בשנת 1957 הציגה חברת NSU הגרמנית את אב הטיפוס של מנוע הבעירה הפנימית המושלם, הוא "המנוע הרוטורי" – פרי מוחו הקודח של המהנדס פליקס ואנקל. "מנוע ואנקל", כפי שהוא מוכר מאז ועד היום, פתר את אחת המגבלות הקשות ביותר של מנועי הבעירה שמוכרים לנו – הצורך להמיר את התנועה הקווית של בוכנות לתנועה סיבובית של גלגלי הרכב.
בשבוע שעבר, 56 שנים אחרי ש-NSU פשטה רגל ונרכשה על-ידי פולקסווגן, ביצעה חברה סינית בשם Harbin Dongan "הצתה ראשונה" למנוע ואנקל חדש שפותח על-ידה – וזאת כנראה ההזדמנות המשמעותית ביותר בחצי המאה האחרונה שמוענקת לחלום הרוטורי להפוך למציאות נפוצה.
בין לבין הופיע מנוע רוטורי במגוון לא גדול אבל מעניין של יישומים, הידועים ביותר הן מכוניות ספורט מרגשות מתוצרת מאזדה ואופנועים – בעיקר מתוצרת נורטון הבריטית – אבל עד היום הוא לא הגשים את ההבטחה העצומה שהוא הביא לעולם לפני 68 שנים.
מה זה מנוע רוטורי ולמה הוא לא מסתובב מספיק בעולם שלנו?
בכל מנועי הבעירה שמניעים את המכוניות והאופנועים שלנו נעות בוכנות בתנועה קווית בתוך צילינדרים ומניעות סביבן מערכת מורכבת של טלטלים וגל ארכובה מחד, ומערכת תזמון שסתומים מאידך. נוסף למורכבות המכאנית ולריבוי הרכיבים כל זה דורש נפח ומשקל, וכדי להתחיל להבין את אובדני האנרגיה שנגרמים בגלל חיכוך ותנועה מתוזמנת, תחשבו רק על בוכנה שעפה אלפי או עשרות אלפי פעמים בדקה לכיוון אחד, נעצרת תוך חלקיק שניה, ומועפת לכיוון ההפוך, וכך שוב ושוב ושוב.
כעת דמיינו מוט בצורת משולש שמסתובב על ציר אקצנטרי (כלומר לא ממורכז) בתוך "צינור" אובאלי. המוט מתקרב ומתרחק אל הדפנות הפנימיות של החתך האובאלי, וכל אחת משלוש הדפנות שלו משנה תוך כדי תנועתה את נפח החלל שקיים בינה לבין הדופן הפנימית של הצינור. שינוי חלל כזה הוא בדיוק מה שקורה גם בכל צילינדר שבו נעה בוכנה. למעשה, המוט המשולש מדמה את הבוכנה והצינור סביבו את הצילינדר, וכאשר מסדרים בחלקו החיצוני של הצינור פתחי יניקה ופליטה במיקומים המתאימים מקבלים מנוע בעירה.
אל תוך הנפח המשתנה סביב הציר מוזרקת תערובת דלק/אוויר ועם תנועת הציר (שנקרא רוטור) התערובת נדחסת, מוצתת, והאנרגיה הכימית של הדלק הופכת לאנרגיית תנועה באמצעות ההתרחבות נפחית שנוצרת משחרור הגזים בתהליך הבעירה. המשך התנועה של הרוטור מפנה את הגזים דרך פתח פליטה, וחוזר חלילה.
היות שהרוטור נע בתנועה סיבובית אין צורך להמיר תנועה קווית ולא נדרשת מערכת תמסורת מסובכת, וגם השסתומים הרבה יותר פשוטים מפני שהרוטור עצמו מתזמן את משך הפתיחה והסגירה שלהם. בשורה תחתונה מתקבל מנוע קומפקטי מאוד, פשוט, קל משקל, ועם מעט מאוד חלקים נעים. מכיוון שאין בו בוכנות שצריכות לעצור ולשנות כיוון הוא יכול להסתובב במהירות תיאורטית עצומה, כלומר ב"סל"ד פסיכי", והכל כמעט בלי לייצר רעידות ורעש.
אבל אם הכל כל כך מושלם איך זה שמנוע ואנקל לא האפיל עד היום על מנועי הבוכנה הנפוצים?
האמת היא שבתחילת הדרך כולם חשבו שמדובר במפץ גדול שישנה לעד את עולם המנועים. מרצדס-בנץ, ג'נרל מוטורס, פורד, טויוטה, ניסאן, סיטרואן, ואפילו יצרנית הרכב הסובייטית AutoVAZ קנו רישיונות ופיתחו אבות-טיפוס למנוע ואנקל.
אלא שמהר מאוד נחבטו כל המהנדסים של כל היצרניות בקיר המציאות ובעקב אכילס של הטכנולוגיה הזאת: בעיות אטימה, צריכת שמן גבוהה וגם תיאבון לבנזין. משברי הנפט של 1973 ו-1979 ניערו את ההתלהבות ואת המתלהבים כולם, למעט חברה קטנה אחת מן העיר הירושימה שביפן.
