Impulsinis reaktyvinis variklis yra tam tikras jėgos agregatas, veikiantis oro ir impulsinės srovės jėgos maišymo principu. Šiuos variklius lengva atpažinti pagal jiems būdingą stiprų garsą. Tarp pranašumų prieš analogus yra itin supaprastinta konstrukcija ir mažas svoris. Toliau apsvarstysime likusias agregatų savybes.
Kūrybos istorija
Pirmieji impulsinio reaktyvinio variklio (ramjet) patobulinimai oficialiai datuojami XIX amžiaus antroje pusėje. 60-aisiais du išradėjai, be vienas kito, gavo patentus naujos konstrukcijos sraigtams. Teleshovo N. A. ir Charleso de Voilier įvykiai tuo laikotarpiu niekam nebuvo svarbūs. Tačiau XX amžiaus pradžioje į juos atkreipė dėmesį vokiečių inžinieriai, kurie ieškojo tinkamos alternatyvos stūmokliniams jėgos agregatams.
Antrojo pasaulinio karo metais Vokietijos aviacija pasipildė FAA tipo lėktuvo sviediniu, kurisaprūpintas ramjetu. Nepaisant to, kad nurodytas elementas techniniais parametrais buvo prastesnis nei stūmoklio variacijos, jis buvo populiarus. Tai yra dėl dizaino paprastumo ir mažos kainos. Per žinomą istoriją tai buvo vienintelis atvejis, kai tokie varikliai buvo naudojami orlaiviams įrengti serijiniu mastu.
Bandymai patobulinti
Pasibaigus karui, impulsinis reaktyvinis variklis kurį laiką buvo kuriamas kariniais tikslais. Jis buvo naudojamas kaip oras-žemė raketų sraigtas. Mažas efektyvumas, mažas paleidimo greitis ir pagreičio poreikis paleidimo metu yra priežastys, kurios tapo esminėmis tolimesniu ramjeto padėties sumažinimu iki nulio.
Šio tipo varikliai neseniai vėl pradėjo domėtis inžinieriais ir mėgėjais. Yra naujovių, kitų tobulinimo schemų. Visai gali būti, kad atnaujintos modifikacijos vėl atsiras karo aviacijos įrangoje. Jo praktinis pritaikymas šiandien yra raketų ir orlaivių prototipų modeliavimas naudojant šiuolaikines konstrukcines medžiagas.
Pulsuojantis reaktyvinio variklio įtaisas
Aptariamas vienetas yra iš abiejų pusių atvira ertmė. Prie įleidimo angos sumontuota oro paėmimo anga, už jos yra traukos agregatas su vožtuvais. Konstrukcijoje taip pat yra kelios degimo kameros, purkštukas, skirtas išleisti srovę. Įleidimo vožtuvas gaminamas kelių konfigūracijų, skirtingos konstrukcijos ir išorėsprotas. Vienas iš variantų – stačiakampės žaliuzių tipo plokštės, kurios montuojamos ant rėmo, atsidaro arba užsidaro esant slėgio kritimams. Antroji, kompaktiškesnė versija – metaliniai „žiedlapiai“dedami ratu.
Degimo kameroje yra uždegimo žvakė. Šis elementas sukuria eilę iškrovų, o pasiekus norimą degalų koncentraciją, įkrova užsidega. Kadangi variklis yra nedidelio dydžio, plieninės įrenginio sienelės intensyviai įkaista ir gali suaktyvinti kuro mišinį taip pat, kaip žvakė.
Veikimo principas
Kadangi pulsuojantis reaktyvinis variklis veikia ciklais, jis turi keletą pagrindinių ciklų. Tarp jų:
- Įleidimo procesas. Šiame etape atsidaro įleidimo vožtuvas, išleidžiamas oras patenka į degimo kamerą. Tuo pačiu metu per purkštukus patenka kuras, dėl ko susidaro savotiškas kuro įkrovimas.
