Motorul cu reacție cu impulsuri este un fel de unitate de putere care funcționează pe principiul amestecării aerului cu forța jetului cu impulsuri. Aceste motoare sunt ușor de recunoscut după sunetul puternic caracteristic. Printre avantajele față de analogi se numără un design extrem de simplificat și greutatea redusă. Vom lua în considerare caracteristicile rămase ale agregatelor de mai jos.
Istoria creației
Primele dezvoltări ale motorului cu reacție cu impulsuri (ramjet) sunt datate oficial în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. În anii 60, doi inventatori, în afară unul de celăl alt, au primit brevete pentru un nou design de elice. Evoluțiile lui Teleshov N. A. și Charles de Voilier pentru acea perioadă au fost de puțin interes pentru nimeni. Dar la începutul secolului al XX-lea, inginerii germani le-au acordat atenție, care căutau o alternativă demnă la unitățile cu piston.
În timpul celui de-al doilea război mondial, aviația germană a fost completată cu un proiectil de avion de tip FAA, careechipat cu un ramjet. În ciuda faptului că elementul specificat a fost inferior în parametrii tehnici variațiilor pistonului, a fost popular. Acest fapt se datorează simplității designului și costului scăzut. În istoria cunoscută, acesta a fost singurul caz în care astfel de motoare au fost folosite pentru a echipa aeronave la scară în serie.
Încercări de îmbunătățire
După sfârșitul războiului, motorul cu reacție cu impulsuri a rămas în dezvoltare militară de ceva timp. A fost folosit ca elice pentru rachete aer-sol. Eficiența scăzută, viteza scăzută de lansare și nevoia de accelerare la lansare sunt motivele care au devenit cheie în continuarea reducerii la zero a poziției ramjetului.
Acest tip de motor a început recent să intereseze din nou inginerii și amatorii. Există noi dezvoltări, alte scheme de îmbunătățire. Este foarte posibil ca modificările actualizate să apară din nou în echipamentul aviației militare. Aplicația sa practică astăzi este modelarea prototipurilor de rachete și avioane folosind materiale structurale moderne.
Dispozitiv cu motor cu reacție cu pulsații
Unitatea considerată este o cavitate deschisă pe ambele părți. La admisie este montată o priză de aer, în spatele acesteia se află o unitate de tracțiune cu supape. Designul include, de asemenea, mai multe camere de ardere, o duză pentru eliberarea unui curent cu jet. Supapa de admisie este fabricată în mai multe configurații, diferite ca design și exteriorminte. Una dintre opțiuni este plăcile dreptunghiulare de tip jalugă care sunt montate pe un cadru, se deschid sau se închid în caz de cădere de presiune. A doua versiune, mai compactă - „petale” metalice plasate în cerc.
Există o bujie în camera de ardere. Acest element produce o serie de descărcări, iar după atingerea concentrației dorite de combustibil, încărcarea se aprinde. Deoarece motorul are o dimensiune modestă, pereții de oțel ai unității se încălzesc intens și sunt capabili să activeze amestecul de combustibil în același mod ca o lumânare.
Principiul de lucru
Deoarece un motor cu reacție pulsatoriu funcționează în cicluri, are mai multe cicluri de bază. Printre acestea:
- Proces de admisie. În această etapă, supapa de admisie se deschide, aerul evacuat intră în camera de ardere. Simultan, prin duze, intră combustibil, în urma căruia se creează un fel de încărcare de combustibil.
- Amestecul rezultat este aprins de o bujie, după care se observă gaze de în altă presiune. Sub acțiunea lor, supapa de admisie este înfundată.
- În plus, produsele de ardere sunt suflate prin duză, creând tracțiunea jetului. Acest lucru creează un vid în camera de ardere. Procedura se repetă - supapa de admisie se deschide, trecând următoarea porțiune de aer.
Combustibilul este furnizat de injectoare cu mecanism de supapă de reținere. Când presiunea din camera de ardere scade, intră următoarea doză de combustibil. După creșterea presiunii, alimentarea se oprește. Trebuie remarcat faptul că la modelele de aeronave de putere redusă, duzelelipsesc, iar sistemul funcționează conform schemei tradiționale de carburator.
