De pulse-straalmotor is een soort krachtbron die werkt volgens het principe van het mengen van lucht en pulse-straalkracht. Deze motoren zijn goed te herkennen aan hun karakteristieke sterke geluid. Een van de voordelen ten opzichte van analogen is een extreem vereenvoudigd ontwerp en een laag gewicht. We zullen de overige kenmerken van de aggregaten hieronder bekijken.
Geschiedenis van de schepping
De eerste ontwikkelingen van de pulse-straalmotor (ramjet) dateren officieel uit de tweede helft van de 19e eeuw. In de jaren 60 kregen twee uitvinders, naast elkaar, patenten voor een nieuw ontwerp van propellers. De ontwikkelingen van Teleshov N. A. en Charles de Voilier in die periode waren voor niemand interessant. Maar aan het begin van de 20e eeuw schonken Duitse ingenieurs aandacht aan hen, die op zoek waren naar een waardig alternatief voor zuigermotoren.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd de Duitse luchtvaart aangevuld met een FAA-type vliegtuigprojectiel, datuitgerust met een straalmotor. Ondanks het feit dat het gespecificeerde element in technische parameters inferieur was aan zuigervariaties, was het populair. Dit feit is te wijten aan de eenvoud van het ontwerp en de lage kosten. In de bekende geschiedenis was dit het enige geval waarin dergelijke motoren werden gebruikt om vliegtuigen op seriële schaal uit te rusten.
Pogingen om te verbeteren
Na het einde van de oorlog bleef de pulse-straalmotor nog enige tijd in militaire ontwikkeling. Het werd gebruikt als propeller voor lucht-grondraketten. Lage efficiëntie, lage lanceringssnelheid en de noodzaak van versnelling bij lancering zijn de redenen die essentieel zijn geworden in de verdere reductie van de positie van de straalmotor tot nul.
Dit type motor begint sinds kort weer ingenieurs en amateurs te interesseren. Er zijn nieuwe ontwikkelingen, andere verbeterplannen. Het is goed mogelijk dat de bijgewerkte wijzigingen opnieuw verschijnen in de uitrusting van de militaire luchtvaart. De praktische toepassing ervan vandaag is het modelleren van prototypes van raketten en vliegtuigen met behulp van moderne structurele materialen.
Pulserend straalmotorapparaat
De beschouwde eenheid is een holte die aan beide zijden open is. Bij de inlaat is een luchtinlaat gemonteerd, daarachter bevindt zich een tractie-eenheid met kleppen. Het ontwerp omvat ook verschillende verbrandingskamers, een mondstuk voor het vrijgeven van een straalstroom. De inlaatklep is vervaardigd in verschillende configuraties, verschillend in ontwerp en externverstand. Een van de opties zijn rechthoekige lamellen-type platen die op een frame worden gemonteerd, openen of sluiten onder drukval. De tweede, compactere versie - metalen "bloemblaadjes" in een cirkel geplaatst.
Er zit een bougie in de verbrandingskamer. Dit element produceert een reeks ontladingen en nadat de gewenste brandstofconcentratie is bereikt, ontsteekt de lading. Omdat de motor een bescheiden omvang heeft, warmen de stalen wanden van de unit intensief op en kunnen ze het brandstofmengsel op dezelfde manier activeren als een kaars.
Werkingsprincipe
Omdat een pulserende straalmotor in cycli werkt, heeft hij verschillende basiscycli. Onder hen:
- Intake proces. In dit stadium gaat de inlaatklep open, de afgevoerde lucht komt de verbrandingskamer binnen. Tegelijkertijd komt er via de sproeiers brandstof binnen, waardoor een soort brandstoflading ontstaat.
- Het resulterende mengsel wordt ontstoken door een bougie, waarna gassen onder hoge druk worden waargenomen. Door hun actie is de inlaatklep verstopt.
- Verder worden de verbrandingsproducten door het mondstuk naar buiten geblazen, waardoor jetstuwkracht ontstaat. Hierdoor ontstaat er een vacuüm in de verbrandingskamer. De procedure wordt herhaald - de inlaatklep gaat open en de volgende portie lucht wordt doorgelaten.
Brandstof wordt geleverd door injectoren met terugslagklepmechanisme. Wanneer de druk in de verbrandingskamer afneemt, komt de volgende dosis brandstof binnen. Na het verhogen van de druk stopt de toevoer. Opgemerkt moet worden dat bij vliegtuigmodellen met een laag vermogen de sproeiersontbreken en het systeem werkt volgens het traditionele carburateurschema.
