Impulzni reaktivni motor je neke vrste pogonska enota, ki deluje na principu mešanja zračne in pulzne reaktivne sile. Te motorje zlahka prepoznamo po značilnem močnem zvoku. Med prednostmi pred analogi sta izjemno poenostavljena zasnova in majhna teža. Spodaj bomo upoštevali preostale značilnosti agregatov.
Zgodovina ustvarjanja
Prvi razvoj pulznega reaktivnega motorja (ramjet) je uradno datiran v drugo polovico 19. stoletja. V 60. letih sta dva izumitelja poleg drug drugega prejela patente za novo zasnovo propelerjev. Razvoj Teleshov N. A. in Charlesa de Voilierja v tistem obdobju ni nikogar zanimal. Toda na začetku 20. stoletja so bili nemški inženirji pozorni nanje, ki so iskali dostojno alternativo batnim pogonskim enotam.
Med drugo svetovno vojno je bilo nemško letalstvo dopolnjeno z letalskim izstrelkom tipa FAA, kiopremljen z ramjet. Kljub temu, da je bil navedeni element po tehničnih parametrih slabši od variacij batov, je bil priljubljen. To dejstvo je posledica preprostosti oblikovanja in nizkih stroškov. V znani zgodovini je bil to edini primer, ko so se takšni motorji uporabljali za serijsko opremljanje letal.
Poskusi izboljšanja
Po koncu vojne je pulzni reaktivni motor še nekaj časa ostal v vojaškem razvoju. Uporabljali so ga kot propeler za rakete zrak-zemlja. Nizka učinkovitost, nizka hitrost izstrelitve in potreba po pospeševanju ob izstrelitvi so razlogi, ki so postali ključni za nadaljnje znižanje položaja ramjet na nič.
Ta tip motorja je pred kratkim spet začel zanimati inženirje in amaterje. Obstajajo novi dogodki, drugi načrti izboljšav. Povsem možno je, da se bodo posodobljene modifikacije spet pojavile v opremi vojaškega letalstva. Njegova praktična uporaba danes je modeliranje prototipov raket in letal z uporabo sodobnih konstrukcijskih materialov.
Naprava pulzirajočega reaktivnega motorja
Upoštevana enota je votlina, odprta na obeh straneh. Na dovodu je nameščen dovod zraka, za njim je vlečna enota z ventili. Zasnova vključuje tudi več zgorevalnih komor, šobo za sproščanje curka. Dovodni ventil je izdelan v več konfiguracijah, različnih oblikovno in zunanjium. Ena od možnosti so pravokotne lopute, ki so nameščene na okvirju, se odprejo ali zaprejo pod padci tlaka. Druga, bolj kompaktna različica - kovinski "cvetni listi", postavljeni v krog.
V zgorevalni komori je svečka. Ta element proizvaja vrsto izpustov in po doseganju želene koncentracije goriva se naboj vžge. Ker je motor skromne velikosti, se jeklene stene enote intenzivno segrejejo in lahko aktivirajo mešanico goriva na enak način kot sveča.
Načelo dela
Ker pulzirajoči reaktivni motor deluje v ciklih, ima več osnovnih ciklov. Med njimi:
- Proces vnosa. Na tej stopnji se vstopni ventil odpre, izpuščeni zrak vstopi v zgorevalno komoro. Hkrati skozi šobe vstopa gorivo, zaradi česar nastane nekakšen naboj goriva.
- Nastala zmes se vžge s svečko, po kateri opazimo visokotlačne pline. Pod njihovim delovanjem se vstopni ventil zamaši.
- Poleg tega se produkti zgorevanja izpihujejo skozi šobo, kar ustvarja potisk curka. To ustvarja vakuum v zgorevalni komori. Postopek se ponovi - vstopni ventil se odpre in prepusti naslednji del zraka.
