Motore radiale

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Funzionamento del motore radiale, è ben visibile la biella madre

Il motore a cilindri radiali, più conosciuto come motore radiale o motore stellare, è un motore endotermico nel quale i cilindri sono disposti secondo linee radiali, intorno all'albero motore; un motore radiale può essere composto da una o più "stelle", da cui il nome che lo identifica, cioè da una o più serie, autonome, di cilindri. In questo caso si parlerà di motore a doppia e quadrupla stella. Il motore radiale conobbe un grande successo in aeronautica e rimase in produzione fino all'avvento del motore a getto o Jet. Era con questo tipo di motore che erano equipaggiati tutti i grandi velivoli da trasporto civile e militare con i quali si chiuse l'era del motore a pistoni in aviazione.

Tecnica costruttiva[modifica | modifica sorgente]

Alfa Romeo 126 RC.34, un motore radiale a blocco motore fisso utilizzato fino al 1942 sui velivoli Savoia-Marchetti S.M.79

In un motore radiale, i pistoni sono connessi all'albero motore con un sistema particolare. Un solo pistone è connesso direttamente all'albero motore attraverso una biella di grandi dimensioni, detta biella madre. Tutti gli altri sono connessi con delle bielle di dimensioni ridotte, a questa biella madre.
Anche se tale collegamento può essere inteso come meccanicamente scorretto per via del differente centro di rotazione della biella madre rispetto alle biellette, il calo di rendimento derivante può spesso intendersi come limitato.
Vale una regola generale, al fine di limitare i cimenti meccanici (= gli sforzi) sulla biella, i motori radiali a due tempi hanno numero pari di cilindri per ciascuna stella, i motori a quattro tempi hanno numero dispari (sempre per ciascuna stella); difatti un motore a diciotto cilindri su due stelle ha nove (dispari) cilindri per ciascuna stella.

Tipi[modifica | modifica sorgente]

Di motori radiali, a parte il numero di cilindri e di stelle, ce ne sono di due tipi:

  • a cilindri radiali rotativi (blocco motore rotante), l'albero motore sosteneva l'intero motore al telaio del veicolo, mentre il blocco motore con i cilindri, i pistoni e le bielle ruotava su se stesso insieme all'elica; l'immissione dei gas avveniva per travaso tramite l'albero motore che, funzionava anche da camma per le valvole. Le candele entravano in gioco senza cavi, tramite un comando a distanza.
  • a cilindri radiali fissi (blocco motore fisso), hanno sostituito i modelli precedenti per il miglior rendimento: l'albero motore con l'elica gira mentre il blocco motore era fisso al telaio del veicolo. Con questo metodo si potevano collegare le candele con un cavo elettrico, l'immissione dei gas poteva avvenire tramite dei tubi fissi (così anche per scaricare i gas bruciati) e se non altro, vennero costruiti seppur più pesanti, prototipi raffreddati a liquido.

Uso aeronautico[modifica | modifica sorgente]

In campo aeronautico il motore stellare presenta non pochi vantaggi. Il raffreddamento del motore avviene utilizzando direttamente l'aria generata dal movimento del velivolo o dell'elica. Quindi non si rendono necessari sistemi di raffreddamento a liquido, con un notevole risparmio di peso. La mancanza di un sistema di raffreddamento a liquido rende il motore radiale più semplice da costruire, e mantenere, rispetto ad un motore in linea o a V. Questa sua semplicità lo rese più affidabile e, in combattimento, meno sensibile agli eventuali danneggiamenti. Infatti, nel caso in cui venga direttamente colpito un cilindro di una stella del motore radiale, sarà solo questo a perdere potenza, mentre in un motore in linea o a V, caratterizzati da uno o più blocchi di cilindri, perderà potenza l'intero blocco. Questi vantaggi - leggerezza ed affidabilità - ne facilitarono e ne consigliarono l'impiego sui velivoli. Un altro vantaggio è dato dalla modularità del progetto. Ad un certo punto del suo sviluppo, invece di incrementarne la potenza aumentando le dimensioni si preferì aggiungere file supplementari di cilindri. Questo permise di mantenere una certa facilità progettuale che si ripercuoteva anche in quella produttiva. Il poter realizzare un minor numero di componenti era economicamente vantaggioso e si rivelò assai utile nella manutenzione dei velivoli impiegati nei conflitti.

Il motore radiale però presenta anche due grandi svantaggi. Il primo è dato dalla maggiore resistenza aerodinamica che genera in quanto necessita, a causa della sua forma, di una sezione frontale maggiore di quella di un equivalente motore in linea. Inoltre nel caso si voglia adottare la sovralimentazione, l'aria compressa, dopo il passaggio nel compressore o nella turbina, dovrà essere portata ad ogni singolo cilindro, mentre nel motore in linea, o a V, sarà necessario un solo condotto per un intero blocco di cilindri.

