オダジーのブログ一覧

子供の頃、ミニカーを与えられると、狂喜して遊んだ記憶があるだろう。
　最初は、床で「ぶうううぅぅぅーん」とかタイヤが回っているのが楽しかったりするが、
やがて、飽きて、今度は「きいぃぃーん」と空を飛び始める。。ドアを開け、まるで翼のように。　さらに脳内では排気管からジェットが噴きだしてる妄想つきでｗｗ
まあ、大人から見れば、排気ガスのチカラでクルマが空を飛んだりしないよ。　と思いながら、ニコニコと見る。

と、ここまでは良くある話。


じゃ、本当に飛ばないのか？　というと、そうでもない。　世の中ヘンタイがいる。
今日は、パルスデトネーションエンジンの話だ。


随分と前になるが、アメリカ出張中にライトパターソン基地に行ってきた。
宇宙人が隠してあるとの噂がある、あの空軍基地だｗ

ここには併設されているアメリカ空軍博物館があるのだが、その別館には、かつて、実験された飛行機やエンジンが展示されている。

（ちなみに博物館開館の前からスタンバイして開館と共に、インフォメーションで別館ツアーを申し込む必要があるので、ここにたどり着く日本人はまれであると思うｗ）

超音速爆撃機　XB-70　バルキリーとか　宇宙機X-15、前進翼のX-29なんかが展示してある。
が、　ここに地味な展示がある。　それが今回紹介するパルスデトネーション　エンジン実験機なのだ。

これ。


すげー地味ｗｗｗ

そもそもパルスデトネーション　エンジンって何よ？と思うだろう。

パルスジェット　エンジンは、世界大戦中にドイツが実用に成功。
現代で言う巡航ミサイル　V-1に搭載し、イギリスを爆撃し、ロンドン市民を恐怖に落としたとされている。

外観


エンジン


当時


構造は簡単。


動作原理は前方（絵では左）から空気が入り、点火。
膨張したガスが広がるが、空気取り入れ口は１ウェイなシャッターがあり前には出ない。
なので後ろにガスが噴出す。
で圧力が下がると、前のシャッターが開く、の繰り返しで飛ぶ。
（最初の勢いは必要だけど）


こんなのはさー、知ってるぜ？ってな方も多いとは思う。

どうも近年では、見直しているらしく、この燃焼をコントロール（？）すると、すばらしく高効率なジェットエンジンになる可能性があるっぽい。

初期の燃焼させる段階では圧力は大したことはないんだが、排気側を工夫すると、
燃焼が衝撃波を伴って、急速に残りの混合気を圧縮。
サイクル最高温度が軽くブレイトンサイクル（ジェットエンジン）を凌駕するらしい。

この燃焼形態がデトネーション燃焼なのだ。
通常の燃焼は火炎伝播なので、比較的ゆっくり（人間からすると早いよ？）だが、
デトネーション燃焼だとほぼ音速、まあ、ノッキングってこういう燃焼っぽいとの噂はあるけど。。。
（脱線ｗ）

最年の研究では、円管のエンジンで燃焼実験とかがメジャー。


ロケットにしてたりもする。


だが、件のパルスデトネーション　エンジンはアメリカ空軍の実験。
謎が多い。

外観は市販のアフトエンジンの機体。まあ、見た目はふつう。


実験で飛ばしていたのは、あのモハベ砂漠だ。　かつては音速突破の実験をし、
数々の空軍テスト機を飛ばしていた聖地だ。



しかし、他のパルスデトネーション　エンジンと違うのは、市販のレシプロエンジンの部品を使ってるところなんだよね。

ピンボケもあるけど、撮影した全部の写真をアップしてみよう。


















どうもおなじみな部品が多い。　よくよく見てみると、インテークが上下左右のヘッドにつながり、
中央の４本から出ているっぽい。

ヘッドの動弁系だけ使って、中央のブロックに相当する部分が燃焼器部分に相当するんだろうか？
ドテッ腹にプラグも刺さってるし。
下もカム室なんで、無理やりつないでドライサンプ構造にしている。

では機体に搭載されている状態ではどうだろう？












ドライサンプのポンプが見えたりする。。　これも自動車用っぽい。
エアクリーナみたいな部品はK&Nっぽいｗｗ
（かなり重複してますが、搭載時は　コレしかエンジンが見えないのだｗ）

吸気の穴だろうか？　機体の横には穴が。


とまあ、謎だらけ。

調べてみてもエンジン内部は公開されてない（つーか、見つけられなかった）
だれか詳細を知っていたら、教えてくださいｗｗ


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
パルスデトネーションエンジンは、どういう理屈だかわからんが、マッハ４くらいまでイケル可能性があるとか、次世代のジェットエンジンになりえるとか。噂は尽きない。
今後の発展に期待♪

