Vliegende diesels

Dieselmotoren zijn een stuk lichter geworden en beter bestand tegen slijtage. Bouwers van kleine vliegtuigen zien eindelijk kansen voor de diesel.

VLIEGTUIGBOUWERS krijgen belangstelling voor de dieselmotor. Het Franse bedrijf Morane Renault is bezig met de ontwikkeling van drie nieuwe typen. Hetzelfde geldt voor het Duitse Zoche. En in Amerika zijn de bedrijven Textron Lycoming en Teledyne Continental inmiddels gestart met de ontwikkeling van dieselmotoren. Samen produceren ze de meeste zuigermotoren voor de luchtvaart.

Een grote rol heeft de diesel tot nu toe niet gespeeld in de vliegtuigbouw. Hij was weliswaar betrouwbaar en zuinig, maar die voordelen wogen niet op tegen zijn hoge gewicht. Voor de Tweede Wereldoorlog werden dieselmotoren geproduceerd door Duitse fabrikanten als Junkers, Maybach en Daimler-Benz, evenals het Amerikaanse Packard. Van de meest geproduceerde vliegtuigdiesel, de Jumo 205 van Junkers, zijn er ruim 5.000 gebouwd.

Verbeteringen aan de dieselmotor maken dat hij nu toch in de belangstelling komt. Met name voor de kleine luchtvaart, want motorvermogens boven de 300 kW zijn al decennialang het domein van de turbinemotoren. In dit domein wegen de hogere kosten van turbines ruimschoots op tegen het lagere gewicht per pk en de grotere betrouwbaarheid.

Fabrikanten die zich met dieselmotoren wilden inlaten moesten wachten op lichtere legeringen. Die zijn sinds enkele jaren verkrijgbaar, met name aluminiumlegeringen. Bovendien zijn er coatings beschikbaar gekomen die het oppervlak van de cilinder en de cilinderkop harder maken, zodat er minder slijtage optreedt. Dat heeft geleid tot een reeks van diesels met vermogens die uiteenlopen van 50 tot 250 kW. Behalve sport- en privé-vliegtuigen kunnen ook onbemande toestellen met deze diesels worden uitgerust.

Nu het enige werkelijke bezwaar tegen dieselmotoren, het hoge gewicht, uit de wereld is geholpen, kan de kleine luchtvaart volop profiteren van de voordelen. Het belangrijkste pluspunt is de eenvoud, want vliegtuigdiesels zijn tweetaktmotoren. In vergelijking met de nu toegepaste viertakt benzinemotoren hebben ze veel minder (bewegende) delen. Er zijn geen kleppen en nokkenassen en wegens de gebruikte brandstof ook geen bougies.

Een en ander leidt tot grotere betrouwbaarheid en dus tot veiliger vliegen. Verder zijn de kosten van aanschaf en onderhoud lager. Voor beide geven de fabrikanten een besparing van ongeveer een derde op. De afwezigheid van bougies betekent voorts dat er geen elektromagnetische interferentie is. Dit is vooral voordelig voor ontwerpers van onbemande militaire toestellen, die volgepakt zijn met sensoren, communicatie- en navigatie-apparatuur.

Een van de nadelen van benzinemotoren is hun grotere vibratie, vergeleken met turbinemotoren. Diesels zullen nooit het geringe niveau van vibratie van de laatste bereiken, maar minder bewegende delen betekent dat ze in ieder geval minder trillingen geven dan benzinemotoren. Voor tweetakt diesels met vier cilinders geldt bovendien dat ze volledig uitgebalanceerd kunnen worden.

Een ander groot voordeel is de brandstof. Die heet in het dagelijks spraakgebruik diesel, maar is dezelfde Jet A-1 brandstof die verstookt wordt in de turbinemotoren van grote vliegtuigen. De kosten daarvan zijn ongeveer een derde van vliegtuigbenzine. Dat is een ruw gemiddelde, want in de Verenigde Staten is het prijsverschil kleiner dan in Europa. Een ander aantrekkelijk kenmerk van dieselmotoren is dat zij zuiniger zijn dan benzinemotoren. Het brandstofgebruik per kW per uur is bij diesels ongeveer een derde lager.

wankelmotor

Het Duitse bedrijf Zoche heeft inmiddels dieselmotoren van 53, 113 en 226 kW ontwikkeld. Een interessante variant is de wankelmotor, waarvan het gelijknamige eveneens Duitse bedrijf vier types ontwikkelt. Deze zijn mede bedoeld voor onbemande vliegtuigen. In Frankrijk timmert Morane Renault stevig aan de weg. Er worden drie motoren ontwikkeld. Twee ervan, van 134 respectievelijk 187 kW, zijn bijna identiek. De sterkste van de twee heeft een zwaardere turbocompressor en draait met een hoger toerental. De motoren zijn de aanleiding voor vliegtuigfabrikant Socata om zijn complete serie privé-vliegtuigen aan te gaan bieden met dieselmotoren.

De derde motor is bestemd voor een militair trainingstoestel van het type TB 30 Epsilon. Vooral deze biedt een interessante illustratie van de potentie van dieselmotoren. De Epsilon heeft prestaties die vergelijkbaar zijn met die van de Pilatus PC-7, het trainingsvliegtuig van de Nederlandse luchtmacht. Echter, de Epsilon gaat 1 miljoen dollar kosten, terwijl de PC-7 voor het dubbele over de toonbank gaat.

Het belang van dieselmotoren voor de luchtvaart is groter dan ooit. Het is goed denkbaar dat dieselmotoren de rol van benzinemotoren grotendeels gaan overnemen. En wellicht kunnen ze een marktaandeel veroveren ten koste van kleine turbinemotoren. Met de huidige stand van de technologie is het mogelijk om dieselmotoren van ruim 300 kW te bouwen die lichter zijn dan vergelijkbare turbinemotoren. Bovendien is het brandstofverbruik van de diesel tijdens de kruisvlucht ongeveer even groot als dat van de stationair draaiende turbinemotor.

    • Jan van den Berg