Durante gli anni trenta si sviluppò un grande dibattito tecnico su quale delle due tipologie di motore, radiale o in linea, fosse migliore. Inizialmente il vantaggio sembrava andare al motore radiale, che divenne il principale motore utilizzato su molti velivoli civili e militari proprio grazie alla sua affidabilità, valore importante durante i voli su grandi superfici desertiche o sull'acqua, e per la sua leggerezza. In seguito soprattutto per i velivoli militari da caccia, e con la disponibilità di motori a V quali il Daimler-Benz DB 601 o il Rolls-Royce Merlin, sembrò che il motore ideale fosse costituito dal motore in linea, che permetteva di ottenere velivoli con linee aerodinamiche molto pulite. Il dibattito non ebbe una sua vera soluzione in quanto velivoli da caccia come il Republic P-47 Thunderbolt o il Focke-Wulf Fw 190, per quanto riguarda i velivoli da caccia basati a terra, dimostrarono che si potevano ottenere aerei capaci di grandi prestazioni utilizzando un motore radiale. Mentre il Supermarine Spitfire o il Messerschmitt Bf 109 tedesco, equipaggiati con i motori a V, si rivelarono aerei con una aerodinamica estremamente efficiente e resistenti ai danni del combattimento.

Spaccato del Pratt & Whitney R-4360, il motore radiale più grande e potente mai costruito, se non altro è l'unico a quadrupla stella

Chi prese una decisa posizione al riguardo fu la US Navy, che adottò sempre il motore radiale per tutti i suoi velivoli. Anche la Marina Imperiale e l'Aviazione dell'Esercito del Giappone fecero altrettanto. Anche molti dei velivoli italiani utilizzati durante il Secondo conflitto mondiale erano motorizzati con dei motori radiali. Subito dopo il conflitto si assistette a un'affermazione del motore radiale, utilizzato su tutti i grandi velivoli civili e militari del periodo. Destino diverso toccò al motore in linea che scomparve rapidamente dal mercato dell'aviazione. Tuttavia in pochi anni lo sviluppo dei motori a getto introdotti dagli ingegneri tedeschi con lo Junkers Jumo 004 che equipaggiava il Messerschmitt Me 262 pose definitivamente fine allo sviluppo dei grandi motori a scoppio per l'aeronautica.

Il più grande motore radiale aeronautico mai realizzato in serie fu lo statunitense Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major. Il motore, che era dotato di 28 cilindri disposti su quattro stelle e poteva fornire una potenza di 3.500 hp (2.610 kW), venne utilizzato sui più grandi velivoli, militari prima e civili poi, dell'ultimo periodo dei velivoli a motore a pistoni.

Tuttavia il primato nelle dimensioni di un motore radiale spetta all'Unione Sovietica. La Zvezda realizzò un numero limitato di motori diesel marini da 42 cilindri caratterizzati da ben 6 file di stelle a 7 cilindri, alesaggio 160 mm (6.3 in) x corsa 170 mm (6.7 in), per una cilindrata totale di 143,5 L (8,756 in³). Questo motore sviluppava la potenza di 6,000 hp (4,500 kW) a 2.500 giri/min.

Uso automobilistico[modifica | modifica sorgente]

La Monaco-Trossi del 1935

Uno dei rari esempi dato dall'uso automobilistico del motore radiale è dato dall'installazione in un'autovettura da competizione, la Monaco-Trossi del 1935, che fece la sua unica apparizione in pubblico durante le prove di qualificazione nel Gran Premio d'Italia disputato sull'Autodromo Nazionale di Monza nel 1935.

Progettata da Augusto Monaco e realizzata grazie all'aiuto economico del conte Carlo Felice Trossi, già pilota automobilistico, era una vettura apparentemente convenzionale per l'epoca, ma che racchiudeva una serie di interessanti innovazioni tecnologiche. Era dotata di una struttura a tubi saldati con motore e trazione anteriore, abitacolo aperto protetto da un piccolo parabrezza, sospensioni indipendenti a parallelogrammi trasversali dotate di ammortizzatori regolabili, e freni a tamburo dalle generose dimensioni.

Il motore radiale in questione era un due tempi 16 cilindri, alesaggio 65 mm e corsa 75 mm per una cubatura di 3,982 L. Curiosa la disposizione con camera di combustione solidale per ogni coppia di cilindri, con le luci di travaso di aspirazione sugli 8 posteriori e quelle di scarico su quelle anteriori. L'unità del peso a vuoto di 750 kg, grazie alla dotazione di 2 compressori era capace di 250 CV a 6 000 giri/min, sufficienti per consentire alla vettura di raggiungere la ragguardevole velocità di 280 km/h.

