Foto's van vooroorlogse H-, PH-, PK- en PJ-toestellen die ook nog thuis lagen.

[washout]

Ik heb me altijd afgevraagd, waarom de eerste DC-3 motoren zo'n horizontaal stuk beplating in de motorvoorrand hadden aan de bovenzijde. Zit daar iets achter? Was het iets aerodynamisch? Weet iemand hier meer van?
Dick

[rpflug]

Ik heb me altijd afgevraagd, waarom de eerste DC-3 motoren zo'n horizontaal stuk beplating in de motorvoorrand hadden aan de bovenzijde. Zit daar iets achter? Was het iets aerodynamisch? Weet iemand hier meer van?
Dick

Dat heb ik me ook wel eens afgevraagd. Ik heb eens wat gezocht. Ik kan geen definitief antwoord vinden. Maar een educated guess is dat het de luchtstroom van warme lucht naar de carburateur verbetert. De carburateur zit achter de motor aan de bovenkant. Er zit een luchtinlaat voor de carburateur boven op de motor. Om ijsvorming in de carburateur te voorkomen kan deze inlaat ook worden afgesloten. De lucht wordt dan aangezogen vanaf de binnenzijde van de motorbeplating. De lucht wordt daar verwarmd door de warmte van de motor. Ik kan me voorstellen dat door het rechte stuk aan de bovenrand van de motorbeplating achter dat stuk een lagere luchtdruk ontstaat. Hierdoor verandert de luchtstroming richting de carburateur inlaat. Maar nogmaals: dit is een vermoeden.

[Vintage Jet]

Een aantal jaar geleden is in dit, overigens zeer leerzame, forum een vraag gesteld over een detail aan de motorbehuizing van de vooroorlogse DC-3.

Ik heb me altijd afgevraagd, waarom de eerste DC-3 motoren zo'n horizontaal stuk beplating in de motorvoorrand hadden aan de bovenzijde. Zit daar iets achter? Was het iets aerodynamisch? Weet iemand hier meer van?
Dick

Dat heb ik me ook wel eens afgevraagd. Ik heb eens wat gezocht. Ik kan geen definitief antwoord vinden. Maar een educated guess is dat het de luchtstroom van warme lucht naar de carburateur verbetert. De carburateur zit achter de motor aan de bovenkant. Er zit een luchtinlaat voor de carburateur boven op de motor. Om ijsvorming in de carburateur te voorkomen kan deze inlaat ook worden afgesloten. De lucht wordt dan aangezogen vanaf de binnenzijde van de motorbeplating. De lucht wordt daar verwarmd door de warmte van de motor. Ik kan me voorstellen dat door het rechte stuk aan de bovenrand van de motorbeplating achter dat stuk een lagere luchtdruk ontstaat. Hierdoor verandert de luchtstroming richting de carburateur inlaat. Maar nogmaals: dit is een vermoeden.

Daar heb ik wel een antwoord op. Het reguleren van de luchtstroom naar de carburateur is daar één van. De basis van hierna genoemde kennis is grotendeels afkomstig van het standaardwerk “Cylinder Cooling and Drag of Radial Engine Installations” van Kenneth Campbell, project engineer bij de Wright Aeronautical Corp. Gepubliceerd in 1938.

De DC-2 was een grote vooruitgang in vliegtuigontwerp, maar het was nog te veel underpowered en de commerciële belading was beperkt. Vooral de single engine performance van de DC-2 liet te wensen over. De nieuwe Wright Cyclone G2 was echter beschikbaar gekomen, die het vermogen een extra 300 pk verhoogde naar 920 pk (1000 pk take-off power). Om de grotere kracht te compenseren tijdens single engine flight, werd ook een groter rudder geïnstalleerd. Een verlengde dorsal fin vergrootte de aerodynamische controleerbaarheid als een motor uitviel. De langere fin, grotere rudder, krachtigere motoren en bredere romp om bedden in te kunnen monteren, vormde de basis voor de Douglas Sleeper Transport, die wij kennen als de DC-3.

