Van vliegtuigen zijn we gewend dat deze worden voortgestuwd door zuiger- of straalmotoren. Vooral ter wille van de kosten worden de laatste jaren ook dieselmotoren ingebouwd. Een nieuwe ontwikkeling volgens de laatste stand der techniek is er echter niet. Het Instituut voor Vervaardigingstechniek en Productie (IFP) van de Hogeschool Karlsruhe doet daar wat aan.
De meeste van de thans verkrijgbare zuigermotoren voor vliegtuigen zijn afkomstig van twee ondernemingen. Ze zijn grotendeels gebaseerd op een motorconcept dat in de jaren vijftig werd ontwikkeld. Beide firma’s bieden geen dieselmotor aan. Weliswaar zijn er enkele van autodiesels afgeleide motoren op de markt, maar die zijn niet specifiek ontwikkeld voor de luchtvaart.
Een nieuw soort dieselmotor zou veel voordelen kunnen combineren. De brandstof (kerosine) is wereldwijd verkrijgbaar en is goedkoper dan andere vliegtuigbrandstoffen. Ook het lagere brandstofverbruik van dieselmotoren is een voordeel. Aan het Instituut voor Vervaardigingstechniek en Productie van de Hogeschool Karlsruhe ontstond het idee een nieuw soort dieselmotor voor vliegtuigen te ontwikkelen, waarin het tweetakt- en het Diesel-principe werden gecombineerd.
Het concept gaat uit een serie boxermotoren van vier tot twaalf cilinders, opgebouwd in trappen van twee cilinders. Men heeft hiervoor gekozen om de uitwisselbaarheid met bestaande motoren zo gemakkelijk mogelijk te maken. Het hart van de nieuwe motoren wordt gevormd door een volgens het tweetakt-diesel-principe werkende dwarsgespoelde cilinder. Het vermogen bedraagt 30-35 kW per cilinder. Voor de inspuiting worden een modern common rail systeem gebruikt. De tweetaktmotoren kenmerken zich door een vrij eenvoudige opbouw. Ze hebben minder onderdelen dan conventionele motoren omdat geen nokkenassen, klepbedieningen en kettingen nodig zijn. Bovendien hebben ze in de regel een hoger specifiek vermogen. “Het innovatieve van deze ontwikkeling is ook de vermindering van het aantal bewegende delen binnen in de motor”, zegt Prof. Dr. Rüdiger Haas van het Instituut. “Daarmee kunnen we niet alleen het gewicht van de motor verminderen, maar ook het aandeel van slijtgevoelige onderdelen, wat de storings- en onderhoudsgevoeligheid van de motor beperkt en de levensduur verhoogt.”
Aan het Instituut is een driekoppig team er binnen zes maanden in geslaagd een ééncilinder tweetakt prototype te construeren en voor meer dan 90% ter plaatse te vervaardigen. Tegelijkertijd werden aan het instituut nieuwe soorten gereedschappen getest zoals speciale hoogvermogensfrezen. De proefmotor werd opgebouwd en getest op een proefstand van WTZ Roßlau GmbH, een onderzoeksinstelling voor verbrandingsmotoren en machinebouw. Daarbij werden de gestelde verwachtingen aan de motor ruimschoots overtroffen. Nu moet het instituut verdere ontwikkelingsstappen volgen. Onder meer moeten de verbrandingsruimte, de spoelkanalen en de paring van zuiger en loopbus verder worden geoptimaliseerd om het brandstof- en olieverbruik verder te verlagen.
“De eerste resultaten van de proeven stemmen ons zeer optimistisch over de verdere ontwikkeling,” aldus Haas. “Maar wij zijn er ons van bewust dat het nog een lange weg is naar ons doel: de motor rijp te maken voor serieproductie.”
Haas weet waarover hij praat want hij is ook privé nauw verbonden met de luchtvaart. Hij heeft al meer dan 25 jaar een licentie als gezagvoerder, is betrokken bij de opleiding van jonge verkeersvliegers en is actief als tester bij het Luftfahrtbundesamt.