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

おまけ。

前述した古典的なパルスジェット　エンジンは比較的簡単な構造らしく、
ホームビルダーも多数存在する。　
ここいらが面白い。　なんでも作る人がいるねぇｗ




エンジンができると　つい走りたくなる（のか？）






ああ、イカン。　なんだかバカっぽい　まとめになっちゃったｗｗ

今日はキワモノながらメジャー（？）なロータリーエンジンの話。

とは言え、マツダのファンも多く、みなさんの方が良く知ってるのではないだろうかｗｗ
自分は、オムスビが回ってるんだろ？位の知識ですけどｗ

調べてみると、ピストンエンジンの特徴である、ピストンが上下してクランクを回す方法から、
なんとかして、膨張するチカラを回転力にできないだろうか？と考えたところからスタートなのよね。


コンプレッサーなんかだと、変心したローターとベーンの組み合わせってのは良くある構造。


１９３０年ごろのフランスではブランシュ式のコンプレッサーが発明される。

こんな感じ。



おろ？　なにかに似ているｗｗ

実はこの機構、いわゆるオムスビローターのヴァンケル式とギア比が違うだけ。２：１なのだ。
本家（？）ヴァンケルは３：２の比率だ。

ここいらあたりの機構が、後のロータリーエンジンの基本なのだ。
しかし、ローターは回転しながら、中心の軌跡は円を書くので、エキセントリックシャフトがいる。
そういう意味では、惜しい。　

で、ここでは終わらず、完全に中心でグルグル回るローターリーエンジンは無いものか？と探してみる。

ピストンぽいが上下はせずに、壁を滑って回る。　ここが回転と共にガス交換するので機関として成り立つ（のか？）

ウォーカーエンジン　（１９６７年）


４ストだと無理があるｗｗ　

では、２ｓｔバージョン　ハミルトン　ウォーカー　（１９８４年！）


うーむ。なのか、ぱっとせんね。

ローター部分に壁（？）を作って、その前後をガスで押したり、空気を引っ張る方式。

エッセルベ　（１９２０年頃）



もはやエンジンに見えないｗｗ

円環で、ユンカースっぽいバルブをタイミングにあわせて開け閉めすれば、グルグル回るのでは？？　と考えたのがコレ。

久米式　１９３０年頃。


なんかこう、ググーっと圧縮する感じのは無いのかね～？と思うわけで。
（圧縮比、膨張比はとれた方がイイ）

で、二枚の板が、ハサミのように閉じたり開いたりしながら回る。

村上式　１９３０年頃　（昭和９年とか。。）


どうやってハサミみたいに動かして、回るんだよ？とお思いだろう。

エンジン（？）の裏側はこうなっちょる。


おおお！　楕円ギアだ！　これで角速度が変わるので組み合わせると、ミョイン、ミョインと変な運動をする。　（でも、自分はオーバルギアなんて、一生のうちに一回も作らないだろうｗ）

ついでにサイドビューもつけておこう。　複雑でわからんねｗｗ



これを熱心に開発していたのが日産の社長だったりする。。今からじゃ想像がつかないね。


このようなチャレンジが戦前頃に流行。　そして戦争へ。　ユンカースとかも、似たような時代なんで、
この頃のエンジンは機構的に色々とやってみる時代だったのだろう。

ずっと研究を続けている人もいて、現在もなお、チャレンジは続く。


で、話は戻るが、１９６４年ごろにNSUがヴァンケルエンジン（いわゆるロータリーエンジン）のクルマを発売！　世界中が驚いた（らしい）



にわかにロータリーブームが日本に来る。

１９６７年　コスモスポーツ発売。　大阪万博では未来のエンジンとされてました（らしい）
ま、有名な話なんで省略。

次は、バイク。

１９７４年　RE-5　スズキ
輸出専用モデルだったらしい。　惜しい。日本で発売されてれば。。。（謎）


同エンジン


エンジン断面図



変り種としてはヤンマーディーゼル

ローターリーエンジン　チェーンソー　RH57


この他、船外機も出してる。

今じゃ、時代のあだ花のように、やれネンピが悪いだの、オイルを食うだの言われ絶滅してますが、
ロータリーの良い点としては、やっぱり回転運動なので、低振動だということ。

