軸流エンジン

1911年、ロサンゼルスのマコンバー・ロータリー・エンジン社は、マサチューセッツ州オールストンのエイビス・エンジン社が製造した、初期の軸流式内燃機関の1つを販売した。4ストローク空冷式で、7気筒、可変圧縮比を備えており、ウォブルプレートの角度を変えることでピストンストロークの長さを変更できた。^{[ 3 ]}エンジン全体がエンドケーシングから離れて回転するため、「ロータリーエンジン」と呼ばれた。

点火はカムギアから直接駆動されるボッシュ製マグネトーによって行われた。高電圧電流はフロントベアリングケースの固定電極に送られ、そこから1/16インチ（1.6mm）以内を通過するシリンダーヘッド内のスパークプラグに火花が飛ぶ仕組みになっていた。マコンバー社の資料によると、「過熱しないことが保証されている」とのことだった。 

このエンジンは150～1,500rpmの回転数で運転できると謳われていた 。通常の回転数である1,000rpmでは 、50 馬力を発生したとされている。重量は230ポンド（100kg ） 、全長は28インチ（710mm ） 、直径は19インチ（480mm ）だった。   

先駆的な飛行家チャールズ・フランシス・ウォルシュは、1911年5月にマコンバーエンジンを搭載した航空機「ウォルシュ・シルバー・ダート」を操縦した。^{[ 4 ]}

1913年、スイスのチューリッヒにあるStatax-Motor社は、斜板式エンジンの設計を発表しました。試作機は1台のみ製造され、現在はロンドンの科学博物館に所蔵されています。1914年、同社はロンドンに移転し、Statax Engine Companyとなり、10馬力の3気筒、40馬力の5気筒、80馬力の7気筒、100馬力の10気筒のロータリーエンジンシリーズを発表する計画を立てました。^{[ 5 ]}    

40  hp 設計のみが実際に製造されたようで、これは1914 年の英国エアリアル ダービー用のコードロン G.IIに搭載されましたが、飛行前に撤回されました。ハンセンは 1922 年にこの設計のオール アルミニウム バージョンを発表しましたが、これをどれだけの量で製造したかは不明です。大幅に改良されたバージョンは、1929 年に Statax のドイツ部門によって発表され、29Bとして知られる新しいスリーブ バルブバージョンで 42 hp を出力しました。サンフランシスコのグリーンウッドとレイモンドは、米国、カナダ、および日本の特許権を取得し、100 hp の 5 気筒と 350 hp の 9 気筒を計画しました。   

1917年、アンソニー・ミッチェルは斜板式エンジンの設計で特許を取得しました。その特徴は、軸ピストンポンプと同様に、油膜上を滑る傾斜式スリッパパッドを用いてピストンから斜板へ負荷を伝達する仕組みでした。ミッチェルのもう一つの革新は、部品の質量と運動を含む機械設計の数学的解析であり、これにより彼のエンジンはあらゆる速度で完璧な動的バランスを保つことができました。

1920年、ミッチェルはオーストラリアのフィッツロイにクランクレスエンジン社を設立し、ポンプ、コンプレッサー、自動車エンジン、航空機エンジンの試作品を製作したが、これらはすべて同じ基本設計に基づいていた。^{[ 6 ]}

エンジン設計者の フィル・アービングは、HRDに入社する前はクランクレス・エンジン・カンパニーに勤務していた。

ミッチェルの設計の製造ライセンスを取得した企業は数多くあった。その中で最も成功したのは、ガスブースターを製造したイギリスのウォラー・アンド・サン社であった。^{[ 7 ]}

ミッチェル社製のクランクレスエンジンの中で最大だったのは、アメリカ海軍向けに製造されたディーゼル航空機エンジン、XB-4070である。^{[ 8 ]} 18個のピストンで構成され、出力は2000馬力、重量は2150ポンドだった。

