Vývoj a výroba leteckého motoru | motorové lože #5.

Uložení konverze automobilového motoru do konstrukce draku je komplikovaná záležitost, u které se hodí předchozí zkušenosti. Upřímně, vyrobit konverzi motoru je stejně náročné jako jeho kompletní a spolehlivá zástavba do draku.

Každému amatérskému staviteli proto doporučuji přečíst si pravidla UL-2 – dodržovat je a hlavně veškeré kroky zástavby komunikovat a nechat průběžně kontrolovat od svého technika, jak předpis požaduje. Je pravda, že několik techniků může mít na stejný problém odlišný názor; můžete s ním souhlasit více či méně, každopádně je potřeba ho respektovat, protože s největší pravděpodobností bude zástavba bezpečná. Můžete také zvolit takového technika, který provede analýzu předložených řešení a pomůže Vám rozhodnout o nejlepším vzhledem k hmotnosti, pevnosti, bezpečnosti, vibracím atp,  ne každý technik ale umí mnoho řešení, většinou je přikloněn takovým, které důvěrně zná.

Rozměrově je motor 1,2 TSI kupodivu celkem malý díky moderní kompaktní konstrukci.

Rozměry i s reduktorem jsou u 1,2 TSI přibližně 640(d) x 660(v) x 500(š) mm. U Rotaxu 912S jsou rozměry 560 x 500 plus výfuk x 576 mm. Rozdíl je tedy pouhopouhých 80 mm u délky v neprospěch 1,2 TSI, což je stejně jedno, protože lehký Rotax je na delším loži kvůli vyvážení. Výška je u 1,2 TSI porovnatelná jako u R912 s výfukem. Ale 1,2 TSI je užší než R912 o 76 mm.Tolik porovnání pro ty, jenž řeší, jaký motor zvolit a nechtějí mít na čumáku  letadla nějaký nevzhledný kryt.

V případě instalace motoru 1.2 TSI bude muset být "motorový prostor" u letounu kvůli vyvážení podstatně kratší, nebo bude muset být reduktor" představen" ( bude dál od motoru než je obvyklé). Pokud máte navěšen do letadla motor, který je relativně lehký, může se stát (u některých typů letounů), že kvůli vyvážení je použito originální prodloužené mezilože a odpovídající prodloužený kryt motoru. Takové řešení ovšem přináší zvýšenou zástavbovou hmotnost takového agregátu o cca 5-7 kg mrtvé váhy. V případě příďového podvozku a nutně více dimenzovaného mezilože ( pokud je k němu ukotven) je to samozřejmě ještě více.

Máte-li u svého letadla podobnou zástavbu s prodlouženým meziložem motoru,  pak s největší pravděpodobností budete moci navěsit i motor 1,2 TSI, aniž byste se dostali mimo krajní centráže.

Řekl bych, že by motor 1,2 TSI měl jít s většími či menšími obtížemi zastavět do těchto celokovových letadel kategorie ULL 600kg: Alto, Bristel, NG4,  NG 6 Via - vyzkoušeno na  dvou  letadel, NG5, M-2 Scout, Tulák, Piper UL, Eurostar SL/SLW, SportStar, Skyleader 600, DV-1 Skylark, Sport Cruiser, všech Zenairů, Yetti J-03 - vyzkoušeno u jednoho letadla a do mnoha motorových rogal. Možná by to byl i vhodný motor pro vírníkářské a  vrtulníkářské kolegy. Každopádně, případnou zástavbu proberte s výrobcem, nebo ještě lépe se svým technikem.

Zástavba jiného než výrobcem dodávaného motoru s sebou nese jistá rizika – totiž, že taková úprava bude něco stát, bude možná potřeba posunout požární přepážku, možná udělat prostory pro pedály a další úpravy a vyztužení uchycení lože, i když jsem konvertovaný automobilový  motor 1.2 TSI zastavoval do  třech letadel, zatím to nutné nebylo. Výrobce letadla bude pochopitelně přiměřeně méně ochotný, nebo spíše naprosto neochotný zastavovat takový konvertovaný motor, vzhledem k počtu možných zástaveb a prostředků vynaložených na změny zástavby. Pro výrobce je nejjednodušší sekat letadla s jedním typem motoru a nejlépe typy Rotaxu 912, 914 a 915.