Tijdens testvluchten in januari 1936 bleek dat de DC-3 met de nieuwe Wright GR-1820-G5 Cyclone motoren toch onvoldoende take-off vermogen leverde om de ‘unstick distance’ van 1000 ft (310 meter) bij volle belading waar te maken. Voor TWA een reden om een grote order voorlopig uit te stellen. Door olie onder druk in de crankcase te spuiten werd het vermogen net voldoende opgehoogd. Echter, de extra hitte van de luchtgekoelde motor (specifiek: gevaar van cilinderkop temperatuur overschrijding) stelde de ontwerpers voor de volgende uitdaging.

Luchtgekoelde vliegtuigmotoren zijn relatief licht vergeleken met vloeistof gekoelde motoren, maar ze brengen ook uitdagingen met zich mee. Op hoge snelheid loopt de lucht goed langs de cilinders en koelt zodoende de motor. Bij dalende vlucht bestaat de kans op onderkoeling. Dat kan deels worden opgelost door warme lucht in de carburateur te laten lopen. Bij de start en klimmende vlucht (beter gezegd: een lage vliegsnelheid en dus een scherpe invalshoek in combinatie met hoog vermogen) bestaat juist de kans op oververhitting omdat er door de lagere vliegsnelheid minder koele lucht door de motor gaat.

Het voordeel van de radiaalmotor is dat alle cilinders gelijk worden gekoeld, zoals bij de Wright Cyclone met 9 cilinders in één vlak opgesteld. Echter, dat is niet onder alle condities het geval. Tijdens genoemde vlucht met hoge invalshoek is de hoek van instromende lucht niet loodrecht, maar schuin van onderen. Door de hoge draaisnelheid/blad pitch van de propeller ontstaat er een ‘hogedrukgebied’ tussen de propellerschijf en de cilinders. Dat helpt bij het koelen, omdat hierdoor de lucht onder druk door de motorbehuizing wordt geperst. Echter, door de grote invalshoek ontsnapt koellucht aan de bovenkant.

Dat komt omdat bij elke invalshoek van meer dan 90 graden direct achter het hogedrukvlak, over de motorbehuizing een lagedrukvlak ontstaat. Dat onderdrukgebied schuift bij grote invalshoeken verder naar voren en verminderd zo de statische druk in de voor en bovenkant van de motor, wat resulteert in een inferieure koeling van de bovenste cilinders. Een bijeffect is de neiging van de ontsnappende warme lucht om de luchtklep van de carburateur binnen te gaan, zoals reeds is benoemd. Dat is een gewenst effect bij dalende vlucht, maar bij klimmende vlucht zorgt de warme lucht voor een reductie van het motorvermogen.
Aanvankelijk was dit effect het grootst bij een motorbehuizing met een relatief grote opening zoals de DC-2 en eerste generatie DC-3. Vergelijk het bijvoorbeeld met de naoorlogse DC-3/C-47 voorzien van Twin-Wasp engines.

In de overtuiging dat de voordelen van de grote ingangsopening behouden zouden kunnen blijven, werd de ongewenste uitstroom boven in de motorbehuizing teruggebracht
door het aanbrengen van een segmentaal "eyelid" over de bovenkant van de kapopening.
Test door de motorfabrikant lieten echter ook zien dat deze correctie een averechts effect kon hebben bij normale vliegsnelheden, wat resulteert in hogere voor- en achtertemperaturen van de bovenste cilinders in plaats van verbetering. De eerste commerciële toepassing van deze resultaten was op de door Cyclone aangedreven Douglas DC-3. Al voor de tweede wereldoorlog werden andere type motorbehuizing toegepast, die veel efficiënter met dit fenomeen omgaan. Zoals de eerdergenoemde verkleining van de diameter opening aan de voorkant en het toepassen van tijdens de vlucht instelbare hydraulisch bediende cowl-flaps achter de motorbehuizing, die de luchtstroom door de motor konden reguleren. Een systeem overigens dat weer andere kwetsbaarheden heeft en ook gewicht toevoegt aan het vliegtuig.



Bron van de fotos: e-bay. Deze stonden een jaar geleden te koop (afkomstig van een DC-2)

Met vriendelijke groet,
VJ

[Pim Pouw]

Een aantal jaar geleden is in dit, overigens zeer leerzame, forum een vraag gesteld over een detail aan de motorbehuizing van de vooroorlogse DC-3.
Daar heb ik wel een antwoord op.
Met vriendelijke groet,
VJ

Hallo Vintage Jet, bedankt ! en welkom op dit forum