A causa della sua particolare conformazione, con una ripartizione di pesi che gravava per il 75% sull'asse anteriore, aveva un'estrema difficoltà di inserimento in curva ed in pratica i benefici apportati dalla motorizzazione non furono sufficienti a compensare la sua cronica mancanza di tenuta di strada.

Pur nell'insuccesso sportivo, è una vettura che si è guadagnata un posto nella storia dell'automobilismo, tanto da essere conservata ed esposta al Museo dell'Automobile di Torino.[1]

In tempi più recenti, è da ricordare la OPES Ninfea, un'utilitaria dotata di motore tricilindrico radiale, realizzata in pochi esemplari dalla Officine precisione e Stampaggio di Torino, nel 1947.

Tabella dei motori aeronautici radiali[modifica | modifica sorgente]

A "stella singola" A "stella doppia" A "stella quadrupla"
Aichi AC-1 Alvis Leonides Major Pratt & Whitney R-4360
Alfa Romeo 125 Armstrong Siddeley Jaguar
Alfa Romeo 135 Armstrong Siddeley Leopard
Alfa Romeo D2 BMW 801
Alvis Leonides Bristol Centaurus
Armstrong Siddeley Cheetah Bristol Hercules
Armstrong Siddeley Genet Bristol Hydra (progetto sperimentale)
Armstrong Siddeley Genet Major Bristol Taurus
Armstrong Siddeley Cougar (non prodotto in serie) Curtiss R-600
Armstrong Siddeley Lynx Fiat A.74
Armstrong Siddeley Mongoose Fiat A.80
Armstrong Siddeley Panther Gnome-Rhône 14K
Armstrong Siddeley Serval Gnome-Rhône 14M
Armstrong Siddeley Tiger Gnome-Rhône 14N
BMW X Hispano-Suiza 14AA
BMW 114 Hispano-Suiza 14AB
BMW 132 IAR K14
BMW 802 Mitsubishi Kasei
Bramo 323 Fafnir Mitsubishi Kinsei
Bristol Aquila Mitsubishi Shinten
Bristol Draco Mitsubishi Zuisei
Bristol Jupiter Nakajima Homare
Bristol Lucifer Nakajima Mamoru
Bristol Mercury Nakajima Sakae
Bristol Neptune Oberursel U.III
Bristol Pegasus Piaggio P.XI
Bristol Perseus Piaggio P.XII
Bristol Phoenix Piaggio P.XV
Bristol Titan Pratt & Whitney R-1535
Clerget 7Z Pratt & Whitney R-1830
Clerget 9B Pratt & Whitney R-2000
Clerget 11Eb Pratt & Whitney R-2800
Fiat A.50 Shvetsov ASh-2 (non prodotto in serie)
Fiat A.54 Shvetsov ASh-73
Gnome Lambda Shvetsov ASh-82
Gnome Omega Tumanskij M-87
Gnome-Rhône 9K Tumansky M-88
Ivchenko AI-14 Walter Mars
Ivchenko AI-26 Wright R-2600
Jacobs R-755 Wright R-3350
Jacobs R-830
Jacobs R-915
Kinner B-5
Kinner C-5
Kinner K-5
Kinner R-5
Le Rhône 9C
Le Rhône 9J
Nakajima Ha-5
Nakajima Hikari
Nakajima Kotobuki
Oberursel U.I
Packard DR-980
Piaggio P.VII
Piaggio P.IX
Piaggio P.X
Pobjoy R
Pobjoy Niagara
Pratt & Whitney R-985
Pratt & Whitney R-1340
Pratt & Whitney R-1690
Pratt & Whitney R-1860
Shvetsov ASh-21
Shvetsov ASh-62
Shvetsov M-11
Shvetsov M-22
Shvetsov M-25
Siemens-Halske Sh.III
Siemens-Halske Sh 4
Siemens-Halske Sh 5
Siemens-Halske Sh 11
Siemens-Halske Sh 12
Siemens-Halske Sh 13
Siemens-Halske Sh 14
Siemens-Halske Sh 22
Walter Bora
Walter Castor
Walter Gemma
Walter NZ 60
Walter NZ-120
Walter Polaris
Walter Pollux
Walter Regulus
Walter Scolar
Walter Vega
Walter Venus
Warner R-420
Warner Scarab Junior
Wolseley Aquarius
Wolseley Aries
Wright R-540
Wright R-760
Wright R-790 Whirlwind
Wright R-975
Wright R-1300
Wright R-1820

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ La Manovella, Nr.4 anno XLVII (aprile 2008) Edizioni Legenda S.r.l. Pag.43

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]