Του Berserker, κατά κόσμον Νικόλα Κυρίτζη
Ο μικρός Νικόλαος είναι ένα πανέξυπνο παιδί που δεν σταματά να κάνει ερωτήσεις. Όταν μεγαλώσει θα γίνει νομικός γιατί έχει ισχυρή αίσθηση δικαίου αλλά δεν θα πάψει να ονειρεύεται ιπτάμενες και όχι μόνο, μηχανές. Αγαπά πολύ την ιστορία και το αγαπημένο του βιβλίο είναι οι «Βίοι Παράλληλοι» του Πλουτάρχου, στα Νέα Ελληνικά – προσωρινά, γιατί δηλώνει ότι σύντομα θα το διαβάζει στο πρωτότυπο. Οι εκπληκτικές ιστορίες του Πλουτάρχου έχουν ως δευτερεύουσα συνέπεια την εξοικείωση με τους Ρωμαίους και τον πολιτισμό τους, κάτι που τελικά θα επιδράσει στις τελικές επιλογές του νεαρού Νικολάου, που χρόνια μετά θα γίνει νομικός: το Δίκαιο, με τον τρόπο που το αντιλαμβανόμαστε σήμερα είναι Ρωμαϊκό επίτευγμα. Ο θείος Νικόλας, μηχανικός και φιλίστωρ, είναι ο συνήθης στόχος του μικρού Νικολάου: γιατί θείε αυτό και πώς δουλεύει εκείνο, αλλά εκεί που πραγματικά συντονίζονται θείος και ανιψιός είναι όταν οι απαντήσεις εμπεριέχουν την ιστορική διάσταση.
Πρόσφατα, με αφορμή την επική μαγειρική (με την αποκλειστική πολυνησιακή συνταγή: Ξερω-να-διαλεγω-ντελίβερι) της θείας Λιάνας, παρακολούθησαν όλοι μαζί την εξαιρετική ταινία Tucker: The Man and His Dream, επιλογή του θείου Νικόλα: η ταινία, που ο Francis Ford Coppola δημιούργησε to 1988, είναι μία άρτια κινηματογραφική αφήγηση με ελάχιστες ιστορικές αλλοιώσεις, της ιστορίας του οραματιστή Preston Tucker, την οποία αξίζει να δει ή να ξαναδεί κανείς. Ιδιαίτερη λεπτότητα υπάρχει μάλιστα στην επιλογή από τον Κόππολα Έλληνα ηθοποιού, του εξαιρετικού Ηλία Κοττέα, στο ρόλο του μεγάλου αυτοδίδακτου μηχανικού Άλεξ Τρεμούλη, που ήταν και ο σχεδιαστής του Tucker Type 48 γνωστού και ως Torpedo.
Αναπόφευκτα η συζήτηση οδηγήθηκε στις μηχανολογικές επιλογές του Tucker και κυρίως την εξαιρετικά ενδιαφέρουσα αρχική κινητήρια μονάδα με τον τεράστιο κυβισμό, την φιλόδοξη κατάργηση των εκκεντροφόρων (που με διαφορετικό τρόπο μόνον η Honda επεχείρησε αργότερα, αλλά πολύ μετά την προσπάθεια του θείου Νικόλα να πατεντάρει ένα παρόμοιο σύστημα) και την έξυπνη παράκαμψη της ανάγκης για συμβατικό ή αυτόματο σύστημα μετάδοσης, άξονες, ημιαξόνια και διαφορικό. Αλλά και οι τελικές, πιο συμβατικές μορφές του Tucker ήσαν ενδιαφέρουσες, με τον αεροπορικό εξακύλινδρο κινητήρα Ο-335 της Franklin – που λεγόταν τότε Aircooled Motors – και άρεσε τόσο στον Preston Tucker που αγόρασε ολόκληρη την εταιρεία!
