ノームモノスープペープ

モノスープパペ
1917 年型 Gnome 9N 160 hp Monosoupapeロータリー エンジン。デュアル点火装置付き。直径は 95cm (37.4 インチ)。
タイプ	ロータリー 航空エンジン
国籍	フランス
メーカー	ノームとローヌ
最初の実行	1913
主な用途	エアコ DH.2 ニューポール 28

モノスーパペ（フランス語でシングルバルブの意味）は、1913年にノームエンジン社（1915年にノーム・エ・ローヌ社に改名）が初めて導入したロータリーエンジンの設計である。内部移送ポートの巧妙な配置とプッシュロッドで作動する単一の排気バルブを使用して、従来のロータリーエンジンに見られる多くの可動部品を置き換え、モノスーパペエンジンを当時最も信頼性の高いエンジンの1つにした。英国の航空機設計者トーマス・ソッピースは、モノスーパペを「航空における最大の進歩の1つ」と評した。 ^[1]

モノスープエープエンジンは、英国、ロシア、イタリア、米国でライセンス生産され、大量に生産された。9気筒エンジンには、100馬力（75kW）の9B-2と160馬力（120kW）の9Nの2種類が生産された。排気量が異なるため、排気量が大きい9Nバージョンではクランクケースがほぼ円筒形となり、9Nでは飛行安全性を高めるために デュアル点火システムも採用された。

2,188機がイギリスでライセンス生産され、その後ロシアとソ連で120馬力（89kW）にアップグレードされたバージョンが製造され、そのうち2機が1931年から1932年にかけてソ連のTsAGI -1EA単葉式リフトローターヘリコプターで飛行した。^{[2] [3]}

他のロータリーとは異なり、 Gnome Omega、Lambda、Deltaなどの初期の Gnome エンジンは、従来のエンジンの燃焼サイクルの吸気段階で動作するプッシュロッドを排除するために、独自のバルブ配置を採用していました。代わりに、シリンダーヘッドの単一の排気バルブがプッシュロッドによって操作され、パワー ストロークの終わりに圧力が低下するとバルブが開きました。遠心力を均等化するためにカウンターウェイトでバランスが取られた圧力作動式吸気バルブは、ピストン クラウンの中央に配置されており、ここで開くと、エンジンの中央クランクケースから燃料と空気のチャージが流入します。

このシステムは独創的ではあったものの、いくつかの欠点がありました。吸気バルブのメンテナンスやタイミングの調整にはシリンダーヘッドを取り外す必要がありました。吸気バルブを理想的なタイミングで開閉できなかったため、他のロータリーエンジンに比べて燃費が悪かったのです。

1913 年、ルイ・セガンと弟のローラン ( 1905 年にSociété Des Moteurs Gnome [Gnome モーター会社] を設立したエンジニア) は、吸気バルブを廃止し、2 ストローク エンジンに見られるピストン制御の移送ポートに置き換えた新しいMonosoupapeシリーズを発表しました。パワー ストロークから始めて、4 ストロークエンジンは、ピストンがストロークの底部 (下死点、または BDC) に達する直前まで正常に動作し、そこで排気バルブが「早めに」開きます。これにより、ピストンがまだ下降している間に、まだ熱い燃焼ガスがエンジンから「飛び出し」、排気圧が解放され、排気ガスがクランクケースに入るのを防ぎます。少し移動した後、ピストンはシリンダーのベースの周りにある 36 個の小さなポートを露出させ、追加の燃料と空気の混合物 (チャージ) を保持するクランクケースにつながりました。この時点では圧力差がないため、移送は行われませんでした。シリンダーは大気に開放されたままで、大気圧下にあった。回転するクランクケースとシリンダーに排気マニホールドを取り付けることは事実上不可能であったため、オーバーヘッドバルブは後流に直接排気した。排気マニホールドがないことで重量も軽減され、飛行中の過度のジャイロ力も防止された。

排気行程中、排気ポートがスリップストリームに直接さらされているため、シリンダーの外側を通過する空気によってシリンダー内部の圧力が低下し、掃気が発生しました。ピストンは上死点(TDC) に達するまで排気行程を継続しましたが、バルブは開いたままでした。ピストンは、バルブが開いたまま吸気行程で下降し始め、シリンダーに新しい空気を吸い込みました。ピストンは、下降の 3 分の 2 まで開いたままでしたが、その時点でバルブが閉じ、残りの吸気行程で空気圧が大幅に低下しました。ピストンが再びトランスファー ポートを露出すると、シリンダー内の低圧によってチャージの残りが引き込まれました。

