Impulssjoamootor on omamoodi jõuallikas, mis töötab õhu ja impulssjoa jõu segamise põhimõttel. Need mootorid on neile iseloomuliku tugeva heli järgi kergesti äratuntavad. Eeliste hulgas analoogide ees on äärmiselt lihtsustatud disain ja väike kaal. Allpool käsitleme agregaatide ülejäänud funktsioone.
Loomise ajalugu
Esimesed impulssreaktiivmootori (ramjet) arendused on ametlikult dateeritud 19. sajandi teise poolde. 60ndatel said kaks leiutajat üksteisest eraldi patendid uue propellerite disaini jaoks. Teleshov N. A. ja Charles de Voilieri selle perioodi arengud ei pakkunud kellelegi suurt huvi. Kuid 20. sajandi alguses pöörasid neile tähelepanu Saksa insenerid, kes otsisid väärilist alternatiivi kolbjõuseadmetele.
Teise maailmasõja ajal täiendati Saksa lennundust FAA tüüpi lennukimürsuga, misvarustatud ramjetiga. Hoolimata asjaolust, et nimetatud element oli tehniliste parameetrite poolest kolvivariatsioonidest halvem, oli see populaarne. See asjaolu on tingitud disaini lihtsusest ja madalatest kuludest. Teadaoleva ajaloo jooksul oli see ainus juhtum, kui selliseid mootoreid kasutati lennukite varustamiseks seeriaviisiliselt.
Püüab parandada
Pärast sõja lõppu jäi impulssreaktiivmootor mõneks ajaks sõjaliseks arendustööks. Seda kasutati õhk-maa rakettide propellerina. Madal kasutegur, madal stardikiirus ja vajadus kiirenduse järele käivitamisel on põhjused, mis on muutunud võtmetähtsusega ramjeti positsiooni edasisel vähendamisel nullini.
Seda tüüpi mootorid on hiljuti taas insenere ja amatööre huvitanud. On uusarendusi, muid parendusskeeme. On täiesti võimalik, et uuendatud muudatused ilmuvad taas sõjalennunduse varustusse. Selle praktiline rakendus tänapäeval on rakettide ja lennukite prototüüpide modelleerimine kaasaegsete konstruktsioonimaterjalide abil.
Pulseeriva reaktiivmootori seade
Vaatatav üksus on mõlem alt poolt avatud õõnsus. Sisselaskeavasse on paigaldatud õhuvõtuava, selle taga on ventiilidega veoüksus. Disain sisaldab ka mitut põlemiskambrit, düüsi joa väljalaskmiseks. Sisselaskeventiili valmistatakse mitmes konfiguratsioonis, mis erinevad nii disainilt kui ka väliseltmeelt. Üheks võimaluseks on ristkülikukujulised lamell-tüüpi plaadid, mis on monteeritud raamile, avanevad või sulguvad rõhulanguse korral. Teine, kompaktsem versioon – ringis asetatud metallist "kroonlehed".
Põlemiskambris on süüteküünal. See element tekitab rea tühjendeid ja pärast soovitud kütusekontsentratsiooni saavutamist süttib laeng. Kuna mootor on tagasihoidliku suurusega, soojenevad seadme terasseinad intensiivselt ja suudavad kütusesegu aktiveerida samamoodi nagu küünal.
Tööpõhimõte
Kuna pulseeriv reaktiivmootor töötab tsüklitena, on sellel mitu põhitsüklit. Nende hulgas:
- Sissevõtuprotsess. Selles etapis avaneb sisselaskeklapp, väljutatud õhk siseneb põlemiskambrisse. Samal ajal siseneb düüside kaudu kütus, mille tulemusena tekib omamoodi kütuselaeng.
- Saadud segu süüdatakse süüteküünlaga, misjärel täheldatakse kõrgsurvegaase. Nende toimel on sisselaskeklapp ummistunud.
- Lisaks puhutakse põlemissaadused läbi düüsi välja, tekitades joa tõukejõu. See tekitab põlemiskambris vaakumi. Protseduuri korratakse – sisselaskeklapp avaneb, laseb läbi järgmise õhukoguse.
