Hoe werkt een stermotor?

Je hebt vast wel eens gehoord van een radiale motor. Het zijn de krachtpatsers van de vroege luchtvaart, tot aan het begin van het jet-tijdperk. Deze motoren zijn verbazingwekkend. Maar waarom zijn ze uitgevonden en hoe werken ze? En, waarom zijn ze verdwenen?

Pure Power In A Circle

Radiaalmotoren werden al ontwikkeld voordat de gebroeders Wright hun eerste gemotoriseerde vlucht maakten, toen C.M. Manly een vloeistofgekoelde vijfcilinder radiaalmotor ontwierp voor het Aerodrome-vliegtuig van Samuel Langley.

In die tijd concurreerden ze met rotatiemotoren en watergekoelde lijnmotoren. Maar aan het eind van de Eerste Wereldoorlog bereikten de rotatiemotoren hun hoogtepunt en werden ze snel overschaduwd door de radiaalmotoren.

Luchtgekoelde radiaalmotoren hebben nogal wat voordelen ten opzichte van hun inline neven. Ze zijn lichter dan vloeistofgekoelde lijnmotoren en omdat ze niet afhankelijk zijn van koelvloeistof, zijn ze beter bestand tegen beschadigingen. Radiale motoren zijn eenvoudiger – de krukassen zijn korter en ze hebben minder krukaslagers nodig. Ze zijn betrouwbaarder en lopen soepeler.

Maar radiale motoren hebben ook nadelen. Hun enorme frontale oppervlak creëert luchtweerstand en beperkt het zicht van de piloot. Radiale motoren hebben een aanzienlijke luchtstroom nodig om de cilinders te koelen, dus de plaatsing van de motor in het vliegtuig is beperkt. Het is bijna onmogelijk om een multikleppen-kleppentrein te installeren – daarom gebruiken bijna alle radiaalmotoren een tweekleppensysteem, waardoor het vermogen beperkt is. En terwijl een enkele rij cilinders gelijkmatig koelt, gebruiken grotere motoren rijen cilinders. De achterste rijen worden aan het oog onttrokken door de voorste rijen, en de lucht is al heet nadat de eerste reeks cilinders is gepasseerd – wat de koeling beperkt.

Hoe werkt een radiaalmotor?

Een radiaalmotor werkt als elke andere viertakt verbrandingsmotor. Elke cilinder heeft een inlaat-, compressie-, vermogen- en uitlaatslag. Ze verschillen van lijnmotoren en motoren met horizontale oppositie door de ontstekingsvolgorde en de manier waarop ze op de krukas zijn aangesloten

De cilinders van een stermotor zijn van boven naar beneden genummerd, met de klok mee, waarbij de eerste cilinder is genummerd als 1. De drijfstang van de eerste cilinder zit direct aan de krukas vast – dit is de hoofdstang. De stangen van de andere cilinders sluiten aan op scharnierpunten rond de hoofdstang.

Als de cilinders ontbranden, draait de stang rond de krukas en draait deze rond zoals een klokkruk dat zou doen. Een contragewicht zit tegenover de naaf van de stang om trillingen van de motor te voorkomen.

Turbines Stole The Market

Om meer vermogen uit een stermotor te halen, voegden ingenieurs meerdere rijen cilinders toe. De Pratt & Whitney Wasp Major gebruikt vier rijen van zeven cilinders (dat zijn 28 cilinders in totaal!) met een supercharger om tot 4.300 paardenkrachten te genereren. Hij dreef veel van de laatste door zuigers aangedreven grote vliegtuigen aan, waaronder de B-36 Peacemaker (die zes Wasp Majors en vier turbojets gebruikte) en de Martin Mars.

B-36 Peacemaker

Martin Mars

A Pratt & Whitney Wasp Major

Ultimately, the turbine and turboprop engines developed after World War II could develop much more power than a radial engine, more efficiently and with less weight. But it doesn’t change the fact that radial engines look cool, and sound even better.