充填される燃料は、中空クランクシャフトから取り込まれた空気と、燃料ラインの端にある燃料ノズルから連続的に噴射され、中空クランクシャフトからクランクケースに入る燃料の過剰に濃い混合物でした。ノズルは、移送ポートが配置されているシリンダーの内側のベースの近くにあり、そこを狙っていました。燃料ノズルはクランクシャフトとともに固定されており、シリンダーは順番に所定の位置に回転しました。圧縮行程は従来どおりでした。

点火プラグはシリンダー上部の後方部に水平に取り付けられていたが、接続用の高電圧ワイヤはなかった。エンジンに取り付けられた内歯リングギアがファイアウォールに取り付けられた固定マグネトーを駆動し、マグネトーの高電圧出力端子は、通過する際に点火プラグ端子のすぐ近くにあった。この配置により、従来の機械式タイミング点火システムにあるディストリビューターと高電圧配線が不要になった。このリングギアは、すべてのベアリングにオイルを供給し、中空プッシュロッドを介してロッカーとバルブにオイルを供給するオイルポンプも駆動し、燃料タンクに加圧するエアポンプも駆動した。後の160馬力（120kW）のGnome 9Nエンジンには、安全のために二重点火システムが採用され、気筒ごとに電気配線されたツインスパークプラグが取り付けられ、ワイヤはクランクケースに配線され、中央の一対のマグネトーは回転するエンジンクランクケースによって駆動された。

そのため、モノスープパには、限られた程度の速度調整に使用される単一のガソリン調整コントロールがありました。初期の例では、バルブタペットローラーに作用するレバーを使用して排気バルブの開放時間と範囲を変更することでエンジン速度を制御できましたが、これはバルブの焼き付きを引き起こすため後に廃止されました。[2] 代わりに、押すと点火をカットするブリップスイッチが使用されました。これは、燃料供給もカットされている場合にのみ安全に使用できるため、スパークプラグの汚れを避けるために控えめに使用されました。後期の出力160CVの9N型も、一体型デュアル点火装置による珍しい機能方式を採用しており、クーペスイッチと、クーペスイッチが押されたときに選択される3つの代替出力レベルのうちのどれを選択するかを選択する特別な5ポジションロータリースイッチを使用することで、1/2、1/4、1/8の出力レベルを実現できました。これにより、等間隔で9つのシリンダーすべてへのすべてのスパーク電圧をカットして、複数レベルの出力低減を実現できました。^{[4]オールドラインベック飛行場にある飛行可能なフォッカーD.VIIIパラソル単葉戦闘機の複製は、独自にグノーム9Nを搭載しており、地上走行[5]}と飛行中の両方でグノーム9Nの4レベル出力機能の使用を頻繁に実演しています。

潤滑システムは、他のロータリーエンジンと同様に、燃料と空気の混合液にヒマシ油を注入する全損失型でした。ヒマシ油が使用されたのは、燃料に溶けにくく、他の利用可能なオイルよりも優れた潤滑性があったためです。エンジン運転中、1時間ごとに2ガロン以上のヒマシ油が空中に噴霧されました。ほとんどのロータリーエンジンにカウルが取り付けられ、パイロットからヒマシ油の噴霧を遠ざけるために最下部の4分の1が省略されていたのはそのためです。^[6]エンジンから燃え残ったヒマシ油を摂取すると、パイロットに下剤効果がありました。^[7]

エンジン全体が回転するため、精密なバランス調整が必要となり、すべての部品を精密に加工する必要があった。その結果、モノスープパの製造コストは極めて高くなり、100馬力（75kW）のモデルは1916年に4,000ドル（2017年のドル換算で約89,000ドル）もかかった。しかし、潤滑油の使用量が少なく、初期の2バルブエンジンよりもわずかに軽量だった。^[8]

ノームモノスープパペ7タイプA

7気筒ロータリーエンジン、80馬力（60kW）。ボアとストローク：110 mm × 150 mm（4.3インチ × 5.9インチ）。

ノームモノスープペープ9タイプB-2

9 気筒ロータリー エンジン、100 馬力 (75 kW)。ボアとストローク: 110 mm × 150 mm (4.3 インチ × 5.9 インチ)。

ノームモノスープペープ11タイプC

11 気筒バージョン、200 馬力 (150 kW)。

ノームモノスープペープ18タイプC

18 気筒バージョン、240 馬力 (180 kW)。

ノームモノスープペープ9タイプN

(1917) 9気筒ロータリーエンジン、B-2よりもクランクケースの直径が大きく、150または160馬力 (112または119kW)、容量が15.8リットル (960立方インチ) に増加。ボアとストローク: 115 mm × 170 mm (4.5インチ × 6.7インチ)。