Gorivo dobavljajo injektorji z mehanizmom protipovratnih ventilov. Ko se tlak v zgorevalni komori zmanjša, vstopi naslednji odmerek goriva. Po povečanju tlaka se dovod ustavi. Treba je opozoriti, da so na modelih letal z majhno močjo šobeso odsotni, sistem pa deluje po tradicionalni shemi uplinjača.
oblikovne značilnosti
Pulzni reaktivni motor, katerega risba in diagram sta prikazana spodaj, ima sesalni ventil pred zgorevalno komoro. To je njegova glavna razlika od najbližjih "bratov", kot sta ramjet in reaktivni motor. Ta del je odgovoren za preprečevanje vračanja produktov zgorevanja, kar določa njihovo smer neposredno v šobo. Konkurenčne sorte ne potrebujejo posebej ventilov, saj se zrak takoj dovaja pod tlakom s predstiskanjem. Takšna "malenkost" je pravzaprav velik plus pri delovanju obravnavane enote, kar zadeva izboljšanje termodinamičnih lastnosti.
Druga razlika je ciklična narava dela. Na primer, v turboreaktivnem motorju se gorivo neprekinjeno izgoreva, kar zagotavlja enakomeren in enakomeren potisk. V ramjet cikli zagotavljajo nihanja znotraj strukture. Za zagotovitev največje amplitude je potrebna sinhronizacija vibracij vseh delov. Ta točka se doseže z izbiro optimalne dolžine šobe.
Pulzni reaktivni motor lahko deluje pri nizkih hitrostih ali v neaktivnem položaju, če ni prihajajočega toka zraka. Ta prednost pred različico z direktnim tokom je zelo sporna, saj je za izstrelitev rakete ali letala pod temi pogoji potreben začetni pospešek.
Sorte
Poleg običajne različice impulznega brizgalnika z ravnim in dovodnim ventilom obstajajo tudi brezventilne in detonacijske različice.
Prva modifikacija ni opremljena z dovodnim ventilom. To je posledica ranljivosti in hitre obrabe dodatnega dela. V tej izvedbi je življenjska doba elektrarne daljša. Po zasnovi je enota oblika v obliki črke U, katere konci so usmerjeni navzdol od potiska curka (nazaj). Kanal, ki je odgovoren za vleko, je nekoliko daljši. Kratka cev vstopi v zračni tok v zgorevalno komoro. Zaradi zgorevanja in širjenja plinov se nekateri od njih vrnejo nazaj skozi označeni dovod. Takšna naprava omogoča izboljšano prezračevanje delovne komore. Ni izgube polnjenja goriva skozi vstopni ventil, kar ustvari rahlo "povečanje" vlečnega napora.
Ramjet detonacijskega tipa je zasnovan za izgorevanje naboja goriva z detonacijo. To pomeni, da pri konstantni prostornini pride do močnega povečanja tlaka mešanice goriva in zraka v zgorevalni komori. V tem primeru se volumen poveča od trenutka, ko se plini premikajo vzdolž dela šobe. Ta rešitev omogoča povečanje toplotne učinkovitosti. Trenutno ta konfiguracija motorja ne deluje, saj je v fazi raziskav in izboljšav.
Pros
Načelo delovanja reaktivnega pulzirajočega motorja, skupaj s preprostostjo zasnove in nizkimi stroški, so glavne prednosti obravnavanega sistema. Tekakovost je privedla do pojava teh motorjev na vojaških raketah, letečih tarčah in drugih objektih, kjer ni pomembna vzdržljivost, temveč hitra dostava letala do cilja z najbolj poenostavljeno konfiguracijo "motorja". Ljubitelji letalskega modeliranja cenijo zadevno spremembo iz istih razlogov. Kompaktni, poceni in lahki motorji so odlični za modele letal. Še en plus je zmožnost izdelave osnovnega pulzirajočega reaktivnega motorja z lastnimi rokami.
Proti
Med pomanjkljivostmi je tudi veliko točk, in sicer:
- visoka stopnja hrupa pri delovanju;
- prevelika poraba goriva;
- prisotnost ostankov goriva po uporabi;
- povečana ranljivost vstopnega ventila;
- omejitev hitrosti.