航空機用実験バレルエンジンは、 1920年代初頭にワシントン州シアトルのアメリカ人ジョン・O・アルメンによって製造・試験され、1920年代半ばには水冷式アルメンA-4（18気筒、水平対向9気筒の2グループ）がアメリカ陸軍航空隊の受入試験に合格した。しかし、資金不足と航空隊が空冷式星型エンジンを重視するようになったため、生産には至らなかったと言われている。A-4は、同等の出力を持つ水冷式エンジンよりも前面面積がはるかに小さく、そのため流線型化の可能性が高かった。定格出力は425馬力（317kW ）、重量はわずか749ポンド（340kg ）で、出力重量比は1:2以上となり、当時としてはかなりの設計上の成果であった。^{[ 9 ]}   

ヘラクリオ・アルファロ・フルニエはスペインの飛行家で、スペイン初の飛行機を設計、製造、飛行させた功績により、18歳でスペイン国王アルフォンソ13世から騎士の称号を授与された。 ^{[ 10 ]}彼は航空機用のバレルエンジンを開発し、後にインディアン・モーターサイクル・マニュファクチャリング・カンパニーによってアルファロとして製造された。回転シリンダーヘッドに基づくスリーブバルブシステムを含むこのエンジンは、「すべてを詰め込む」設計の完璧な例であったが、この設計はどのエンジンでも量産されることはなかった。後に、インディアン・モーターサイクル・カンパニー社長の息子で、マサチューセッツ工科大学でアルファロの教え子の一人であったスティーブン・デュポンによって、ドマン・ヘリコプターで使用するためにさらに改良された。^{[ 11 ]}

1930年代半ばのブリストル軸流エンジンは、チャールズ・ベンジャミン・レッドラップがブリストル路面電車・車両会社のために設計したもので、7リットル、9気筒、ウォブルプレート式のエンジンでした。元々はバスの動力ユニットとして構想されたもので、おそらくコンパクトな形状のため車両の床下に搭載できると考えられたのでしょう。このエンジンは吸気と排気を制御するために単一のロータリーバルブを備えていました。1930年代後半にはブリストルバスでいくつかのバリエーションが使用され、エンジンはRR1からRR4までいくつかのバージョンを経て、 2900rpmで145馬力の出力を発揮しました 。ブリストル社の経営陣の交代に伴い、1936年に開発は中止されました。^{[ 12 ]}

おそらく最も洗練された設計は、1947年の英国ウーラー社製ウォブルプレートエンジンでしょう。この6気筒エンジンは、オートバイエンジンの設計者としてよく知られているジョン・ウーラーによって航空機用に設計されました。ブリストル社製軸流エンジンに似ていますが、6気筒で12個の対向ピストンによって駆動される2枚のウォブルプレートを備えています。このエンジンはしばしば誤ってスワッシュプレートエンジンと呼ばれています。^{[ 13 ]}ロンドンの科学博物館の飛行機ギャラリーには、1台が保存されています。

ニューヨーク州ロチェスターのHLFトレバートエンジン工場^{[ 14 ]}は、船舶用に小型バレルエンジンを製造した。

ダイナカムエンジンは、もともと1916年にスチュードベーカーで働いていた、真鍮時代の 自動車産業のアメリカ人エンジニア2人、ブレイザー兄弟の設計によるものでした。彼らはその権利をスチュードベーカーのエンジニアリング責任者であるカール・ヘルマンに売却し、ヘルマンは何年もかけてそのコンセプトを開発し、最終的に1941年に米国特許2237989を取得しました。^{[ 15 ]} 6つのシリンダーで動作する6つの両端ピストンを備え、12の燃焼室はドライブシャフトが1回転するごとに点火されます。ピストンは斜板やウォブルプレートではなく、正弦波状のカムを駆動するため、その名前が付けられました。