Οπότε να και αναπόφευκτη ερώτηση του Μικρού Νικολάου: μπορούμε να βάλουμε τον κινητήρα του Subaru, του μπαμπά, σε ένα αεροπλάνο; Καλή ερώτηση, ιδίως όταν αφορά τον αξιόπιστο επίπεδο, τετρακύλινδρο των Ιαπώνων, απογόνων της Nakajima, με το αεροπορικό, αυτοκρατορικό παρελθόν!
Καλή λοιπόν ευκαιρία να δούμε, σαν τον Πλούταρχο, τους Παραλλήλους σε αεροσκάφη και αυτοκίνητα, Βίους των ΜΕΚ, των μηχανών εσωτερικής καύσεως!
Υπάρχουν πολλά κοινά σχεδιαστικά στοιχεία στις εν λόγω ΜΕΚ, τόσα που εύκολα μπορεί κανείς να καταλήξει βιαστικά στο συμπέρασμα, ότι πρόκειται για το ίδιο πράγμα. Κάποιες δε απόπειρες σχετικών μεταμοσχεύσεων ενισχύουν τέτοιες απόψεις. Από την άλλη, οι διαφορές είναι επίσης αρκετές, οπότε μάλλον πρέπει να τις εκθέσουμε και να αφήσουμε τον μικρό Νικόλαο να βγάλει το συμπέρασμά του.
Πρώτα – πρώτα πρέπει να θυμόμαστε ότι βασικό στοιχείο σε μία σχεδίαση είναι ο σκοπός της: η χρήση είναι ο πλέον καθοριστικός παράγων στις επιλογές μας. Και στην προκειμένη ο σκοπός, μας οδηγεί σε μιά σειρά απαιτήσεων που πρέπει να ικανοποιηθούν. Η αεροπορική, επί παραδείγματι ΜΕΚ, δεν μπορεί να κάνει την παραμικρή έκπτωση στην αξιοπιστία για το προφανές, ότι δεν μπορείς να παρκάρεις στο πλάι του σύννεφου και να περιμένεις το γερανό όταν συμβεί κάτι. Από την άλλη, η ΜΕΚ του ιδιωτικού μας οχήματος θα αντιμετωπίσει πολύ διαφορετικές θερμικές καταπονήσεις σε ένα κύκλο λειτουργίας της: ακινητοποιημένη στην πόλη, δεχόμενη τυφώνες κρύου αέρα στον αυτοκινητόδρομο, ανηφόρες με φορτίο, κατηφόρες με πέδηση κινητήρα, σε σχέση με τα λίγα σχετικά σενάρια της αεροπορικής. Γι’ αυτό και το σύστημα ψύξης μιας ΜΕΚ αυτοκινήτου είναι σήμερα τόσο εξελιγμένο που πρακτικά ακυρώνει την περιβαλλοντική επίδραση και διατηρεί σταθερές συνθήκες λειτουργίας.
Συνοψίζουμε λοιπόν:
- Η αεροπορική ΜΕΚ θα πρέπει, για δεδομένη ισχύ:
- Να διακρίνεται από τη μεγίστη δυνατή αξιοπιστία. Επομένως θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν απλούστερη – το overengineering απαγορεύεται. Άρα όταν βλέπουμε διπλά μπουζί και μανιατό υποψιαζόμαστε κάτι άλλο από τον Twin Spark της Alfa Romeo.
- Να έχει όσο το δυνατόν λιγότερο βάρος, κάτι συναφές με το προηγούμενο αλλά όχι ευθέως, μιά και υπεισέρχεται και το βάρος των κραμάτων.
- Να είναι βελτιστοποιημένη για τα ύψη πτήσεως, άρα και την πυκνότητα του αέρα, στα οποία θα πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Ας μην ξεχνάμε ότι ο βασικός λόγος της υπερπλήρωσης στις αεροπορικές ΜΕΚ είναι ακριβώς η διατήρηση της απόδοσης σε μεγάλα ύψη και όχι η ονομαστική αύξηση της ιπποδύναμης.