Kütust tarnivad tagasilöögiklapi mehhanismiga pihustid. Kui rõhk põlemiskambris väheneb, siseneb järgmine annus kütust. Pärast rõhu suurendamist toide peatub. Tuleb märkida, et väikese võimsusega lennukimudelitel on düüsidpuuduvad ja süsteem töötab traditsioonilise karburaatori skeemi järgi.
Disainifunktsioonid
Impulss-reaktiivmootoril, mille joonis ja skeem on näidatud allpool, on põlemiskambri ees sisselaskeklapp. See on selle peamine erinevus lähimatest "vendadest" nagu ramjet ja reaktiivmootor. See osa vastutab põlemisproduktide tagasipöördumise takistamise eest, mis määrab nende suuna otse otsikusse. Konkureerivad sordid ei vaja eriti ventiile, kuna õhk tarnitakse kohe surve all koos eelpressimisega. Selline "pisiasi" on tegelikult suureks plussiks kõnealuse seadme töös seoses termodünaamiliste omaduste parandamisega.
Teine erinevus on töö tsüklilisus. Näiteks turboreaktiivmootoris põletatakse kütust pidev alt, mis tagab ühtlase ja ühtlase tõukejõu. Ramjetis pakuvad tsüklid struktuuri sees võnkumisi. Maksimaalse amplituudi tagamiseks on vajalik kõigi osade vibratsiooni sünkroniseerimine. See punkt saavutatakse optimaalse düüsi pikkuse valimisega.
Impulss-reaktiivmootor on võimeline töötama madalatel pööretel või mitteaktiivses asendis, kui vastutulev õhuvool puudub. See eelis otsevooluversiooni ees on väga vaieldav, kuna sellistes tingimustes on raketi või lennuki väljasaatmiseks vajalik esialgne kiirendus.
Sordid
Lisaks tavalisele sirge ja sisselaskeklapiga pulsejeti versioonile on saadaval ka klapita ja detonatsiooniga versioone.
Esimene modifikatsioon ei ole varustatud sisselaskeklapiga. Selle põhjuseks on lisaosa haavatavus ja kiire kulumine. Selles teostuses on elektrijaama kasutusiga pikem. Disaini järgi on üksus U-tähe kujuline kujund, mille otsad on suunatud joa tõukejõust allavoolu (tagasi). Veojõu eest vastutav kanal on veidi pikem. Lühike toru siseneb õhuvoolu põlemiskambrisse. Gaaside põlemise ja paisumise tulemusena suunatakse osa neist näidatud sisselaskeava kaudu tagasi. Selline seade võimaldab tagada töökambri parema ventilatsiooni. Sisselaskeklapi kaudu ei kao kütuse laadimine, mis loob veojõu kerge "kasvu".
Detonatsioonitüüpi reaktiivlennuk on ette nähtud kütuselaengu põletamiseks detonatsiooni teel. See tähendab, et konstantse mahu korral suureneb põlemiskambris kütuse-õhu segu rõhk järsult. Sel juhul suureneb maht alates hetkest, kui gaasid liiguvad mööda düüsiosa. See lahendus võimaldab tõsta soojuslikku efektiivsust. Praegu see mootori konfiguratsioon ei tööta, see on uurimise ja täiustamise etapis.
Profid
Pulseeriva reaktiivmootori tööpõhimõte koos disaini lihtsuse ja madala hinnaga on kõnealuse süsteemi peamised eelised. Needkvaliteet viis nende mootorite ilmumiseni sõjalistele rakettidele, lendavatele sihtmärkidele ja muudele objektidele, kus pole oluline mitte vastupidavus, vaid lennuki kiire sihtmärki kohaletoimetamine kõige lihtsama mootori konfiguratsiooniga. Lennukite modelleerimise fännid hindavad kõnealust modifikatsiooni samadel põhjustel. Kompaktsed, odavad ja kerged mootorid sobivad suurepäraselt lennukimudelite jaoks. Plussiks on ka võimalus oma kätega teha elementaarne pulseeriv reaktiivmootor.
Miinused
Puudude hulgas on ka palju punkte, nimelt:
- kõrge müratase töötamisel;
- liigne kütusekulu;
- kütusejääkide olemasolu pärast kasutamist;
- sisselaskeklapi suurenenud haavatavus;
- kiirusepiirang.
