Letecké motory Jiřího Strádala z dielov Trabantu
Motor z Trabantu môže poháňať aj rogalo či ultrľahké lietadlo a pri správnej úprave ponúka nízku hmotnosť aj výrazný záťah od nízkych otáčok. Jiří Strádal desaťročia vyvíjal vlastné dvoj-, štvor- aj šesťvalcové boxerové motory využívajúce trabantové valce a množstvo vlastných dielov. Jeho konštrukcie vznikali s dôrazom na jednoduchosť, opraviteľnosť a spoľahlivosť pri lietaní.
Od motora Trabantu k leteckému boxerovi
Jiří Strádal sa k leteckým motorom dostal cez rogala, s ktorými začínal lietať v roku 1976. Pri stavbe a schvaľovaní ultralightov riešil potrebu ľahkého, použiteľného a spoľahlivého pohonu. Základom jeho motorov sa stali valce Trabantu, z ktorých vytvoril vlastné dvojvalcové, štvorvalcové aj šesťvalcové boxery.
Konštruktér vysvetľuje, že sériový trabantový motor limituje najmä hmotnosť pôvodnej kľukovej skrine a kľukového mechanizmu. Boxerové usporiadanie umožnilo zmenšiť priestor medzi ojnicami a kľukovým hriadeľom, a tým vytvoriť subtílnejšiu a ľahšiu konštrukciu. Dvojvalcový motor v jednej z predvádzaných verzií váži 23 kg aj s elektrickým štartérom.
Motory nesú označenie Strx, odvodené od priezviska Strádal a písmena X. Medzi letcami sa však zaužívalo jednoduché pomenovanie motor Strádal. Podľa Jiřího Strádala stále lieta približne 40 až 50 jeho štvorvalcov.
Konštrukcia bloku, kľuky a valcov
Dvojvalcový blok vzniká z dvoch zhodných odliatkov. Pre jeho výrobu stačí jediný model, ktorý sa pri zlievaní otočí na druhú stranu. Štvorvalec potrebuje ďalší stredový diel, pričom aj pri ňom Strádal využil symetrický model. Odliatky vyrábali v AGM, bývalom závode ČKD, kde prechádzali aj tepelným spracovaním.
Dvojvalcový blok Strádal obrábal na sústruhu s vlastným prípravkom. Umožnil mu obrábať dosadacie plochy valcov, ložiská aj vnútorné časti bez potreby frézy. Pri štvorvalci už používa frézovanie a iný prípravok. Práve prípravky označuje za zásadnú pomôcku, vďaka ktorej sa dajú aj zložité diely vyrábať presne a opakovane.
Valce zostávajú trabantové, no dostávajú väčšiu vôľu medzi piestom a valcom než pri sériovom motore. Strádal zároveň zráža hrany piestnych krúžkov, aby nemali ostrú hranu a nestierali olejový film. Túto úpravu považuje za prínosnú pre životnosť krúžkov aj valcov.
V budúcnosti vznikol aj nový celohliníkový valec s povrchovou úpravou Nikasil. Podľa konštruktéra by mal na jednom valci priniesť približne o štyri kone viac, no pokračovanie jeho výroby už nemalo personálne zázemie.
Výkon leteckých boxerov a otáčky vrtule
Štvorvalcový boxer v priamom pohone má približne 52 koní, dvojvalec polovicu. Vrtuľa sa bežne točí do 3 000 otáčok za minútu, aby sa jej obvodová rýchlosť nepribližovala rýchlosti zvuku a aby sa držal pod kontrolou aj hluk. Motor preto nepotrebuje reduktor a vrtuľa zároveň bráni jeho pretáčaniu.
Dôležitý je priebeh sily v nízkych otáčkach. Strádal uvádza, že motor má použiteľný záťah už odspodu, čo je pre priamy pohon vrtule podstatné. Na charakter motora vplýva aj ladený výfuk. Pri dvojtaktnom motore má výfuk zásadný význam, pretože pomáha vyprázdňovať valec a pri správnom naladení podporuje plnenie.