מהנדסי מאזדה התאהבו בטכנולוגיה והיו היחידים שניסו לפתח אותה בנחישות ודבקות יוצאת דופן במטרה. את 'קוסמו ספורט' – מכונית הספורט הראשונה עם מנוע ואנקל הם השיקו עוד בשנת 1967, ועד לשנת 2012 מאזדה ייצרה יותר משני מיליון כלי רכב מונעי ואנקל. מעל כולם בולטות RX-7 האגדית שהפכה, בצדק, למכונית פולחן, ו-RX-8 האלגנטית. מאזדה גם ניצחה פעם אחת, בשנת 1991, את מרוץ הסיבולת היוקרתי ביותר בעולם, 24 השעות של לה מאן עם מאזדה 787B, ועד היום זה הרכב היחיד עם מנוע רוטורי שזכה אי פעם במירוץ האגדי הזה.
אלא שבשנת 2012 גם מאזדה נאלצה להרים ידיים כאשר הפסיקה את הייצור של RX-8 ואיתה גם את הייצור של מנוע רוטורי.
11 שנים לאחר מכן, ביוני 2023, מאזדה החזירה לחיים את "ואנקל", אלא שהפעם לא כמנוע שמניע את הגלגלים. ב-MX-30 R-EV משמש מנוע רוטורי זעיר בנפח 830 סמ"ק כגנרטור שטוען סוללה חשמלית.
בפברואר 2024 מאזדה הקימה מחדש את מחלקת פיתוח המנועים הרוטורים והכריזה על פיתוח דגמי ספורט חדשים בהשראת RX-7. בנובמבר 2024 הם אפילו אישרו גרסת ייצור למכונית ספורט עם מנוע רוטורי, שאולי תקרום עור וגידים.
ואנקל עולה לשמיים
את ה-19 בדצמבר 2025 אפשר להוסיף כבר כעת לדברי ימי המנוע הרוטורי מפני שזה היום שבו הכריזה חברת Harbin Dongan Auto Engine הסינית שאב‑הטיפוס הראשון של מנוע סיבובי חדש מסדרת R05E "השלים הצתה ראשונה".
חרבין דונגן היא חברה סינית מאוד ותיקה שמייצרת חלקי מנועים ומנועים שלמים, והיא אחת מתוך מסבך רחב של חברות ששייכות לקבוצת צ'אנגאן. על פי הדיווח של חרבין היא מפתחת מנוע רוטורי עם רוטור בודד שמספק קרוב ל-72 כוחות סוס, והיא תתחיל לייצר אותו בייצור סדרתי בשנת 2027. חרבין מפתחת את המנוע הרוטורי שלה במסגרת שיתוף פעולה עם חברת הטכנולוגיה האוסטרית הוותיקה AVL שהיא בין המובילות בעולם בפיתוח מערכות הנעה. AVL היא גם שותפה טכנולוגית של מאזדה בפיתוח המנועים הרוטוריים שלה.
אלא שהמנוע הרוטורי של חרבין לא נועד להניע רודסטרים קלים או מכוניות קופה ספורטיביות, גם לא אופנועים, אלא רחפנים גדולים. זאת בדיוק הסיבה שבגללה יכולים אוהבי הרכב וחובבי מנועים להתחיל לחייך: מנוע ואנקל קומפקטי, קל משקל, שיכול להסתובב בסל"ד גבוה הוא בדיוק מה שמתאים לכלי מעופף.
מנוע הואנקל הזה לא ישמש להנעה ישירה של מדחפים אלא כגנרטור לייצור חשמל על גבי הפלטפורמה עצמה – מה שיחסוך את הצורך בסוללות גדולות וכבדות. קל לראות איך טכנולוגיה כזאת מדלגת משם בחזרה אל כלי רכב היברידים נטענים. חרבין מפתחת גרסאות אטמוספריות וגרסאות מוגדשות טורבו ומשתפת פעולה עם חטיבת הרחפנים של אקספנג, שנקראת ARIDGE ועם יצרנית הרחפנים הגדולה ביותר בעולם – DJI. למעשה, מנוע ואנקל מקבל הזדמנות שנייה לא בגלל שמישהו התגעגע לשילוב של סל"ד גבוה עם שריפת בנזין אלא מפני שזה פותר בעיית משקל וגודל בעולם תחרותי שבו משקל נמוך חשוב יותר מצריכת דלק.
אנשי חרבין מספרים שהם בנו סביב המנוע שלהם מערכת הצתה כפולה עם שני מעגלים עצמאיים כדי לשפר את האמינות ולספק בעירה יעילה יותר בתנאי עומס גבוה, וגם מערכת איזון מובנית שמשפרת עוד יותר את התכונה היסודית של מיעוט רעש ורעידות.