Pokud výrobce letounu nebude nakloněn vašemu záměru, nezoufejte – lze oslovit vámi vybraného technika a zastavět motor svépomocí spolu s ním. Možná budou potřeba udělat zásadnější zásahy do konstrukce trupu, to obvykle musí někdo přepočítat a schválit, pak se ovšem můžete dostat do bodu, kdy vám přepíšou technický průkaz ze skupiny P – sériově vyráběné SLZ na A, tedy amatérsky stavěné SLZ. Což s sebou obvykle nese technickou prohlídku ne po dvou letech, ale každý rok. Dále se pokusím popsat, co jsem od motorového lože očekával já při zástavbě 1,2 TSI a jak jsem se s tím vypořádal.

Od motorového lože relativně těžkého motoru požaduji, aby splňoval:

Přenese tíhovou sílu motoru a výkon motoru cca 140Hp do draku.
Přenese zkrutnou sílu od motoru dle jeho největšího krouticího momentu 230Nm.
Lože bude dostatečně tuhé i pro případný výcvik.
Bude lehké, jak jen to jde.
Bude nejkratší možnou cestou k úchytným bodům v trupu.
Bude minimalizované, jak jen nám dovolí nejnovější poznatky a zkušenosti.
Případně zvládne přenést i jiné namáhání, např. uchycení přední podvozkové nohy.
Umožní vyvážení letounu, popřípadě nastavení motoru kolem podélné osy.
Lože nebude vadit příslušenství.

Následujícími větami se povrchně dotknu některých věcí kolem uložení motoru 1,2 TSI do draku letounu Yetti J-03, protože komplexně popsat všechny možnosti je nad rámec článku.

Původní motor Škoda 136B s 75 HP.

1,2TSI je těžší oproti původnímu motoru Škoda 136B asi o 7-9 kg, hovoříme-li o kompletní zástavbě se vším, co k motoru patří – včetně motorového lože. Váha 1,2 TSI je velmi podobná +/- 3 kg k motoru VW 1,4 (16 V, 74 kW), který jsem do Yettiho už zastavoval.

Pokud zastavujete motor, je dobré si udělat předem komplexní představu, co kde bude umístěno a kolik to váží. Ideální je udělat si obrázek v nějakém poměru na milimetrový čtverečkovaný papír, na který zakreslíte motor, chladiče, hadice, příslušenství atd. Poté podle momentové věty spočítáte, jak vám vychází těžiště celého letounu a nakonec podle uvážení a zkušeností z provozu, popřípadě rad technika, vhodně umístíte motor, aby byl blíže či dále k přední centráži, což ovlivňuje spousta faktorů.

Zkušenosti s předchozích zástaveb mi říkaly, že je dobré udělat několik změn:

Pro dobré vyvážení a snížení klopivého momentu na čumák při nouzácích (mluvíme o ostruhovém podvozku) bych chtěl motor 1,2 TSI posunout až na samotnou požární přepážku – respektive nejlépe 50-70 mm za ní. Bylo tedy nezbytně nutné předělat celý předek a posunout požární přepážku o 100 mm směrem k prostoru pro posádku (původně tam bylo místo pro difuzor od chladiče). Uchycení nožního směrového řízení jsem musel předělat, nebylo nutné ho však nijak posouvat. Zesílil jsem spodní uchycení motorového lože a připravil ho pro pevnostní šroub M12 pevnosti 8,8.
Bylo nutné vytvořit novou dráhu vedení plochému řemenu, který pohání vodní pumpu a alternátor, tak aby nekolidovala s novým ložem. To jsem vyřešil, ač nerad, lehkou plastovou vloženou kladkou, která zvyšuje úhel opásání primární kladky od klikovky a řemenice alternátoru.

