آشنایی با موتورهای رادیال شعاعی

وقتی صحبت از پیشرانه‌های درون‌سوز می‌شود بیشتر انواع خطی، V شکل و یا نهایتاً تخت به ذهن می‌رسند اما نوع دیگری از پیشرانه‌های درون‌سوز هم وجود دارد که رادیال یا شعاعی نام دارند. این موتورها هم مانند موتورهای درون‌سوز دیگر دارای سوپاپ، پیستون، میل‌لنگ و شمع هستند با این تفاوت که سیلندرها به‌صورت شعاع‌های یک دایره حول یک محور مرکزی قرار می‌گیرند که این محور همان میل‌لنگ است.

موتورهای رادیال با تعداد سیلندرهایی از 3 تا 13 عدد ساخته می‌شدند که البته همواره تعداد سیلندرها فرد است و به دلیل اینکه وقتی از روبرو به این موتورهای نگاه می‌کنیم شبیه به ستاره به نظر می‌رسند به موتورهای رادیال، موتور ستاره‌ای هم گفته می‌شود. عمده استفاده از پیشرانه‌های رادیال در هواپیماها بود و قبل از اختراع و متداول شدن موتورهای جت، موتورهای رادیال بسیار رایج بوده و در هواپیماها مورداستفاده قرار می‌گرفتند به‌گونه‌ای که اکثر هواپیماهای جنگ جهانی دوم مجهز به موتورهای بسیار قدرتمند شعاعی بودند؛ بنابراین دوران اوج استفاده از این نوع پیشرانه‌ها در زمان جنگ جهانی دوم بود.

در موتورهای رادیال سوپاپ‌ها توسط یک میل بادامک حلقه‌ای باز و بسته می‌شوند که خلاف جهت میل‌لنگ در گردش است و معمولاً در این موتورها از تعداد بادامک کمتری نسبت به دیگر موتورهای درون‌سوز استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال در یک پیشرانهٔ رادیال 5 سیلندر تعداد 4 بادامک برای باز و بسته کردن سوپاپ‌های هر 5 سیلندر وجود دارد درحالی‌که این تعداد در یک موتور 5 سیلندر خطی معمولی با تعداد سوپاپ یکسان، 10 عدد است. علاوه بر این موتورهای شعاعی عمداً از سیستم خنک‌کنندگی هواخنک استفاده می‌کردند.

بااینکه موتورهای رادیال اوایل قرن بیستم اختراع شدند اما بعد از جنگ جهانی اول متداول شده و بسیار مورداستفاده قرار گرفتند زیرا در دهه‌های 10 و 20 میلادی بیشتر از موتورهای دوار در هواپیماها استفاده می‌شد. در موتورهای دوار، سیلندرها حول میل‌لنگ می‌چرخند؛ اما این موتورها به دلیل محدودیت‌های ذاتی‌ای که داشتند در اوایل دههٔ 20 و پس از پایان جنگ جهانی اول کم‌کم منسوخ‌شده و موتورهای رادیال جای آن‌ها گرفتند. بدین ترتیب دوران موتورها رادیال آغازشده و شرکت‌هایی در کشورهای مختلف به ساخت این پیشرانه‌ها پرداختند.

مزایای موتورهای رادیال

قدرت بسیار زیاد: پیشرانه‌های رادیال از قدرت بسیار بالایی برخوردار بودند به‌طوری‌که به‌عنوان‌مثال موتور رادیال 18 سیلندر پرت‌اندویتنی که از دو ردیف موتور رادیال 9 سیلندر تشکیل‌شده بود، با 46 لیتر حجم، قدرتی بین 2000 تا 2400 اسب بخار تولید می‌کرد. این پیشرانه در هواپیماهای یک موتوره‌ای چون گرومن F6F هلکت و هواپیماهای دوموتوره‌ای مانند نورث روپ P-61 مورداستفاده قرار می‌گرفت.
وزن: پیشرانه‌های شعاعی هواخنک عمدتاً وزن کمتری از پیشرانه‌های خطی آب‌خنک داشتند.
تحمل آسیب بالا: سیستم خنک‌کنندهٔ آب‌خنک به‌طورکلی در جنگ‌ها آسیب‌پذیرتر است زیرا برخورد یک گلولهٔ کوچک به موتور به‌راحتی می‌تواند موجب خارج شدن تمامی مایع خنک‌کنندهٔ موتور گردد درحالی‌که موتور هواخنک تا حد زیادی در برابر آسیب‌های جزئی مقاوم است.

قابلیت اطمینان بالا: موتورهای رادیال به دلیل میل‌لنگ کوتاه، لرزش کمتر و قابلیت اطمینان بیشتری دارند.

همان‌طور که اشاره شد، موتورهای رادیال عمداً در هواپیماها بکار گرفته می‌شدند اما در سال‌های جنگ جهانی دوم، نیاز مبرمی به وسایل نقلیهٔ زره‌پوش احساس می‌شد و طراحان با مشکل چگونگی قدرت بخشیدن به این وسایل مواجه بودند. به همین دلیل در آن سال‌ها از موتورهای شعاعی در تانک‌ها هم استفاده شد؛ اما سرانجام موتورهای جت به سلطهٔ موتورهای رادیال پایان دادند.

امروزه موتورهای رادیال تقریباً منسوخ‌شده و جای آن‌ها را موتورهای جت گرفته‌اند. در هواپیماهای کوچک و سبک هم بیشتر از موتورهای خطی استفاده می‌شود. بااین‌حال تعدادی از شرکت‌ها هنوز هم به ساخت موتورهای رادیال می‌پردازند. مثل شرکت Vedeneyev که همچنان موتورهای رادیالی با قدرت 360 تا 450 اسب بخار جهت استفاده در هواپیماهای آکروباتیک سوخو و یاکوولف تولید می‌کند. علاوه بر این، موتورهای شعاعی مینیاتوری هم برای استفاده در هواپیماهای مدل ساخته می‌شوند.