Vyrábíme letecký motor 18: Netradiční konstrukční přístup zajistí vyšší výkony za daleko nižší náklady

10.08.2023 2 příspěvky Tento článek je součástí seriálu Vyrábíme letecký motor

Po čase přinášíme další díl seriálu Filipa Zejdy o stavbě leteckého motoru. Tentokrát o tom, jak je krásné nebýt svázán pravidly nadřízených a být svým pánem.

Dreamtrainer FZ
Dreamtrainer FZ (Zdroj: Archiv Filipa Zejdy)

Mnoho leteckých konstruktérů ultralehkých letadel vychází z nevýhodných výchozích podcelků daným mu zaměstnavatelem k realizaci jeho, nebo společného projektu. Pracují na ose: ekonomicky dostupné a levně vyrobitelné letadlo, které lze prodat s nejvyšším možným ziskem. Následně jsou vázáni na konstrukční uspořádání draku letounu a dané uzly uchycení motoru v předem dané vzdálenosti požární přepážky od vztažného bodu a předem daný rozsah centráží a tedy i možností použití – omezeného počtu motorů, využívajíc převážně pouze malé skupiny dostupných sériových necertifikovaných motorů podobné hmotnosti. To s sebou bohužel nese možnost použití jediného možného reduktoru s jedním, výjimečně dvěma, dostupnými převodovými poměry (R912ULS, nebo 915is či R 916) a s pevně danou velmi malou osovou vzdáleností hřídelů.

To vše výrobce UL nakonec dotvoří výběrem z vrtulí malého průměru pro malé výkony, pro malé osové vzdálenosti splňující požadavek výšky konců vrtule nad zemí podle předpisu. Takže nakonec to své dílo, jakkoliv je nádherné a ve skutečnosti má daleko vyšší potenciál ve všech rozsazích výkonů od malých rychlostí po ty vysoké, výrobce „poníží“ do průměrnosti.

Z výše popsaného vyplývá, že průměrný letecký konstruktér nemůže rozvíjet své sny a vize! Protože by mu to zaměstnavatel nedovolil, nezaplatil, ostatní konstruktéři by ho vyštípali – rozboural by jim jejich zažitá schémata a nikdo by ho nepodporoval… Rovněž prodávat zcela nový produkt s jinými rozměry a výkony, než je běžné by mohlo vyděsit již tak konzervativní zákazníky kupující nové letadlo.

Dreamtrainer FZ (Zdroj: Archiv Filipa Zejdy)

 

Oproti tomu soukromý a nezávislý konstruktér a stavitel v jednom má daleko širší pole možností, tím spíše pokud dokáže přesně definovat své sny a požadavky.

Měl jsem sny a vize, které jsem potřeboval přetavit v realitu

Zadání znělo jednoznačně:

  • Letadlo se STOL vlastnostmi, které přistane a vzlétne na 150metrové louce.
  • Letadlo létající trvalou cestovní rychlostí 220 km/h až 250 km/h.
  • Letadlo, které při tom všem uveze dva stokilové dvoumetrové chlapy a ještě současně bez překročení maximální vzletové hmotnosti MTOW 600 kg s nimi ulétne až 600 km.
  • Letadlo, které má dolet přes 1000 km na plnou 120 l nádrž paliva.
  • Letadlo, kde si můžete užívat horké letní dny v nejširší kabině mezi dvousedadlovými letouny, navíc s otevřenou kabinou za letu.
  • Letadlo, jehož motorové díly jsou v cenové relaci vozu nižší střední třídy a jsou ihned dostupné v nejvyšší možné kvalitě.
    Letadlo, jehož motor umí opravit v každém servisu koncernu VW, a to po celém světě!
  • Letadlo, jehož konstrukce draku, motorové lože a jeho roznesení do draku bude postavena na motor do výkonu 160 HP a 500 Nm na výstupní vrtulové hřídeli.
  • Letadlo, na které bude možné navěsit za letu stavitelnou vrtuli do průměru 2100 mm -2200 mm do hmotnosti 12 kg.
  • Letadlo, které si stejně nadšený člověk jako já může postavit v ceně materiálu do 500–700 tisíc Kč. Což se mému příteli Markovi, který stavěl stejné letadlo se stejným motorem povedlo.

