pulzní proudový motor je druh pohonné jednotky, která pracuje na principu míchání vzduchu a pulzní tryskové síly. Tyto motory jsou snadno rozpoznatelné podle jejich charakteristického silného zvuku. Mezi výhody oproti analogům patří extrémně zjednodušený design a nízká hmotnost. Zbývající vlastnosti agregátů zvážíme níže.
Historie stvoření
První vývoj pulzního proudového motoru (náporového motoru) je oficiálně datován do druhé poloviny 19. století. V 60. letech získali dva vynálezci vedle sebe patenty na novou konstrukci vrtulí. Vývoj společnosti Teleshov N. A. a Charles de Voilier v tomto období nikoho nezajímal. Ale na začátku 20. století jim věnovali pozornost němečtí inženýři, kteří hledali důstojnou alternativu k pístovým pohonným jednotkám.
Během druhé světové války bylo německé letectví doplněno o letecký projektil typu FAA, kterývybavený náporem. Navzdory skutečnosti, že uvedený prvek byl v technických parametrech horší než variace pístů, byl populární. Tato skutečnost je způsobena jednoduchostí designu a nízkou cenou. Ve známé historii to byl jediný případ, kdy byly takové motory použity k vybavení letadel v sériovém měřítku.
Pokusy o zlepšení
Po skončení války zůstal pulzní proudový motor nějakou dobu ve vojenském vývoji. Používal se jako vrtule pro střely vzduch-země. Nízká účinnost, nízká rychlost startu a potřeba zrychlení při startu jsou důvody, které se staly klíčovými pro další snížení polohy náporového letadla na nulu.
Tento typ motoru nedávno znovu začal zajímat inženýry a amatéry. Dochází k novému vývoji, dalším schématům zlepšování. Je docela možné, že aktualizované úpravy se opět objeví ve výbavě vojenského letectví. Jeho praktickou aplikací je dnes modelování prototypů raket a letadel s využitím moderních konstrukčních materiálů.
Zařízení s pulzujícím proudovým motorem
Uvažovaná jednotka je dutina otevřená na obě strany. Na vstupu je namontován sání vzduchu, za ním je trakční jednotka s ventily. Konstrukce také zahrnuje několik spalovacích komor, trysku pro vypouštění proudového proudu. Vstupní ventil se vyrábí v několika konfiguracích, které se liší designem a vnějšímysl. Jednou z možností jsou obdélníkové lamely typu žaluzie, které se montují na rám, otevírají nebo zavírají při poklesu tlaku. Druhá, kompaktnější verze - kovové "okvětní lístky" umístěné v kruhu.
Ve spalovací komoře je zapalovací svíčka. Tento prvek vytváří řadu výbojů a po dosažení požadované koncentrace paliva se náplň vznítí. Vzhledem k tomu, že motor má skromné rozměry, ocelové stěny jednotky se intenzivně zahřívají a jsou schopny aktivovat palivovou směs stejným způsobem jako svíčka.
Funkční princip
Protože pulsující proudový motor pracuje v cyklech, má několik základních cyklů. Mezi nimi:
- Proces příjmu. V této fázi se otevře vstupní ventil, vypouštěný vzduch vstupuje do spalovací komory. Současně tryskami vstupuje palivo, v důsledku čehož se vytváří druh palivové náplně.
- Výsledná směs je zapálena zapalovací svíčkou, po které jsou pozorovány plyny pod vysokým tlakem. Při jejich působení se ucpe vstupní ventil.
- Zplodiny spalování jsou dále vyfukovány tryskou, čímž se vytváří proudový tah. Tím se ve spalovací komoře vytvoří podtlak. Postup se opakuje - otevře se vstupní ventil a prochází další část vzduchu.
Palivo je dodáváno vstřikovači s mechanismem zpětného ventilu. Při poklesu tlaku ve spalovací komoře přichází další dávka paliva. Po zvýšení tlaku se přívod zastaví. Je třeba poznamenat, že na modelech letadel s nízkým výkonem jsou tryskychybí a systém funguje podle tradičního schématu karburátoru.
Designové funkce
pulzní proudový motor, jehož výkres a schéma je znázorněno níže, má sací ventil před spalovací komorou. To je jeho hlavní rozdíl od nejbližších „bratrů“, jako je náporový a proudový motor. Tato část je zodpovědná za zamezení návratu zplodin hoření, které určuje jejich směr přímo do trysky. Konkurenční odrůdy nepotřebují zvláště ventily, protože vzduch je okamžitě přiváděn pod tlakem s předkompresí. Taková „drobnost“je vlastně obrovským plusem v provozu příslušné jednotky, pokud jde o zlepšení termodynamických charakteristik.
Dalším rozdílem je cyklický charakter práce. Například v proudovém motoru je palivo spalováno nepřetržitě, což zaručuje rovnoměrný a rovnoměrný tah. V náporovém zařízení zajišťují cykly oscilace uvnitř konstrukce. Aby byla zaručena maximální amplituda, je vyžadována synchronizace vibrací všech částí. Tohoto bodu je dosaženo výběrem optimální délky trysky.
Pulzní proudový motor je schopen pracovat při nízkých otáčkách nebo v nečinné poloze bez přicházejícího proudu vzduchu. Tato výhoda oproti verzi s přímým prouděním je velmi diskutabilní, protože k odpálení rakety nebo letadla za těchto podmínek je zapotřebí počáteční zrychlení.
Odrůdy
Kromě běžné verze pulsejet s přímým a sacím ventilem existují také verze bez ventilu a detonační verze.
