Pulsjetmotorn är en slags kraftenhet som arbetar enligt principen att blanda luft och pulsjetkraft. Dessa motorer är lätta att känna igen på deras karakteristiska starka ljud. Bland fördelarna jämfört med analoger är en extremt förenklad design och låg vikt. Vi kommer att överväga de återstående funktionerna i aggregaten nedan.
Skapelsens historia
De första utvecklingarna av pulsjetmotorn (ramjet) dateras officiellt till andra hälften av 1800-talet. På 60-talet fick två uppfinnare, förutom varandra, patent på en ny design av propellrar. Utvecklingen av Teleshov N. A. och Charles de Voilier under den perioden var av föga intresse för någon. Men i början av 1900-talet uppmärksammade tyska ingenjörer dem, som letade efter ett värdigt alternativ till kolvkraftaggregat.
Under andra världskriget fylldes det tyska flyget på med en flygplansprojektil av FAA-typ, somutrustad med ramjet. Trots att det angivna elementet var sämre i tekniska parametrar än kolvvariationer, var det populärt. Detta faktum beror på designens enkelhet och låga kostnad. I känd historia var detta det enda fallet när sådana motorer användes för att utrusta flygplan i seriell skala.
Försök att förbättra
Efter krigets slut var pulsjetmotorn kvar i militär utveckling under en tid. Den användes som propeller för luft-till-mark-missiler. Låg effektivitet, låg uppskjutningshastighet och behovet av acceleration vid uppskjutning är de orsaker som har blivit nyckeln till att ytterligare reducera ramjetens position till noll.
Den här typen av motor har nyligen börjat intressera ingenjörer och amatörer igen. Det finns nya utvecklingar, andra förbättringsprogram. Det är mycket möjligt att de uppdaterade ändringarna kommer att visas igen i militärflygets utrustning. Dess praktiska tillämpning idag är modellering av raket- och flygplansprototyper med hjälp av moderna strukturella material.
Pulsande jetmotorenhet
Den övervägda enheten är ett hålrum öppet på båda sidor. Ett luftintag är monterat vid inloppet, bakom det finns ett dragaggregat med ventiler. Konstruktionen inkluderar även flera förbränningskammare, ett munstycke för att släppa ut en jetström. Inloppsventilen tillverkas i flera konfigurationer, olika i design och externasinne. Ett av alternativen är rektangulära lamellplattor som monteras på en ram, öppnas eller stänger under tryckfall. Den andra, mer kompakta versionen - "kronblad" av metall placerade i en cirkel.
Det finns ett tändstift i förbränningskammaren. Detta element producerar en serie urladdningar, och efter att ha uppnått önskad koncentration av bränsle antänds laddningen. Eftersom motorn har en blygsam storlek, värms enhetens stålväggar upp intensivt och kan aktivera bränsleblandningen på samma sätt som ett ljus.
Arbetsprincip
Eftersom en pulserande jetmotor arbetar i cykler har den flera grundläggande cykler. Bland dem:
- Intagsprocess. I detta skede öppnas inloppsventilen, utsläppt luft kommer in i förbränningskammaren. Samtidigt, genom munstyckena, kommer bränsle in, som ett resultat av vilket en slags bränsleladdning skapas.
- Den resulterande blandningen antänds av ett tändstift, varefter högtrycksgaser observeras. Under deras verkan är inloppsventilen igensatt.
- Dessutom blåses förbränningsprodukterna ut genom munstycket, vilket skapar strålkraft. Detta skapar ett vakuum i förbränningskammaren. Proceduren upprepas - inloppsventilen öppnas och passerar nästa portion luft.
Bränsle tillförs av injektorer med backventilmekanism. När trycket i förbränningskammaren minskar kommer nästa dos bränsle in. Efter att trycket har ökat stoppas tillförseln. Det bör noteras att på lågeffektflygplansmodeller, munstyckenaär frånvarande och systemet fungerar enligt det traditionella förgasarschemat.
Designfunktioner
Pulsjetmotorn, vars ritning och diagram visas nedan, har en insugningsventil framför förbränningskammaren. Detta är dess huvudsakliga skillnad från de närmaste "bröderna" som ramjet och jetmotor. Denna del är ansvarig för att förhindra återkomst av förbränningsprodukter, vilket bestämmer deras riktning direkt in i munstycket. Konkurrerande sorter behöver inte särskilt ventiler, eftersom luften omedelbart tillförs under tryck med förkompression. En sådan "bagatell" är faktiskt ett stort plus i driften av enheten i fråga, när det gäller förbättringen av termodynamiska egenskaper.
En annan skillnad är arbetets cykliska karaktär. Till exempel, i en turbojetmotor, förbränns bränsle kontinuerligt, vilket garanterar enhetlig och jämn dragkraft. I en ramjet ger cyklerna svängningar i strukturen. För att garantera maximal amplitud krävs vibrationssynkronisering av alla delar. Denna punkt uppnås genom att välja den optimala munstyckslängden.
Pulsjetmotorn kan arbeta vid låga hastigheter eller i ett inaktivt läge i frånvaro av mötande luftflöde. Denna fördel gentemot direktflödesversionen är mycket diskutabel, eftersom initial acceleration krävs för att skjuta upp en raket eller ett flygplan under dessa förhållanden.
Varieties
Förutom den vanliga versionen av pulsejet med rak och inloppsventil, finns det även ventillösa och detonationsversioner.
