evoluzione motori aeronautici

L’evoluzione dei motori areonautici

Quasi tutti i motori alternativi aeronautici sono del tipo a ciclo Otto a quattro tempi, ma non mancano (e non sono mancati) anche esempi di motori a due tempi ed a ciclo Diesel. Fin verso la fine della 1° guerra mondiale erano relativamente diffusi i motori rotativi, che garantivano una migliore refrigerazione poiché l’intero propulsore, durante il funzionamento, era in rapida rotazione.

Come sono fatti i motori aereonautici?

Gli inconvenienti derivanti dalle violente vibrazioni, dalle notevolissime forze centrifughe, e la quasi impossibilità di realizzare motori di elevata potenza portarono però alla successiva, incontrastata affermazione del motore di tipo classico, con banchi di cilindri in linea o con cilindri radiali (od a stella). I motori con cilindri in linea, detti anche semplicemente motori in linea, possono essere refrigerati ad aria o a liquido. La prima tecnica, seguita solo su propulsori di piccola e media Potenza (generalmente Inferiore ai 1000 CV), comporta l’impiego di cilindri dotati di un’estesa attrezzatura di raffreddamento: la refrigerazione a liquido utilizza invece radiatori per trasmettere all’aria il calore che acqua, o speciali miscele, sottraggono ai cilindri, circolando attorno ad essi in opportune camicie.

I motori a stella i cui cilindri sono disposti a raiglera attorno ad un carter, sono quasi esclusivamente raffreddati ad aria. I moderni motori a pistoni pertanto hanno raggiunto un notevolissimo grado di perfezione, ed una considerevole complessità.I rapporti di compressione non hanno tuttavia mal superato limiti troppo elevati e sono normalmente compresi attorno a 7: le cilindrate hanno raggiunto e superato gli 80 L mentre i giri al minuto sono stati generalmente contenuti sotto i 4000. Tra i tipi più comunemente oggi impiegati sono da ricordare i tipi in linea con banchi di cilindri contrapposti (a 4. 8. 8 cilindri), ed i tipi a stella e a doppia stella (rispettivamente con 5, 7, 9 e 10, 14. 18 cilindri).

Meno diffusi sono i motori ad un semplice banco di cilindri in linea, e praticamente scomparso il raffreddamento a liquido. La necessità di forti cilindrate, presupposto indispensabile per l’ottenimento di elevatissime potenze, ha portato alla comparsa di motori con banchi di cilindri a W, ad H e ad X in aggiunta al classico tipo a V, e di motori radiali del tipo a quattro stelle. I motori alternativi hanno raggiunto potenze massime attorno ai 3500 CV (valore che può essere considerato come limite praticamente non sperabile per il manifestarsi di gravissime difficoltà costruttive).

Consumo e accessori del motore

Il consumo di un motore a pistoni si aggira attorno al 200 g. di carburante (benzina a numero d’ottani compreso 44,80 e 150) all’ora per ogni CV di potenza erogato per lo stesso perfori il peso, dell’ordine degli 0.8 kg./CV per motori di piccola e media potenza, é sceso anche sotto 0.5 su motori particolarmente spinti. L’alimentazione può essere ottenuta mediante normali carburatori aspirati, ma si stanno sempre più diffondendo, soprattutto per motivi di sicurezza. Carburatori ad iniezione o addirittura l’Iniezione diretta del carburante nel cilindri, caratteristica comune a tutti i motori di potenza abbastanza elevata è l’impiego di un riduttore ad ingranaggi, che consente all’elica di ruotare a velocità minore (da in a 7/10) di quella del motore, raggiungendo cosi rendimenti pio elevati.

Molto diffuso, su tutti i motori di una certa potenza, é il compressore di sovralimentazione, che permette di compensare gli effetti della diminuzione di densità dell’aria che si riscontra salendo in quota. Questo compressore, generalmente di tipo centrifugo, azionato o direttamente dall’albero motore, o da una turbina alimentata dai gas di scarico, consento tanto di ottenere elevate potenze anche a quote di parecchie migliaia di m. quanto di erogare (sia pure per brevissimi periodi di tempo) potenze considerevolmente superiori a quelle normalmente fornite alle basse quote, con evidenti vantaggi per esempio, in decollo. Su alcuni grossi motori alternativi, denominati turbocompositi, l’energia contenuta nei gas di scarico viene utilizzata per far girare delle piccole turbine, la cui potenza viene trasmessa all’albero motore.