První modifikace není vybavena vstupním ventilem. To je způsobeno zranitelností a rychlým opotřebením přídavné části. V tomto provedení je životnost elektrárny delší. Konstrukčně má jednotka tvar písmene U, jehož konce směřují po proudu tahu paprsku (dozadu). Kanál, který je zodpovědný za trakci, je o něco delší. Krátká trubka vstupuje do proudu vzduchu do spalovací komory. V důsledku spalování a expanze plynů se část z nich vrací zpět uvedeným vstupem. Takové zařízení umožňuje zajistit zlepšené větrání pracovní komory. Nedochází k žádné ztrátě palivové náplně přes sací ventil, což vytváří mírný "nárůst" v tažné síle.
Nápor detonačního typu je navržen tak, aby spálil nálož paliva prostřednictvím detonace. To znamená, že při konstantním objemu dochází ve spalovací komoře k prudkému nárůstu tlaku směsi paliva a vzduchu. V tomto případě se objem zvyšuje od okamžiku, kdy se plyny pohybují podél části trysky. Toto řešení umožňuje zvýšit tepelnou účinnost. V současné době tato konfigurace motoru není v provozu a je ve fázi výzkumu a vylepšení.
Pros
Princip činnosti proudového pulzního motoru spolu s jednoduchostí konstrukce a nízkou cenou jsou hlavními výhodami daného systému. Tytokvalita vedla k tomu, že se tyto motory objevily na vojenských raketách, létajících cílech a dalších objektech, kde není důležitá životnost, ale rychlé dodání letadla k cíli s co nejjednodušší konfigurací „motoru“. Příznivci leteckého modelářství oceňují předmětnou úpravu ze stejných důvodů. Kompaktní, levné a lehké motory jsou skvělé pro modely letadel. Dalším plusem je možnost vyrobit si vlastními rukama elementární pulzující proudový motor.
Nevýhody
Mezi nedostatky je také mnoho bodů, konkrétně:
- vysoký stupeň hluku při provozu;
- nadměrná spotřeba paliva;
- přítomnost zbytků paliva po použití;
- zvýšená zranitelnost vstupního ventilu;
- limit rychlosti.
Navzdory všem nevýhodám zůstává ramjet ve svém segmentu velmi žádaný. Takový motor je nepostradatelný pro jednorázové starty, zvláště pokud je nepraktické montovat výkonné a drahé verze.
DIY Detonační pulzní proudový motor
Nejprve musíte vytvořit výkres s vývojem budoucích detailů. Pokud si pamatujete základy školní geometrie a máte minimální dovednosti kreslení, můžete se pustit do práce. Nejjednodušším schématem jsou válcové trubky. Jsou nakresleny obdélníky, jejichž jedna strana se bude rovnat délce a druhá - průměru (vynásobeno 3, 14 - číslem "pi"). Kuželové a válcové výstružníky lze provádět nálezempotřebné pokyny v každém návodu na kreslení.
Druhou důležitou otázkou je výběr kovu. Alternativně lze použít nerezovou ocel nebo nízkouhlíkovou ocel. Zastavme se u druhé možnosti, protože je jednodušší na zpracování a tvarování. Minimální tloušťka plechu je 0,6 mm. V tomto případě byla velikost 1 mm.
Přípravný proces
Než se pustíte do stavby pulzujícího proudového motoru vlastníma rukama, musíte plechové přířezy očistit od rzi a prachu. K tomu je docela vhodná standardní bruska. Pro vaši bezpečnost používejte rukavice, protože okraje plechů jsou ostré a plné otřepů.
Před zahájením hlavní práce si musíte připravit výkresy a kartonové šablony dílů v plné velikosti. Pro získání přesné konfigurace a rozměrů jsou obrysy vyznačeny permanentním fixem. Důrazně se nedoporučuje řezat výstružníky svařovacím strojem, bez ohledu na to, jak moderní může být. Takto získané díly se totiž na okrajích velmi špatně svařují. K tomuto účelu je vhodné použít elektrické nůžky na kov, protože v ruční verzi existuje vysoké riziko ohnutí hran obrobků. Je třeba řezat opatrně, zpracovanou šablonu bezpečně upevněte svorkou nebo jinou vhodnou metodou.
Hlavní fáze
Při výrobě pulzního proudového motoru doma pamatujte, že trubky s pevným průměrem lze snadno tvarovat, kdyžpomocí většího analogu. Je docela možné provádět operaci rukama díky principu páky, po kterém jsou okraje obrobku zpracovány paličkou a ohýbají je do požadovaného stavu. Je žádoucí, aby konce při spojování tvořily rovinu, což zlepší umístění svaru. Ohýbání plechů do trubky je složitější, budete potřebovat ohýbačku nebo válečky. Tento profesionální nástroj není pro každého. Jako alternativu lze použít tis.
Důležitým a pečlivým momentem je svařování tenkého plechu. Zde budou vyžadovány speciální dovednosti, zejména pokud se v procesu používá ruční obloukové svařování. Pro začátečníky je lepší nepokoušet se experimentovat (nejmenší přeexponování elektrody v jednom bodě vede k vypálení díry). Navíc se do oblasti švu mohou dostat bubliny, což následně zaručuje netěsnost. Nejlepší je obrousit šev na minimální tloušťku, která vám umožní okamžitě vidět „manželství“pouhým okem. Zkosené segmenty se ohýbají ručně a obrubují úzký konec obrobku kolem trubky o malém průměru, což vynakládá větší úsilí než u široké části.
Doporučení
Víte, jak si sami vyrobit pulzní proudový motor, můžete jej použít na modelech letadel nebo ke zrychlení skateboardu. Zkušení uživatelé doporučují, aby pro dosažení optimálního složení palivové směsi nejprve přivedl plyn do motoru a zcela jím naplnil spalovací prostor. Poté se aktivuje zapalovací jiskra. Vzduch je dodáván jako poslední, po dosaženíoptimální koncentrace všech komponent – start právě probíhá.