Kljub vsem pomanjkljivostim ramjet v svojem segmentu ostaja v velikem povpraševanju. Tak motor je nepogrešljiv za enkratne zagone, še posebej, če je nepraktično montirati zmogljive in drage različice.
DIY detonacijski impulzni reaktivni motor
Najprej morate ustvariti risbo z razvojem prihodnjih podrobnosti. Če se spomnite osnov šolske geometrije in imate minimalne veščine risanja, se lahko lotite dela. Najenostavnejša shema so cilindrične cevi. Narišejo se pravokotniki, katerih ena stran bo enaka dolžini, druga pa premeru (pomnoženo s 3, 14 - število "pi"). Konična in cilindrična povrtarja lahko izvedemo z iskanjempotrebna navodila v katerem koli priročniku za risanje.
Drugo pomembno vprašanje je izbira kovine. Alternativno se lahko uporabi nerjaveče jeklo ali jeklo z nizko vsebnostjo ogljika. Osredotočimo se na drugo možnost, saj je lažje obdelati in oblikovati. Najmanjša debelina pločevine je 0,6 mm. V tem primeru je bila velikost 1 mm.
Pripravljalni postopek
Preden začnete graditi pulzirajoči reaktivni motor z lastnimi rokami, morate očistiti pločevine iz rje in prahu. Za to je povsem primeren standardni mlinček. Za vašo varnost nosite rokavice, saj so robovi rjuh ostri in polni zarez.
Pred začetkom glavnega dela morate pripraviti risbe in kartonske predloge delov v polni velikosti. Za natančno konfiguracijo in dimenzije so konture označene s trajnim markerjem. Zelo ni priporočljivo rezati povrtarja z varilnim strojem, ne glede na to, kako sodoben je. Dejstvo je, da so tako pridobljeni deli na robovih zelo slabo varjeni. V ta namen je priporočljivo uporabiti električne škarje za kovine, saj v ročni različici obstaja velika nevarnost upogibanja robov obdelovancev. Previdno morate rezati in varno pritrditi obdelano šablono s sponko ali na drug primeren način.
glavni oder
Ko izdelujete pulzni reaktivni motor doma, ne pozabite, da je cevi s fiksnim premerom enostavno oblikovati, kopomoč večjega analoga. Operacijo je povsem mogoče izvesti z rokami zaradi principa vzvoda, po katerem se robovi obdelovanca obdelajo z kladivom in jih upognejo v želeno stanje. Zaželeno je, da konci pri spajanju tvorijo ravnino, kar bo izboljšalo postavitev zvara. Težje je upogniti pločevine v cev, potrebovali boste upogib ali valje. To profesionalno orodje ni za vsakogar. Kot alternativo se lahko uporabi tisa.
Pomemben in naporen trenutek je varjenje tanke pločevine. Tukaj bodo potrebne posebne veščine, še posebej, če se v procesu uporablja ročno obločno varjenje. Za začetnike je bolje, da ne poskušajo eksperimentirati (najmanjša prekomerna izpostavljenost elektrode na eni točki vodi do zažiganja luknje). Poleg tega lahko mehurčki pridejo v območje šiva, kar posledično zagotavlja puščanje. Najbolje je, da šiv zmeljete na minimalno debelino, kar vam bo omogočilo, da boste "poroko" takoj videli s prostim očesom. Stožčasti segmenti se ročno upognejo, pri čemer se ozek konec obdelovanca stisne okoli cevi majhnega premera, pri čemer se naredi več napora kot široki del.
Priporočila
Če veste, kako sami izdelate pulzni reaktivni motor, ga lahko uporabite na modelih letal ali za pospešitev rolke. Izkušeni uporabniki priporočajo, da za dosego optimalne sestave mešanice goriva najprej dovajajo plin v motor in z njim popolnoma napolnijo zgorevalno komoro. Nato se aktivira iskra za vžig. Zrak se dovaja zadnji, po doseguoptimalna koncentracija vseh komponent - zagon je v teku.
