanic si a fost folosita injectia directa de benzina in locul carburatorului. Iesirea din turbina turbocompresorului a fost prevazuta cu un ajutaj pentru reactie.

Destinat initial  pentru YB 50C Superfortress, nu fost folosit ulterior pe alte modele datorita aparitiei turboreactorului ce a echipat B 47 si B 52.

La  capacitatea  de 71 l a celor 28 cilindri, debitul de gaze arse era impresionant.

Forta de tractiune generata era echivalenta cu o crestere a puterii motorului de aproape 800 CP. (putere max. 4300 CP)

La unele avioane s-a folosit si forta reactiva de la gazele de evacuare, prin profilarea tubulaturii la iesirea din motor, sub forma unor mici ajutaje.

Mitsubishi 0  cu esapament modificat

Solutia a fost aplicata pe avioanele americane dotate cu Allison V 12, respectiv P 40 si P 51.

Un alt fenomen interesant a fost descoperit de inginerul englez  F.W. Meredith, efectul  purtandu-i numele. Avioanele care foloseau motoare racite cu lichid, aveau bineinteles nevoie de un radiator, care genera o forta apreciabila de rezistenta la inaintare. Efectul Meredith, consta in incalzirea aerului ce traverseaza celulele radiatorului si folosirea acestuia in generarea unei forte de tractiune suplimentare. Astfel, priza de admisie si sistemul de evacuare au fost proiectate pentru acest scop, formand un mic motor cu reactie.

Efectul Meredith folosit pe un P 51 Mustang

In final am lasat cele mai sofisticate motoreactoare, construite bineinteles de englezi

Napier Nomad a fost dezvoltat pentru o maxima eficienta, incercand sa concureze fara succes in fata motoarelor turboreactoare si turbopropulsoare. Cred ca este unul din cele mai complexe motoare realizate vreodata.

In primul rand este un motor Diesel in 2 timpi supraalimentat, cu intercooler (semanand cu jumatate dintr-un Sabre) ce antreneaza prima elice, un turbocompresor ce antreneaza a doua elice si un fel de afterburner, ce injecteaza combustibil dupa turbina. E un fel de 3 in 1.

Genera 3000 CP si 170 kgf tractiune

NAPIER NOMAD 1

Nomad 2 era ceva mai simplu, antrenand o singura elice. Motorul era mai simplu si mai usor.

Au fost testate cu succes, dar au ramas la nivel de prototipuri.

Toate aceste motoare au fost considerate de multi ca primitive si in consecinta, in mod gresit, nu au fost incluse in categoria motoarelor cu reactie. Au combinat tehnologii diferite si in final au pierdut in fata turboreactoarelor.

 Motoreactoarele au avut o viata scurta. Cel al lui Coanda a aparut prea devreme, iar celelate prea tarziu.

Acum poate intelegem mai bine de ce sunt atatea dispute legate de extraordinarul avion al lui Coanda si al sau motoreactor.

Grigore Leoveanu