23 października 2021


Jedną z ciekawszych polskich konstrukcji silnikowych z początku XX wieku była turbinowa jednostka napędowa Waldemara Kopczewskiego. Niewiele dziś wiadomo na temat tej innowacji. Może jedynie poza tym, iż nie przyniosła swemu autorowi rozgłosu na jaki liczył.


Sławomir Łotysz

Kopczewski zakładał wykorzystanie swojego silnika przede wszystkim w lotnictwie, ale jedyny znany przykład zastosowania tej jednostki napędowej dotyczył samochodu. W końcu 1917 roku samochód wyposażony w prototyp turbiny Kopczewskiego pokonał dystans blisko tysiąca kilometrów z Biarritz do Nicei we Francji. Zajęło mu to 15 godzin. Gotową turbinę inżynier przywiózł ze Stanów Zjednoczonych, gdzie miał ją skonstruować rok wcześniej, a zbiegło się to ponoć z uzyskaniem amerykańskiego patentu na ten wynalazek. Ponoć, ponieważ jak dotąd nie udało się tego dokumentu odnaleźć. Można jednak założyć, że brytyjski patent, jaki na usprawnienia w konstrukcji silnika turbinowego w 1917 roku uzyskał Kopczewski, dotyczył tej samej innowacji.1-patent-1_s 
Bazując na opisie patentowym, zasada działania turbiny Kopczewskiego jest następująca:  Sprężone powietrze ze zbiornika (1) podawane jest przewodem (2) do cylindra (4). W miarę napływu powietrza następuje wysunięcie tłoka (5), które jest ograniczone działaniem sprężyny (6). Zespół zaworu (8-9-10) pozwala na regulację wysokości ciśnienia, przy którym następuje odcięcie dopływu sprężonego powietrza (w punkcie 3), i jednoczesne przemieszczenie tłoka (5) tak, by porcja powietrza z cylindra (4) przedostała się do komory spalania (11). W tym samym czasie z modułu wtrysku (12-13)  wprowadzana jest do komory spalania (11) odmierzona ilość paliwa. Kopczewski zalecał naftę lotniczą, ale dopuszczał też i inne, uboższe paliwa.
Komora spalania posiada formę dość długiego cylindra zakrzywionego w połowie o 180 stopni. Powstaje w ten sposób kształt litery „U”. Część komory za zagięciem – patrząc od strony wlotu mieszanki – zwęża się przyjmując formę wydłużonego stożka. Na jego końcu znajduje się niewielki otwór (27) oraz świeca zapłonowa (14). Wspomniane zakrzywienie cylindra komory spalania tworzy swego rodzaju kolano. Czubek tego kolana wykonany jest w formie unoszonej pokrywy, swego rodzaju dużego zaworu (15).
Na obu ramionach wydłużonej komory, oprócz zaworu na czubku „kolana”, nawinięta jest spiralnie długa, cienka rurka (20) prowadząca wodę chłodzącą cylinder. Woda ze zbiornika (22) podawana jest przez pompę (31) przewodem (21). Po wybuchu mieszanki paliwowej, część gazów wydostaje się z komory spalania (11) do dużej komory zewnętrznej (24) przez wspomniany otwór (27), ale większość uchodzi przez otwarty na moment zawór (15). Odsunięcie tego zaworu powoduje jednocześnie odkrycie otworów na końcu spirali (20) prowadzącej wodę chłodząca. Przez otwory te do komory zewnętrznej (24) przedostaje się przegrzana para wodna, która podnosi ciśnienie gazów powybuchowych. Mieszanina tych gazów i pary wydostaje się poprzez rurę (25) i wprawia w ruch typową turbinę parową (26), której konstrukcji Kopczewski nie determinuje. Turbina wprawia w ruch wał (29), a za jego pomocą może poruszać np. śmigło samolotu, lub poprzez przekładnie, układ napędowy samochodu. Wał ten porusza pośrednio również pompę wodną (31) podającą wodę do obwodu chłodzącego, oraz prądnicę (28). Wał uruchamia również sprężarkę (30) uzupełniającą zapas powietrza w zbiorniku (1). Cykl wykonywany przez zawór (15) powoduje również przetłoczenie kolejnej porcji paliwa ze zbiornika (19), za pomocą przewodów (17-18) oraz pompki (16) do modułu wtrysku (12-13).