Az impulzussugárzó motor egyfajta hajtómű, amely a levegő és az impulzussugár erejének keverésének elvén működik. Ezek a motorok könnyen felismerhetők jellegzetes erős hangjukról. Az analógokkal szembeni előnyök közé tartozik a rendkívül egyszerű kialakítás és a kis tömeg. Az alábbiakban figyelembe vesszük az aggregátumok többi jellemzőjét.
A teremtés története
Az impulzusos sugárhajtómű (ramjet) első fejlesztései hivatalosan a 19. század második felére datálhatók. A 60-as években egymástól eltekintve két feltaláló kapott szabadalmat a propellerek új kialakítására. Teleshov N. A. és Charles de Voilier fejleményei ebben az időszakban senkit sem érdekeltek. De a 20. század elején a német mérnökök felfigyeltek rájuk, akik méltó alternatívát kerestek a dugattyús hajtóművekkel szemben.
A második világháború alatt a német repülést FAA típusú repülőgép-lövedékkel töltötték fel,ramjet-vel felszerelve. Annak ellenére, hogy a megadott elem műszaki paramétereiben rosszabb volt, mint a dugattyús változatok, népszerű volt. Ez a tény a tervezés egyszerűségének és az alacsony költségnek köszönhető. Az ismert történelem során ez volt az egyetlen eset, amikor ilyen hajtóműveket használtak repülőgépek sorozatos felszerelésére.
Javítási kísérletek
A háború vége után az impulzusos sugárhajtómű egy ideig katonai fejlesztés alatt állt. Légcsavarként használták a levegő-föld rakétákhoz. Az alacsony hatásfok, az alacsony indítási sebesség és az indításkor szükséges gyorsítás azok az okok, amelyek kulcsfontosságúvá váltak a ramjet helyzetének további nullára csökkentésében.
Ez a típusú motor a közelmúltban ismét felkelti a mérnökök és amatőrök érdeklődését. Vannak új fejlesztések, egyéb fejlesztési tervek. Nagyon valószínű, hogy a frissített módosítások ismét megjelennek a katonai repülés felszerelésében. Gyakorlati alkalmazása napjainkban a rakéták és repülőgépek prototípusainak modellezése modern szerkezeti anyagok felhasználásával.
Pulzáló sugárhajtóműves készülék
A vizsgált egység egy mindkét oldalon nyitott üreg. A bemenetre légbeömlő van felszerelve, mögötte szelepes vontatóegység található. A kialakítás több égésteret is tartalmaz, valamint egy fúvókát a sugársugár kibocsátására. A bemeneti szelep többféle konfigurációban készül, különböző kivitelben és külsőlegész. Az egyik lehetőség a téglalap alakú lamellák, amelyek keretre vannak szerelve, nyomásesés hatására nyitnak vagy zárnak. A második, kompaktabb változat - körben elhelyezett fém "szirmok".
Van egy gyújtógyertya az égéstérben. Ez az elem egy sor kisülést hoz létre, és a kívánt üzemanyag-koncentráció elérése után a töltés meggyullad. Mivel a motor szerény méretű, az egység acél falai intenzíven felmelegszenek, és ugyanúgy képesek aktiválni az üzemanyag-keveréket, mint egy gyertya.
Működési elv
Mivel a lüktető sugárhajtómű ciklusokban működik, több alapvető ciklusa van. Köztük:
- Beszívási folyamat. Ebben a szakaszban a bemeneti szelep kinyílik, a kiürített levegő belép az égéstérbe. Ezzel egyidejűleg a fúvókákon keresztül bejut az üzemanyag, aminek következtében egyfajta üzemanyag-töltés keletkezik.
- A kapott keveréket egy gyújtógyertya meggyújtja, majd nagynyomású gázok keletkeznek. Működésük hatására a bemeneti szelep eltömődött.
- Továbbá az égéstermékek a fúvókán keresztül kifújódnak, sugárhajtást hozva létre. Ez vákuumot hoz létre az égéstérben. Az eljárás megismétlődik – a bemeneti szelep kinyílik, átengedve a következő levegőadagot.
