Zatěžování motorů je dáno především samotnou přeměnou chemické energie na mechanickou. U pístových motorů je frekvence cyklického namáhání dána hlavně otáčkami motoru. Tyto, společně s otáčkami vrtule, generují vibrace, které následně přenáší také drak.
U některých dílů také nastává výrazné termomechanické namáhání, během kterého dochází k poklesu meze únavy, deformaci a tím k přídavnému mechanickému zatížení. Jeden takový cyklus je dán většinou jedním letem. Motor je postupně zahříván a poté ochlazen.
Další namáhání tvoří pozemní a letové provozní zatížení. A v neposlední řadě mohou mít na životnost vliv vibrace způsobené konstrukčním řešením pohonné jednotky, její instalace a draku.
Nakonec ještě musím zmínit environmentální vlivy, jako například vlhkost, sůl nebo prach. Tyto jevy pak urychlují šíření degradačních procesů. Například koroze způsobuje nejenom snížení nosné plochy dílu a jeho maximální provozní zatížení, ale únavová trhlina se pak šíří vyšší rychlostí než u dílu bez výskytu koroze.
Některým z projevů pomalu šířícího se poškození můžeme zabránit sami svou vlastní pozorností a všímavostí. Jedná se například o zvýšenou spotřebu oleje, vyšší teploty motoru, vibrace nebo nerovnoměrnost chodu motoru. V těchto případech je nutné hledat příčinu a pokud toho nejsme schopni, je potřeba uvedenou skutečnost předat majiteli nebo provozovateli.
Spíše než popis komplikované teorie o mechanismu motoru a jeho projevech únavových poškození se rovnou vrhněme na jednotlivé praktické příčiny snižování životnosti z nevědomosti či nedbalosti. Celkový výčet by mohl být výrazně delší. Nejčastější příčiny zvýšeného výskytu degradačních jevů uvádí následující seznam.
Nedostatečné prohřátí motoru, které má za následek především zvýšené tření a opotřebování třecích ploch. Za kniplem se nemá spěchat, nikdy. Pokud se pilot rozhodne zkrátit čas nutný k ohřátí oleje, snižuje tím jeho životnost a spolehlivost. Motorová zkouška by neměla pomáhat k rychlejšímu ohřevu. A už vůbec k tomu nesmí pomoci první start.
Přehřátí motoru může nastat během horkých letních dní zejména při opakovaném provozu na plný výkon. Může se jednat o nácvik okruhů během výcviku nebo při vlekání větroňů. Při zvýšených teplotách má vzduch nižší hustotu a je nutné využít maximální výkon motoru po delší čas potřebný k odpoutání. Přehřátí ale bohužel způsobuje zvýšené mechanické namáhání a překročení navrhovaných tolerančních polí a předpětí. Opakovaným zatěžováním motoru tak klesá jeho životnost. Obzvlášť riskantní může být vlekání větroňů do kopce z důvodu aktuálního směru větru.
Velmi rychlé ochlazování je podobně nebezpečné, jako jeho přehřívání. A kombinace obou jevů může být pro motor velmi destruktivní. Ne okamžitě, ale až po nějaké době, kdy v letadle bude sedět někdo úplně jiný někdy úplně jindy. Příčinou takového chování je většinou finanční úspora, která však, věřte mi, opravdu nestojí za to. Pokud jsou horké části motoru vystaveny prudkému ochlazení, dochází tím k velmi rychlému a nerovnoměrnému smršťování materiálu, což způsobuje nerovnoměrné namáhání a podmínky pro vznik trhlin v místech, kde nemusí být běžně očekávány.
Ochuzování palivové směsi má vliv na spotřebu paliva. Avšak nejenom na ni. Ochuzování má dopad také na teploty válců (Cylinder Head Temeperature – CHT) a výfukových plynů (Exhaust Gas Temperature - EGT). Zvyšování těchto teplot má za následek vyšší provozní napětí a nižší životnost válců a ventilů. Drobná úspora paliva může být pak ve výsledku velmi drahá záležitost, byť se to tak nemusí zdát.
Nevyvážená vrtule a její cyklická reakce může být dalším jevem vedoucím k poruše motoru. Provozní příčiny nevyvážené vrtule mohou spočívat v různorodých drobných poškozeních způsobených pískem, trávou anebo střetem s malými kamínky, zkrátka faunou i flórou. Dalším zdrojem nevyvážení může být neodborná údržba. Staticky i dynamicky nevyvážená vrtule způsobuje zvýšené namáhání motoru, reduktoru, ložisek i hřídele. Pokud je nevyvážení větší, může dojít i k nerovnoměrnosti chodu motoru.
Špatná údržba je téma, které by stálo za samostatný článek. Pokud to člověk neumí provést dobře, neměl by to dělat vůbec. A aby to bylo provedeno dobře, je nutné, kromě praktických zkušeností, mít potřebné vybavení, platnou dokumentaci, dostatečný prostor, klid, čas a především originální náhradní díly. Zní to přísně, ale jakékoliv jiné řešení je nebezpečné a špatné řešení.
Domácí modifikace pohonných jednotek je nešvar, se kterým se lze setkat u některých provozovatelů ultralehkých letadel. Taková potřeba může nastat například z důvodu požadavku na zvýšení otáček, konstrukčních možností kapotování, úprav výfuků anebo dosažení požadovaných teplot. Musíme si uvědomit, že místo očekávané změny ale také může dojít k negativnímu dopadu na tlakové poměry, teplotní pole nebo vibrace vedoucí k rychlejšímu opotřebení. Před každou novou úpravou motoru by měla proběhnout konzultace s výrobcem a dokumentace zamýšlené změny, jinak to nelze. Poté je potřeba ověřit správné provedení na zemi. Až následně lze provést ověření za letu a potom teprve lze provozovat motor v běžném provozu. Jinak to nelze.
Výše uvedený seznam není kompletní. Mohli bychom zde zmínit také různé pološílené nápady v provozu, zbrklé pohyby s plynovou pákou nebo úvahy o tom, jak snižovat spotřebu paliva a oleje různými ověřenými triky. Nic z toho není rozumné, ani bezpečné.
Motor, to je srdce letounu a pokud nastane jeho infarkt, ukončení letu je velmi rychlé. Chraňme proto prosím nejenom sebe před zbytečnými situacemi, které nemusí nikdy nastat. Chraňme ale také i ty piloty, kteří poletí po nás.
V příštím článku se zaměříme na únavu a její praktické projevy na dracích letadel.
