Der große Vorteil von Radialen am Anfang war ihre große Frontfläche , was bedeutete, dass sie luftgekühlt werden konnten . Ein luftgekühlter Reihenmotor kann am hinteren Zylinder ziemlich heiß laufen. Je größer der Motor ist, desto problematischer wird die Kühlung. Es gibt einige riesige luftgekühlte Radialreifen in Größen, die für einen luftgekühlten Reihenmotor undenkbar wären.

Mit fortschreitender Technologie wurden komplexere wassergekühlte Motoren immer beliebter . Die Luftkühlung war jedoch in Militärflugzeugen immer noch ein großer Vorteil, da kein empfindliches Kühlsystem vorhanden war, das beschädigt werden konnte, sodass Radiale in dieser Arena bestehen bleiben konnten. Natürlich würde heutzutage niemand mehr davon träumen, einen Kolbenmotor in einen Jäger zu stecken.

Heutzutage ist die Flüssigkeitskühlung für Kolbenmotoren in allgemeinen Anwendungen nahezu universell, wobei kleine Flugzeuge einer der wenigen Bereiche sind, in denen die Luftkühlung bis zu einem gewissen Grad Bestand hat (siehe unten) Militärische Anwendung, die Luftkühlung bevorzugt. Der große Frontbereich ist aufgrund des großen Luftwiderstands, den er erzeugt, zum Sturz des Sternmotors geworden. Das andere Problem ist, dass das Ventiltrieb ziemlich kompliziert ist, was bedeutet, dass obenliegende Nockenwellen und mehrere Einlass- / Auslassventile pro Zylinder unpraktisch sind. Dies macht das Verhältnis von Effizienz zu Leistung zu einem großen Problem wie folgt:

Damit ein Motor ein gutes Leistungsgewicht aufweist, muss er mit hoher Drehzahl laufen. Um mit hoher Drehzahl zu laufen, muss es effektiv atmen. Dazu müssen sie mit nur zwei Ventilen weit öffnen. Um zu verhindern, dass sie mit dem Kolben kollidieren, muss das Kompressionsverhältnis niedrig sein, was den Wirkungsgrad einschränkt. Daher haben die meisten modernen Motoren mehr als zwei Ventile pro Zylinder, um dieses Problem zu umgehen.

Weiterführende Literatur

Pratt & Whitney R-2800: 46 l Hubraum, über 2000 PS von einem luftgekühlten Motor, keineswegs der größte!

Hervorragende Animation des Ventiltriebs, was auch die Schwierigkeit veranschaulicht, mehr als 2 Ventile an einem Zylinder anzubringen. Auch viel Geschichte (offensichtlich.)

Im Zweiten Weltkrieg wurden sowohl Doppelwespen (46 l luftgekühltes Radial) als auch Merlins (27 l wassergekühltes V, lizenziert von Rolls Royce in Großbritannien und lokal von Packard gebaut) vom amerikanischen Militär verwendet. Ich habe einmal eine sehr gute authentische Diskussion über die Taktik gelesen, wann luftgekühlte Radialkämpfer und wann wassergekühlte verwendet werden sollten. Leider kann ich es nicht finden. Hier ist eine der vielen Diskussionen zu diesem Thema. Beachten Sie, dass der Merlin wie moderne Motoren obenliegende Nockenwellen und 4 Ventile pro Zylinder hatte, während der Double Wasp dies offensichtlich nicht tat.

Moderne luftgekühlte Triebwerke

Ich bin eher ein Triebwerks- als ein Flugzeug-Typ, aber ich habe mir gerade moderne luftgekühlte Flugtriebwerke angesehen. Sie sind nur in viel kleineren Größen als typische Kampfmotoren des Zweiten Weltkriegs erhältlich. Normalerweise haben sie 4-6 Zylinder, zu wenig für einen Radialzylinder, aber genug, um Kühlprobleme am hinteren Zylinder in einer Reihe zu verursachen.

Der Kompromiss ist ein flacher (Boxer-) Motor mit 2 oder 3 Zylindern jede Seite. Dies überwindet auch zwei andere Probleme mit Radialen: obere Zylinder behindern die Sicht des Piloten und Ölsammlung im unteren Zylinder, wenn er angehalten wird. Sie haben auch mindestens eines dieser Probleme mit einem Inline-Motor, je nachdem, ob Sie ihn aufrecht oder umgekehrt montieren.