Az üzemanyagot visszacsapószelepes mechanizmussal ellátott befecskendezők biztosítják. Amikor az égéstérben a nyomás csökken, a következő adag tüzelőanyag belép. A nyomás növelése után a betáplálás leáll. Meg kell jegyezni, hogy a kis teljesítményű repülőgépmodelleken a fúvókákhiányoznak, és a rendszer a hagyományos karburátor-séma szerint működik.
Dizájnjellemzők
Az impulzussugaras motor, amelynek rajza és diagramja az alábbiakban látható, az égéstér előtt egy szívószeleppel rendelkezik. Ez a fő különbség a legközelebbi "testvérektől", mint például a ramjet és a jet motor. Ez a rész felelős az égéstermékek visszatérésének megakadályozásáért, amely meghatározza azok irányát közvetlenül a fúvókába. A versengő fajtáknak nincs különösebb szüksége szelepekre, mivel a levegőt azonnal nyomás alatt szállítják elősűrítéssel. Egy ilyen „apróság” valójában óriási pluszt jelent a szóban forgó egység működésében, a termodinamikai jellemzők javítása szempontjából.
Egy másik különbség a munka ciklikussága. Például egy turbóhajtóműben az üzemanyagot folyamatosan égetik el, ami egyenletes és egyenletes tolóerőt garantál. A ramjetben a ciklusok rezgéseket biztosítanak a szerkezeten belül. A maximális amplitúdó garantálásához minden alkatrész rezgésszinkronizálása szükséges. Ez a pont az optimális fúvókahossz kiválasztásával érhető el.
Az impulzussugaras motor képes alacsony fordulatszámon vagy inaktív helyzetben is működni, szembejövő légáramlás hiányában. Ez az előny a közvetlen áramlású változattal szemben erősen vitatható, mivel kezdeti gyorsítás szükséges egy rakéta vagy repülőgép indításához ilyen körülmények között.
fajták
Az egyenes és beömlőszelepes impulzussugárzó normál változata mellett léteznek szelep nélküli és detonációs változatok is.
Az első módosítás nem rendelkezik bemeneti szeleppel. Ennek oka a kiegészítő alkatrész sebezhetősége és gyors kopása. Ebben a kiviteli alakban az erőmű élettartama hosszabb. Kialakításuk szerint az egység egy U betű formájú alakzat, amelynek végei a sugár tolóereje után (hátra) irányulnak. A vontatásért felelős csatorna egy kicsit hosszabb. Egy rövid cső belép a levegőáramba az égéstérbe. A gázok égése és tágulása következtében egy részük a jelzett bemeneten keresztül visszakerül. Egy ilyen eszköz lehetővé teszi a munkakamra jobb szellőzését. A bemeneti szelepen keresztül nincs üzemanyag-töltet veszteség, ami enyhe "növekedést" eredményez a vonóerőben.
A detonációs típusú sugárhajtóművet arra tervezték, hogy tüzelőanyag töltetet éget el detonációval. Vagyis állandó térfogat mellett az üzemanyag-levegő keverék nyomása élesen megnő az égéstérben. Ebben az esetben a térfogat attól a pillanattól kezdve növekszik, amikor a gázok a fúvókarészen mozognak. Ez a megoldás lehetővé teszi a termikus hatásfok növelését. Jelenleg ez a motorkonfiguráció nem működik, a kutatás és fejlesztés stádiumában van.
Profik
A pulzáló sugárhajtómű működési elve, a tervezés egyszerűsége és az alacsony költség mellett a szóban forgó rendszer fő előnyei. EzekA minőség miatt ezek a motorok megjelentek katonai rakétákon, repülő célpontokon és egyéb olyan tárgyakon, ahol nem a tartósság a fontos, hanem a repülőgép gyors célba juttatása a „motor legegyszerűbb konfigurációjával”. A repülőgépmodellezés rajongói ugyanezen okokból értékelik a szóban forgó módosítást. A kompakt, olcsó és könnyű motorok kiválóan alkalmasak repülőgépmodellekre. Egy másik plusz az a képesség, hogy saját kezűleg készíthetsz egy elemi lüktető sugárhajtóművet.
Hátrányok
A hiányosságok között sok pont van, nevezetesen:
- nagy fokú zaj üzem közben;
- túlzott üzemanyag-fogyasztás;
- üzemanyag-maradványok jelenléte használat után;
- a bemeneti szelep fokozott sebezhetősége;
- sebességkorlátozás.