Caracteristici de design
Motorul cu reacție cu impulsuri, al cărui desen și diagramă sunt prezentate mai jos, are o supapă de admisie în fața camerei de ardere. Aceasta este principala sa diferență față de cei mai apropiați „frați”, cum ar fi ramjet și motorul cu reacție. Această parte este responsabilă pentru prevenirea întoarcerii produselor de ardere, care determină direcția lor direct în duză. Soiurile concurente nu au nevoie în mod special de supape, deoarece aerul este furnizat imediat sub presiune cu precompresie. Un astfel de „fleac” este de fapt un plus uriaș în funcționarea unității în cauză, în ceea ce privește îmbunătățirea caracteristicilor termodinamice.
O altă diferență este natura ciclică a muncii. De exemplu, într-un motor cu turboreacție, combustibilul este ars continuu, ceea ce garantează o tracțiune uniformă și uniformă. Într-un ramjet, ciclurile oferă oscilații în interiorul structurii. Pentru a garanta amplitudinea maximă, este necesară sincronizarea vibrațiilor tuturor pieselor. Acest punct este atins prin selectarea lungimii optime a duzei.
Motorul cu reacție cu impulsuri este capabil să funcționeze la viteze mici sau într-o poziție inactivă în absența fluxului de aer care se apropie. Acest avantaj față de versiunea cu flux direct este foarte discutabil, deoarece accelerația inițială este necesară pentru a lansa o rachetă sau o aeronavă în aceste condiții.
Soiuri
Pe lângă versiunea obișnuită a pulsjetului cu supapă dreaptă și de admisie, există și versiuni fără supapă și cu detonare.
Prima modificare nu este echipată cu supapă de admisie. Acest lucru se datorează vulnerabilității și uzurii rapide a piesei suplimentare. În acest exemplu de realizare, durata de viață a centralei electrice este mai lungă. Prin proiectare, unitatea este o formă sub forma literei U, ale cărei capete sunt îndreptate în aval de împingerea jetului (în spate). Canalul care este responsabil pentru tracțiune este puțin mai lung. O conductă scurtă intră în fluxul de aer în camera de ardere. Ca urmare a arderii și expansiunii gazelor, unele dintre ele sunt returnate înapoi prin orificiul de admisie indicat. Un astfel de dispozitiv face posibilă asigurarea unei ventilații îmbunătățite a camerei de lucru. Nu există nicio pierdere a încărcăturii de combustibil prin supapa de admisie, ceea ce creează un ușor „câștig” în efortul de tracțiune.
Reactor de tip detonare este proiectat pentru a arde o încărcătură de combustibil prin detonare. Adică, la un volum constant, în camera de ardere are loc o creștere bruscă a presiunii amestecului combustibil-aer. În acest caz, volumul crește începând din momentul în care gazele se deplasează de-a lungul părții duzei. Această soluție permite creșterea eficienței termice. Momentan, această configurație a motorului nu este în funcțiune, fiind în stadiul de cercetare și îmbunătățiri.
Pro
Principiul de funcționare al unui motor cu reacție pulsat, împreună cu simplitatea designului și costul redus, sunt principalele avantaje ale sistemului în cauză. Acestecalitatea a dus la apariția acestor motoare pe rachete militare, ținte zburătoare și alte obiecte în care nu durabilitatea este importantă, ci livrarea rapidă a aeronavei la țintă cu cea mai simplificată configurație a „motorului”. Fanii modelării aeronavelor apreciază modificarea în cauză din aceleași motive. Motoarele compacte, ieftine și ușoare sunt grozave pentru modelele de avioane. Un alt plus este capacitatea de a crea un motor cu reacție pulsatoriu elementar cu propriile mâini.
Cons
Printre deficiențe se numără și multe puncte și anume:
- grad ridicat de zgomot în funcționare;
- consum excesiv de combustibil;
- prezența reziduurilor de combustibil după utilizare;
- vulnerabilitate crescută a supapei de admisie;
- limită de viteză.
În ciuda tuturor dezavantajelor, ramjetul din segmentul său rămâne la mare căutare. Un astfel de motor este indispensabil pentru lansările unice, mai ales dacă nu este practic să montați versiuni puternice și costisitoare.
