قدرت ۵ برابری موتور وانکل لیکوئید پیستون نسبت به معادل سیلندری

شرکت لیکوئیدپیستون از موتور دوار جدید XTS-210 خود رونمایی کرد که قدرتی معادل یک پیشرانه‌‌ی دیزلی تولید می‌کند و می‌تواند مشکلات راندمان، روغن‌کاری و نوع سوخت موتورهای دوار وانکل را حل کند.

مسئولان شرکت لیکوئیدپیستون (LiquidPiston)‌ می‌گویند پیشرانه‌ی XTS-210 جدید این شرکت مشکلات راندمان، روغن‌کاری و نوع سوخت موتورهای دوار وانکل را حل می‌کند. به گزارش نیواطلس، این پیشرانه‌ی دو زمانه‌ی سوپرشارژر و خنک‌شونده با مایع، ۵ برابر قدرت و ۳ برابر گشتاور یک موتور دیزلی با اندازه یا وزن معادل را تولید می‌کند.

پیشرانه‌ی XTS-210 که برای کاربردهای نظامی، تجاری و هوافضا هدف‌گذاری شده، تقریباً به اندازه یک توپ بسکتبال است؛ وزن آن به ۱۹ کیلوگرم (۴۲ پوند) و حجم آن به ۲۱۰ سی‌سی می‌رسد. این موتور دوار وانکل با سوخت‌های متعدد از جمله گازوئیل و نفت سفید (سوخت جت) کار می‌کند. این شرکت قدرت پیشرانه را حدود ۲۶/۸ اسب بخار (۲۰ کیلووات) و گشتاور آن را ۲۹/۴ نیوتن‌متر (۲۱/۷ پوند فوت) هر دو در ۶،۵۰۰ دوربردقیقه برآورد می‌کند.

مسئولان لیکوئیدپیستون می‌گویند که این ارقام قابل مقایسه با قدرت خروجی ۲۵/۲ اسب بخاری (۱۸.۸ کیلووات) و گشتاور ۶۳ نیوتن‌متری (۴۶ پوند فوت) پیشرانه‌ی دیزلی کوهلر KDW1003 E536A با اندازه‌ی فیزیکی تقریباً پنج برابر XTS-210 و وزن بیش از چهار برابر است. در طراحی XTS فقط از دو قسمت متحرک اصلی استفاده می‌شود: یک روتور و یک شفت.

الک شاکلنیک، یکی از بنیان‌گذاران و مدیرعامل لیکوئیدپیستون طی مصاحبه‌ای در سال ۲۰۲۰ با نیواطلس توضیح داد:

اگر موتور وانکل را به خاطر دارید، آن‌ها یک روتور مثلثی در داخل محفظه‌ای بادامی شکل دارند. ما برعکس، یک روتور بادامی شکل در محفظه‌ای سه‌گوش داریم. پس هر چیزی که در مورد پیشرانه‌ی وانکل می‌دانید بردارید و آن را به معنای واقعی کلمه به سمت بیرون بچرخانید (همه‌ چیز در این موتور برعکس است).

شاکلنیک همچنین افزود:

آن‌ها (موتور وانکل) محفظه‌ی احتراق طویل، نازک و متحرک دارند، ما محفظه‌ی احتراق ثابتی داریم که گرد و با ابعاد مناسب است. شما می‌توانید آن را فقط با کوچک‌تر کردن محفظه، به نسبت تراکم بالایی برسانید. چون محفظه ثابت است، می‌توانیم مستقیماً سوخت را در داخل محفظه‌ی احتراق تزریق کنیم در حالی که چنین کاری در موتور وانکل امکان‌پذیر نیست. بنابراین این دو مزیت کلیدی پیشرانه‌ی دیزل هستند: نسبت تراکم بالا و تزریق مستقیم.