Minden hátránya ellenére a szegmensében a ramjet továbbra is nagy keresletet mutat. Egy ilyen motor nélkülözhetetlen az egyszeri indításhoz, különösen akkor, ha nem praktikus az erős és drága változatok felszerelése.
DIY Detonation Impulzussugárhajtómű
Először is létre kell hoznia egy rajzot a jövőbeli részletek fejlesztésével. Ha emlékszel az iskolai geometria alapjaira, és minimális rajzkészséged van, akkor nekiláthatsz a munkának. A legegyszerűbb séma a hengeres csövek. Téglalapokat rajzolnak, amelyek egyik oldala megegyezik a hosszával, a második pedig az átmérővel (3-mal, 14-gyel szorozva - a "pi" számmal). Találással kúpos és hengeres dörzsárak végezhetőkszükséges útmutatást bármely rajzi kézikönyvben.
A második fontos kérdés a fém kiválasztása. Alternatív megoldásként rozsdamentes acél vagy alacsony széntartalmú acél is használható. Maradjunk a második lehetőségnél, mivel könnyebben feldolgozható és formázható. A minimális lemezvastagság 0,6 mm. Ebben az esetben a méret 1 mm volt.
Előkészületi folyamat
Mielőtt elkezdené saját kezűleg a lüktető sugárhajtóművet építeni, meg kell tisztítania a fémlemezeket a rozsdától és a portól. Ehhez egy szabványos daráló nagyon alkalmas. Biztonsága érdekében viseljen kesztyűt, mivel a lapok szélei élesek és tele vannak sorjával.
A fő munka megkezdése előtt teljes méretben el kell készítenie az alkatrészek rajzait és karton sablonjait. A pontos konfiguráció és méretek eléréséhez a kontúrokat állandó markerrel körvonalazzuk. A dörzsárak hegesztőgéppel történő vágása nagyon nem ajánlott, bármilyen korszerű is legyen az. Az a tény, hogy az így kapott részek nagyon rosszul vannak hegesztve a széleken. Célszerű erre a célra elektromos fémollót használni, mivel a kézi kivitelben nagy a kockázata a munkadarabok éleinek meghajlásának. Óvatosan kell vágnia, biztonságosan rögzítve a feldolgozott sablont bilinccsel vagy más megfelelő módszerrel.
Nagyszínpad
Ha otthoni impulzussugaras motort készít, ne feledje, hogy a rögzített átmérőjű csöveket könnyű kialakítani, haegy nagyobb analóg segítsége. A kar elve miatt a műveletet kézzel is elvégezheti, majd a munkadarab széleit kalapáccsal megmunkálják, és a kívánt állapotba hajlítják. Kívánatos, hogy a végek összeillesztéskor síkot képezzenek, ami javítja a varrat elhelyezését. A lemezeket nehezebb csőbe hajlítani, szükség lesz hajlítóra vagy görgőkre. Ez a professzionális eszköz nem mindenkinek való. Alternatívaként a tiszafa is használható.
Fontos és fáradságos pillanat egy vékony fémlemez hegesztése. Itt speciális készségekre lesz szükség, különösen, ha kézi ívhegesztést használnak a folyamatban. Kezdőknek jobb, ha nem próbálnak kísérletezni (az elektróda legkisebb túlexponálása egy ponton lyuk égetéséhez vezet). Ezenkívül buborékok is bejuthatnak a varrat területére, ami ezt követően garantálja a szivárgást. A legjobb, ha a varratot minimális vastagságra csiszolja, ami lehetővé teszi, hogy szabad szemmel azonnal láthassa a "házasságot". A kúpos szegmenseket kézzel hajlítják, a munkadarab keskeny végét a kis átmérőjű cső köré préselve, nagyobb erőfeszítést téve, mint a széles részt.
Ajánlások
Ha tudja, hogyan készíthet saját maga impulzussugaras hajtóművet, használhatja repülőgépmodelleken vagy gördeszka felgyorsítására. A tapaszt alt felhasználók azt javasolják, hogy az üzemanyag-keverék optimális összetételének elérése érdekében először adjon gázt a motorba, és töltse fel teljesen vele az égésteret. Ezután a gyújtás szikra aktiválódik. A levegőt utoljára szállítjuk, az elérést követőenaz összes komponens optimális koncentrációja – az indítás folyamatban van.