Vaatamata kõikidele puudustele on ramjet oma segmendis endiselt väga nõutud. Selline mootor on ühekordseks käivitamiseks hädavajalik, eriti kui võimsate ja kallite versioonide paigaldamine on ebapraktiline.
DIY detonatsiooniimpulssreaktiivmootor
Esm alt peate looma joonise tulevaste detailide arendusega. Kui mäletate kooli geomeetria põhitõdesid ja teil on minimaalne joonistamisoskus, võite hakata tööle. Lihtsaim skeem on silindrilised torud. Joonistatakse ristkülikud, mille üks külg võrdub pikkusega ja teine läbimõõduga (korrutatuna 3-ga, 14 - arv "pi"). Koonilisi ja silindrilisi hõõritsusi saab teostada leidmisegavajalikud juhised igas joonistusjuhendis.
Teine oluline küsimus on metalli valik. Alternatiivina võib kasutada roostevaba terast või madala süsinikusisaldusega terast. Peatugem teisel variandil, kuna seda on lihtsam töödelda ja vormida. Lehe minimaalne paksus on 0,6 mm. Sel juhul oli suurus 1 mm.
Ettevalmistusprotsess
Enne kui hakkate oma kätega pulseerivat reaktiivmootorit ehitama, peate puhastama lehtmetallist toorikud roostest ja tolmust. Selleks on tavaline veski üsna sobiv. Ohutuse huvides kandke kindaid, kuna linade servad on teravad ja jämedaid.
Enne põhitööga alustamist tuleb ette valmistada detailide joonised ja pappmallid täissuuruses. Täpse konfiguratsiooni ja mõõtmete saamiseks joonistatakse kontuurid püsiva markeriga. Äärmiselt ei soovita hõõritsaid lõigata keevitusmasinaga, ükskõik kui kaasaegne see ka poleks. Fakt on see, et sel viisil saadud osad on servadest väga halvasti keevitatud. Sel eesmärgil on soovitatav kasutada elektrilisi metallikääre, kuna käsitsi versioonis on suur oht töödeldavate detailide servade painutamiseks. Peate hoolik alt lõikama, kinnitades töödeldud malli kindl alt klambri või muu sobiva meetodiga.
Pealava
Kodus impulssreaktiivmootorit tehes pidage meeles, et fikseeritud läbimõõduga torusid on lihtne moodustada, kuisuurema analoogi abi. Kangi põhimõttel on toimingut täiesti võimalik oma kätega teha, mille järel töödeldakse tooriku servi haamriga, painutades need soovitud seisukorda. Soovitav on, et otsad moodustaksid ühendamisel tasapinna, mis parandab keevisõmbluse paigutust. Lehtede painutamine toruks on keerulisem, vajate painutajat või rulle. See professionaalne tööriist ei sobi kõigile. Alternatiivina võib kasutada jugapuu.
Oluline ja vaevarikas hetk on õhukese metallilehe keevitamine. Siin on vaja erioskusi, eriti kui protsessis kasutatakse käsitsi kaarkeevitust. Algajatele on parem mitte katsetada (elektroodi vähimgi ülevalgustus ühel hetkel viib augu põlemiseni). Lisaks võivad õmbluse piirkonda sattuda mullid, mis tagavad hiljem lekke. Parim on lihvida õmblus minimaalse paksusega, mis võimaldab teil "abielu" kohe palja silmaga näha. Kitsendavad segmendid painutatakse käsitsi, surudes töödeldava detaili kitsa otsa ümber väikese läbimõõduga toru, tehes rohkem pingutusi kui laia osaga.
Soovitused
Teades, kuidas ise impulssreaktiivmootorit valmistada, saate seda kasutada lennukimudelitel või rula kiirendamiseks. Kogenud kasutajad soovitavad kütusesegu optimaalse koostise saamiseks esm alt mootorisse gaasi anda, täites sellega põlemiskambri täielikult. Seejärel aktiveeritakse süüte säde. Õhk tarnitakse viimasena, pärast jõudmistkõigi komponentide optimaalne kontsentratsioon – käivitamine on pooleli.