بنیان‌گذار لیکوئیدپیستون درباره‌ی سایر ویژگی‌های پیشرانه‌ی جدید افزود:

و سپس نوبت به آب‌بندی می‌رسد، آن‌ها مانند رینگ‌های پیستون ما هستند. در موتور وانکل، آن‌ها دوباره داخل روتور هستند و با سرعت زیادی حرکت می‌کنند و به اطراف می‌پرند و روغن‌کاری آن‌ها بسیار سخت است. در موتور ما، رینگ‌ها ثابت هستند، به اطراف نمی‌پرند و شما می‌توانید آن‌ها را مستقیماً از داخل محفظه روغن‌کاری کنید.

شاکلنیک گفت:

بنابراین ما اساساً چالش‌های کلیدی موتورهای دوار قدیمی را با احتراق و روغن‌کاری حل کردیم. این چالش‌های روغن‌کاری هم باعث مشکلات دوام و هم مشکلات آلاینده‌ها می‌شد و ما با ثابت کردن آن قطعات، چالش‌های موتورهای دوار قدیمی را حل کردیم و همچنین چرخه‌ی آن را ارتقا دادیم. تا کارایی بسیار بالاتری به آن بدهد.

لیکوئیدپیستون نزدیک به ۲۰ سال است که روی موتورهای سری X کار می‌کند و نمونه‌های اولیه متعددی وجود دارند که قبلاً در هواپیماهای کوچک و ماشین‌های کارتینگ (گوکارت‌ها) آزمایش شده‌اند. نمونه‌های اولیه‌ی دیگر شامل نسخه‌های تنفس طبیعی با قدرت ۴۰ اسب بخار و موتورهای القایی اجباری با قدرت حدود ۷۰ اسب بخار هستند. آن‌ها این کارها را با سوخت گازوئیل، بنزین، هیدروژن و پروپان انجام داده‌اند و پیشرانه‌ی XTS-210 را هم‌اکنون با سوخت JP-8/Jet-A به دلیل فراگیر بودن آن در صنایع دفاعی و هوافضا توسعه می‌دهند.

شرکت لیکوئیدپیستون در حال حرکت به سمت تجاری‌سازی موتور دوار XTS-210 بر اساس قرارداد ۹ میلیون دلاری با ارتش ایالات متحده است و نمونه‌ی اولیه‌‌ی آن برای تحویل در سال ۲۰۲۴ پیش‌بینی شده است. این پروژه کل قرارداد نظامی لیکوئیدپیستون را به بیش از ۳۰ میلیون دلار می‌رساند. انتظار می‌رود موارد استفاده‌ی فوری آن در ژنراتورهای قابل حمل و پهپادها باشد، اگرچه پروژه‌ی جداگانه‌ای آن را برای استفاده در پهپاد VTOL هیبریدی-الکتریکی ارزیابی می‌کند.

شاکلنیک در بیانیه‌ی مطبوعاتی گفت:

امروزه اساساً هیچ موتور دیزلی در کلاس قدرت ۲۵ اسب بخاری وجود ندارد که برای کاربردهای نظامی هوافضا و سیار مناسب باشد، جایی که پارامترهای اندازه و وزن بسیار مهم هستند. امکان مصرف سوخت سنگین یا چندگانه XTS-210 قابلیت درخورتوجهی در سیستم نهایی و مزایای کاربردی به همراه دارد؛ به ویژه برای ارتش به منظور کاهش زنجیره‌ی تامین و بارهای لجستیکی در عصری که «قدرت در حرکت» اهمیت فزاینده‌ای دارد.

همان‌طور که برقی‌سازی به سرعت پیش می‌رود، زمان دشواری برای کار روی طرح‌های مفهومی جدید در حیطه‌ی موتور احتراقی است؛ اما ارتش آمریکا مطمئناً به این زودی‌ها کاملاً برقی نخواهد شد. اگر پیشرانه‌ی لیکوئیدپیستون در طیف وسیعی از شرایط کارآمد و بادوام باشد، قابلیت حمل و چند سوختی بودن آن مطمئناً می‌تواند پیشرفت‌های زیادی را برای ارتش به ارمغان بیاورد.