main article image
Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Tidiga flygmotorer i museets samlingar

Flygvapenmuseum har inte enbart världsunika flygplan. Tillhörande varje motordrivet flygplan finns självklart också en flygmotor. Här presenteras ett urval av flygmotorer från det svenska militära flygets historia mellan år 1912 och 1919. De hade antingen en betydande påverkan på utvecklingen av flyget eller så var de typiska för sin tid.

Kolvmotorns utveckling

Kolvmotorn dominerade de första 50 åren av flygets tillvaro. Nästan uteslutande användes Ottomotorer, det vill säga bensindrivna fyrtaktsmotorer. Motortypen utvecklades i Tyskland på 1870-talet av Nikolaus August Otto tillsammans med Gottlieb Daimler och Wilhelm Maybach. Motorn har funnits i många olika former.

De första motorerna var stora och tunga och hade låg effekt, och det tog lång tid innan de gick att använda i ett flygplan. Bröderna Wright kunde inte finna en tillräckligt lätt motor till Wright Flyer. För att hålla nere vikten fick de själva konstruera en där motorns vevhus gjordes i aluminium. De långsamtgående effektiva propellrarna drevs av kedjeväxlar. För att få jämn gång måste motorn förses med svänghjul.

Bröderna Seguin i Frankrike började år 1907 tillverkningen av Gnome-Omega-motorn. Här satt originellt nog inloppsventilen i kolvtoppen. Detta utförande tog man från den encylindriga gasmotor Gnome som man köpt licensen till från Oberursel i Tyskland. En gnom är ett hårt arbetande väsen som lever under jorden, en vätte.

Konkurrenten Le Rhône kom ut med en bra roterande motor Le Rhône 9 J med nio cylindrar och som gav 80 hästkrafter. Enoch Thulin fick före första världskriget licens på denna motor. Senare lanserade Le Rhône en större motor på 110 hästkrafter. Det pågående kriget hindrade Thulin att få en ny licens. Han tog då fram sin motor Thulin A som var på 90 hästkrafter.

I Tyskland och Österrike-Ungern tog firmorna Daimler och Benz tidigt hand om utvecklingen av flygmotorer. Detta var naturligt då de dominerade tillverkningen av fordonsmotorer. Daimler och Maybach började tillverka motorer till luftskepp åt greve Zeppelin redan omkring år 1900.

Vid en uttagningstävling för militära flygplan i Reims 1911 kom Nieuport IV G och Bréguet C.U 1 etta respektive tvåa. Dessa två flygplan köptes av den svenska armén för utvärdering. De kom att kallas Monoplanet, M1 och Biplanet, B1. Motorn i M1 var Gnome Omega och i B1 en Salmson M7.

Gnome Omega

Gnome Omega, motor i flygplan Nieuport M 1 Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Denna roterande, luftkylda stjärnmotor har en för sin tid mycket låg vikt i förhållande till effekten. Effekten är 50 hästkrafter, varvtalet 1100 varv per minut och den väger endast 75 kilo. Motorn har sju cylindrar ordnade i en rad. Propellern och cylindrarna roterar och vevaxeln står stilla och är fastsatt i flygplanet. Fördelen med detta var en utmärkt kylning och god balans eftersom vevhus och cylindrar roterar kring sin gemensamma tyngdpunkt. Cylindrarnas svänghjulseffekt räcker för att ge motorn en jämn gång. Propeller och motor roterar åt höger om man ser dem från förarplats.

Cylindrarna är svarvade ur stora massiva block av nickelstål. Detta var en dyr tillverkningsmetod, men med betydande tekniska fördelar. Cylindrarna är försedda med millimetertjocka kylflänsar. Cylinderväggens tjocklek är cirka 1,5 millimeter. Motorn suger in luften i den bakre änden av den ihåliga vevaxeln och här tillförs även bensin och olja. Någon egentlig förgasare fanns inte, utan på marken ställs lämplig bränsletillförsel in med en nålventil. Piloten kan påverka effekten genom att koppla på och av tändningen. Framför varje cylinder sitter en stötstång till avgasventilen. Inloppsventilen sitter monterad i toppen av kolven.

Även det cylindriska vevhuset är svarvat från ett massivt block med sju utborrade hål i periferin i vilka cylindrarna infogas. Det finns ingen återcirkulation av olja. Genom avgasventilen blåses avgaser och olja ut. Bakom motorn sitter de tändkablar för högspänning som går fram till tändstiften från tändfördelaren. Det finns ett tändstift för varje cylinder.

