Jet pulsirajući motor: princip rada, uređaj i primjena

Mlazni pulsirajući motor je vrsta agregata koji rade na principu mešanja vazduha i reaktivne pulsirajuće sile. Ovi motori se lako prepoznaju po karakterističnom jakom zvuku. Među prednostima u odnosu na analoge – izuzetno pojednostavljeni dizajn i mala težina. Preostale karakteristike agregata razmatrat će se dalje.

Istorija stvaranja

Prvi razvoj pulsirajućeg mlaznog motora (RAMJET) zvanično datira u drugu polovinu XIX veka. 60-ih godina dva pronalazača, odvojeno jedan od drugog, dobila su patente za novi dizajn propelera. . Malo ljudi je bilo zainteresovano za razvoj N. A. Telešova. i Charles de Voile u to vrijeme. Ali na početku XX veka , Njemački Inženjeri obraćali su pažnju na njih, koji su tražili dostojnu alternativu klipnim pogonskim jedinicama.

Tokom Drugog svjetskog rata njemačka avijacija je dopunjena avionskim projektilom tipa FAU, koji je bio opremljen RAMJETOM. Uprkos činjenici da je ovaj element po tehničkim parametrima bio inferioran u odnosu na varijacije klipa, bio je popularan. Ova činjenica je rezultat jednostavnosti dizajna i jeftinosti. U poznatoj istoriji to je bio jedini slučaj kada su se takvi motori koristili za serijsko opremanje aviona.

Pokušaji poboljšanja

Po završetku rata, mlazni pulsirajući motor neko je vrijeme ostao u razvoju vojnog pravca. Korišćen je kao pogonsko gorivo za rakete vazduh-zemlja. Niska efikasnost, slaba startna brzina i potreba za ubrzanjem pri lansiranju razlozi su koji su postali ključni za dalje smanjenje položaja RAMJETA na nulu.

Ova vrsta motora nedavno je ponovo počela da zanima inženjere i amatere. Postoje novi razvoji, druge šeme poboljšanja. Sasvim je moguće da će se ažurirane modifikacije ponovo pojaviti u opremi vojne avijacije. Njegova praktična primjena danas je modeliranje prototipova raketa i aviona korištenjem modernih strukturnih materijala.

Uređaj mlaznog pulsirajućeg motora

Predmetna jedinica je šupljina otvorena s obje strane. Na ulazu je postavljen usis vazduha, a iza njega je ugrađena vučna jedinica sa ventilima. Takođe, dizajn uključuje nekoliko komora za sagorevanje, mlaznicu za oslobađanje mlaznog toka. Ulazni ventil je proizveden u nekoliko konfiguracija, različitih po dizajnu i izgledu. Jedna od opcija su pravougaone ploče tipa roletni, koje se pričvršćuju na okvir, otvaraju ili zatvaraju pod padom pritiska. Druga, kompaktnija verzija su metalne "latice" postavljene u krug.

A svjećica je predviđena u odeljku za sagorevanje. Ovaj element proizvodi niz pražnjenja, a nakon postizanja željene koncentracije goriva, punjenje se pali. Pošto motor ima skromne dimenzije, čelični zidovi jedinice se intenzivno zagrevaju, oni su u stanju da aktiviraju mešavinu goriva po analogiji sa svećom.

Princip rada

Pošto mlazni pulsirajući motor radi ciklično, ima nekoliko osnovnih ciklusa. Među njima:

1. Proces uzimanja. U ovoj fazi se otvara ulazni ventil, ispušteni vazduh ulazi u komoru za sagorevanje. Sinhrono, kroz injektore, dovodi se gorivo, što rezultira svojevrsnim punjenjem goriva.
2. Dobijena smeša se pali od iskre svjećice, nakon čega se uočava stvaranje gasova visokog pritiska. Pod njihovom akcijom, usisni ventil je začepljen.
3. Dalje, proizvodi sagorevanja se izduvavaju kroz mlaznicu, stvarajući reaktivni potisak. Istovremeno se dobija pražnjenje u odeljku za sagorevanje. Postupak se ponavlja – ulazni ventil se otvara, prolazeći sledeći deo vazduha.

