Yhdysvaltalainen Pete Plumb suunnitteli rakennussarjamoottorin, joka sopii muun muassa ultra- ja LSA-luokan lentokoneisiin. Pegasus DP-1 O-100 -moottori on siitä erikoinen, että se hyödyntää tyyppihyväksytyn Continental O-200 -moottorin osia.
Isän moottorilentoharrastus johdatti Pete Plumbin ilmailun harrastajaksi ja ammattilaiseksi. Harrastus eteni perinteistä kaavaa noudattaen eli Plumb siirtyi lennokkien kautta purjelentoon 13-vuotiaana, ja siitä myöhemmin moottorilentäjäksi. Edellä mainittujen lisäksi Plumb on myös aktiivinen riippuliidon harrastaja.
Opiskeltuaan vuoden yliopistossa Plumb päätyi vuonna 1975 rakentamaan työkseen puurakenteisia lentokoneen siipiä. Vajaan parin vuoden päästä hänellä oli pystyssä oma yritys, jossa Plumb rakensi monien muiden lisäksi Boeing-Stearman -koneiden siipiä.
Plumbin teki mieli hankkia itselleen Piper J-3 Cub, mutta hän päätyikin suunnittelemaan ja rakentamaan J-3:n kaltaisen yksipaikkaisen, puurakenteisen ja kangaspäällysteisen lentokoneen. Kone sai nimen Cracker Jack, ja Plumb rakensi myös sen DAF Daffodil -henkilöauton kaksisylinteriseen ja nelitahtiseen bokseri-moottoriin perustuvan moottorin itse. Plumb ei ollut kuitenkaan tyytyväinen lopputulokseen, sillä tehoa oli hänen mielestään liian vähän.
Pegasus DP-1 O-100 -moottorin malli epoksista valetulla kampikammiolla kuvattuna sivusta.
Uusi moottori
Myöhemmin 1990-luvun puolivälissä Plumb katseli Continental A65 -moottoria sillä silmällä, kuinka siitä saisi parhaiten tehtyä kaksisylinterisen. Hän tuli siihen tulokseen, että lohko kannattaa sahata keskeltä kahtia, ottaa välistä palat pois ja hitsata puolikkaat yhteen. Näin menetellen pystyi säästämään tukevan kampiakselin etulaakerin ja apulaitekotelon ilman uudelleen suunnittelua.
A65:n sijaan Plumb päätyi lopulta Continental O-200 -moottoriin, koska sen osat ovat paremmin saatavilla ja iskutilavuutta on enemmän. Ajan kuluessa ja ajatuksen kypsyessä eteenpäin hän katsoi viisaammaksi kehittää ja valaa suoraan sopivia kampikammioita sarjoina “itse”.
Plumbin piti siis opiskella valamisprosessi ja muottien teko. Kampikammion työstön hän aloitti tammikuun alussa 2012. Heinäkuussa valmiina oli valettu kampikammion puolikkaan prototyyppi ja esiteltävä malli koko moottorista. Vähän myöhemmin samana kesänä Plumb esitteli Pegasus DP-1 O-100 -mallinimen saaneen moottoriprojektinsa Wisconsinissa Oshkoshin EAA-tapahtumassa kartoittaakseen ilmailuväen kiinnostusta.
Seuraavaksi Plumb otti yhteyttä yritykseen nimeltä CP-Carrillo, joka valmistaa kiertokankia ja mäntiä. Hän halusi korvata Continentalin alkuperäiset männät ja kiertokanget kevyemmillä ja vahvemmilla, sekä korottaa samalla puristussuhdetta alkuperäisestä kahdella yksiköllä suhteeseen 9:1.
Sopivan kampiakselin kehittely alkoi sen suunnittelun opiskelulla C.F. Taylorin kirjoittamasta kirjasta The Internal Combustion Engine in Theory and Practice Volume 2. Plumb mietti pitkään, mistä materiaalista ja millä menetelmällä kampiakseli kannattaisi tehdä. Tutkittuaan aihetta ja konsultoituaan alan asiantuntijoita hän päätyi valitsemaan kampiakselin valmistustavaksi valun ja materiaaliksi austemperoidun pallografiittivaluraudan eli ADI:n.