המנוע כולו יצוק מאלומיניום וכולל מעברי נוזל קירור וציפוי NDC להפחתת חיכוך ושחיקה כדי לשפר את הנצילות ולהאריך את חיי המנוע, שאמור להסתובב באופן כמעט קבוע בכ‑6,500 סל"ד
עוד יוזמה סינית שתשנה את העולם
מאזדה היא יצרנית רכב אהובה ומוערכת מאוד וההיסטוריה תזכור לה בהערכה רבה יצירות מרוממות רוח כמו RX7 ו-RX8, אבל חברה קטנה מהירושימה, יפן, לא הצליחה להפוך את ואנקל למנוע נפוץ ולא מצאה את הדרך לשיתופי פעולה טכנולוגיים שיכולים היו לגרום לזה לקרות.
בניגוד מוחלט – ממשלת סין כבר הוכיחה את המסוגלות שלה לרתום את כל הכוחות הנחוצים ליצירת סביבה שתומכת בפרויקטים מורכבים ומשני מציאות, ואין צורך לשוב ולהלל את ההישג האדיר שלה בתחום הרכב בכלל ובפרט בתחום הרכב החשמלי.
אחד התחומים הבולטים שסין חוללה בו מהפכה הוא רחפנים קטנים ובינוניים, וההמשך הטבעי מבחינתה מכונה על-ידי הממשלה "כלכלת הגובה הנמוך" (low-altitude economy), כלומר תחבורה אווירית בגובה של עד 1,000 מטרים: רחפני משלוחים, כלי טיס מאוישים קלים, מוניות מעופפות ו‑eVTOL היברידיים. ממשלת סין כבר מריצה פיילוטים במספר אזורים, מעניקה סובסידיות ליצרנים, ומקדמת רגולציה שתאפשר ל"תנועה אווירית נמוכה" להפוך לחלק מהתחבורה היומיומית.
הפרויקט של חרבין, לכן, הוא לא משובת נעורים של מהנדסי מנועים הזויים אלא אבן בניין בתוך פסיפס רחב, וההצלחה שלו יכולה לתמוך ואף להאיץ את הפרויקט הלאומי כולו, ולחזור משם אל תעשיית הרכב החשמלי.
הקסם הגדול בסיפור הזה הוא שמנוע ואנקל, "הילד החריג" של תעשיית המנועים וזה שהיה לסמל של מרדנות וחשיבה מחוץ לקופסה – מנצל את היתרונות שלו כמרכיב ליבה בפרויקט תעופתי לאומי.
בראיה רגשית‑מוטורית אפשר לומר שכל מי שהתאהב ברעיון של מנוע רוטורי יוכל כעת לטען שזאת לא טכנולוגיה מתה אלא כזאת שהייתה זקוקה ליישום המתאים לה.
כמיטב המסורת הסינית אפשר להיות בטוחים שאם R05E יצליח הוא יזכה לשלל רב של אחים ועותקים והוא יכול להיות מה שהוא נועד להיות מלכתחילה: מנוע קטן, חזק, שונה, ובעיקר יעיל מאוד.
בשונה מבעבר, הפעם מי שעומד מאחורי הטכנולוגיה הזאת ודוחף אותה זאת ממשלה אדירה שמשקיעה מיליארדים באסטרטגיה לאומית של "כלכלת הגובה הנמוך", לכן גם יש לו שוק מובנה בתעשייה המתפתחת של eVTOL ורחפנים. בנוסף, ב-70 השנים האחרונות פותחו טכנולוגיות מתקדמות וחומרים חדשים שמסייעים לפתור את בעיות האטימה, וממילא המנוע הזה יפעל כגנרטור שלא צריך להתמודד עם עומסים משתנים אלא רק לייצר חשמל בסל"ד קבוע.
שאלת 68 השנים היא האם מנוע ואנקל יחזור לכביש? התשובה היא שאפשר לסמוך על מאזדה שתוסיף לשמור על הגחלת ותתמיד בניסיונות שלה להחיות את מנוע ואנקל. אבל כאשר מסתכלים על מספרים גדולים נראה שיש סיכוי גדול יותר שהמנוע הזה יחזור לכביש כמנוע הגנרטור של מערכת EREV, כלומר רכב חשמלי עם מאריך טווח.
צריך רק לזכור שבשבוע שעבר עבר מנוע R05E רק את שלב ה"הצתה הראשונה" וזה שלב אחד במחזור פיתוח ארוך. מכאן יש עוד דרך ארוכה לעשות עד ליצור מסחרי סדרתי, והיא כוללת בדיקות מפרכות, ניסויי עמידות אטמים, חום וקור, צריכת דלק (וחשוב יותר – צריכת שמן), פליטת מזהמים ועוד. מעל הכל מרחפת שאלה אחת שתמיד חוזרת: כמה זמן יחזיק המנוע הזה בעבודה רציפה.
רק לא חשמל: מאזדה משתעשעת עם מנועי שתי פעימות, רוטורי והיברידי קל
ב.מ.וו שמה גז: מהמרת על מימן יותר מאשר על חשמל. גם מאזדה מפתיעה