To jsou mé vize a sny, o kterých mnozí tvrdí, že je nelze zrealizovat dohromady. Abych všechny tyto protichůdné hodnoty uvedl ve skutečnost bylo nutné vše udělat zcela jinak.

Už od začátku vývoje nového letadla „DREAMTRAINER FZ“, jsem vycházel ze stavebnice v úplném rozkladu Rokoaero NG6 Via se zesílenými nosníky křídel a větším rozpětím v kategorii 600 kg, které se mi jevilo jako vhodný základ pro mé účely splnění vizí jako letového demonstrátoru, zda je možné moje vize a mé sny reálně uskutečnit, nebo ne.

ROKOAERO a boční pohled na zástavbu motoru 1,2 tsi 120HP (Zdroj: Archiv Filipa Zejdy)

 

Velmi mne zajímalo, zda se mi podaří dosáhnout výrazně lepších, reálně doložitelných a měřitelných výsledků v komplexním celku pohonné jednotky a letounu při všech měřitelných údajích, oproti tomu, co nabízí sérioví výrobci třeba i se silnějšími motory, které jenom samy o sobě stojí přes milion korun.
Samozřejmě hrozilo i nebezpečí, že to bude drahá a slepá cesta...  Takový je ale úděl samostatně konstruujících stavitelů letadel.

Moje dosavadní znalosti zkušebního pilota a stavitele letadel – vrtule pracující s nejvyšší možnou účinností – letadlo. Dále pak letadlo – motor a jeho zastavitelnost s ohledem na větší hmotnost motoru cca 107 kg. To jsem pojistil zpětným přezkoumáním na ose vrtule – reduktor – motor k zajištění potřebné osové vzdálenosti, zajištěné centráží letounu. A znovu jsem se věnoval ose vrtule – motor – reduktor – letadlo jako funkční celek a provázané zpětné vazby vedoucí k největšímu možnému výkonu jako vyváženého celku. 
Vložil jsem do změněného „konstrukčního“ pořadí ještě další level a to je osobní nepřenositelná zkušenost při zalétávání a stavění různých typů letadel s různými automobilovými i jinými motory a vrtulemi velkých průměrů a současně tím modifikoval a upravil různé části draku letadla.  Součástí této zkušenosti je i bush létání z velmi krátkých ploch v členitém terénu.

ROKOAERO a motor 1,2 TSI (Zdroj: Archiv Filipa Zejdy)

 

Nebyl jsem rovněž omezován zaměstnavatelem a tím jaký materiál, jak kvalitní a jaké podcelky či sestavy se nevyhnutelně musí použít, protože je hromadně levně nakoupil a leží mu na skladě, nebo je vázán smlouvou o množstevních dodávkách a odběru…
Nebyl jsem omezen žádnými smlouvami a měl jsem absolutně volné ruce k dílu a jasnou mysl.  Nebyl jsem zajat žádnými časovými lhůtami a mohl pracovat jen tehdy, když jsem cítil tvořivého ducha. Mohl jsem kopírovat cizí nápady, využívat nejlepší a nejdražší oceli i materiály. Mohl jsem využívat i sestavy, nebo podcelky jiných výrobců, které mi ušetřily čas a peníze. 
Pracoval jsem na tom, aby postavení letadla na materiálu stálo méně než půl milionu korun. A to se povedlo! 

DREAMTRAINER zesílení kabiny a bezpečnostního rámu pro osádku (Zdroj: Archiv Filipa Zejdy)

 

V dalším článku si povíme o zvládnuté technologii výroby za letu stavitelné, jednotlivě postavené dvoumetrové vrtule přímo na výkonovou a momentovou křivku motoru 1.2 TSI. 