Den första modifieringen är inte utrustad med en inloppsventil. Detta beror på sårbarheten och det snabba slitaget av tilläggsdelen. I denna utföringsform är kraftverkets livslängd längre. Genom designen är enheten en form i form av bokstaven U, vars ändar är riktade nedströms strålkraften (bakåt). Kanalen som ansvarar för dragkraften är lite längre. Ett kort rör kommer in i luftflödet in i förbränningskammaren. Som ett resultat av förbränning och expansion av gaser återförs en del av dem tillbaka genom det angivna inloppet. En sådan anordning gör det möjligt att tillhandahålla förbättrad ventilation av arbetskammaren. Det sker ingen förlust av bränsleladdning genom inloppsventilen, vilket skapar en liten "vinst" i dragkraften.
Detonations-typ ramjet är designad för att bränna en laddning av bränsle genom detonation. Det vill säga vid en konstant volym sker en kraftig ökning av trycket hos bränsle-luftblandningen i förbränningskammaren. I detta fall ökar volymen från det ögonblick då gaserna rör sig längs munstycksdelen. Denna lösning gör det möjligt att öka den termiska effektiviteten. För närvarande är denna motorkonfiguration inte i drift, eftersom den befinner sig på ett stadium av forskning och förbättringar.
Pros
Principen för driften av en jet pulserande motor, tillsammans med enkel design och låg kostnad, är de främsta fördelarna med systemet i fråga. Dessakvalitet ledde till uppkomsten av dessa motorer på militära missiler, flygande mål och andra föremål där inte hållbarhet är viktigt, men snabb leverans av flygplanet till målet med den mest förenklade konfigurationen av "motorn". Fans av flygplansmodellering uppskattar modifieringen i fråga av samma skäl. Kompakta, billiga och lätta motorer är bra för flygplansmodeller. Ett annat plus är möjligheten att göra en elementär pulserande jetmotor med egna händer.
Nackdelar
Bland bristerna finns också många punkter, nämligen:
- hög grad av brus under drift;
- överdriven bränsleförbrukning;
- närvaro av bränslerester efter användning;
- ökad sårbarhet hos inloppsventilen;
- hastighetsgräns.
Trots alla nackdelar är ramjeten i sitt segment fortfarande efterfrågad. En sådan motor är oumbärlig för engångslanseringar, särskilt om det är opraktiskt att montera kraftfulla och dyra versioner.
DIY-detonationspulsjetmotor
Först måste du skapa en ritning med en utveckling av framtida detaljer. Om du kommer ihåg grunderna i skolans geometri och har minimala ritkunskaper kan du börja jobba. Det enklaste schemat är cylindriska rör. Rektanglar ritas, vars ena sida kommer att vara lika med längden och den andra - till diametern (multiplicerat med 3, 14 - talet "pi"). Koniska och cylindriska brotschar kan utföras genom att hittanödvändig vägledning i varje ritningsmanual.
Den andra viktiga frågan är valet av metall. Alternativt kan rostfritt stål eller lågkolsvart stål användas. Låt oss uppehålla oss vid det andra alternativet, eftersom det är lättare att bearbeta och forma. Minsta plåttjocklek är 0,6 mm. I det här fallet var storleken 1 mm.
Förberedande process
Innan du börjar bygga en pulserande jetmotor med dina egna händer måste du rengöra plåtämnen från rost och damm. För detta är en vanlig kvarn ganska lämplig. För din säkerhet, använd handskar eftersom kanterna på lakanen är vassa och fulla av grader.
Innan du börjar med huvudarbetet måste du förbereda ritningar och kartongmallar av delar i full storlek. För att få en exakt konfiguration och dimensioner är konturerna skisserade med en permanent markör. Det rekommenderas starkt inte att skära brotscharna med en svetsmaskin, oavsett hur modern den kan vara. Faktum är att de delar som erhålls på detta sätt är mycket dåligt svetsade vid kanterna. Det är tillrådligt att använda elektriska metallsaxar för detta ändamål, eftersom det i den manuella versionen finns en stor risk att böja kanterna på arbetsstyckena. Du måste skära försiktigt och säkert fixera den bearbetade mallen med en klämma eller annan lämplig metod.
Main Stage
När du gör en pulsjetmotor hemma, kom ihåg att rör med fast diameter är lätta att forma närhjälp av en större analog. Det är fullt möjligt att utföra operationen med händerna på grund av spakprincipen, varefter kanterna på arbetsstycket bearbetas med en klubba och böjer dem till önskat tillstånd. Det är önskvärt att ändarna bildar ett plan när de sammanfogas, vilket kommer att förbättra placeringen av svetsen. Det är svårare att böja ark i ett rör, du behöver en böjare eller rullar. Detta professionella verktyg är inte för alla. Idegranar kan användas som ett alternativ.
Ett viktigt och mödosamt moment är svetsningen av en tunn metallplåt. Speciella färdigheter kommer att krävas här, särskilt om manuell bågsvetsning används i processen. Det är bättre för nybörjare att inte försöka experimentera (den minsta överexponering av elektroden vid en punkt leder till att ett hål bränns). Dessutom kan bubblor komma in i sömområdet, vilket i efterhand garanterar en läcka. Det är bäst att slipa sömmen till en minsta tjocklek, vilket gör att du omedelbart kan se "äktenskapet" med blotta ögat. De avsmalnande segmenten böjs för hand och krymper den smala änden av arbetsstycket runt röret med liten diameter, vilket gör mer ansträngning än den breda delen.
Rekommendationer
När du vet hur du gör en pulsjetmotor själv, kan du använda den på flygplansmodeller eller för att få fart på en skateboard. Erfarna användare rekommenderar att, för att få den optimala sammansättningen av bränsleblandningen, först tillför gas till motorn och fyller förbränningskammaren helt med den. Då aktiveras tändgnistan. Luft tillförs sist, efter att ha nåttoptimal koncentration av alla komponenter – lansering pågår.
