Pulssisuihkumoottori on eräänlainen voimayksikkö, joka toimii ilman ja pulssisuihkuvoiman sekoittamisen periaatteella. Nämä moottorit ovat helposti tunnistettavissa niille ominaisesta voimakkaasta äänestä. Etuja analogeihin verrattuna ovat erittäin yksinkertaistettu rakenne ja alhainen paino. Käsittelemme alla olevien aggregaattien muita ominaisuuksia.
Luomisen historia
Pulssisuihkumoottorin (ramjet) ensimmäiset kehitystyöt on virallisesti päivätty 1800-luvun jälkipuoliskolle. 60-luvulla kaksi keksijää, toistensa lisäksi, sai patentin uudelle potkurimallille. Teleshov N. A:n ja Charles de Voilierin kehitys tuolle ajalle ei kiinnostanut ketään. Mutta 1900-luvun alussa saksalaiset insinöörit kiinnittivät heihin huomiota, jotka etsivät arvokasta vaihtoehtoa mäntäkoneistoille.
Toisen maailmansodan aikana Saksan ilmailua täydennettiin FAA-tyyppisellä lentokoneammuksella, jokavarustettu ramjetillä. Huolimatta siitä, että määritetty elementti oli teknisiltä parametreiltään huonompi kuin mäntämuunnelmat, se oli suosittu. Tämä tosiasia johtuu suunnittelun yksinkertaisuudesta ja alhaisista kustannuksista. Tunnetun historian aikana tämä oli ainoa tapaus, jolloin tällaisia moottoreita käytettiin lentokoneiden varustamiseen sarjamittakaavassa.
Yritetään parantaa
Sodan päätyttyä pulssisuihkumoottoria kehitettiin sotilaallisesti jonkin aikaa. Sitä käytettiin ilma-maa-ohjusten potkurina. Alhainen tehokkuus, alhainen laukaisunopeus ja kiihdytyksen tarve laukaisussa ovat syitä, joista on tullut keskeisiä ramjetin asennon vähentämisessä edelleen nollaan.
Tämäntyyppinen moottori on viime aikoina alkanut jälleen kiinnostaa insinöörejä ja amatöörejä. On uutta kehitystä, muita parannussuunnitelmia. On täysin mahdollista, että päivitetyt muutokset ilmestyvät jälleen sotilasilmailun laitteisiin. Sen käytännön sovellus nykyään on rakettien ja lentokoneiden prototyyppien mallintaminen nykyaikaisilla rakennemateriaaleilla.
Pulsoiva suihkumoottorilaite
Tarkasteltu yksikkö on molemmilta puolilta avoin ontelo. Imuaukkoon on asennettu ilmanotto, sen takana on vetoyksikkö venttiileillä. Suunnittelu sisältää myös useita palokammioita, suuttimen suihkuvirran vapauttamiseksi. Imuventtiiliä valmistetaan useissa eri kokoonpanoissa, jotka ovat erilaisia muodoltaan ja ulkoisestimieleen. Yksi vaihtoehdoista on suorakaiteen muotoiset säleikkötyyppiset levyt, jotka asennetaan runkoon, avautuvat tai sulkeutuvat paineen alettua. Toinen, kompaktimpi versio - metalliset "terälehdet" asetettuna ympyrään.
Palokammiossa on sytytystulppa. Tämä elementti tuottaa sarjan purkauksia, ja kun haluttu polttoainepitoisuus on saavutettu, varaus syttyy. Koska moottori on kooltaan vaatimaton, yksikön terässeinät lämpenevät voimakkaasti ja pystyvät aktivoimaan polttoaineseoksen samalla tavalla kuin kynttilän.
Toimintaperiaate
Koska sykkivä suihkumoottori toimii jaksoittain, sillä on useita perusjaksoja. Heidän joukossaan:
- Sisäänottoprosessi. Tässä vaiheessa imuventtiili avautuu, poistunut ilma tulee polttokammioon. Samanaikaisesti suuttimien kautta polttoainetta tulee sisään, minkä seurauksena syntyy eräänlainen polttoainevaraus.
- Tulostunut seos sytytetään sytytystulpalla, minkä jälkeen havaitaan korkeapainekaasuja. Niiden vaikutuksesta tuloventtiili on tukossa.
- Lisäksi palamistuotteet puhalletaan ulos suuttimen läpi, jolloin syntyy suihkun työntövoima. Tämä luo tyhjiön palotilaan. Toimenpide toistetaan - tuloventtiili avautuu ja ohittaa seuraavan ilma-annoksen.