Motor 1,2 TSI bych chtěl uchytit podobně, jako jsem navrhl uložení motoru VW, také sféricky okolo těžiště do třech bodů, což se velmi osvědčilo.

Nyní však na kratší ramena: použil bych jiné, tužší silentbloky z kabiny Avie a motorové lože minimalizoval využitím bloku a hlavy motoru a úpravou vnitřní příhradoviny trupu. Proč uchytit motor do tří bodů? Je to prosté. Vezměte si dvě židle, jedna bude klasická čtyřnohá, druhá trojnožka. Pokud nebudete mít absolutně rovnou podlahu, ta čtyřnohá se oproti té třínohé bude vždy viklat. Zkuste si to venku a uvidíte. Třínohá vždy pevně sedí, byť třeba mírně nakloněná. Krom toho ušetříme podstatně váhu lože a nesnížíme jeho tuhost a pevnost.


Další úspory hmotnosti motorového lože bych našel právě blízkým umístěním motoru k úchytným bodům příhradové konstrukce, tedy jaksi ne úplně typickým motorovým ložem, jehož značnou část a tedy i hmotu by suploval motor sám – respektive blok motoru spolu s motorovou hlavou a vnitřní upravená příhradovina. Ostatně, v hlavě motoru by byl uložen silentblok na stejném nebo podobném místě jako v motorovém prostoru auta a motorová hlava a celý blok motoru je na to dimenzován již z výroby.

Motor 1,2 TSI má na obou bocích dole vzadu velmi vhodně rozmístěné zesílené odlitky se závitem k uchycení příslušenství – viz foto výše. Nálitky na pravé straně motoru jsou ve tvaru zhruba rovnostranného trojúhelníku a jejich výška proti bloku je stejná, mají vnitřní závit M8.

Na druhé, tedy levé straně jsou dva nálitky nižší s vnitřním závitem M10 a jeden nálitek, který v sobě má ocelovou záslepku olejového vedení s vnitřním šestihranem k vytočení. Vytočte tuto záslepku, provrtejte patřičným vrtákem a vyřízněte do ní závit M8 a máte další úchytný bod. Pak samozřejmě nezapomeňte vnitřní závit před provozem motoru utěsnit, ale nebojte se – to vám dojde, až tudy bude unikat motorový olej… Ty nižší nálitky později „navýšíte“ přivařením vhodných podložek pod lože.

Do těchto výše popsaných nálitků opatřených závitem bych tedy instaloval svařenec z 1,5-2 mm silného plechu se zaručenou svařitelností z materiálu 11373 nebo 11573, suplující krátké lože ukončené pouzdrem silentbloku. Tento svařenec má vnitřní vyztužení kvůli zborcení od tlaku šroubů v bodě jejich uchycení. Je zde vložena ocelová trubička 12 x 1 mm, respektive 10 x 1 mm, s podložkami na koncích v případě použití šroubu M10 nebo M8.

V rámci úspory hmotnosti by bylo vhodné udělat závitové redukce pro dvě závitové díry na levé straně motoru z M10 na M8, a ty zašroubovat do bloku. Máme tedy místo pro uchycení na pravé a levé spodní straně motoru. Část torzního lože na pravé straně bude mít lepší charakteristiky, protože bude vyšší díky větší rozteči děr.

Máme tedy uchycený spodek motoru, který již v této fázi bude vykloněn z podélné osy o čtyři stupně vpravo z pohledu pilota a dva stupně dolů (stejně jak jsme to udělali u motoru VW u letounu Yetti při záletech).