Kleine Triebwerke können entweder wassergekühlt oder luftgekühlt sein. Der Designer muss sich fragen: Möchte der Wochenendpilot angesichts des Problems der Zuverlässigkeit in der Luftfahrt wirklich einen Motor, der so kompliziert ist wie der in seinem Auto, mit Wasserkühlung, Cambelts und Motormanagement, die alle schief gehen könnten? P. >

Die luftgekühlten Motoren, die ich gesehen habe (Lycoming), haben nur zwei Ventile pro Zylinder, die alle von einer gemeinsamen Nockenwelle angetrieben werden. (Eine einfachere Wahl als der Nockenring bei einem Radial) Ich habe keinen luftgekühlten Flachmotor mit obenliegenden Nocken und mehreren Ventilen pro Zylinder gesehen, aber es wäre einfacher zu erreichen, als dasselbe bei einem Radial zu tun.

Radiale haben in der Regel ein hohes Leistungsgewicht, sind aber immer noch schwer und komplex.

Ein weiteres großes Problem ist ihre Oberfläche. Wenn Sie ein 300-PS-Radial mit einem 300-PS-6-Zylinder vergleichen, werden Sie feststellen, dass das Radial wahrscheinlich 9 Zylinder und ein großes rundes Kurbelgehäuse hat, das aufrecht sitzen und in den Luftstrom zeigen muss. Das verursacht viel Luftwiderstand. Der gegenüberliegende Motor kann jedoch in einer kleinen aerodynamischen Motorhaube mit Öffnungen nur für Kühlluft (oder keine, wenn Sie ihn mit Wasser abkühlen) platziert werden.

Ich denke, worauf es ankommt, ist jedoch dass Radiale großartig darin sind, Lasten von Leistung und Drehmoment zu erzeugen. Sie können Radiale bis zu etwa 50 Zylindern in Flugzeugtriebwerksgröße stapeln, bevor die Reibung zu sinkenden Renditen führt. Aber welches Flugzeug auf dem heutigen Markt benötigt 5000 PS und einen Zwei-Tonnen-Motor? Radiale, die niedrigere PS produzieren, können durch deutlich kleinere gegenüberliegende Motoren ersetzt werden, die genauso gut oder besser funktionieren, und Radiale, die große Mengen an HP produzieren, können durch Turbinentriebwerke ersetzt werden, die sie am oberen Ende deutlich übertreffen.

Die einzige wirkliche Verwendung für einen neuen Sternmotor besteht heute darin, die süße Musik zu hören, die sie produzieren.

Es ist schwierig, ein allgemeines Muster für Radial- und Inline-Motoren im Zweiten Weltkrieg zu finden. Jedes Land hatte Motorenhersteller, die die Motoren produzierten, in denen sie gut waren. Eine wichtige Überlegung war, wie sich der Motor in der Höhe verhält, was komplexe Lader oder Turbolader erfordert. In den USA war das Radial weitaus weiter entwickelt. Der einzige US-Reihenmotor, der viel Service sah, war der Allison V1710, dem ein hochwertiger Kompressor fehlte. V1710 mit Turbolader trieben den P-38 an und machten ihn zu einem effektiven Jäger in der Höhe. Das Radial von Pratt und Whitney R2800 wurde in Hellcat, Corsair und P-47 verwendet. Der Hellcat und der Corsair waren aufgeladen und die Leistung sank über 20.000 Fuß, was für einen Marinekämpfer kein Problem war. Der P-47 war mit Turbolader ausgestattet. Die große Größe des Thunderbolt war auf Turboladerkanäle zurückzuführen, die vom Motor zum Ladeluftkühler und zurück zum Motor führten. Der Turbolader ermöglichte es dem P-47, in großer Höhe wirksam zu sein. Der P-51 wechselte vom Allison V1710 zum Packard V1650, einem lizenzierten Rolls Royce Merlin. Der V1650 hatte einen besseren Kompressor für die Höhenleistung.

In Großbritannien produzierte Rolls Royce den hervorragenden Merlin. Es war so gut, dass die Trägerflugzeuge Seafire und Barracuda es benutzten. Im Verlauf des Krieges produzierte RR den Radius Griffon, Napier den Inline-Säbel und Bristol die Radiale Hercules und Centaurus. Alle diese Motoren waren in der Lage, einen Hochgeschwindigkeitskämpfer zu fahren.

