星型发动机(英语:radial engine)是一种气缸环绕曲轴排列的一种往复式内燃机。在涡轮发动机出现之前,绝大多数大型飞机的发动机都采用星型设计。
在星型发动机中,活塞通过一根主连杆连接到曲轴上。最上方的活塞连接的连杆即为主连杆。其它活塞的连杆则被称为活节式连杆,它们通过梢孔连接在主连杆中央位置的环上。
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在喷气发动机出现之前,活塞式飞机发动机,大多采用星型设计,因其曲轴短,结构紧凑占用飞机空间小而被舰载机广泛使用,当时其余发动机则采用V型或直列设计。
因为发动机最大转速较低,所以不需要减速齿轮就可以驱动螺旋桨,但是为了满足风冷需求,整个发动机前部都裸露出来,造成的飞机风阻比较大。
从20世纪20年代中期开始,气冷星型发动机由于有刚性大,重量轻,可靠性、维修性和生存性好,功率增长潜力大等优点而得到迅速发展,并开始在大型轰炸机、运输机和对地攻击机上取代液冷发动机。
到第二次世界大战爆发时,由于双排气冷星型发动机的研制成功,发动机功率已提高到600~820kW。此时,螺旋桨战斗机的飞行速度已超过500km/h,飞行高度达10000m。在第二次世纪大战期间,气冷星型发动机继续向大功率方向发展。其中比较著名的有普·惠公司的双排"双黄蜂"((R-2800)和四排"巨黄蜂"(R-4360)。
前者在1939年7月1日定型,开始时功率为1230kW, 共发展出5个系列几十个改型,最后功率达到2088kW,用于大量的军民用飞机和直升机。单单为P-47战斗机就生产了24000台R-2800发动机,其中P-47 J的最大速度达805km/h。虽然有争议,但据说这是第二次世界大战中飞得最快的战斗机。
这种发动机在航空史上占有特殊的地位。甚至有的航空史书上说,如果没有R-2800发动机,在第二次世界大战中盟国的取胜要困难得多。后者有四排28个汽缸,排量为71.5L,功率为2200~3000kW。(附上机枪是如何穿过螺旋桨的动图)
是不是以为不说车了?在美国的经济危机时期,汽车三巨头都认为廉价小车是最好的出路。其中克莱斯勒就秘密建造了两台装备5缸水冷星型发动机的原型车,并驾驶他们通过了总计超过20万英里的测试。
测试车辆装备了一台约30马力的1.1L水冷五缸星型发动机,通过3速手动变速箱把动力输出到前轮。英国人曾经对这种车表现出兴趣,甚至把2号车送到英国进行了测试,但是整个计划由于二战的爆发最终打了水漂。于是,最终在1942年,2号车被送回了美国,最终在克莱斯勒总部被拆解。
虽然这是个悲伤的故事,但是每次看着星型发动机动起来的样子就不得不感叹机械的魅力,即使没有原装星型发动机的汽车,也有不少爱好者将其改装到汽车上。
(资料来源:制造原理)
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