- Να έχει εναρμονισθεί η καμπύλη απόδοσης στις στροφές της έλικος, ώστε να απαλείφεται η ανάγκη κιβωτίου μετάδοσης. Οι σύγχρονες έλικες έχουν σταθερή γωνιακή ταχύτητα και μεταβαλλόμενο βήμα. Και φυσικά υπολογίζουμε την έλικα όταν υπολογίζουμε τη μάζα του σφονδύλου.
- Να έχουν χαμηλή ειδική κατανάλωση καυσίμου με το πλεονέκτημα των λιγότερο ή καθόλου αυστηρών περιβαλλοντικών προδιαγραφών.
- Να έχουν ασφαλή συμπεριφορά ακόμη και αν προκύψει βλάβη, με τους Wankel να έχουν κάποια πλεονεκτήματα σε αυτή την περίπτωση.
- Μα πάνω από όλα να είναι κινητήρες ικανοί να εργάζονται στο 80% της ισχύος τους για το μεγαλύτερο διάστημα λειτουργίας τους.
Αντιθέτως μία ΜΕΚ αυτοκινήτου θα πρέπει:
- Να είναι βελτιστοποιημένη με βάση τη νομοθεσία: το μεγάλο μέγεθος του κινητήρα τιμωρείται και το ίδιο συμβαίνει με τους αυξημένους ρύπους. Έτσι βλέπουμε υπερπουσαρισμένους μικρούς κινητήρες, που προβλέπουμε να κρατήσουμε λίγα χρόνια σε λειτουργία χωρίς να μας ενδιαφέρει η οικονομική συντήρησή τους για περισσότερο.
- Να είναι τεχνολογικά sexy. Το overengineering συνήθως ανταμείβεται από τον αγοραστή που, καμαρώνει μετά στους φίλους του για τα υποσυστήματα του οχήματός του, αγνοώντας ότι λίγα κυβικά παραπάνω θα έφερναν το ίδιο αποτέλεσμα με πολύ μεγαλύτερη αξιοπιστία.
- Να έχουν βολικό packing (πχ. V6) χωρίς να μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα το βάρος – εξαιρούνται ενίοτε οι μοτοσυκλέτες.
- Να είναι foolproof διότι στατιστικά ένα ποσοστό οδηγών είναι χαμηλής νοημοσύνης ή ψυχικά ασθενείς, κάτι που στους χειριστές αεροσκαφών είναι εξαιρετικά περιορισμένο. Τα ηλεκτρονικά στα αυτοκίνητα παίζουν και αυτόν το ρόλο.
- Μα πάνω από όλα να εργάζονται σε ένα μεγάλο εύρος φορτίων, σ.α.λ. και περιβαλλοντικών συνθηκών ενώ στατιστικά μόνον το 20% της χρήσης τους είναι σε συνθήκες υψηλού φορτίου. Άρα απαιτείται ταχυστροφία και γρήγορη απόκριση (παίδεψε πολύ τους μηχανικούς το turbo lag) έναντι της αξιοπιστίας σε heavy duty συνθήκες.