エンジンチェーンソーで、森林を伐採している人にとっては低振動は魅力だった。
だが、トータルの重量が重かったのが次につながらなかったらしい。

場所が変われば、低振動でコンパクト、ハイパワーなエンジンが活躍する場もあるワケで。

小型飛行機（ホームメイドが多い）に使われている。


ターボとの組み合わせが最強だわね。


ロータリーエンジン、実は、かなりの数の中古が飛行機用に流れている。
かつて、日本の道を走っていたエンジンが、アメリカの空を飛んでいると思うと、
それはそれで、キワモノエンジン、ここに至り。　感無量である。

ロータリーエンジンって言っても、奥が深いわ。

これまでの変なエンジンも、ピストンが上下して、クランクを回すって機構には手を入れてない物を紹介してきた。

だが、世の中、人と同じじゃイヤって人がいるらしく、
いわゆる、スライダークランク機構から脱却しようと、変な機構を考える。

エンジンの圧縮、膨張行程は、なにもピストンの上下動にこだわる必要がない。
しかも、上下動を回転運動に変換することをロスと考えたらしい。

だが、これだけの理由だけじゃなく、クランク機構を廃止する理由はある。

電動モータは丸く、円筒形の中心に出力軸を持つのが一般的。
方や、エンジンはクランクからシリンダーが飛び出る格好となり、必ずしも中心に出力軸があるとは限らない。
（例外としては、星型とかX型はあるが）

つまり、電動モータと入れ替えられるようなエンジンの需要ってのが見込めたっぽいんだよね。

で、円筒内に収まって、中心から出力が出るようなメカとは。。。？

１９６１年　セルウッドエンジン。

円筒に配置されたバナナカーブしたピストンが、円弧状に前後（？）し、斜板を回す。


ケースを前半分カットした絵


試作して回したっぽい。　７００ｃｃ程度で１２０００回転を狙っていた。


何も、バナナカーブさせることもなく、ピストンを直線的に前後させるのもアリで。
いわゆる、アキシャルピストンってやつだ。



この方式、エンジンじゃ見かけないが、エアコンのポンプや、油圧ポンプとしてはメジャーな形式。
ポンプとして使う場合は、入力が軸で、出力が流体なので、逆の動きだがね。

これでもエンジンとしては成り立つ。　１９２１年。

４２５馬力で、エンジン重量が７５０ポンドだから、約３４０ｋｇ。
なかなかのパワーウエイトレシオ。　前面投影面積を小さくできるので飛行機用として狙ったものだ。


断面図だと、下の部分にピストンが見える。　ちゃんと水冷式になっているし、
丸い部品が多いので製作も簡単そうだｗｗ



斜板のところも色々と工夫（試行錯誤かｗ）しどころで、面白い。

１９４１年　ダイナ　カム　エンジン





で、　アキシャル　ピストンのエンジンってのは完全に過去の失敗作なのか？と思うが、
そうでもない。　現在でも研究や実用を狙ってる人もいる。

デューク　エンジンズ　２０１１



中身



最近の動向が無さそうだが、　１９９６年くらいからエンジンを作ってテストをしてて、
徐々にスケールアップ。　９００ｃｃ程度から３０００ｃｃまでスケールアップしている。

ガソリンだけじゃなくてジェット燃料もテストしていることから、小型飛行機用のエンジンとして開発してるっぽいね。

あのピストンメーカ　マーレも協賛しているから、本気なんだろう。。


昔々の教科書に書いてあって、消えていったと思われてるエンジンもあるけど、
これを現在も続けている人もいる訳で、世の中、何がブレークスルーされ、
一瞬でスタンダードとなるかもしれん。　
そんな一攫千金を夢見つつ、一部の海外のエンジニアは頑張っているんだな。

ヘンタイ、ヘンタイと言いつつも、いつしか逆転すれば、どっちがヘンタイか、わからんね。

先日、現実が厳しいと、つい現実逃避。　仕事中、あれこれ考えていたのだが、つい脱線。
そういや、昔に見た本でヘンタイっぽいエンジンの絵があったなぁ。

と、思い出したのだが、本のタイトルが。。。なんだっけ？
で、アマゾンを探す。　あー、これだ。　つーか、とっくに絶版ｗ

あきらめかけていたのだが、ふと、会社の書庫にあるかもしれないなと思いだした。
で、行ってみたら、あった♪


パラパラとめくってみたら、あったよ、ヘンタイ（？）エンジンｗｗｗ

今回は、これ。　U字型エンジンの話題。

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
まずは見てくれｗ



？な感じでしょ？

次に断面図。


さらに？でしょ。
シリンダーを取ってみる。　なんじゃこりゃーｗ


これね、ピストンが２つあるけど、これで１気筒。
日本語ではU型エンジンとか呼ばれるが、イギリスではスプリット　シングル。　
アメリカではツイングルとかお洒落な名前のエンジンだ。