- Gautas mišinys uždegamas uždegimo žvake, po to stebimos aukšto slėgio dujos. Jų veikimo metu įleidimo vožtuvas užsikimšęs.
- Be to, degimo produktai išpučiami pro antgalį, sukuriant srovės trauką. Taip degimo kameroje susidaro vakuumas. Procedūra kartojama – atsidaro įleidimo vožtuvas, praleidžiant kitą oro dalį.
Degalai tiekiami purkštukais su atbulinio vožtuvo mechanizmu. Sumažėjus slėgiui degimo kameroje, patenka kita kuro dozė. Padidinus slėgį, tiekimas sustoja. Reikėtų pažymėti, kad mažos galios orlaivių modeliuose purkštukainėra, o sistema veikia pagal tradicinę karbiuratoriaus schemą.
Dizaino ypatybės
Impulsiniame reaktyviniame variklyje, kurio brėžinys ir schema parodyta žemiau, priešais degimo kamerą yra įsiurbimo vožtuvas. Tai yra pagrindinis jos skirtumas nuo artimiausių „brolių“, tokių kaip ramjetas ir reaktyvinis variklis. Ši dalis yra atsakinga už tai, kad būtų išvengta degimo produktų sugrįžimo, o tai lemia jų kryptį tiesiai į purkštuką. Konkuruojančioms veislėms vožtuvų ypač nereikia, nes oras iš karto tiekiamas esant slėgiui su išankstiniu suspaudimu. Tokia „smulkmena“iš tikrųjų yra didžiulis pliusas aptariamo įrenginio veikimui, gerinant termodinamines charakteristikas.
Kitas skirtumas yra darbo cikliškumas. Pavyzdžiui, turboreaktyviniame variklyje degalai deginami nuolat, o tai garantuoja vienodą ir tolygią trauką. Ramjet ciklai užtikrina virpesius struktūroje. Norint garantuoti maksimalią amplitudę, reikalingas visų dalių vibracijos sinchronizavimas. Šis taškas pasiekiamas pasirinkus optimalų purkštuko ilgį.
Impulsinis reaktyvinis variklis gali veikti esant mažam greičiui arba neaktyvioje padėtyje, kai nėra oro srauto. Šis pranašumas, palyginti su tiesioginio srauto versija, yra labai ginčytinas, nes norint paleisti raketą ar orlaivį tokiomis sąlygomis būtinas pradinis pagreitis.
Įvairūs
Nr.
Pirmoji modifikacija neturi įleidimo vožtuvo. Taip yra dėl papildomos dalies pažeidžiamumo ir greito susidėvėjimo. Šiame įgyvendinimo variante elektrinės tarnavimo laikas yra ilgesnis. Pagal konstrukciją agregatas yra raidės U formos forma, kurios galai nukreipti pasroviui nuo srovės traukos (atgal). Už trauką atsakingas kanalas yra šiek tiek ilgesnis. Trumpas vamzdis patenka į oro srautą į degimo kamerą. Dėl dujų degimo ir plėtimosi dalis jų grąžinama atgal per nurodytą įvadą. Toks įtaisas leidžia užtikrinti geresnę darbo kameros vėdinimą. Degalų įkrova neprarandama per įleidimo vožtuvą, o tai šiek tiek padidina traukos pastangas.
Sprogdinimo tipo reaktyvinis lėktuvas skirtas sudeginti kuro užtaisą detonuojant. Tai yra, esant pastoviam tūriui, degimo kameroje staigiai padidėja kuro ir oro mišinio slėgis. Šiuo atveju tūris didėja nuo to momento, kai dujos juda išilgai purkštuko dalies. Šis sprendimas leidžia padidinti šiluminį efektyvumą. Šiuo metu ši variklio konfigūracija neveikia, yra tyrimų ir tobulinimo stadijoje.