Polttoaine syötetään ruiskutussuuttimilla, joissa on takaiskuventtiilimekanismi. Kun polttokammion paine laskee, seuraava annos polttoainetta tulee sisään. Paineen lisäämisen jälkeen syöttö pysähtyy. On huomattava, että pienitehoisissa lentokonemalleissa suuttimetovat poissa, ja järjestelmä toimii perinteisen kaasutinkaavion mukaisesti.
Designominaisuudet
Pulssisuihkumoottorissa, jonka piirros ja kaavio on esitetty alla, on imuventtiili palotilan edessä. Tämä on sen tärkein ero lähimpiin "veljiin", kuten ramjet- ja suihkumoottoriin. Tämä osa on vastuussa palamistuotteiden palautumisen estämisestä, mikä määrittää niiden suunnan suoraan suuttimeen. Kilpailevat lajikkeet eivät erityisesti tarvitse venttiilejä, koska ilma syötetään välittömästi paineen alaisena esipuristuksen kanssa. Tällainen "pieni asia" on itse asiassa v altava plussa kyseisen yksikön toiminnassa termodynaamisten ominaisuuksien parantamisen kann alta.
Toinen ero on työn syklisyys. Esimerkiksi turbojet-moottorissa polttoainetta poltetaan jatkuvasti, mikä takaa tasaisen ja tasaisen työntövoiman. Ramjetissä syklit aiheuttavat värähtelyjä rakenteen sisällä. Maksimiamplitudin takaamiseksi tarvitaan kaikkien osien tärinän synkronointi. Tämä saavutetaan valitsemalla optimaalinen suuttimen pituus.
Pulssisuihkumoottori pystyy toimimaan alhaisilla nopeuksilla tai passiivisessa asennossa ilman vastaantulevaa ilmavirtaa. Tämä etu suoravirtausversioon verrattuna on erittäin kiistanalainen, koska raketin tai lentokoneen laukaisu vaatii alkukiihdytystä näissä olosuhteissa.
Lajikkeet
Suoralla ja imuventtiilillä varustetun pulssisuihkun tavallisen version lisäksi on olemassa myös venttiilittömiä ja räjähdysrakenteita.
Ensimmäinen muutos ei ole varustettu tuloventtiilillä. Tämä johtuu lisäosan haavoittuvuudesta ja nopeasta kulumisesta. Tässä suoritusmuodossa voimalaitoksen käyttöikä on pidempi. Yksikkö on rakenteeltaan U-kirjaimen muotoinen muoto, jonka päät on suunnattu suihkun työntövoimasta alavirtaan (taaksepäin). Pidosta vastaava kanava on hieman pidempi. Lyhyt putki menee ilmavirtaan polttokammioon. Kaasujen palamisen ja paisumisen seurauksena osa niistä palaa takaisin ilmoitetun sisääntulon kautta. Tällainen laite mahdollistaa työkammion parannetun ilmanvaihdon. Polttoainevaraus ei häviä imuventtiilin kautta, mikä saa aikaan pienen "lisäyksen" vetovoimassa.
Räjähdystyyppinen ramjet on suunniteltu polttamaan polttoainepanos räjäyttämällä. Eli vakiotilavuudessa polttokammiossa tapahtuu jyrkkä polttoaine-ilma-seoksen paineen nousu. Tässä tapauksessa tilavuus kasvaa siitä hetkestä lähtien, kun kaasut liikkuvat suutinosaa pitkin. Tämä ratkaisu mahdollistaa lämpötehokkuuden lisäämisen. Tällä hetkellä tämä moottorikokoonpano ei ole käytössä, sillä se on tutkimus- ja parannusvaiheessa.
Ammattilaiset
Suihkusuihkumoottorin toimintaperiaate, suunnittelun yksinkertaisuus ja edullinen hinta ovat kyseessä olevan järjestelmän tärkeimmät edut. Nämälaatu johti näiden moottoreiden ilmestymiseen sotilasohjuksiin, lentäviin kohteisiin ja muihin esineisiin, joissa kestävyys ei ole tärkeää, vaan lentokoneen nopea toimitus kohteeseen "moottorin" yksinkertaisimmalla konfiguraatiolla. Lentomallinnuksen ystävät arvostavat kyseistä muutosta samoista syistä. Kompaktit, halvat ja kevyet moottorit sopivat erinomaisesti lentokonemalleihin. Toinen plussa on kyky tehdä alkeellinen sykkivä suihkumoottori omin käsin.
Haittoja
Puutteiden joukossa on myös monia kohtia, nimittäin:
- korkea melu käytössä;
- liiallinen polttoaineenkulutus;
- polttoainejäämien läsnäolo käytön jälkeen;
- tuloventtiilin lisääntynyt haavoittuvuus;
- nopeusrajoitus.
