直列エンジン（航空）
航空分野において、直列型エンジンとは、シリンダーを列状に並べるのではなく、シリンダーバンクを前後に並べたレシプロエンジンの一種です。各バンクのシリンダー数は任意ですが、6個を超えることは稀です。レシプロエンジンの代替として主流となっているのは、シリンダーが円形または「星型」に配列された星型エンジンです。
「直列」という用語は、航空機エンジンと自動車エンジンでは多少異なる意味で使われます。自動車エンジンの場合、「直列」という用語は直列型エンジン（シリンダーが単列に並ぶエンジン）のみを指します。しかし、航空機エンジンの場合、「直列」はV型、H型、水平対向型など、直列型ではないエンジンを指すこともあります。
インラインエンジン構成
- 真っ直ぐ
- 単一のシリンダーバンクを持つエンジン。シリンダーは任意の角度で配置できますが、通常は直立または倒立です (例: 直立のADC Cirrus、倒立のde Havilland Gipsy Major )。
- V
- 2列のシリンダーバンクを持ち、それらの間の角度が180°未満で共通のクランクシャフトを駆動するエンジン。通常は直立または倒立に配置されています（例：直立型のLiberty L-12、倒立型のArgus As 410）。[ 1 ] [ 2 ]
- O型または水平対向型
- 共通のクランクシャフトを駆動する、互いに 180° に配置された 2 つのシリンダー バンクを備えたエンジン。航空機で使用する場合はバンクが水平になるように搭載され、ヘリコプターで使用する場合はクランクシャフトが垂直になるように搭載されるのがほとんどです (例: 水平搭載のContinental O-190、垂直搭載のFranklin 6ACV-245 )。
- W
- 3つのバンクが共通のクランクシャフトを駆動し、最初のバンクと最後のバンクの間隔が180°以下になるように配置されたエンジン（例：直立型のロレーヌ12Eb、逆さのネイピアライオネス）。[ 3 ] [ 4 ]
- X
- 4 つのバンクが共通のクランクシャフトの周囲に配置され、通常は等間隔になっているマルチバンク エンジン (例: 等間隔のロールスロイス バルチャー、不等間隔のネイピア カブ)。
- ファン
- W エンジンに類似した、最初のバンクと最後のバンクの間の角度が 180° 以下の 3 つ以上のバンクを備えたエンジン。
注:シングル シリンダー バンクを備えたファン エンジン (通常は Anzani 製) は、通常、ラジアル エンジンの派生型と見なされます。
- あなた
- 2 列のシリンダーが並んで配置され、それぞれが単一の出力に連動するクランクシャフトを駆動するエンジン (例: Bugatti U-16 )。
- H
- 4 バンクのシリンダーが 2 つのクランクシャフトを駆動し、単一の出力につながるエンジン。実質的には、2 つの対向エンジンが結合され、水平または垂直に取り付けられています (例: 水平の場合はNapier Sabre、垂直の場合はNapier Dagger )。
- 対向ピストン
- 2 ストローク エンジン (通常は圧縮着火/ディーゼル) で、1 つのシリンダー バンクが 2 つのクランクシャフトを駆動し、ピストンが互いの方向へ移動して単一の燃焼室を形成します (例: Jumo 207 )。
- デルティック: 3 列の対向ピストン シリンダーが三角形に配置され、3 つのクランクシャフトがギアで連結されて単一の出力を駆動するエンジン (例:ネイピア デルティック)
- 菱形: 4 つ以上の対向ピストン シリンダー バンクが正方形に配置され、4 つのクランク シャフトがギアで連結されて単一の出力を駆動するエンジン (例: Jumo 223 )
注:対向ピストン エンジンのバンクの数には理論上の制限はありませんが、コスト、複雑さ、信頼性などの制限があります。
- 複数の銀行
- 共通軸および/またはクランクシャフトの周りに配置され、最初のバンクと最後のバンクの間の角度が 180° を超える 2 つ以上のバンクを備えたエンジン。
- スター:偶数個のバンク (5 つ以上) が共通軸の周りに配置され、最初のバンクと最後のバンクの間の角度が 180° を超える共通クランクシャフトを駆動する多バンク エンジン (例: Jumo 222、Dobrynin VD-4K )。
- インライン ラジアル:通常は水冷式の複数バンク エンジンで、奇数個のバンク (3 つ以上) が共通軸の周りに配置され、最初のバンクと最後のバンクの間の角度が 180° を超える共通のクランクシャフトを駆動します (例: 空冷式のArmstrong Siddeley Deerhound、水冷式のBMW 803 )。