Συνελόντι ειπείν όπως θα μας έλεγε, χρόνια αργότερα ο ώριμος Νικόλαος, ένας αεροπορικός κινητήρας έναντι ενός κινητήρα αυτοκινήτου με την ίδια ονομαστική απόδοση είναι:
- Ελαφρύτερος
- Απλούστερος
- Κατασκευασμένος από καλύτερα υλικά και μεγαλύτερους συντελεστές ασφαλείας στις λεπτομέρειες του
- Μεγαλύτερος σε κυβισμό
- Βραδύστροφος
- Ικανός να χρησιμοποιεί διαφορετικές ποιότητες καυσίμου
- Με συστήματα ελέγχου που μειώνουν το φόρτο εργασίας του πιλότου
- Ικανός να αποδίδει το μεγαλύτερο ποσοστό της ονομαστικής του ισχύος για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα
- Αξιόπιστος σε βαθμό που πλησιάζει το απόλυτο όταν έχει συντηρηθεί σωστά
- Ακριβότερος
Με άλλα λόγια δεν υπάρχει επαρκής ασφάλεια, ούτε και όφελος στο να μεταφέρουμε π.χ. το διαμάντι της σύγχρονης Nakajima, τον Subaru EJ-20 σε ένα αεροσκάφος, παρά την ενδιαφέρουσα διαμόρφωσή του. Εκτός αν προβαίναμε σε εκτεταμένες, αντιοικονομικές διαφοροποιήσεις, μείωση της αξιοσημείωτης ισχύος του, προσθήκη μειωτήρα στροφών και ανακατασκευή ολοκλήρου του αεροπλάνου για να ταιριάξουμε το σύστημα ψύξης του EJ-20. Γι’ αυτό και απλώς θα προτιμούσαμε έναν Lycoming O-320 ή O-360. Ας δούμε συγκριτικά τις βασικές προδιαγραφές των δύο μοτέρ:
Subaru EJ-20
- Βάρος: μαζί με τον υπερτροφοδότη αλλά χωρίς το σύστημα ψύξεως περίπου 180 kg
- Κυβισμός: 1994 cc, Διαμετρος/Διαδρομή εμβόλου 92 x 75 mm
- Ισχύς: αναλόγως της εκδόσεως 200 – 270 PS, στις 6000- 6500 σ.α.λ.
Lycoming 0-360
- Βάρος: μαζί με το σύστημα ψύξεως εφ’ όσον είναι αερόψυκτος, 117 kg
- Κυβισμός: 5916 cc, Διαμετρος/Διαδρομή εμβόλου 130 x 111 mm
- Ισχύς: 180 – 200 PS, στις 2600 – 2700 σ.α.λ.
Και φυσικά είναι εφοδιασμένος με διπλό μανιατό για την κακιά στιγμή.
Ο μικρός Νικόλαος το σκέφτηκε λίγο:
– Σύμφωνοι θείε, αλλά τότε ο Tucker έκανε κακή επιλογή με τον Franklin που είναι τόσο παρόμοιος με τους Lycoming;
– Ο Tucker ήταν τελειοθήρας και έκανε κακή οικονομική επιλογή, όπως απεδείχθη από το σύνολο του εγχειρήματός του. Αλλά είχε και πραγματικούς λόγους: ήθελε οπωσδήποτε αυτόματη μετάδοση και με τα πρωτόγονα κιβώτια της εποχής ήταν απαραίτητη η υψηλή ροπή από τις πολύ χαμηλές στροφές – χρειαζόταν λοιπόν μεγάλο, αργόστροφο κινητήρα, με όσο το δυνατόν πιο επίπεδη καμπύλη ροπής. Επίσης ήθελε να απαλλαγεί από τις βλάβες. Με δεδομένο ότι πάνω από 30% των βλαβών των ΜΕΚ οφείλονταν στα συστήματα ψύξεως των υδροψύκτων μοτέρ, χρειαζόταν αερόψυκτο. Και λόγω της τοποθέτησης του κινητήρα πίσω έπρεπε να φροντίσει να μείνει το κέντρο βάρους χαμηλά – ο επίπεδος κινητήρας, που έχει και κοντό στροφαλοφόρο, είναι τότε ιδανική επιλογή. Το ίδιο έκανε και ο Πόρσε ενώ η Τάτρα, σε αντίστοιχη σχεδίαση, είχε περισσότερα προβλήματα ανατροπών με τον πιο ψηλό V-8.
