Каковы преимущества/недостатки дизельного / реактивного поршневого двигателя а-1?

Вопросы / ответыКаковы преимущества/недостатки дизельного / реактивного поршневого двигателя а-1?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 3 месяца назад

Некоторые самолеты GA, в частности DA40/DA42, оснащены поршневыми двигателями, которые используют реактивный а-1 и / или автомобильный дизель вместо авиационного газа (avgas). Примером такого двигателя является двигатель Austro AE300:

Введите описание изображения здесь

Каковы преимущества / недостатки этих двигателей и почему они не являются более распространенными?

4 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Преимущества

  1. Двигатели с воспламенением от сжатия имеют более высокую степень сжатия, что приводит к повышению эффективности. Таким образом, дальность полета самолета улучшается, и на более длительных рейсах грузоподъемность может также улучшиться. Расход топлива обычно примерно на 30% ниже.
  2. Более высокая эффективность в сочетании с тем, что топливо Jet A-1 дешевле, означает, что они имеют более низкие эксплуатационные расходы. Тем более, что в Европе свинцовый avgas сильно облагается налогом, чтобы препятствовать его использованию для экологических проблем.
  3. Они должны быть немного более надежными. Дизельный двигатель нуждается в топливном насосе высокого давления, но, по-видимому, с ними меньше проблем, чем со свечами зажигания.
  4. Они несколько легче для того чтобы работать, в виду того что они не имеют отдельно управления дросселя и смеси.
  5. Они не страдают от проблем, связанных с неправильными настройками этих элементов управления, а именно стук/детонация и предварительное зажигание.
  6. Турбонаддув их не несет риска преждевременного воспламенения, и большинство из них с турбонаддувом, поэтому производительность не снижается так быстро с высотой плотности.
  7. Существует более низкий риск возгорания, так как реактивное / дизельное топливо менее Огнеопасно (имеет более высокую температуру воспламенения).
  8. Jet A-1 имеет гораздо более широкую доступность, особенно в третьем мире, поэтому легче планировать остановки топлива на рейсе, скажем, в Латинской Америке или Африке

Ущерб

  1. Они более тяжелы для такой же силы, потому что им нужно быть сделанным из более сильного материала должного к более высокому коэффициенту сжатия и потому что им нужно иметь более большой том цилиндра из-за более низкого максимального rpm. На более длительных рейсах снижение веса топлива часто компенсирует более тяжелый двигатель.
  2. Турбонаддув поставляется с определенными рабочими процедурами, незнакомыми с теми, которые используются для нормально наддувных двигателей, и небольшим отставанием в рычаге тяги (это не дроссельная заслонка).
  3. Как уже упоминалось, небольшие аэропорты, возможно, еще не имеют реактивного топлива. Это, вероятно, лучше в Европе, где давление на поэтапный отказ от 100LL avgas сильнее. Некоторые двигатели также используют автомобильное дизельное топливо или даже реактивное или дизельное топливо, поскольку дизельные двигатели менее придирчивы к тому, что они горят.
flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Технически, это Jet A-1, который имеет гораздо более широкую доступность; сам Jet A, за пределами Соединенных Штатов, доступен только в нескольких крупных аэропортах Канады и Европы.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

@Шон, правда-и вопрос говорит A-1, поэтому ответ должен также (обновлено).

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Большая часть этой «большей эффективности» заключается в том, что топливо измеряется по объему . X объем дизельного топлива имеет примерно на 15% больше энергии, чем X Объем бензинового топлива, отчасти потому, что он имеет большую массу . Так это артефакт ошибочных измерений.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

@Харпер, есть действительно некоторая разница в плотности энергии, но не так много, как разница в потреблении.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Современные авиадизельные двигатели являются гораздо более технически продвинутыми, чем большинство двигателей, работающих на avgas, поскольку они очень новые конструкции. Большинство двигателей avgas обычно наддуваются, большую часть времени карбюраторные и имеют ручное управление смесями топлива и воздуха, что является древней технологией двигателя. Аэродизели имеют турбокомпрессоры, электронный впрыск топлива и управляемую компьютером смесь, что дает им лучшую производительность и эффективность. Тангаж упорки также обычно компьютер-проконтролирован, дающ пилоту однорычажное управление.