Přečtěte si e-knihu Filipa Zejdy „Vyrob si svůj letecký motor s výkonem 120-140 Hp“   

Mohlo by vás zajímat

Filip Zejda

UL letecký instruktor ve vlastní Letecké škole Vysočina, zkušební pilot, stavitel letadel. Licence PPL, UL. Nálet přes 3 000 hodin. Vzdělání: automechanik, konstruktér - strojírenská konstrukce s maturitou, ATPL teorie se zkouškami před ÚCL. Létané typy: Z-42, 43, Cessna 150-172, Yetti J-03, Tecnam P2002 Sierra, Eurostar, Bristel a další ultalehká letadla. Zájmy: nácviky nouzových situací s vypnutým motorem, hledání vhodných ploch pro létání, vlastní výroba leteckých motorů, rodina.


Témata

Letecké motory


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

Diletant radí...

15.08.2023 v 4:51 Jícha

Klobouk dolů pane Zejdo. Jenom mě napadlo, zda by se pro váš projekt nahodil tříválec. Jistě už jsou ty koncernové motory vymakané (120 TSI taky měl svou historii). Už z podstaty musí být lehčí, i když slabší - jakýže výkon má Rotax? Jak by vám pasoval dvouválec. Jestli se nemýlím, tak Fiat 500 se prodával s 0,9 L dvouválcem (?)

Odpovědět

Diletant radí...

15.08.2023 v 14:15 Filip Zejda

 Nenazval bych Vás diletantem. Možná máte na věc jiný pohled. Nejraději bych šestiválce kvůli rozložení tlaků a chodu, krouťáku a vibracím. Z hlediska hmotnosti se mi  jeví čtyřválec 1.2TSI s naladšním na 120HP a 210Nm na klikovce rozumným kompromisem, který lze upravit reduktorem ještě s dostatečnou osovou vzdáleností a možností přenést celý kroutící moment 420Nm  pokud je redukční poměr 2.0:1- do vzduchu na přijatelných 2100 otáčkách dvoumetrové vrtule. První zástavba byla do letadla 472.5kg takže šlo hodně o hmotnost! Do motorků s nižším obsahem a méně válci a přeplňováním vyššími tlaky než 2atm se mi  nechtělo kvůli spolehlivosti a nízkému kroutícímu momentu, tam by se veškeré kouzlo přenesení výkonu do vzduchu na malých otáčkách při velké vrtuli na maximálním kroutícím momentu ztratilo. Zažil jsem hodně nouzáků se starými motory Š 136B  z Favovita na kterých jsem začínal létat, kde praskaly klikovky a propalovaly se písty, zadřely se ložiska na reduktoru atp.  To už jsem také nechtěl.  Také jsem musel myslet na finanční stránku, vývoj a práce platím ze svého. Koncernových motorů je zde násobně více než jiných a s tím souvisí i sehnatelnost běžně nesehnatelných podkladů, zapojení  modifikací, náhraních dílů a zkušennosti s těmito motory, které jsou dnes již velmi levné. Chtěl jsem si vyrobit letadla, která budou mít takové výkony a v takové ceně, které jinde neseženu. Toto byla cesta a podle výsledků vypadá na rozumný kompromis. Chápu že pro velice aerodynamické letadla s nízkou hmotností mohou  být nízkoobjemové motory s 2-3 válci dostačující. Já ale potřeboval uvézt dva 100kg pořízky z krátké plochy 236m v nadmořské výšce 630m a to i v létě při teplotách okolo 27st.C Na tuto práci jsem měl k dispozici dvě letadla Yetti J-03 472.5kg a ROKOAERO 600kg s větším rozpětím a to jsou docela velká UL . Proto jsem šel touto cestou! Dnes si myslím, že   motor s větším  obsahem  1.5 TSI upravitelný na cca 175HP a 300Nm na klikovce by byl lepší,  je založen na stejných technologiích jako 1.2TSI a úprava by neměla být o moho složitější. Záleží tedy vlastně do čeho a k jakým účelům motor do letadla stavíte.

Odpovědět

Přidat komentář