Ο Φράνκλιν 0-335 ήταν επίπεδος, αερόψυκτος, μεγάλου κυβισμού (5,5 λίτρα), αργόστροφος (2600 σ.α.λ.), ελαφρύς (γύρω στα 140 κιλά, ενώ ένας ατμοσφαιρικός εξακύλινδρος Porsche είναι πάνω από τα 200), κάτι πολύ χρήσιμο στη διάταξη “όλα πίσω” και είχε την απαιτούμενη ισχύ των 160 ίππων που ήθελε ο Tucker. Επίσης, ως αεροπορικός ήταν εξαιρετικά αξιόπιστος, κάτι ακόμη πιο σημαντικό τότε. Ήταν βέβαια ακριβός αλλά αυτό δεν φαίνεται να ένοιαζε τον Tucker. Να σημειωθεί ότι δεν υπήρχε ούτε φορολογικό ούτε περιβαλλοντικό ζήτημα τότε, οπότε το μέγεθος δεν ήταν πρόβλημα. Σήμερα Νικόλαε, όλα αυτά θα ήσαν ανυπέρβλητα.
– Εντάξει θείε, τόχω! Αλλά δεν μου είπες, ποιοι είναι αυτοί οι τύποι με τα Ιταλικά ονόματα που ανέφερες στην αρχή; Τι σχέση έχουν με τις ΜΕΚ του Όττο, του Tucker ή της ένδοξης Nakajima; Ή μήπως έχουν σχέση με τον Πλούταρχο;
– Με όλους έχουν ανιψιέ! Διότι το δίδυμο αυτό είναι οι πραγματικοί, ατραγούδιστοι εφευρέτες των ΜΕΚ! Ο Πλούταρχος θα είχε γράψει γι’ αυτούς, να είσαι σίγουρος.
Ο Μπαρσάντι (Eugenio Barsanti, 1821-1864) ήταν μαθηματικός και ο Ματεούτσι (Felice Matteucci, 1808 – 1887) μηχανολόγος. Κατάγονταν από την Τοσκάνη που έχει παραγάγει τόσα και τόσα φωτεινά πνεύματα. Είναι, πιθανότατα, οι πραγματικοί εφευρέτες της ΜΕΚ, την οποία αποδεδειγμένα κατοχύρωσαν το 1854 και κατασκεύασαν το 1861, πολύ πριν τον Όττο – ή τον Λενουάρ κατά τους Βέλγους. Ο Μπαρσάντι πέθανε το 1864 αλλά ο νεότερος Ματεούτσι έζησε μέχρι το 1887 και έως το τέλος της ζωής του αγωνίστηκε να αποδείξει ότι η τεραστία εφεύρεση της ΜΕΚ ήταν δική του και του μακαρίτη φίλου του. Το δίκιο ήταν με το μέρος του αλλά η ιστορία και η γεωγραφία όχι. Η συνεργασία του Όττο με τον Ντάιμλερ και η βιομηχανική δύναμη της Γερμανίας νίκησαν, οι ευφυείς Ιταλοί από την Τοσκάνη ξεχάστηκαν, ενώ η επιχείρηση του Νικόλα Όττο υπάρχει ακόμη: είναι η γνωστή μας Deutz! Για το δίκαιο του πράγματος πάντως, πρέπει να αναφέρουμε ότι ο κινητήρας τους ήταν δίχρονος ενώ του Όττο τετράχρονος.
Η περιπέτεια του ανθρωπίνου πνεύματος με τις ΜΕΚ δεν έχει τελειώσει ακόμη. Ασφαλώς και η ηλεκτροκίνηση έρχεται με όλο και ταχύτερο ρυθμό αλλά οι ΜΕΚ δεν έχουν πει την τελευταία τους λέξη. Το ταξίδι, είτε με βενζινοκινητήρες, είτε με πετρελαιοκινητήρες, είτε με αεριοστροβίλους έχει ακόμη αμέτρητα χιλιόμετρα, μίλια ή ναυτικούς κόμβους να διανύσει!