Horní uchycení za motorovou hlavu použiji podobně jako byl úchyt originální (vypadá to podobně jako u Škody Felicia, Favorit, Fabia), jenže úchyt nebude závěsný, nýbrž přímý. Svařím malý kompaktní svařenec ze 3mm plechu, který bude podporou pro pouzdro silentbloku, třeba takto – každý roh je vyztužen trubičkou 12 x 1 pro šroub M10. Šrouby je vhodné zajistit Loctitem a vázacím drátem s provrtáním hlavičky. To zatím na fotce není.


Protikus úchytu bude ve tvaru C profilu, který bude odlehčen, na horní a spodní straně provrtán a do provrtané díry budou vložena a zavařena pouzdra 2 mm silná pro přenos smykového napětí ve vloženém lícovaném šroubu M10, nebo bude zesílen vložením druhého plechu. Bude použit rovněž silentblok z Avie s vloženou trubičkou 12 x 1 jako redukcí pro šroub M10, nebo budou adekvátně upraveny díry pro použití šroubu M8.

Pro umístění horního C úchytu pouzdra silentbloku motoru potřebujeme poněkud jinak uspořádat vnitřní příhradovinu. Vytvoříme takové vnitřní motorové lože. Vložíme tam nové trubky, doprostřed mezi uchycení uzlu třetího bodu silentbloku, a povedeme je diagonálně do pevnostního uzlu středu přední strany dveří. V rozích vyztužíme ocelovými trojúhelníky. Do nového pevnostního uzlu příhradoviny nakonec umístíme a zavaříme C uchycení pro uložení silentbloku (stále dbáme správné geometrie nastavení motoru, viz výše). Nakonec tento nově vytvořený uzel ještě vyztužíme trojúhelníky z plechu, které na fotkách ještě nejsou navařeny.


Motorové lože váží i s třemi silentbloky kolem 3,6-4,0 kg, záleží na vyztužení a síle plechu a vložených vnitřních trubkách. Původní lože od Š 136B vážilo 8,65 kg. Dalo by se na váze ušetřit ještě cca 0,70 kg tím, že bychom odřízli diagonální trubky (výše označené žlutě) zesilující původní horní uložení motoru a uřízli původní horní uložení motoru na obou stranách. To však dělat nebudu, protože by to již byl zásah oslabující původně navrženou sériovou schválenou konstrukci Yettiho J-03 .

Bylo by dobré již při výrobě lože uvažovat maximální výkon motoru, tak jak jsem ho dělal já – tedy po přečipování řídicí jednotky 1,2 TSI, bude výkon 140 HP / 5 500 RPM a krouticí moment 240 Nm / 4 200 RPM. Spoustu pilotů bude spíše než maximální výkon lákat příznivá spotřeba, klidný chod a vysoký krouticí moment – pak si lože navrhněte adekvátně třeba jen na 105 HP, 110 nebo 120HP vždy s 210-230Nm záleží na Vás jak si necháte upravit řídící jednotku. Jak docílit nízké spotřeby a potřebného výkonu, si řekneme v dalším pokračování.

 Motor se nádherně a s velkou rezervou vejde výškově a šířkově do původního motorového krytu, který se bude muset ještě na délku zkracovat. Komu se stavební výška zdá i tak moc velká – vyřízněte na spodu  motorového krytu potřebnou díru a nechte ze spodku krytu jednoduše vyčuhovat černou motorovou vanu! Dobře by se chladil olej a černá vana by nijak výrazně nevadila profilu letadla.

Rád si v diskusi přečtu všechny návrhy a připomínky čtenářů a pokusím se je realizovat, pokud to bude možné.

Filip Zejda

LETECKÁ ŠKOLA ROKU

V roce 2014 jsme se umístili na skvělém druhém místě v anketě "Letecká škola roku" ve kategorii škol věnujících se výcviku pilotů ultralehkých letadel.

​​

NAŠI PARTNEŘI


AEROWEB 
Letecký informační server... více

AIRPAL
Stol Zenair letouny...  více

KONTAKT


Mobil:    +420 603 107 704
E-mail:   filip.zejda@seznam.cz
Adresa:  Zbilidy 101, PSČ 58805