柯蒂斯“3號”發(fā)動機(jī)

柯蒂斯先生似乎仍在勇敢地與新發(fā)動機(jī)的困難作斗爭。他已經(jīng)遇到了令人鼓舞的成功和令人惱火的延誤，但很明顯，最終我們將擁有一臺對航空藝術(shù)有價(jià)值的發(fā)動機(jī)。一個不會在五到十分鐘內(nèi)壞掉而讓飛行員束手無策的引擎…
顯然，他正在依次找出裝置每一部分的弱點(diǎn)；最后，當(dāng)每一個困難似乎都被克服了，發(fā)動機(jī)被安裝在潛水[水上飛機(jī)]……汽缸把它的頭吹向空中。
亞歷山大·格雷厄姆·貝爾的來信，1908年12月3日。
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這個模型是對早期一個重要的飛機(jī)發(fā)動機(jī)的1/8比例的改造。它是基于加拿大航空航天博物館（Canada Aviation and Space Museum）對一件原始文物（文物編號：1967.0512.001）的掃描，但它的特征是許多重現(xiàn)的元素現(xiàn)在從幸存的引擎中消失了。這意味著要以FDM或SLA打印并使用CA膠組裝。
柯蒂斯“3號”是一個雄心勃勃的試驗(yàn)性V-8引擎，從早期的動力飛行。由美國航空試驗(yàn)協(xié)會（AEA）構(gòu)想，AEA是由Alexander Graham Bell（1847-1922）領(lǐng)導(dǎo)的一個加拿大和美國的實(shí)驗(yàn)小組，其目的是為飛機(jī)提供比以前設(shè)計(jì)更長距離、更重有效載荷的動力。它的特點(diǎn)是一個冷卻系統(tǒng)，循環(huán)水通過圍繞著圓柱的薄銅套。
這臺發(fā)動機(jī)曾在幾艘實(shí)驗(yàn)飛行器上使用過，但它最令人難忘的是，1909年2月23日，在新斯科舍省布雷頓角中部的巴德克灣（Baddeck Bay）的冰凍表面上為銀鏢飛機(jī)提供動力。這在加拿大被稱為fit動力飛行。這架脆弱的飛機(jī)在冬季景觀上空飛行的畫面是許多加拿大人所熟悉的。
引擎本身令人失望。從一開始就受到可靠性問題的困擾，它很少達(dá)到額定功率，因此需要維修。當(dāng)美國和法國的其他車隊(duì)正在實(shí)現(xiàn)越來越長和更可靠的飛行時(shí)，AEA集團(tuán)努力使他們的發(fā)動機(jī)可靠運(yùn)行。1909年3月31日，美國航空管理局（AEA）解散后，這臺發(fā)動機(jī)的加拿大車主用一臺汽車發(fā)動機(jī)代替了它，繼續(xù)他們的試驗(yàn)工作。
然而，發(fā)動機(jī)是一個必要的環(huán)節(jié)，在一系列的技術(shù)試驗(yàn)中產(chǎn)生了許多成功的發(fā)動機(jī)。格倫·柯蒂斯（Glenn Curtiss，1878-1930），這臺發(fā)動機(jī)的總部位于紐約的制造商，利用這一經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)了他的設(shè)計(jì)。1909年8月28日?？碌偎乖谌鹉泛娇諘h上的勝利飛行中使用了他隨后的水冷V8引擎。這個家族后來的一款V8引擎，OX-5，在Fit世界大戰(zhàn)期間服役。到了20世紀(jì)20年代，柯蒂斯在強(qiáng)大的水冷發(fā)動機(jī)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。這些包括柯蒂斯D-12及其許多成功的和衍生的。
發(fā)動機(jī)：
這一開發(fā)過程是在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間進(jìn)行的。為了解決它的許多問題，這臺發(fā)動機(jī)在其短暫的職業(yè)生涯中進(jìn)行了大量的改裝。由于這個原因，很難用一般術(shù)語來描述發(fā)動機(jī)，而不指定其開發(fā)中的特定點(diǎn)。
“3號”名義上額定功率為50馬力，轉(zhuǎn)速16000轉(zhuǎn)/分。主殼體為鑄鋁。氣缸和活塞是鑄鐵，而空心曲軸是釩鋼。每個氣缸周圍都有一個薄的銅套，通過它，冷卻水通過一個離心泵循環(huán)。單靠電池點(diǎn)火。發(fā)動機(jī)由頂置油箱供給的“全損”油系統(tǒng)潤滑。
當(dāng)它被用于著名的銀鏢飛行時(shí)，發(fā)動機(jī)原來的每缸一個化油器的配置已經(jīng)被每個氣缸組的傳統(tǒng)氣缸和歧管布置所取代。它增加了第二個推桿驅(qū)動閥，以取代簡單的吸入進(jìn)氣閥。原來的雙皮帶傳動系統(tǒng)已被鏈條傳動取代。這需要在電機(jī)的非驅(qū)動端增加一個飛輪。也許是因?yàn)檫@個原因，分配器被移到驅(qū)動端。還進(jìn)行了許多進(jìn)一步的修改。但是后來的改裝車重量增加了165磅。