Pri boxerovej koncepcii oba valce dvojvalca zapaľujú súčasne. Pri náhlom zábere preto vzniká výrazný moment na vrtuli, ktorá musí byť poriadne upevnená na náboji. Výhodou boxerového usporiadania je naopak nižšia hmotnosť oproti pôvodnému trabantovému dvojvalcu a lepší priebeh vďaka klapkovému saniu.
Klapkové sanie a karburátory
Namiesto pôvodných šupátok používa Strádal klapkové sanie. Princíp prirovnáva k srdcovej chlopni: pri podtlaku sa klapky otvoria, nasajú zmes do priestoru medzi valcami a po náraste tlaku sa zatvoria. Takéto riešenie zabraňuje návratu zmesi do karburátora pri nízkych otáčkach a podporuje priebeh krútiaceho momentu odspodu.
Domčeky a laminátové klapky pochádzajú z Jawy. Konštruktér ich nakúpil v čase, keď už mala Jawa tento systém vyvinutý. Motory vznikali vo verziách s karburátorom hore aj dole, s ručným alebo elektrickým štartovaním.
Pri menších motoroch používal karburátory z motokrosových Jaw s priemerom 36 mm, ktoré musel upraviť podľa konkrétneho motora. Zdôrazňuje, že správne naladenie karburátora je náročná práca, pretože každý motor má iný priebeh podtlaku a rozdielne požiadavky na prechodové režimy aj plný výkon.
Alternatívou je karburátor z Wartburgu. Pri vhodnom usporiadaní môže dvojvalcový aj štvorvalcový motor používať jeden alebo dva karburátory. Ak jeden karburátor zabezpečí potrebné plnenie a výkon, Strádal uprednostňuje jednoduchšie riešenie s jedným kusom pre nižšiu hmotnosť, menej ovládacích prvkov a jednoduchšiu údržbu.
Životnosť a úpravy kľukového mechanizmu
Jednou z hlavných tém je životnosť. Konštruktér spomína štvorvalec, ktorý mal po 1 200 nalietaných hodinách tak malé opotrebovanie valcov, piestov a krúžkov, že sa tieto diely opäť použili. Nízke otáčky do 3 000 za minútu považuje za dôležitý dôvod dlhej životnosti.
Pôvodnú konštrukciu ojnice upravil použitím nalisovaného, kaleného vnútorného krúžku s väčším priemerom. Následne používa ihlové puzdrá s väčším počtom menších ihiel. Toto riešenie má podľa jeho slov dvojnásobnú životnosť a únosnosť oproti pôvodnému vyhotoveniu. Ojnice po lisovaní doladí lapovacím tŕňom na správnu vôľu.
Boxerové usporiadanie zároveň menej zaťažuje hlavné ložiská kľukového hriadeľa, pretože ojnice pracujú proti sebe. V motoroch sú guľkové ložiská, ktoré zabezpečujú aj axiálne vedenie. Stredový labyrint vychádza z trabantového riešenia, no je upravený pre hriadeľ s priemerom 30 mm.
Prisávanie vzduchu cez tesnenie kľukového hriadeľa sa dá kontrolovať malým otvorom s priemerom dva milimetre. Ak tesnenie prepúšťa, pri otáčaní vrtuľou je to podľa Strádala počuť. Výmena potom znamená demontáž držiaka vonkajšieho ložiska, vybratie starého tesnenia a nalisovanie nového.
Zapaľovanie nezávislé od batérie
Letecké motory Strádal používajú nezávislé kondenzátorové zapaľovanie z VAP Kroměříž, nadväzujúce na bývalý Motorpal. Zapaľovanie funguje aj v prípade problému s alternátorom alebo batériou. Rotor s magnetmi napája alternátorové cievky aj štyri cievky určené na nabíjanie zapaľovania.