Valittu valmistusmenetelmä antoi Plumbille mahdollisuuden tehdä muotit omassa pajassaan. Kaksi ensimmäistä valettua koekampiakselia eivät olleet täysin tyydyttäviä, vaan ne vaativat tarkoitettua enemmän koneistusta oikeisiin mittoihin pääsemiseksi. Myös Continentalin potkurin kiinnityslaipan käyttäminen uudessa kampiakselissa oli ongelmallista, ja seuraavassa versiossa laippa on kiinteää valua itse kampiakselin kanssa.
Plumb suunnitteli kampiakselin kunnioittaen alkuperäisen mitoituksia muun muassa pyöristysten säteissä, mutta uuteen kampiakseliin tuli myös eroavaisuuksia. Kammensivut ovat 0,003 tuumaa eli 0,0762 millimetriä toisiaan lähempänä kuin O-200:n kampiakselissa eli kammentappi on edellä mainitun verran alkuperäistä kapeampi. Lisäksi kampiakselin halkaisijaltaan kuusituumainen vauhtipyörä sijaitsee sen keskellä siten, että keskimmäinen 3/4 tuumaa paksu kammensivu muodostaa sen. Kammentapin kavennuksen tarkoituksena oli estää O-200:n kiertokangen sopiminen siihen. Tähän taas oli syynä muun muassa se, että kampiakseli myydään tasapainotettuna kokonaisuutena kiertokankien ja mäntien kanssa.
Plumbin suunnittelemassa kampiakselissa on myös se ero O-200:n kampiakseliin verrattuna, että sen kammentapit ovat sisältä ontot. Hieman kapeammista kammentapeista huolimatta kaikissa laakerikauloissa voidaan kuitenkin käyttää alkuperäisiä O-200:n laakereita.
Prototyyppimoottori, jota Plumb myöhemmin esitteli siirrettävässä telineessä, kävi ensimmäisen kerran 19. huhtikuuta 2014. Siinä oli aluksi Bendix model 68 -kaasutin asennettuna O-200:n alkuperäisiin imuputkiin hänen itsensä teräksestä hitsaaman imusarjan avulla. Edellä mainittu kaasutin ei kuitenkaan toiminut täysin moitteetta, joten seuraavaksi Plumb asensi moottoriin Marvel-Schebler MA-2 -kaasuttimen.
Ensimmäiseen lentäneeseen (ensilento 1. syyskuuta 2017) ja B-kehitysasteella olevaan moottoriin tuli kuitenkin Zenith/Bendix model 13859 -vaakaimukaasutin kokonaan uusitulla imusarjalla ja putkistolla. Syynä kaasuttimen vaihtoon oli se, että se sopi uusitun imusarjan ja putkiston kanssa paremmin Cracker Jack -testikoneeseen tehtyyn moottoriasennukseen. Testikoneena käytetty Cracker Jack on ensimmäinen piirustuksista koskaan rakennettu yksilö, ja se valmistui vuonna 1986. Plumb onnistui hankkimaan koneen ilman moottoria, uuden moottorin koealustaksi.
Tämän hetkisten tietojen mukaan ensimmäiseen myytävään moottorinrakennussarjaan tulee uusi Plumbin kehittämä apulaitekotelo, johon voi asentaa myös O-200:n alkuperäisen Marvel-Schebler MA-3 -kaasuttimen. Apulaitekoteloon tulee lisäksi mahdollisuus asentaa myös vaakaimukaasutin. Muuten se on identtinen O-200:n apulaitekotelon kanssa eli siihen käyvät normaalisti kaikki O-200:n apulaitteet.
Sekä maakäytössä olleessa prototyypissä että ensimmäisessä lentäneessä moottorissa oli Plumbin suunnittelema 2,85 litran (3 US quart) vetoinen öljysäiliö A65:n lyhennetyllä imuputkella. Moottorissa voi käyttää myös esimerkiksi O-200:n öljysäiliötä, mutta se on turhan iso. A65:n öljysäiliö käy myös ja se on sopivamman kokoinen. Plumbin itse kehittämä öljysäiliö tulee olemaan yksi vaihtoehto asiakkaalle.
Cracker Jack -testikoneen koemoottorin alumiiniputkesta hitsattu öljysäiliö.
Cracker Jack -testikone varustettuna Pegasus DP-1 O-100 -moottorilla.