發(fā)動機(jī)笨拙的外觀表明了早期開發(fā)直列式飛機(jī)發(fā)動機(jī)的挑戰(zhàn)。它的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精致。許多部件暴露在外，在未來的V型發(fā)動機(jī)中，為了保護(hù)、輕便和剛性，它們將被封裝在復(fù)雜的鑄件中。除其他問題外，發(fā)動機(jī)還受到與復(fù)雜冷卻系統(tǒng)有關(guān)的機(jī)械問題的困擾。
這種早期的V型發(fā)動機(jī)可以與旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)相比較，后者是1908年底在巴黎推出的，當(dāng)時(shí)大約與“3號”相同。旋轉(zhuǎn)體是適合飛機(jī)發(fā)動機(jī)的有效結(jié)構(gòu)。雖然按照后來的標(biāo)準(zhǔn)，它是粗糙和低效的，但隨著螺旋槳旋轉(zhuǎn)汽缸套的旋轉(zhuǎn)原理有效地解決了冷卻問題，同時(shí)又相當(dāng)可靠而且非常輕。
如果你想知道“3號戰(zhàn)機(jī)”的外觀和聲音，你可以在YouTube上看到它的近親柯蒂斯OX-5的一些視頻。
人工制品和模型
柯蒂斯“3號”發(fā)動機(jī)在加拿大航空航天博物館展出。發(fā)動機(jī)是獨(dú)一無二的。它的狀況也很糟糕，因?yàn)樗窃谝凰页翛]的漁船上用作備用引擎后從湖底打撈上來的。許多零件都不見了，包括大部分的電氣、水冷和油系統(tǒng)。此外，傳動系統(tǒng)的各個方面也進(jìn)行了改造，使發(fā)動機(jī)適應(yīng)船的需要。
這個模型是基于2019年10月22日由Ingenium coervation團(tuán)隊(duì)的membe在CASM制作的原始人工制品的3d掃描。通過此過程生成的多邊形網(wǎng)格為使用Autodesk Fusion 360軟件制作的1/8比例的參數(shù)化CAD模型提供了尺寸信息。原始尺寸已經(jīng)過調(diào)整，以便使用帶有標(biāo)準(zhǔn)0.5毫米噴嘴的coumer級FDM打印機(jī)進(jìn)行打印。為了能按這個比例打印，模型被分成了幾部分。
這不是人工制品本身的模型，而是1909年2月在新斯科舍省歷史性飛行中為銀色飛鏢提供動力時(shí)所出現(xiàn)的引擎。該模型包含了齒輪驅(qū)動水泵和電氣系統(tǒng)等幾個要素，而這些要素在幸存的人工制品上是缺失的。模型的這些方面是根據(jù)檔案證據(jù)重新構(gòu)建的。在一些舊的水泵驅(qū)動的情況下，這些照片幾乎看不到。因此，這種娛樂活動是一種有根據(jù)的猜測。如果有更好的證據(jù)，它可能會被更新。
要制作此模型，您可能需要：
-小的愛好文件，砂紙，和/或金剛砂板完成打印。這些對一般的精加工很有用。根據(jù)打印質(zhì)量的不同，您可能還需要修剪部件，加寬插座，并砂回壓縮適合的打印層。
-愛好澆口切割器可以幫助移除支撐，清理零件，并修剪它們以適合。
-氰基丙烯酸酯膠（CA或瘋狂膠）適用于印刷部件的粘合。我發(fā)現(xiàn)最簡單的方法是在錫紙上滴上一滴，然后用牙簽在模型上涂一點(diǎn)。你用得越少，干得越快，越容易使用。一旦你把你的作品放在適當(dāng)?shù)牡胤?，你可以添加更多的膠水來固定債券。
-CA膠水加速器（“zip kicker”）通過加快干燥時(shí)間使組裝更容易。
-油漆和底漆。從底漆開始涂上一層底漆，以確保油漆能正確粘附和擴(kuò)散。Mod Podge（或稀釋的PVA膠）價(jià)格便宜，易于使用，在印刷部件上效果良好。
裝配模型：
首先，將每個部分打印一次，除了以下：碳水化合物：打印兩次。鐵制品：如果要裝飾支架，請打印兩次。冷卻管_FDM：這包括在內(nèi)，這樣您就可以打印更換的冷卻管，而無需重新打印整個氣缸組。
步驟1：拆下每個氣缸組和發(fā)動機(jī)殼體上部紅色指示的支架。用澆口切割機(jī)最容易做到這一點(diǎn)。注意，支架也連接到氣門推桿的中心。
如果您正在給氣缸噴漆，或者希望更換推桿（見下文），此時(shí)最簡單的方法就是這樣做。
第二步：把兩部分的發(fā)動機(jī)外殼粘在一起。為了有助于對齊，這些零件有適合長圓形牙簽（直徑2毫米）的通道。
將左右氣缸組粘到電機(jī)體上。外殼頂部的導(dǎo)軌將使其位于正確的一側(cè)。
第三步：分離與氣缸一起打印的水冷通道，并將其粘到每個氣缸組兩側(cè)的插座上。
每一個化油器打印一個主件的線圈，底部有一個小的凹處，連接的小端用膠水粘住。你需要把它們分開，然后把化油器和氣缸上的歧管相接的軸環(huán)下面的小支撐去掉銀行。膠水每個歧管有一個化油器。在歧管的正確一側(cè)會有一個小凹痕，該凹痕應(yīng)與化油器末端的小銷相匹配。
將飛輪總成粘到模型同一側(cè)（非驅(qū)動）的凸臺上。飛輪盤繞在車輪本身和飛輪安裝件上。在這些部件的中心有一個圓形通道，可以安裝一段牙簽，幫助您將它們集中在一起。別把牙簽粘成碎片。
步驟4：在發(fā)動機(jī)的另一側(cè)（驅(qū)動側(cè)），安裝兩件式鏈輪總成。這與飛輪總成的裝配方式相同。
從分配器上拆下兩個圓形支架。分配器背面的插座安裝在