Sternmotor
| Umlaufmotor Umlauf-Doppelsternmotor von 1914 |
 Charles Lindbergh vor der Spirit of St. Louis |
Der Sternmotor ist eine besondere Bauform des Verbrennungsmotors. Die Zylinder und Kolben sind dabei sternförmig angebracht. Diese Bauform nutzte man insbesondere zum Einbau in Flugzeuge. Vereinzelt wurden aber auch Boote und Landfahrzeuge damit ausgerüstet.
Zu großer Bekanntheit kam hier das Motorrad Megola, das über einen 5 Zylinder-Sternmotor im Vorderrad verfügte. Zu großen Stückzahlen kam der Amerikanische M4A1 Sherman Panzer im 2. Weltkrieg zum Einsatz, der über einen Whirlwind-Sternmotor verfügte, der auch bei Flugzeugen zum Einbau kam. Prototypen des Volkswagen wurden ebenfalls mit einem 5-Zylinder Sternmotor projektiert. Die Fregatten der Parchim-Klasse, die für die NVA vorgesehen und teilweise von der Bundesmarine übernommen wurde verfügten über 56-Zylinder 8-fach Sternmotoren mit Wasserkühlung russicher Produktion.
Alle Zylinder einer Zylinderreihe sind in einer Ebene angeordnet. Die Kraft der Kolben wird über Nebenpleuel auf ein Mutterpleuel und von dort auf einen Kurbelzapfen pro Zylinderreihe übertragen. Die Zylinderzahl ist aufgrund der durchgängigen Zündfolge ungerade. In seltenen Fällen, insbesondere bei 2-Takt-Sternmotoren aber auch gerade. So wurde 1940 von Schnürle ein 8-Zylinder-2-Takt-Diesel-Sternmotor konstruiert und auch gebaut. Bei Bauformen mit einer zwei oder mehr Ebenen von Kolben/Zylindern werden diese bei Luftkühlung versetzt angeordnet.
Der Vorteil dieser Anordnung sind die gleichmäßige Kühlung aller Zylinder einer Reihe und ein runder Lauf. Aufgrund der vorherrschenden Luftkühlung erwies sich der Sternmotor gegenüber dem wassergekühlten Reihen- oder V-Motor als unempfindlicher. Meist wird dabei nur ein einzelner Zylinder in Mitleidenschaft gezogen, wogegen bei Reihen- oder V-Motoren oft alle Zylinder beschädigt werden können.
Ein Nachteil ergibt sich bei eingesetzten Turboladern deren komprimierte Luft aufwändig auf alle Zylinder verteilt werden muss. Dies gestaltet sich bei Reihen- oder V-Motoren einfacher, hier können ein oder zwei Leitungen sämtliche Zylinder versorgen.
Weiterhin stellt die Sternanordnung eine große Stirnfläche dar. Dies war für langsam fliegende Maschinen zunächst kein Hindernis, dennoch stellte es für Kampfflugzeuge ein Hindernis dar. Das Problem wurde mit Entwicklung der NACA-Haube gelöst.
Eine spezielle Form des Sternmotors ist der Umlaufmotor. Hier ist die Kurbelwelle fixiert, während die Zylinder sich mit dem daran befestigten Propeller drehen. Vorteil war hier die einfache und effektive Kühlung der einzelnen Zylinder. Durch die großen, sich drehenden Massen und das dadurch wirkende Kreiselmoment wirkte sich der Motor negativ auf das Flugverhalten aus.
Stern- und Umlaufmotoren wurden erstmals Anfang des 20. Jahrhunderts eingesetzt. Der Sternmotor zeigte sich nach den 1930er Jahren etwas beliebter als die Reihenmotoren, aber auch danach fanden beide Varianten ihre Anwendung.
Viele Luftstreitkräfte setzten auf die Sternmotoren, da sie sich als sehr zuverlässig erwiesen (wichtig für Flüge über Wasser) und leicht waren (wichtig für Flugzeugträger). Mitte der 30er Jahre erwuchs eine neue Generation stromlinienförmiger Hochgeschwindigkeits-Flugzeuge, zusammen mit starken Reihenmotoren wie zum Beispiel dem Rolls Royce Merlin oder dem Daimler-Benz DB 601. Dies belebte die Debatte um die Vorzüge von Stern- und Reihenmotoren.
Allerdings zeigte die Focke-Wulf FW 190, dass ein Sternmotor durchaus mit den von einem V-Motor betriebenen Kampfflugzeugen mithalten kann. Die Entwicklung leistungsfähiger Langstreckenbomber bei den Amerikanern im 2. Weltkrieg, die durchweg mit Sternmotoren ausgerüstet wurden, liessen nach dem Kriegsende diesen Motortyp auch in der Zivilluftfahrt beherrschend werden.
Die Entwicklung gipfelte in den Turbo-Compound-Motoren, wie sie auch in der Lockheed Super Constellation eingesetzt wurden. Hier wird die Abgasenergie nicht nur zur Erzeugung von Ladedruck benutzt, sondern treibt eine oder mehrere Gasturbinen an, die auf die Antriebswelle gekoppelt sind.
Bekannter Typ ist hier der Curtiss-Wright R-3350 Turbo Compound, ein luftgekühlte 18-Zylinder-Doppelsternmotoren mit über 2500 KW Leistung. Der englische Napier Nomad-Motor wurde nicht in Serie gebaut.
Der wohl bekannteste Einsatz eines Sternmotors ist die Atlantiküberquerung von Charles Lindbergh mit der Spirit of Saint Louis.
Weblinks
- http://www.5bears.com/curproj.htm - Bau eines Sternmotors (Englisch)