För att smörja motorn användes ricinolja. Det var den enda olja som på den tiden kunde behålla sina smörjegenskaper i den höga temperaturen i förbränningsrummet.

Motorns och propellerns rotationsmassor gav upphov till en kraftig gyroeffekt, som motverkade snabba ändringar av flygläget. Till exempel fick en snabb sväng åt vänster nosen att höja sig.

Thulin A

Flygmotor Thulin typ A. Matilda Ahl / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Denna motor sitter i flygplanet Ö 1 Tummeliten. Motorn har samma principiella uppbyggnad som Omega och är niocylindrig. Den har dock både insugs- och avgasventil i cylindertoppen.

Till varje cylinder finns en ventilstång, som påverkar avgas- och tilluftsventilen. Stången verkar således både i tryck och i drag från en sinnrik vipparm påverkad av två kamskivor. Detta gör att ventilerna inte kan vara öppna samtidigt, så kallat överlapp. Ventilerna hålls på plats av cylindriska spiralfjädrar.

Luften, som är blandad med bränsle och olja, leds från vevhuset till ventilen via elegant formade kanaler. Det finns ett tändstift på sidan av varje cylindertopp och oisolerade tändkablar leder ned till tändfördelaren på baksidan av motorn. Den kåpa som omger motorn skall fånga upp utslungad olja.

Cylindrarna svarvas ur ett helt stycke inklusive cylindertoppen. Cylindrarna är tillverkade ur höghållfast stål med inpressade cylinderfoder av gjutjärn. Kolvarna är tillverkade i gjutjärn. Motorn har effekt på 90 hästkrafter och går 1200 varv per minut. Thulin hade införskaffat licens för motorn Le Rhône 9C före första världskrigets utbrott. Enligt en källa är Thulin A en förbättrad 9C med effekten 90 till 105 hästkrafter. Motorn hade en riktig förgasare, som kunde påverkas av piloten. Många Thulin A exporterades till Holland under senare delen av kriget.

Salmson M 7

Närbild av motor Canton-Unné M 7 Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Denna motor är intressant då den sitter i ett av de två första flygplanen, nämnda B 1, i det svenska arméflyget och för dess unika uppbyggnad.

Motorn konstruerades av George Canton och Georg Unné och fick namnet Canton-Unné M. Unné var en svensk ingenjör och den första svensk som lärde sig flyga. Detta är något så ovanligt som en vattenkyld fast stjärnmotor med annorlunda uppbyggnad än den roterande luftkylda motorn.

Kylmantlar i kopparplåt omger de sju cylindrarna. Stötstängerna sitter framför cylindrarna. En stötstång påverkar avgasventilen och en annan insugsventilen. Den vinkelböjda tilluftskanalen är tillverkad i aluminium. Luften kommer från ett cirkulärt format fördelningsrör. Alla avgasventiler blåser fritt ut i den omgivande luften utom tre, som är försedda med korta avgasrör. Varje cylinder har ett tändstift. Utstickande från cylindertoppen sitter ventilfjädrarna vars form påminner om fjädern i en klädnypa.

Inne i motorn finns en av Canton och Unné år 1908 patenterad raritet. Vevmekanismen saknar huvudvevstake, vilket är standard för stjärnmotorer. I stället finns här en planetväxel bestående av fyra kugghjul, som håller ordning på vevstakarnas vinkelläge.

Monterad vid landstället finns en propellerdriven bränslepump som under flygning trycker upp bränsle från huvudtanken till falltanken. Utanför flygplanskroppen vid förarplatsen finns en reservpump. Motorn är försedd med en flottörförgasare av fabrikat Zenith. Oljepumpen, som suger ur vevhuset, och tändfördelaren är monterad på framsidan av motorn. Vevhuset är utfört i två halvor.

Motor Canton-Unné monterad i Flygvapenmuseums flygplan B 1 - Bréguet C.U 1. Motorn är inlånad från Landskrona Museum Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Radmotorer

Det andra ”huvudspåret” för att konstruera de tidiga flygmotorerna var radmotorn. Den förekom med fyra eller sex cylindrar och i V-form med åtta eller till och med tolv cylindrar. De flesta var vattenkylda, men även luftkylda fann. En av de första att tillverka en radmotor specifikt för flygplan var Austro-Daimler. 1910 konstruerade ingenjör Ferdinand Porsche en framgångsrik motor för firman. Denna motor inspirerade Benz, Hiero och Mercedes att börja bygga flygmotorer av liknande utförande.