Deutschland stellte den FW-190 im D-Modell auf der Suche nach Höhenleistung von radial auf inline um, da dem BMW radial ein guter Höhenlader fehlte. Die ursprüngliche FW-190 verdankte ihre Existenz der Nichtverwendung der wertvollen Reihenmotoren, die für die Bf-109 benötigt werden.

Japan und Italien entwickelten niemals effektive Reihen. Der Ki-61-Jäger war mittelmäßig mit einem deutschen Inline-Design und wurde zum effektiven Ki-100 mit einem Radial. Sie haben auch den D4Y-Tauchbomber von Inline auf Radial umgestellt.

Während die Inline stromlinienförmiger war, konnte das Radial die Luftkühlung nutzen, um Schub zu erzeugen. Die Luft kommt kalt und heiß (wie ein Jet). Das Radial sparte Gewicht durch den Wegfall des Flüssigkeitskühlsystems, aber der Inline-Betrieb konnte intensiver betrieben werden, da die Motorkühlung effektiver war, was zu kleineren Motoren bei gleicher Leistung führte. Das Radial war weniger anfällig und beseitigte die Logistik des flüssigen Kühlmittels. Übrigens stammen etwa 50% der Kühlung in einem Radial vom Öl, so dass sogar ein Radial teilweise flüssigkeitsgekühlt ist.

Nach dem Krieg verwendete jedes Verkehrsflugzeug vor den Jets mit einer Ausnahme Radial (ich kann Ich erinnere mich nicht, welche) von der RR Merlin angetrieben. Moderne Hersteller benötigen nicht die enorme Leistung bei möglichst geringem Gewicht und Volumen, um einfachere Designs zu wählen.

Es scheint, dass die Flugzeugkonstrukteure das verwendet haben, was sie hatten, und nur dann von radial zu inline oder umgekehrt gewechselt haben gezwungen. Die Unternehmen, die den Krieg begannen, machten weiter, ebenso wie die Radialhersteller, während Flugzeugkonstrukteure das nutzten, worauf sie zugreifen konnten.

Sternmotoren sind aus Sicht der Haltbarkeit / Mechanik besser: Radial verteilte Kolben verteilen die Lasten besser und die Welle wird aus allen Richtungen gleichmäßig belastet. Aus Resonanzgründen haben Sie (fast) immer eine ungerade Anzahl von Kolben

Die Zeiten haben sich geändert und die Manifakturierungstechniken haben sich verbessert *. Die Vorteile des radialen Designs rechtfertigen nicht mehr die zusätzliche Komplexität und den erforderlichen Designaufwand **, aber selbst dann werden einige noch heute hergestellt. In einigen Fällen handelt es sich bei Triebwerken lediglich um Automotoren, die für ein Flugzeug neu angepasst wurden, wodurch die Entwicklungskosten erheblich gesenkt werden.

Wie Ratchet erwähnt, haben Sie auch nur begrenzten Platz für die Kolben radial angeordnet, was in der linearen Anordnung nur durch die verfügbare Länge begrenzt ist (und Sie können jederzeit zu einer H-Anordnung wechseln, um die Anzahl der Kolben zu verdoppeln). Selbst wenn einige mehrreihige Radiale vorhanden sind.

Im Wiki werfen sie auch einige interessante Punkte auf, die hauptsächlich das Kühlsystem betreffen, aber auch die Platzierung des Triebwerks und das Sichtfeld des Piloten.

_{*: Meist Metallurgie (bessere Materialien) und Konstruktionstechniken (weniger Mängel in den Bauteilen). Ein besseres Verständnis der Wissenschaft hinter der Verbrennung hat auch zu effizienteren Konstruktionen der Brennkammern geführt, die zusammen mit dem Kraftstoff den Gesamtwirkungsgrad der Motoren erhöht haben. Sub>}

_{**: Bei einem Sternmotor haben Sie die Kolben ringsum (duh) und benötigen daher eine Verteilungsleitung, die alle Seiten des Motors erreicht (eine Seite nur für eine Standard-Inline), und ein Einspritzsystem, insbesondere für den Boden Kolben, die nicht die ganze Zeit "auf dem Kopf" stehen. Etwas, um das sich der Inline-Ansatz (normalerweise) nicht kümmern muss. Sub>}

untere Zylinder können Öl bekommen, das nach dem Einstellen des Leerlaufs über den Kolben austritt. Wenn dies nicht verwaltet wird, entsteht Schaden. Sie gingen mit der Stütze in alten WWII-Flugzeugen von Hand durch, um dieses Öl zu entfernen.