Ontwerpkenmerken
De pulse-straalmotor, waarvan de tekening en het diagram hieronder zijn weergegeven, heeft een inlaatklep voor de verbrandingskamer. Dit is het belangrijkste verschil met de naaste "broers" zoals straalmotor en straalmotor. Dit onderdeel is verantwoordelijk voor het voorkomen van de terugkeer van verbrandingsproducten, die hun richting rechtstreeks in het mondstuk bepa alt. Concurrerende rassen hebben niet echt kleppen nodig, omdat de lucht direct onder druk wordt aangevoerd met voorcompressie. Zo'n "kleinigheid" is eigenlijk een enorm pluspunt in de werking van de unit in kwestie, met betrekking tot de verbetering van thermodynamische eigenschappen.
Een ander verschil is het cyclische karakter van werk. In een turbostraalmotor wordt bijvoorbeeld continu brandstof verbrand, wat een uniforme en gelijkmatige stuwkracht garandeert. In een straalmotor zorgen de cycli voor trillingen binnen de structuur. Om maximale amplitude te garanderen, is trillingssynchronisatie van alle onderdelen vereist. Dit punt wordt bereikt door de optimale spuitmondlengte te selecteren.
De pulse-straalmotor kan werken bij lage snelheden of in een inactieve positie bij afwezigheid van tegemoetkomende luchtstroom. Dit voordeel ten opzichte van de direct-flow-versie is zeer discutabel, aangezien initiële versnelling vereist is om onder deze omstandigheden een raket of vliegtuig te lanceren.
Rassen
Naast de reguliere versie van de pulsejet met een rechte en inlaatklep, zijn er ook kleploze en detonatieversies.
De eerste modificatie is niet uitgerust met een inlaatklep. Dit vanwege de kwetsbaarheid en snelle slijtage van het extra onderdeel. In deze uitvoering is de levensduur van de energiecentrale langer. Door het ontwerp is de eenheid een vorm in de vorm van de letter U, waarvan de uiteinden stroomafwaarts van de jetstuwkracht (achteruit) zijn gericht. Het kanaal dat verantwoordelijk is voor de tractie is iets langer. Een korte pijp komt de luchtstroom in de verbrandingskamer binnen. Als gevolg van de verbranding en expansie van gassen wordt een deel ervan teruggevoerd via de aangegeven inlaat. Een dergelijke inrichting maakt een verbeterde ventilatie van de werkkamer mogelijk. Er is geen verlies van brandstoflading via de inlaatklep, wat een lichte "winst" in trekkracht oplevert.
De straalmotor van het detonatietype is ontworpen om een lading brandstof te verbranden door middel van detonatie. Dat wil zeggen, bij een constant volume treedt een sterke toename van de druk van het brandstof-luchtmengsel op in de verbrandingskamer. In dit geval neemt het volume toe vanaf het moment dat de gassen langs het mondstukdeel bewegen. Deze oplossing maakt het mogelijk om de thermische efficiëntie te verhogen. Momenteel is deze motorconfiguratie niet in bedrijf, omdat deze zich in het stadium van onderzoek en verbeteringen bevindt.
Pros
Het werkingsprincipe van een pulserende straalmotor, samen met de eenvoud van het ontwerp en de lage kosten, zijn de belangrijkste voordelen van het systeem in kwestie. Dezekwaliteit leidde tot het verschijnen van deze motoren op militaire raketten, vliegende doelen en andere objecten waar niet duurzaamheid belangrijk is, maar de snelle levering van het vliegtuig aan het doel met de meest vereenvoudigde configuratie van de "motor". Fans van vliegtuigmodellering waarderen de wijziging in kwestie om dezelfde redenen. Compacte, goedkope en lichte motoren zijn ideaal voor vliegtuigmodellen. Een ander pluspunt is de mogelijkheid om met je eigen handen een elementaire pulserende straalmotor te maken.
Nadelen
Onder de tekortkomingen zijn er ook veel punten, namelijk:
- hoge mate van ruis tijdens bedrijf;
- overmatig brandstofverbruik;
- aanwezigheid van brandstofresten na gebruik;
- verhoogde kwetsbaarheid van inlaatklep;
- snelheidslimiet.