En tidstypisk radmotor sitter i Albatross/Sk 1. Albatross kommer från Tyskland och licensbyggdes av flera tillverkare i Sverige. Flera olika motortyper förekom. I den tyska Albatrossen, som nödlandade på Gärdet 1914, satt en Benz II på 100 hästkrafter. I några satt en 100-hästars Vabis och vissa hade Mercedesmotorer på 120 eller 160 hästkrafter.

Mercedes

Motor Mercedes monterad i Flygvapenmuseums Albatros B.II / Sk 1 Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Motorn i museets Albatross är en Mercedes på 120 hästkrafter. Den är sexcylindrig med stående cylindrar.

Cylindrarna är av smitt och svarvat stål med påsvetsade vattenmantlar för kylning. Den kupolformade cylindertoppen är integrerad med cylindern. Insugs- och avgaskanalerna, ventilstyrningarna, hålen för tändstiften och kylvattenkanaler mellan cylindrarna är svetsade i toppen och i vattenmanteln. Denna består av flera formpressade plåtar, som är hopsvetsade runt cylinderenheten. Varje cylinder är var för sig fastskruvad vid ett gjutet, horisontellt tvådelat vevhus.

Kamaxeln sitter ovanpå cylindertopparna och drivs från vevaxeln med en vertikal drivaxel i bakkant av motorn. Axeln har vinkeldrev i båda ändar. Kamaxeln och inre delen av vipparmarna är inkapslade. Yttre delen av vipparmarna och ventilskaften är öppna för väder och vind. Motorn är, med en modern term, en ”cross flow”-motor med insug på ena sidan och utblås på den andra sidan. Kamaxeln kan förskjutas i längdled för att med ”halvkammar” minska kompressionen vid start.

Motorn är utrustad med två stigförgasare med flottörer. Smörjsystemet har en tryckoljepump och en returpump med en separat oljetank.

Tändsystemet består av två magneter, som verkar oberoende av varandra. Varje cylinder har två tändstift. Det är ett system, som fortfarande förekommer på de flesta Ottomotorer för flygbruk.

Benz II

Motor Benz II Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Benzmotorn i den Albatross som kom till Sverige 1914, har i princip samma uppbyggnad som den beskrivna Mercedesmotorn. Den största skillnaden är att den inte har överliggande kamaxel. Den har i stället en kamaxel på var sida i motorblocket. Den ena kamaxeln påverkar insugsventilerna och den andra påverkar avgasventilerna. Ventilerna påverkas via stötstänger och vipparmar.

Hiero

Hiero-motor monterad i Flygvapenmuseums flygplan J1 Phönix Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

Phönix /J 1 har en Hieromotor på 200 hk och är liksom flygplanet tillverkad i Österrike-Ungern. Motorn har sitt ursprung från Astro-Daimler. Även denna motor är i huvudsak uppbyggd som de redan beskrivna radmotorerna. Varje cylinder är en enhet, som är fastskruvad i ett tvådelat gjutet motorblock. Motorn har en överliggande kamaxel. Det originella med motorn är att drivningen av kamaxeln sker mellan cylinder tre och fyra. Den vertikala drivaxeln driver även en kylvattenpump.

Isotta Fraschini V-6

Flygmotor Isotta Fraschini V-6 Lars Gerestad / Flygvapenmuseum Attribution (CC BY)

På denna italienska motor som sitter i flygbåten Macchi M7 kan man se att utvecklingen tagit ytterligare ett steg. Motorn har samma uppbyggnad som Mercedesmotorn, men har större slagvolym och väsentligt större effekt. Det är en av de första motorerna där kamaxel och ventilmekanismen är helt inbyggd. En annan skillnad från tidigare är att cylindrarna är konstruerade två och två. Kylvattenmantlarna är av mässing och skruvade till cylindrarna. En intressant detalj är att insugsrören till de två stigförgasarna är uppvärmda med en avledning av kylvatten, vilket var en tidig lösning för att förhindra isbildning i förgasarna.

Text:

Artikeln är en något reviderad version av De första flygmotorerna ur Ikaros - Flygvapenmusei årsbok 2006. Författare: Bertil Jung (1936-2012) och Lars-Erik Borg.

Order this image

Share to