Elektronický snímač vybije kondenzátor do vysokonapäťovej cievky, ktorá má dva vývody. Pri boxerovom motore tak môžu obe sviečky zapaľovať súčasne cez kostru. Strádal uvádza, že za svoju prax poruchu tohto zapaľovania nezažil, preto pri motoroch nepovažoval dvojité zapaľovanie za nevyhnutné.
Ak dôjde k poškodeniu jednej rady nabíjacích cievok, dá sa podľa jeho skúsenosti zapojiť zostávajúca časť tak, aby naďalej zásobovala celý systém. Za jedinú bežnú údržbu označuje výmenu sviečok. Odporúča tiež silikónové fajky, ktoré držia tesne a fungujú aj po zaliatí vodou.
Štartovanie a praktické verzie motora
Hlava motora má dekompresor, ktorý pomáha pri ručnom štarte. Pri dvojvalci sa dekomprimuje jeden valec, pri štvorvalci dva. Motor sa tak dá ľahšie roztočiť, následne dostane potrebný švih a začne bežať.
Ručný štartér používa lanko, ktoré pri zatiahnutí ovláda dekompresor. V ultralightoch sa dá motor opäť naštartovať aj počas letu, napríklad po úmyselnom vypnutí pri termickom lietaní. Strádal spomína aj elektrický štartér z Favoritu alebo Felicie vo verzii s opačným smerom otáčania.
Boxerový motor môže štartovať ručne, štartérom alebo za vrtuľu. Pri elektrickom štartéri je potrebná batéria, samotné zapaľovanie však batériu nepotrebuje. Uchytenie motora využíva gumové prvky, ktoré držia agregát axiálne aj radiálne a pomáhajú tlmiť vibrácie.
Palivo, olej a spotreba pri lietaní
Jiří Strádal vo vlastnej trojkolke používa syntetický olej v pomere 1:100. Pri tomto pomere motor podľa jeho slov nekúri, dobre sa maže a zachováva životnosť. Na 100 litrov paliva tak pripadá jeden liter oleja.
Jeho lietadlo má pri plnej nádrži 22 litrov, na bežné lietanie však často tankuje približne osem litrov. Hodinová spotreba sa pohybuje od 2,5 do 3 litrov podľa toho, ako intenzívne motor pracuje. Pri štarte mu stačí približne 60 metrov.
Čo stojí za konštrukciami Jiřího Strádala
Strádal pripisuje svoje technické schopnosti vrodenému priestorovému videniu, zvedavosti a remeselnej praxi. Od mladosti rozoberal mechanizmy, naučil sa pracovať pilníkom aj pílkou a neskôr navrhoval výrobné linky a jednoúčelové stroje pre automobilový priemysel.
Vyštudoval priemyslovku v Přerove a následne ČVUT. Už počas štúdia postavil z motora Jawa motorový čln. Pri návrhu strojov aj motorov najprv hľadá funkčné riešenie v priestore a až potom ho kreslí. Rovnaký prístup je viditeľný aj na leteckých boxeroch, kde vlastné odliatky, prípravky, úpravy valcov, kľuky či zapaľovanie vytvárajú jeden technický celok.
Zhrnutie
Motory Strádal nie sú len upravené agregáty z Trabantu. Ide o samostatne navrhnuté letecké boxery, ktoré využívajú trabantové valce, rotory a niektoré ďalšie osvedčené diely, no dopĺňajú ich vlastná kľuková skriňa, kľukový mechanizmus, sanie, uchytenie aj riešenie štartovania.
Ich podstatou je nízka hmotnosť, práca pri nízkych otáčkach vrtule, jednoduchá údržba a dôraz na spoľahlivosť. Pre Jiřího Strádala zostáva najpríjemnejším výsledkom okamžitá reakcia motora po pridaní plynu a pravidelný zvuk vlastnej konštrukcie za chrbtom počas letu.