Ondanks alle nadelen blijft er veel vraag naar de straalmotor in zijn segment. Zo'n motor is onmisbaar voor eenmalige lanceringen, vooral als het onpraktisch is om krachtige en dure versies te monteren.
DIY Detonation Pulse Jet Engine
Eerst moet je een tekening maken met een ontwikkeling van toekomstige details. Als je de basisprincipes van schoolgeometrie kent en minimale tekenvaardigheden hebt, kun je aan de slag. Het eenvoudigste schema is cilindrische buizen. Er worden rechthoeken getekend, waarvan één zijde gelijk is aan de lengte en de tweede - aan de diameter (vermenigvuldigd met 3, 14 - het getal "pi"). Conische en cilindrische ruimers kunnen worden uitgevoerd door te vinden:noodzakelijke begeleiding in een tekeninghandleiding.
Het tweede belangrijke punt is de keuze van metaal. Als alternatief kan roestvrij staal of koolstofarm staal worden gebruikt. Laten we stilstaan bij de tweede optie, omdat deze gemakkelijker te verwerken en te vormen is. De minimale plaatdikte is 0,6 mm. In dit geval was de maat 1 mm.
Voorbereidingsproces
Voordat je met je eigen handen een pulserende straalmotor gaat bouwen, moet je plaatwerk van roest en stof reinigen. Hiervoor is een standaard grinder best geschikt. Draag voor uw veiligheid handschoenen, want de randen van de vellen zijn scherp en zitten vol met bramen.
Voordat u met het hoofdwerk begint, moet u tekeningen en kartonnen sjablonen van onderdelen op volledige grootte voorbereiden. Om een nauwkeurige configuratie en afmetingen te verkrijgen, worden de contouren omlijnd met een permanent marker. Het wordt ten zeerste afgeraden om de ruimers te snijden met een lasmachine, hoe modern die ook mag zijn. Feit is dat de op deze manier verkregen onderdelen zeer slecht aan de randen zijn gelast. Het is raadzaam om hiervoor een elektrische metaalschaar te gebruiken, omdat in de handmatige versie het risico op het buigen van de randen van de werkstukken groot is. U moet voorzichtig snijden en de bewerkte sjabloon stevig vastzetten met een klem of een andere geschikte methode.
Hoofdpodium
Als je thuis een pulse-straalmotor maakt, onthoud dan dat pijpen met een vaste diameter gemakkelijk te vormen zijn wanneer:hulp van een grotere analoog. Door het hefboomprincipe is het goed mogelijk om de bewerking met de handen uit te voeren, waarna de randen van het werkstuk met een hamer worden bewerkt en in de gewenste toestand worden gebogen. Het is wenselijk dat de uiteinden een vlak vormen wanneer ze worden samengevoegd, wat de plaatsing van de las zal verbeteren. Het is moeilijker om platen tot een buis te buigen, je hebt een buigmachine of rollen nodig. Deze professionele tool is niet voor iedereen. Taxus kan als alternatief worden gebruikt.
Een belangrijk en nauwgezet moment is het lassen van een dunne plaat metaal. Speciale vaardigheden zijn hier vereist, vooral als handmatig booglassen wordt gebruikt in het proces. Beginners kunnen beter niet proberen te experimenteren (de minste overbelichting van de elektrode op een bepaald punt leidt tot het verbranden van een gat). Bovendien kunnen er bellen in het naadgebied komen, wat vervolgens een lek garandeert. Het is het beste om de naad tot een minimale dikte te slijpen, zodat u het "huwelijk" onmiddellijk met het blote oog kunt zien. De taps toelopende segmenten worden met de hand gebogen, waarbij het smalle uiteinde van het werkstuk rond de buis met kleine diameter wordt geplooid, wat meer inspanning kost dan het brede deel.
Aanbevelingen
Weten hoe je zelf een pulse-straalmotor kunt maken, kun je gebruiken op vliegtuigmodellen of om een skateboard te versnellen. Ervaren gebruikers raden aan om, om de optimale samenstelling van het brandstofmengsel te verkrijgen, eerst gas aan de motor toe te voeren en de verbrandingskamer daarmee volledig te vullen. Dan wordt de ontstekingsvonk geactiveerd. Lucht wordt als laatste toegevoerd, na het bereiken vanoptimale concentratie van alle componenten - lancering is aan de gang.