Osat moottoriin rakennussarjana
Pegasus DP-1 O-100 on siis rakennussarjamoottori, jonka tietyt osat tulevat myyntiin Pegasus Power Systems -yrityksen kautta. Plumbin ideana on myydä asiakkaalle sarjana A356.0-alumiiniseoksesta valettu kampikammio, kampiakseli, H-profiili-kiertokanget, takoalumiinimännät renkaineen, apulaitekotelo, kokoamisohjeet ja laipallinen kampiakselin takapään runkolaakeri.
Asiakkaan tehtäväksi jää hankkia loput osat, imuputkiston ja pakoputkiston tekeminen sekä moottorin kasaus. Asiakas voi hankkia tai sillä voi jo olla ennestään Continental O-200 -moottori, joka toimii loppujen tarvittavien osien luovuttajana. Sarjan ostaja voi myös hankkia osan tai kaikki lopuista tarvittavista Continentalin osista suoraan uutena.
O-200:n nokka-akselista tehdään sopiva Pegasus DP-1 O-100 -moottoriin sahaamalla se poikki keskimmäisen laakerin edestä ja ottamalla käyttöön takaosa kahtia laitetusta nokka-akselista. Pegasus Power Systemsin suunnitelmissa on kuitenkin tuottaa lopulta omia suoraan sopivia nokka-akseleita.
Myyntiin tulevan sarjan kampikammiossa on kiinnityspisteet adapterilevylle, joka taas käy suoraan Rotax 503 -moottorin kiinnityspaikkaan. Ideana on, että Pegasus DP-1 O-100 -moottori toimii suhteellisen helposti asennettavana vaihtoehtona kaksitahtiselle 503-moottorille. Alakiinnityksen lisäksi kampikammiossa on takana normaalit neljä kiinnityskorvaketta, joiden kartiomallisiin upotuksiin käyvät A65-moottorin kumityynyt.
Myyntiin tulevissa kampikammioissa on edessä kiinnityspaikka staattorille pientä laturia varten. Näillä näkymin ensimmäisten sarjojen pitäisi olla myynnissä tulevana kesänä Oshkoshin EAA AirVenture -tapahtumassa, joka pidetään 23.–29. heinäkuuta. Sarjan hinnaksi Plumb kertoo 4 995 dollaria eli 4 030 euroa.
Täysin uusilla O-200:n osilla kasatun Pegasus DP-1 O-100 -moottorin kokonaishinnaksi hän arvioi alle 10 000 dollaria (8 068 euroa). Plumb kertoo, että Yhdysvalloissa voi ostaa käytetyn O-200:n osien luovuttajaksi halvimmillaan 1 000–
3 000 dollarilla.
Pegasus Power Systemsin on tarkoitus teetättää alihankkijoilla ensimmäistä tuotantosarjaa myytäväksi, kunnes osiin tulee jokin mahdollinen päivitys. Ensimmäisen sarjan pituutta ei ole siis ennalta päätetty.
Koemoottori on tätä kirjoitettaessa käynyt Cracker Jack -koneeseen asennettuna yli 50 tuntia. Moottorin peruskorjausväli ei ole vielä tiedossa. Sen kertoo vasta aika, kun moottoreilla on lennetty tarpeeksi. Pegasus Power Systems arvioi, että se voisi olla sama kuin O-200-moottorissa eli
1 800–2 200 tuntia mallista, käytöstä ja valmistusajankohdasta riippuen.
Kaikki koelennot ja koekäytöt ovat tehty 100LL-lentokonebensiinillä, jota moottori kuluttaa matkalennossa 9,5 l/tunnissa 2 750 RPM -kierrosluvulla.
Pegasus Power Systemsin tulevaisuuden suunnitelmiin kuuluu hankkia moottorille ASTM-hyväksyntä, jotta LSA-koneiden valmistajat voivat käyttää moottoria lentokoneissaan. Testiohjelman suunnittelu on toistaiseksi vielä alkuvaiheessaan. Suunnitelmissa on myös luoda maailmanlaajuinen verkosto muun muassa valmiiden moottorien myyjistä ja pelkkien osien kauppiaista.
Koko projekti elää vielä ja muutokset ovat todennäköisiä, mutta kaikkiaan Pegasus DP-1 O-100 -moottori vaikuttaa tällä hetkellä lupaavalta kehitelmältä.