ノームモノスープペープ9タイプR

180 馬力の 9 気筒ロータリー エンジン。同じ 170 mm (6.7 インチ) ストロークの 9N の開発品。

ラムズデンからのリスト。

• アブロ 504
• アブロ 511
• ブリストル・コアンダ GB75
• ソッピース パップ
• ヴォワザンL

• ニューポール 28
• ソッピースキャメル
• モラン・ソルニエ AI
• オレンコB

• 9気筒モノスーパペエンジンはロンドンの王立空軍博物館で一般公開されている。
• 9気筒モノスーパペエンジンはカリフォルニア航空宇宙博物館で一般公開されています。
• ソレント スカイでは 7 気筒モノスープアペ エンジンが展示されています。
• イギリスのピーター・フッカーが製作したモノソウパペの 1 台が、アルゼンチンのモロンにある国立航空博物館に展示されています。このモノソウパペは、ロータリーエンジンの作動する内部部品を見せながら、展示会でロータリー エンジン システムを説明するために使用されます。
• アメリカ・コネチカット州ウィンザー・ロックスのブラッドリー国際空港にあるニューイングランド航空博物館には、復元されたB-2モノスーパペが展示されている。 ^[9]
• オーストラリアの TAVAS には 2 機あります。 http://www.tavas.com.au/rotary-engine.php Archived 2014-10-22 at the Wayback Machineどちらも飛行中の航空機の展示用です。
• 復元されたモノスーパペ 9 タイプ N は、レイノルズ・アルバータ博物館に展示されています。
• 南オーストラリア州の南オーストラリア航空博物館では、稼働中のオリジナルの（修復されていない）9気筒モノスーパペエンジンが一般公開されています。稼働中のビデオは、https://www.saam.org.au/engines.html でご覧いただけます。
• 9 気筒モノスープ エンジンは、サフラン航空宇宙博物館で一般公開されています。

ラムズデンからのデータ。

• タイプ: 9気筒単列ロータリーエンジン
• ボア： 110 mm（4.3インチ）
• ストローク： 150 mm（5.9インチ）
• 排気量: 12.8 L (780 立方インチ)
• 長さ: 107.4 cm (42.3 インチ)
• 直径: 95 cm (37 インチ)
• 乾燥重量: 137.4 kg (303 ポンド)

• バルブトレイン:シリンダーポート付きシングルオーバーヘッドバルブ
• 燃料タイプ: 40-50オクタンガソリン
• オイルシステム：全損、ヒマシ油
• 冷却システム:空冷
• 減速機：ダイレクトドライブ、右ハンドルトラクター、左ハンドルプッシャー

• 出力: 1,300 rpmで86 kW (115 hp) (最大出力)
• 圧縮比: 4.85:1

• Gnome Omega、Delta、Lambda（ピストンクラウンに吸気バルブを備えた初期の7気筒Gnome設計）

同等のエンジン

• ベントレー BR1
• クレルジェ 7Z
• クレルジェ 9B
• ル・ローヌ 9J
• オーバーウルゼル UI

関連リスト

• 航空機エンジンの一覧

• McCutcheon, Kimble D. 「Gnome Monosoupape Type N ロータリー」(PDF) 。航空機エンジン歴史協会。2008年 7 月 6 日にオリジナル(PDF)からアーカイブ。2008年 5 月 1 日に取得。

ウィキメディア・コモンズには、 Gnome Monosoupapeに関連するメディアがあります。

• ノームエンジンのガタガタ音
• オーストラリアで希少な100馬力のモノスープペの地上走行
• 100 hp Gnome Monosoupape のデモの YouTube ビデオ
• 160馬力のフォッカーD VIIIを現代的に再現したノームモノソパペ
• ニュージーランド製（21世紀）復刻版タイプ9B-2 100馬力モノソウパペ走行
• クラシックエアロマシニングサービス/CAMS 複製ノームタイプ9B-2モノスープパペ複製エンジン開発ビデオ
• 100 CV タイプ 9B-2 モノソウパペの組み立て方を示すコンピューター ビデオ
• Koz-Aero の「Gnome 9N Monosoupape を見てみましょう」の記事