作動としては、例のユンカース式に近い感じで、２ストユニフロー型に属するっぽい。
通常、ユニフローだと、下に掃気ポートを持ち、上部のバルブから排出する。

対向ピストン式のユニフローだと、上ピストンが排気ポートを開閉するから、
対向ピストンでも、ユニフロー式ができる。

近年での２ストエンジンでは、排気ポートと掃気ポートの位置関係から、
完全に新気と排気ガスが入れ替えられない。


だけど、ユニフロー式なら、掃気がターンせずに、真っ直ぐ抜けるので掃気効率がいい。

ユンカース式の例


通常のバルブでの例



掃気効率って大事なの？と思うだろう。　
２ストでは大事な話で、新気の量がパワー（トルク）を決めるんだ、だってそうだろう？
排気ガスからはパワーが出ないんだから。

同じ排気量なら掃気効率が良い方がイイ。

で、話を戻すと、U字のエンジンは絵だと、こんな形だ。
（右から左に流れる）


上の絵とは左右逆なんで、空気の流れがアレだが。。



今まで、ヘンタイエンジンを見てきた諸君なら気がつくであろう。
乱暴な解釈で、これは固定スリーブの２スト　ユンカース式を、真ん中でグリッと曲げた形なのだ！

対向ピストンは上下にクランクが必要。　でも全高も必要になっちゃうし複雑。
じゃ、途中の通路をUターンさせれば、同じクランクから上側（？）のピストンを動かせるってワケ。
（わかる？）

エンジンの高さも通常のエンジンと同じになるし、ユニフローだから掃気効率も良い。
戦後のエンジンでは、それなりに使われたっぽい。

有名（？）なところではBMWになる前のイセッタ。（イタリア　イソ社のイセッタ）


実に９．５馬力。　２３６ｃｃだったそうだ。

日本でもこの方式が使われてて、ホープ自動車のオート３輪に使用。

（広島に現存するっぽい）
このエンジンでは、掃気用のピストンも９０度傾いてついていて、単気筒のクセに３つもピストンが必要なエンジンｗｗ

ホープと言えば、マニアな方ならご存知だろう。
創業者が開発した４WD車をスズキに売ることになり、のちのジムニーになった。



歴史がちょっと、どうかしたら、スズキの２ストがU字になったかもしれんなｗｗｗ
WGP　２ｓｔ　５００ｃｃ　レーサーとかに進化（？）した　スプリット　シングル　V4　なんか妄想するだけで爆笑だ。


掃気ピストン付のエンジンの写真も見つけたので載せておこう。


左に隠れてはいるが、コンロッドが出てるので、おわかりだろう。


いやはや、あるねぇ。変なエンジン♪

先日のズベズダエンジンを追跡調査してみた。

オリジナルのＭ５０３エンジンはディーゼルなのだが、ドラゴンファイアと命名されたコイツはちと違う。
なかなかに凄い改造をしているっぽい。

なにせ、ヘッドが。



判りにくいが３プラグである。　中央に１個とＩＮバルブ間とＥＸバルブ間に１個づつの計３個。

プラグコードをたどっても判る。


吸気管に燃料供給のポートも追加（つーか、マニも新規だね）。


極めつけはスロットルバルブだｗｗｗ　（後ろには遠心式スーパーチャージャ有）


巨大にもほどがある。

プラグに話を戻すと、６気筒用のデスビを３個　バンクごとに設置。　合計２１個のデスビだ。


セットされているとエンジンが巨大なせいもあってあまり違和感がない（ように見える）


吸気の上には燃料供給用のデリバリーパイプも新造されてる。


しらべてみると、どうやらメタノール系の燃料にコンバートしたっぽい。
元がディーゼルなので、圧縮比もそこそこ高い。（現在ほどではないにしろ）
それをガソリンベースでやるとピストンから燃焼室から、そりゃ大変だろう。
オクタン価（相当）で考えてみるとメタノールでは圧縮が高いハズなので、
マッチングが良かったのかね？

だが、燃焼で見てみると、ボアが大きいみたいなので、エンドガスが燃えない。
なので、両方のエンドにもプラグ追加か？

恐らくこんな感じなんだろうが。。。詳細は不明だ。



で、結果としてはオリジナルの４０００馬力から８０００馬力を得てるって話だ。　スゲエね。
トラクタープル競技ってのは、一体何馬力位がメジャーなんだか。。


ディーゼルエンジンをコンバートして高馬力エンジンを作るってのも面白い。