13 — пропеллер
Бензиновые двигатели с искровым воспламенением
Первые двигатели для серийно производимых моделей появились в 1930-х годах в США, Англии, Германии. Это были двухтактные моторы, которые имели искровую систему зажигания и работали на смеси бензина и машинного масла. В систему зажигания входили контактный прерыватель, индукционная катушка, конденсатор, батарея и зажигательная зажигательная свеча. Такие двигатели имели рабочий объем 5—10 см³. Они являлись основным видом двигателей в моделизме до конца 1940-х годов.
Существенным недостатком таких двигателей была громоздкая и тяжелая система зажигания, что было особенно проблематично при применении на авиамоделях. Позже бензиновые двигатели были вытеснены метанольными моторами с воспалением спиралью накаливания.
Второй раз бензиновые двигатели приобрели определенную популярность в середине 2000-х годов. Правда, это уже моторы значительно большей кубатуры (20—150 см), которые устанавливают на большие модели самолетов, автомобилей, гоночных катеров. Современные бензиновые двигатели сконструированы с учетом современных технологий и оснащены относительно легкой, надежной, искровой электронной системой зажигания.
Двигатели с зажиганием свечой накаливания (метанольные)
Американский любитель, конструктор модельных двигателей Рэй Арден (Ray Arden), в 1947 году изобрел компактную зажигательную свечу со спиралью накаливания. Экспериментируя с горючим и элементами воспламенения рабочей смеси, он добился стабильной работы двигателя на метаноле (метиловом спирте), который зажигался свечой накаливания. Такие двигатели стали очень популярны, они не требуют системы зажигания на борту модели, а лишь небольшую свечу накаливания.
Двигатели с зажиганием свечой накаливания работают на топливе, состоящем из смеси метанола и касторового или синтетического масла. В качестве присадки, повышающей мощность двигателя, применяют нитрометан. В середине каталитической свечи накаливания находится спираль из платино-иридиевого сплава, которая при нагревании каталитически поджигает горючую смесь. Есть также обыденные свечи накаливания, в которых катализ не употребляется.
При запуске двигателя к свече подключают электрическую батарею (напряжение 1,2 В), от которой спираль накаляется и зажигает горючую смесь. Когда двигатель запустился, напряжение отключают, а затем рабочая температура спирали поддерживается высокой температурой продуктов сгорания.
Топливо-воздушная смесь готовится в карбюраторе простой конструкции. Для радиоуправляемых моделей двигатели оснащают более сложным карбюратором, обеспечивающим регулировку оборотов вала.
В модели используются двухтактные и четырехтактные двигатели. Четырехтактные двигатели обеспечивают большую эффективность использования топлива (исходную мощность относительно потребления топлива), но производят меньше энергии, чем двухтактные двигатели того же рабочего объема, и имеют более сложную конструкцию. Наибольшее распространение имеют одноцилиндровые двухтактные двигатели. Есть также опозитные двухцилиндровые, звездообразные и специальные роторные моторы Ванкеля. Все современные двигатели оснащают глушителями.
Компрессионные двигатели
Компрессионный двигатель - тип поршневого двухтактового двигателя внутреннего сгорания, в котором зажигание топливно-воздушной смеси вызывается большой температурой от ее сжатия (компрессии). Во многих странах такие двигатели еще называют дизельными, хотя это не совсем верно.
Компрессионный двигатель объемом 1,5см.
Горючим для компрессионных двигателей является смесь диэтилового (медицинского) эфира, керосина (осветительный керосин), касторового масла и минерального машинного масла. Именно эфир является основным зажигательным компонентом топлива. Степень сжатия регулируется контрпоршнем — подвижным поршнем, расположенным в головке цилиндра, изменяющем объем камеры сгорания. Контрпоршень перемещается винтом, расположенным в верхней части радиатора охлаждения цилиндра. Большая степень сжатия достигается высокой точностью изготовления взаимно притертых гильз цилиндра (закаленная сталь) и чугунного поршня.
Максимальный оборот двигателя регулируется подбором степени сжатия и подачей горючего (иглой карбюратора). В компрессионных модельных двигателях карбюратор имеет простую конструкцию, состоит из диффузора и жиклера с резьбовой иглой для регулировки подачи топлива. Смена оборотов управляемым карбюратором (с воздушной заслонкой) малоэффективна. Почти все двигатели глушками не оснащались.
В массовом производстве компрессионные двигатели появились в 1950-х годах в Германии, США, Англии. Они имели небольшой рабочий объем, в пределах 1,5-4 см3. Наиболее распространенными стали классы 1,5 и 2,5 см. Сегодня компрессионные двигатели утратили свою актуальность и используются только в некоторых классах моделей и отдельными любителями. В СССР такие двигатели были очень распространены в технических кружках, в основном по причине того, что подросткам запрещалось пользоваться метанольным топливом из-за его ядовитых свойств.
С 1962 года до 1980-х годов, на киевском заводе ДОСААФ, производили популярный двигатель «Ритм» объемом 2,5 см³, «Ветерок» объемом 1,5 см³; на других предприятиях СССР двигатели «Харьков-2,5», «Сокол-2,5», «ЭВРИКА» и целый ряд метанольных моторов. Сегодня в Харькове есть небольшие фирмы, серийно производящие высококлассные компрессионные двигатели для спортивного моделизма.
Система смазки модельных двигателей
Специальной системы смазки у двигателей для моделей нет. Смазка подвижных деталей выполняется маслом, растворенным в горючем. Проходящая в картере топливная смесь частично расслаивается, и масло в виде капель оседает на деталях двигателя.
В бензиновое топливо (бензин А-95) добавляют около 3-10% минерального или синтетического масла; в метанольном около 15—20% рицинового или синтетического масла; в дизельное 25—33% смеси касторового и минерального масла.
Применение
Кроме обычных двигателей для моделей самолетов существуют их модификации или специальные разработки для установки на другие модели. В общем, они имеют схожую конструкцию, но отличаются мощностью, конструкцией карбюратора, типом глушителя, методом охлаждения. Среди них существуют двигатели со стандартными техническими параметрами, предназначенные для любителей, и специальные мощные, значительно более дорогие моторы для спортивных соревнований. Авиамодельные двигатели для моделей вертолетов, работающих с принудительным охлаждением от вентилятора, оснащают головкой цилиндра с большей площадью ребер охлаждения. В двигателях для судомоделей, головка цилиндра имеет особую конструкцию, через которую проходит вода (из-за борта модели), охлаждающая двигатель. Для обеспечения стабильности его работы на выходном валу устанавливают маховик.
Двигатели для автомоделей работают в условиях значительных нагрузок, более массивны, оснащены специальным карбюратором и головкой цилиндра с большой площадью ребер охлаждения.