Gorivo se dovodi pomoću injektora sa mehanizmom nepovratnog ventila. Kada se pritisak u komori gorenje smanji, prima se sljedeća doza goriva. Nakon povećanja pritiska, snabdevanje prestaje. Vrijedi napomenuti da na modelima aviona male snage nema injektora, a sistem radi prema tradicionalnoj šemi karburatora.

Karakteristike dizajna

Pulsirajući mlazni motor, čiji je crtež i dijagram rada dat u nastavku, ima usisni ventil ispred komore za sagorevanje. To je njegova glavna razlika od najbliže" braće " kao što su ramjet i jet motori. Ovaj deo je odgovoran za sprečavanje vraćanja produkata sagorevanja, što određuje njihov pravac direktno u mlaznicu. Konkurentskim sortama nisu posebno potrebni ventili, jer se vazduh odmah dovodi pod pritiskom sa predkompresijom. Takva "sitnica" je zapravo veliki plus u radu predmetne jedinice, u pogledu poboljšanja termodinamičkih karakteristika.

Druga razlika je ciklična priroda posla. Na primjer, u turboreaktivnom motoru gorivo se kontinuirano sagorijeva, što garantuje ujednačenu i ujednačenu vuču. U ramjet ciklusa daju vibracije unutar strukture. Da bi se garantovala maksimalna amplituda, potrebna je sinhronizacija vibracija svih delova. Ovaj trenutak se postiže izborom optimalne dužine mlaznice.

Jet pulsirajući motor je sposoban da radi pri malim brzinama ili da bude u neaktivnom položaju u odsustvu nadolazećeg protoka vazduha. Ova prednost u odnosu na verziju ramjet je vrlo kontroverzna, jer je potrebno početno ubrzanje za lansiranje rakete ili aviona pod ovim uslovima.

Varieties

Pored uobičajene verzije pulsirajućeg mlaznog motora sa pravolinijskim i ulaznim ventilom, postoje i varijante bez ventila i detonacije.

Prva modifikacija nije opremljena ulaznim ventilom. To je zbog ranjivosti i brzog trošenja dodatnog dijela. U ovom slučaju usluga vijek trajanja elektrane je duži. Po dizajnu, jedinica je oblika u obliku slova U, čiji su krajevi usmjereni duž mlaznog potiska (unazad). Kanal koji je odgovoran za potisak je nešto duži. Protok vazduha ulazi u odeljak za sagorevanje kroz kratku cev. Kao rezultat sagorevanja i širenje gasova , neki od njih se vraćaju nazad putem navedenog ulaza. Takav uređaj omogućava da se obezbedi poboljšana ventilacija radne komore. Istovremeno, nema gubitka punjenja goriva kroz ulazni ventil, što stvara blagi" porast " vuče.

RAMJET tipa detonacije fokusiran je na sagorevanje punjenja goriva detonacijom. Odnosno, sa konstantnom zapreminom, dolazi do naglog povećanja pritiska mešavine goriva i vazduha u odeljku za sagorevanje. Istovremeno, zapremina se povećava počevši od trenutka kada se gasovi kreću duž dela mlaznice. Ovo rješenje vam omogućava da povećate termičku efikasnost. Trenutno se takva konfiguracija motora ne koristi, jer su u fazi istraživanja i poboljšanja.

Pozitivno

Princip rada mlaznog pulsirajućeg motora, zajedno sa jednostavnošću dizajna i niskom cijenom, glavne su prednosti razmatranog sistema. Ovi kvaliteti doveli su do pojave ovih motora na vojnim raketama, letećim ciljevima i drugim objektima gdje nije važna trajnost, već brza isporuka aviona do cilja sa najjednostavnijom konfiguracijom "motora". Ljubitelji modeliranja aviona cijene dotičnu modifikaciju iz istih razloga. Kompaktni, jeftini i lagani motori savršeni su za modele avijacije. Još jedan plus je mogućnost proizvodnje osnovnog pulsirajućeg mlaznog motora sa vlastitim rukama.

Minuse

Među nedostacima ima i mnogo tačaka, a to su:

• visok stepen buke u radnom stanju;
• prekomjerna potrošnja goriva;
• prisutnost ostataka goriva nakon upotrebe;
• povećana ranjivost ulaznog ventila;
• ograničenje brzine.