注BMW 803 は直列星型エンジンであるだけでなく、共通軸上に背中合わせに配置された 2 つのエンジンが共通のギアボックスを介して別々の同軸プロペラを駆動する連結エンジンでもあります。
逆エンジン
直立型エンジンでは、シリンダーヘッドがクランクシャフトの真上にあります。一方、倒立型エンジンでは、シリンダーヘッドがクランクシャフトの真下にあります。逆V字型レイアウトでは、シリンダーは上向きではなく下向きに傾いています。
航空機エンジンの場合、倒立配置の利点としては、地上クルーがシリンダーヘッドやマニホールドにアクセスしやすくなること、[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]、マルチバンクエンジンの重心がエンジン内の低い位置にあること、機首に搭載されたエンジンの場合はパイロットの視界が良くなる、マルチバンクエンジンの最も広い部分が胴体の中心線（通常は最も広い部分）に近づくことなどが挙げられます。[ 5 ]
ヒルトHM 60直列4気筒倒立エンジンは1924年に導入され、倒立設計は1920年代後半から30年代にかけて人気が高まりました。広く普及した例としては、デ・ハビランド タイガーモスに搭載された直列4気筒デ・ハビランド ジプシー・メジャーや、メッサーシュミットBf 109に搭載された倒立V型ダイムラー・ベンツ DB 601などが挙げられます。
参考文献
引用
- ^ジョンソン、ER『アメリカ海軍航空、1919～1941年：戦間期の航空機、飛行船、船舶』、326ページ：「直列エンジン - クランクケースの真上（または真下）に、4、6、8、12個のシリンダーが直線またはV字型に配置された往復ピストンエンジンの一種。初期の直列型航空機エンジンのほとんどはラジエーターシステムを介して水冷式であったが、1930年代には空冷式が登場し始めた。」
- ^ボウマン、M.、ヘクター、G、「P-47 サンダーボルト対Bf 109G/K：ヨーロッパ 1943-45」、p.8
- ^ 「ネイピア・ライオン」 .レーシング・キャンベルズ. 2009年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年6月30日閲覧。
ライオンは、ネイピア・アンド・サン社が1917年から1930年代にかけて製造した12気筒Wブロック直列型航空機エンジンである。
- ^ Johnson, ER, United States Naval Aviation, 1919–1941: Aircraft, Airships and Ships Between the Wars、p.303: 「一般仕様: 単座式魚雷機、450馬力のネイピア ライオン 1B 直列エンジン 1 基、長さ...」
- ^ a bウィルキンソン、ステファン (2005). 「DB-601」 . 『マン・アンド・マシーン：ステファン・ウィルキンソンのベスト』 . グローブ・ピクォート. p. 174. ISBN 1-59228-812-X2013年1月24日閲覧。
エンジンの最も広い部分（2列のシリンダーヘッド）は、すでに広い胴体の中央線近くに位置していた。
- ^マイヤーズ、WG（1925年9月）。ミッチェル、ハーレーW.（編）「航空機エンジン設計における将来の可能性」。航空学。5 （ 3）。シカゴ、イリノイ州、米国：航空出版：85。2013年1月24日閲覧。
（4）高い推力中心は、突然全出力が投入された際に機体が上昇する傾向を相殺し、優れた飛行性能を保証する。
- ^ SAE Transactions, Volume 20, Part 1 . Society of Automotive Engineers . 1926.
倒立型には4つの主な利点があります: (a) 視界の改善、(b) 高い推力中心、(c) メンテナンスの容易さ、(d) 重力燃料供給。特に貨物を積載する航空機には望ましいことが分かっています...
参考文献
- ボウマン、マーティン、ヘクター、ガレス（2008年8月19日）。「設計と開発」。P -47サンダーボルト対Bf 109G/K：ヨーロッパ 1943-45。デュエルシリーズ第11巻。イラスト：ジム・ローリエ、クリス・デイヴィー。オスプレイ出版。8ページ。ISBN 978-1-84603-315-5一方、
カルトヴェリは AP-10 と呼ばれる新型戦闘機プロジェクトを構想中だった。これは 1,150 馬力のアリソン V-1710-39 液冷式 V12 直列エンジンを搭載し、機首に 0.50 インチ機関銃 2 丁を装備した比較的軽量の機体だった。
- ジョンソン、ER（2011年4月20日）『アメリカ海軍航空 1919-1941：戦間期の航空機、飛行船、船舶』（図解入り）マクファーランド社、ISBN 978-0-78644-550-9。