Kaikista haitoista huolimatta ramjet-segmentissä on edelleen suuri kysyntä. Tällainen moottori on välttämätön kertakäyttöön, varsinkin jos tehokkaiden ja kalliiden versioiden asentaminen on epäkäytännöllistä.
DIY-räjähdyspulssisuihkumoottori
Ensin sinun on luotava piirustus tulevaisuuden yksityiskohdista. Jos muistat koulun geometrian perusteet ja sinulla on minimaaliset piirustustaidot, voit ryhtyä töihin. Yksinkertaisin järjestelmä on sylinterimäiset putket. Piirretään suorakulmioita, joiden toinen puoli on yhtä suuri kuin pituus ja toinen - halkaisija (kerrottu 3:lla, 14 - luku "pi"). Kartio- ja sylinterimäiset kalvimet voidaan suorittaa etsimällätarvittavat ohjeet missä tahansa piirustusoppaassa.
Toinen tärkeä kysymys on metallin valinta. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää ruostumatonta terästä tai vähähiilistä terästä. Pysähdytään toiseen vaihtoehtoon, koska se on helpompi käsitellä ja muotoilla. Levyn vähimmäispaksuus on 0,6 mm. Tässä tapauksessa koko oli 1 mm.
Valmisteluprosessi
Ennen kuin alat rakentaa sykkivää suihkumoottoria omin käsin, sinun on puhdistettava metallilevyaihiot ruosteesta ja pölystä. Tätä varten tavallinen hiomakone on varsin sopiva. Käytä turvallisuutesi vuoksi käsineitä, sillä lakanoiden reunat ovat teräviä ja täynnä purseita.
Ennen kuin aloitat päätyön, sinun on valmisteltava osien piirustukset ja pahvipohjat täysikokoisina. Tarkan konfiguraation ja mittojen saamiseksi ääriviivat piirretään pysyvällä merkillä. Kalvimien leikkaaminen hitsauskoneella ei ole erittäin suositeltavaa, vaikka se olisi kuinka moderni. Tosiasia on, että tällä tavalla saadut osat hitsataan erittäin huonosti reunoista. Tähän tarkoitukseen on suositeltavaa käyttää sähköisiä metallileikkureita, koska manuaalisessa versiossa on suuri riski työkappaleiden reunojen taipumisesta. Sinun on leikattava huolellisesti kiinnittäen käsitelty malline turvallisesti puristimella tai muulla sopivalla menetelmällä.
Päälava
Kun teet pulssisuihkumoottoria kotona, muista, että halkaisij altaan kiinteät putket on helppo muodostaa, kunsuuremman analogin avulla. On täysin mahdollista suorittaa toimenpide käsilläsi vipuperiaatteen vuoksi, minkä jälkeen työkappaleen reunat käsitellään vasaralla taivuttamalla ne haluttuun tilaan. On toivottavaa, että päät muodostavat tason liitettäessä, mikä parantaa hitsin sijoittelua. Levyjen taivuttaminen putkeen on vaikeampaa, tarvitset taivuttimen tai telat. Tämä ammattimainen työkalu ei ole kaikille. Marjakuita voidaan käyttää vaihtoehtona.
Tärkeä ja huolellinen hetki on ohuen metallilevyn hitsaus. Tässä tarvitaan erityistaitoja, varsinkin jos prosessissa käytetään manuaalista kaarihitsausta. Aloittelijoiden on parempi olla kokeilematta (elektrodin pieninkin ylivalotus yhdessä kohdassa johtaa reiän palamiseen). Lisäksi sauma-alueelle voi päästä kuplia, mikä takaa myöhemmin vuodon. On parasta hioa sauma minimipaksuuteen, jolloin voit nähdä "avioliiton" välittömästi paljaalla silmällä. Suippenevat segmentit taivutetaan käsin puristaen työkappaleen kapeaa päätä halkaisij altaan pienen putken ympärille, mikä tekee enemmän vaivaa kuin leveä osa.
Suositukset
Kun osaat tehdä pulssisuihkumoottorin itse, voit käyttää sitä lentokonemalleissa tai nopeuttaa rullalautaa. Kokeneet käyttäjät suosittelevat, että polttoaineseoksen optimaalisen koostumuksen saavuttamiseksi syötä ensin kaasua moottoriin ja täytä polttokammio kokonaan sillä. Sitten sytytyskipinä aktivoituu. Ilma syötetään viimeisenä, saavuttamisen jälkeenkaikkien komponenttien optimaalinen keskittyminen - julkaisu on käynnissä.