Uprkos svim nedostacima, RAMJET u svom segmentu ostaje veoma tražen. Takav je motor neophodan za jednokratno lansiranje, posebno ako je nepraktično za montiranje moćnih i skupih verzija.

Detonirajući pulsirajući mlazni motor vlastitim rukama

Prvo morate stvoriti crtež sa skeniranjem budućih dijelova. Ako se sjećate osnova školske geometrije i imate minimalne vještine crtanja, možete krenuti na posao. Najjednostavnija šema su cilindrične cijevi. Nacrtani su pravokutnici, , čija je jedna strana biće jednaka dužini, a druga prečniku (pomnožena sa 3,14-brojem "pi"). Konusna i cilindrična skeniranja mogu se izvršiti pronalaženjem potrebnih preporuka u bilo kojem priručniku za crtanje.

Drugo važno pitanje je izbor metala. Alternativno, možete koristiti nerđajući čelik ili čelik sa niskim sadržajem ugljenika. Fokusirajmo se na drugu opciju, jer je lakša za obradu i formiranje. Minimalna debljina lima je 0,6 mm. U ovom slučaju, veličina je bila 1 mm.

Pripremni proces

Prije nego što nastavite sa izgradnjom pulsirajućeg mlaznjaka motor sa svojim rukama, , potrebno je očistiti zareze od lima od rđe i prašine. Standardna brusilica je sasvim pogodna za ovo. Brinite o sigurnosti - nosite rukavice, jer su ivice čaršava oštre i pune neravnina.

Prije početka glavnog posla potrebno je pripremiti crteže i kartonske šablone dijelova u punoj veličini. Da bi se dobila tačna konfiguracija i dimenzije, konture se zaokružuju trajnim markerom. Ne preporučuje se rezanje razvrtača pomoću aparata za zavarivanje, bez obzira koliko Moderan bio. Činjenica je da su dijelovi dobijeni na ovaj način vrlo slabo zavareni na rubovima. U tu svrhu poželjno je koristiti električne makaze za metal, jer u ručnoj verziji postoji veliki rizik od savijanja Ivica radnih komada. Morate pažljivo izrezati, sigurno fiksirati obrađeni šablon sa stezaljkom ili drugom prikladnom metodom.

Na glavnoj bini

Kada pravite mlazni pulsirajući motor kod kuće, Imajte na umu da se cijevi fiksnog promjera lako formiraju pomoću većeg analoga. Sasvim je realno izvršiti operaciju rukama zbog principa poluge, nakon čega se ivice radnog komada obrađuju Batom, savijajući ih u željeno stanje. Poželjno je da krajevi formiraju ravan prilikom spajanja, što će poboljšati postavljanje šava. Teže je saviti listove u cijev, trebat će vam savijanje lima ili valjci. Neće svi imati ovaj profesionalni alat. Kao alternativa, dozvoljena je upotreba yews-a.

Važan i mukotrpan trenutak je zavarivanje tankog lima. Ovdje će biti potrebne posebne vještine, posebno ako se u procesu koristi ručno lučno zavarivanje. Za početnike je bolje da ne pokušavaju da eksperimentišu (najmanja prekomerna ekspozicija elektrode u jednoj tački dovodi do sagorevanja rupe). Pored toga, mjehurići mogu ući u područje šava, što naknadno garantuje curenje. Tako je najbolje za brušenje šava na minimalnu debljinu, što će vam omogućiti da odmah vidite" brak " golim okom. Konusni segmenti se savijaju ručno, uski kraj radnog komada se komprimira oko cijevi malog prečnika, čineći više napora nego na širokom dijelu.

Preporuke

Znajući kako sami napraviti mlazni pulsirajući motor, možete ga koristiti na modelima aviona ili za ubrzanje klizačke ploče. Iskusni korisnici preporučuju da da bi se dobio optimalan sastav mešavine goriva, prvo ubacite gas u motor, čime ćete u potpunosti napuniti komoru za sagorevanje. Zatim se aktivira iskra za paljenje. Na kraju se dovodi vazduh, nakon postizanja optimalne koncentracije svih komponenti, lansiranje se vrši.