Таким образом, нет никаких реальных недостатков для самих двигателей, недостатки больше связаны с логистикой и затратами на запуск. Есть несколько механиков, которые могут работать над ними, и несколько самолетов с STCs, которые позволяют им быть модернизированы, поэтому, если вы хотите один шанс, у вас его нет. Для модернизации (если это разрешено) требуются существенные изменения топливных баков, систем подачи топлива, электрических систем и т. д., Поэтому это не дешевый вариант.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

вес может быть заметным недостатком некоторых» аэродизельных » конструкций (хотя я понимаю, что это немного улучшилось, по крайней мере, один двигатель требует экономии веса по сравнению с его аналогом avgas)

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Это верно, дизельные двигатели имеют более высокое давление, чем бензиновые двигатели, поэтому сделаны из стали, а не алюминия. Многие аэродизели начали жизнь как автомобильные блоки двигателя, но более новые проекты были разработаны с самого начала для использования самолета и были в состоянии побрить веса.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

@voretaq7: сам связанный двигатель очень немного тяжелее, чем его бензиновый аналог. Экономия веса происходит от того, что вы должны нести меньше топлива.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

В некотором смысле это глупо, аэродизели имеют преимущества, но многие из них исходят из того, что Jet-A1 дешевле во многих местах. Если бы мы построили двигатель на авиационном бензине с той же технологией, мы могли бы, вероятно, покончить со свинцом и иметь такую же хорошую или лучшую производительность, чем аэродизели, но они все равно будут дороже работать из-за налогов.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Преимущество: AvGas сильно облагается налогом в Европе. Это, прежде всего, налог на зависть, потому что он приносит меньше, чем затраты на его администрирование, но нелетающее большинство чувствует себя хорошо, «наказывая миллионеров, которые тратят свои деньги на полет». AvGas стоит в настоящее время около 2,6 — 3 € за литр в Германии, например.

Реактивное топливо не может облагаться налогом таким же образом, потому что арбитраж слишком прост. Авиакомпании просто прекратят дозаправку в Европе. По ценам около 1 € в крупных аэропортах разница существенна. С DA-40 вы не можете получить ту же цену, что и авиакомпании, но значительная разница остается.

Недостаток: в аэропортах pure GA вам будет трудно получить реактивное топливо вообще. Есть очень мало поршневых двигателей, которые могут использовать Jet A-1 и рассчитаны на авиацию. Автомобильные двигатели не могут использоваться без тяжелых модификаций, так как они не рассчитаны на непрерывную работу при 60% или 70% их максимальной производительности. Из-за более высокого внутреннего давления, двигатели, как правило, тяжелее и производят больше вибраций. Однако, поскольку удельный расход топлива дизельного двигателя ниже, общая масса системы для диапазонов свыше 1000 км должна быть ниже.

Рынок га просто слишком мал, чтобы поддерживать разработку новых двигателей. Мы должны использовать то, что было создано полвека назад. Обидно, но это было показано несколько раз за последние два десятилетия — был ряд попыток создать дизельные двигатели GA, причем очень мало, чтобы показать.

В 1930-х годах Юнкерс сделал ряд очень интересных дизельных поршневых двигателей (см. здесь), которые приводили в действие ряд самолетов, предназначенных для очень больших расстояний. Они использовались для трансатлантической почтовой связи (см. здесь и здесь примеры).

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Энергоемкость реактивного топлива только выше на объем . По массе он ниже . Однако дизельные двигатели имеют значительно лучшую термодинамическую эффективность из-за гораздо более высокой степени сжатия.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

@Jan Hudec: Спасибо, что указали на это, плотность струи-A1 составляет от 0,78 до 0,84 кг/л и AvGas 0,69 — 0,76 кг / л. Если вы ограничены в пространстве, переход на дизель очень помогает; если вы ограничены в массе, меньше. Но все же SFC составляет 250 г/кВтч для AvGas и 200 г/кВтч для дизельных двигателей. Используя средние значения для плотности, это переводит в 0.246 l / kWh для дизелей и 0.345 l/kWh для двигателей AvGas.

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Я почти уверен, что налог AvGas предназначен в качестве экологического налога из-за свинца, а не регрессивного налога или «налога зависти», как вы выразились. Автор ответа: raptortech97

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

@raptortech97: на момент введения опасности свинца не были хорошо известны. Имейте в виду, весь автомобильный газ все еще был свинцовым. Нет, политики ясно дали понять, на что нацелены: не на лидерство, а на «богатых» людей. С тех пор мир немного изменился. Автор ответа: Peter Kämpf

flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Так что этот «налог богача» в основном платят студенты. Разве бюрократия не чудесна? Автор ответа: Марк Micallef

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 месяца назад

Дизельные двигатели в GA используют охлаждение радиатора и таким образом нагревают кабину с теплообменным аппаратом воды, неотъемлемо более безопасным чем взятие высокой температуры непосредственно от выпускного коллектора/трубы.