Motor cu reacție cu puls de detonare DIY
Mai întâi trebuie să creați un desen cu o dezvoltare a detaliilor viitoare. Dacă vă amintiți elementele de bază ale geometriei școlare și aveți abilități minime de desen, vă puteți pune la treabă. Cea mai simplă schemă este țevile cilindrice. Sunt desenate dreptunghiuri, dintre care o parte va fi egală cu lungimea, iar a doua - cu diametrul (înmulțit cu 3, 14 - numărul „pi”). Alezoarele conice și cilindrice pot fi efectuate prin găsireîndrumări necesare în orice manual de desen.
A doua problemă importantă este alegerea metalului. Alternativ, se poate folosi oțel inoxidabil sau oțel negru cu conținut scăzut de carbon. Să ne oprim asupra celei de-a doua opțiuni, deoarece este mai ușor de procesat și format. Grosimea minimă a foii este de 0,6 mm. În acest caz, dimensiunea a fost de 1 mm.
Proces pregătitor
Înainte de a începe să construiți un motor cu reacție pulsatorie cu propriile mâini, trebuie să curățați semifabricatele din tablă de rugină și praf. Pentru aceasta, o râșniță standard este destul de potrivită. Pentru siguranța dumneavoastră, purtați mănuși, deoarece marginile foilor sunt ascuțite și pline de bavuri.
Înainte de a începe lucrarea principală, trebuie să pregătiți desene și șabloane de carton ale pieselor la dimensiune completă. Pentru a obține o configurație și dimensiuni precise, contururile sunt conturate cu un marker permanent. Nu se recomandă tăierea alezoarelor cu un aparat de sudură, indiferent cât de modernă ar fi aceasta. Cert este ca piesele obtinute in acest fel sunt foarte prost sudate la margini. Este recomandabil să folosiți foarfece electrice metalice în acest scop, deoarece în versiunea manuală există un risc mare de îndoire a marginilor pieselor de prelucrat. Trebuie să tăiați cu atenție, fixând în siguranță șablonul prelucrat cu o clemă sau altă metodă adecvată.
Etapa principală
Când faceți un motor cu reacție cu impulsuri acasă, amintiți-vă că țevile cu diametru fix sunt ușor de format atunci cândajutorul unui analog mai mare. Este foarte posibil să efectuați operația cu mâinile datorită principiului pârghiei, după care marginile piesei de prelucrat sunt prelucrate cu un ciocan, îndoindu-le în starea dorită. Este de dorit ca capetele să formeze un plan atunci când sunt îmbinate, ceea ce va îmbunătăți amplasarea sudurii. Este mai dificil să îndoiți foile într-o țeavă, veți avea nevoie de un îndoit sau role. Acest instrument profesional nu este pentru toată lumea. Tisa poate fi folosită ca alternativă.
Un moment important și minuțios este sudarea unei foi subțiri de metal. Aici vor fi necesare abilități speciale, mai ales dacă în acest proces se utilizează sudarea manuală cu arc. Este mai bine ca începătorii să nu încerce să experimenteze (cea mai mică supraexpunere a electrodului la un moment dat duce la arderea unei găuri). În plus, bulele pot pătrunde în zona cusăturii, ceea ce garantează ulterior o scurgere. Cel mai bine este să șlefuiți cusătura la o grosime minimă, ceea ce vă va permite să vedeți imediat „căsătoria” cu ochiul liber. Segmentele conice sunt îndoite manual, sertând capătul îngust al piesei de prelucrat în jurul țevii cu diametru mic, făcând mai mult efort decât partea lată.
Recomandări
Știind cum să faci singur un motor cu reacție cu impulsuri, îl poți folosi pe modele de avioane sau pentru a accelera un skateboard. Utilizatorii experimentați recomandă ca, pentru a obține compoziția optimă a amestecului de combustibil, să alimenteze mai întâi cu gaz motorul, umplând complet camera de ardere cu acesta. Apoi scânteia de aprindere este activată. Aerul este furnizat ultimul, după ce ajungeconcentrarea optimă a tuturor componentelor - lansarea este în curs.