1961年、80歳になったヘルマンは、従業員のエドワード・パーマーに権利を売却し、パーマーは息子のデニスと共にダイナカム・エンジン社を設立した。エドワードの息子デニスと娘パットは、パイパー・アロー機にエンジンを搭載するのを手伝った。このエンジンは1987年から1991年にかけて約700時間飛行した。最も長寿命のエンジンは、オーバーホール前に4000時間近く稼働した。ダイナカムは1993年頃に研究開発施設を開設し、同じダイナカム・エンジンのさまざまなバリエーションで、NASA、米国海軍、米国海兵隊、カリフォルニア州エネルギー委員会、大気質管理地区、ロサンゼルス地域技術同盟から数々の賞を受賞した。ヘルマン・グループによって約40基の試作エンジンが製造され、ダイナカム・グループがエンジンを取得して工場を開設して以来、さらに25基が製造された。デニス・パーマーとエドワード・パーマーに新しい特許が最初に付与され、1985年にデニス・パーマーにさらに2000年頃にデニス・パーマーにいくつか付与されました。2003年にダイナカム・エンジン・コーポレーションの資産はエアロマリン・コーポレーションに買収され、エアロマリン・コーポレーションは社名をアクシアル・ベクター・エンジン・コーポレーションに変更しました。^{[ 16 ]}アクシアル・ベクターはカムエンジンを完全に再設計しました。アクシアル・ベクターの新しいエンジンは、このリストにある他の多くのエンジンと同様に、圧電バルブと点火装置、ピストンリングのないセラミック製シリンダーライナー、その他さまざまな先進的な機能など、「何でも詰め込む」問題に悩まされています。ダイナカム・エンジンは従来のバルブ、ピストンリング、付属品を使用し、実証されていないセラミック材料は使用しておらず、実際に航空機に搭載され、また20フィート（6.1m ）の「エリミネーター」スキーボートを4年以上駆動していたため、オリジナルのヘルマンおよびダイナカム・エンジンとはほとんど似ていません。 

英国の企業 Covaxe Limited (2017 年までは FairDiesel Limited として知られていた) は、産業用途および航空用途向けに、非正弦波カムを使用する 2 ストロークディーゼル対向ピストンバレルエンジンを設計しています。同社のエンジン設計は、2 気筒、 ボア 80 mm から 32 気筒、 ボア 160 mm まで多岐にわたります。^{[ 17 ]}

ニュージーランドのデューク・エンジン社は1993年に設立され、いくつかの異なるエンジンを開発し、1999年に自動車に搭載しました。このエンジンは、独自の軸方向配置を持つ5気筒、3リットル、4ストロークの内燃機関プラットフォームで、第3世代にあたります。バルブレス設計のため、デュークエンジンはパワー ストローク間のエネルギー損失が少なくなっています。^{[ 18 ]}デュークのエンジンの現在のプロトタイプは、従来の内燃機関の特性に匹敵するが、部品が少なく、30%軽量化されていると主張しています。これは、より効率的なエンジンの開発の方向です。開発中、デュークは英国と米国のMAHLE Powertrainでテストされ、テスト結果から、マルチ燃料対応であることが示されています。 ^{[ 19 ]}デュークエンジンの軽量性とコンパクトさの利点により、この設計はオートバイのエンジンに理想的であるはずです。また、これらの利点により、この動力装置は軽飛行機にも適している可能性があります。^{[ 20 ]}（デュークエンジンの滑らかさに関するデータはほとんどなく、メインシャフトには大きなカウンターウェイトが取り付けられている）。

古典的なスペイン製設計で、対向する平行ピストン、正弦波斜板軸流エンジンで、2023年に2つのバージョンが登場。1つは自動車サイズの液冷式プロトタイプ。もう1つは空冷4気筒、125cc、22HP、4.5kgの ユニットで、ドローンや大型航空模型向けで、量産前段階にある。^{[ 21 ]}

円筒形エネルギーモジュール（CEM）は、正弦波斜板エンジンであり、外部電源によって駆動される独立型ポンプとしても使用できます。回転する斜板ローターアセンブリは、ローターアセンブリを囲む固定された正弦波カムトラックに沿って動くピストン駆動ピンによって前後に動かされます。

CEMはアメリカの発明家エディ・ポールによって設計され、元々は消防ポンプでの使用を目的としていました。後に自動車での使用に転用され、2005年に実現しなかったデューセンバーグ・トルペド・クーペ・プロジェクトで使用される予定でした。クーペの動力源として、CEMは軸を中心に回転し、燃料を吸い込み、自己潤滑を行い、ガソリンまたはディーゼルのどちらでも作動可能でした。また、従来のエンジンの1/6の熱しか発生しないため、空冷で十分であるとされていました。^{[ 22 ] [ 23 ]}

アメリカの企業Devize Motorsは現在、対向ピストンを利用した新しいエンジンを開発している。^{[ 24 ]}