Privalumai
Reaktyvinio pulsuojančio variklio veikimo principas, konstrukcijos paprastumas ir maža kaina yra pagrindiniai aptariamos sistemos privalumai. ŠieDėl kokybės šie varikliai pasirodė ant karinių raketų, skraidančių taikinių ir kitų objektų, kur svarbu ne patvarumas, o greitas orlaivio pristatymas į taikinį naudojant supaprastintą „variklio“konfigūraciją. Orlaivių modeliavimo gerbėjai vertina aptariamą modifikaciją dėl tų pačių priežasčių. Kompaktiški, pigūs ir lengvi varikliai puikiai tinka orlaivių modeliams. Kitas pliusas – galimybė savo rankomis pasigaminti elementarų pulsuojantį reaktyvinį variklį.
Trūkumai
Tarp trūkumų taip pat yra daug dalykų, būtent:
- didelis veikimo triukšmo lygis;
- per didelės degalų sąnaudos;
- kuro likučių po naudojimo;
- padidėjęs įleidimo vožtuvo pažeidžiamumas;
- greičio apribojimas.
Nepaisant visų trūkumų, savo segmente ramjetas išlieka labai paklausus. Toks variklis yra būtinas vienkartiniams paleidimams, ypač jei nepraktiška montuoti galingas ir brangias versijas.
Pasidaryk pats detonacinis impulsinis reaktyvinis variklis
Pirmiausia turite sukurti piešinį su būsimų detalių plėtra. Jei prisimenate mokyklos geometrijos pagrindus ir turite minimalius piešimo įgūdžius, galite pradėti dirbti. Paprasčiausia schema yra cilindriniai vamzdžiai. Brėžiami stačiakampiai, kurių viena kraštinė bus lygi ilgiui, o antroji – skersmeniui (padauginta iš 3, 14 – skaičius „pi“). Surandant galima atlikti kūginius ir cilindrinius išspręstusbūtini nurodymai bet kuriame piešimo vadove.
Antra svarbi problema yra metalo pasirinkimas. Arba galima naudoti nerūdijantį plieną arba mažai anglies turintį plieną. Apsigyvenkime prie antrojo varianto, nes jį lengviau apdoroti ir formuoti. Mažiausias lakšto storis yra 0,6 mm. Šiuo atveju dydis buvo 1 mm.
Parengiamasis procesas
Prieš pradėdami savo rankomis kurti pulsuojantį reaktyvinį variklį, turite nuvalyti lakštinio metalo ruošinius nuo rūdžių ir dulkių. Tam gana tinka standartinis malūnėlis. Dėl savo saugumo mūvėkite pirštines, nes paklodžių kraštai yra aštrūs ir pilni įdubimų.
Prieš pradedant pagrindinį darbą, reikia paruošti viso dydžio dalių brėžinius ir kartoninius šablonus. Norint gauti tikslią konfigūraciją ir matmenis, kontūrai nubrėžiami nuolatiniu žymekliu. Labai nerekomenduojama pjaustyti plunksnų suvirinimo aparatu, kad ir koks modernus jis būtų. Faktas yra tas, kad tokiu būdu gautos dalys yra labai prastai suvirintos kraštuose. Šiuo tikslu patartina naudoti elektrines metalines žirkles, nes rankinėje versijoje yra didelė rizika sulenkti ruošinių kraštus. Pjaustyti reikia atsargiai, apdirbtą šabloną saugiai pritvirtinant spaustuku ar kitu tinkamu būdu.
Pagrindinė scena
Gamindami impulsinį reaktyvinį variklį namuose, atminkite, kad fiksuoto skersmens vamzdžius lengva formuoti, kaididesnio analogo pagalba. Visiškai įmanoma atlikti operaciją savo rankomis dėl svirties principo, po kurio ruošinio kraštai apdorojami plaktuku, sulenkiant juos iki norimos būklės. Pageidautina, kad sujungus galai sudarytų plokštumą, o tai pagerins suvirinimo siūlės vietą. Sunkiau sulenkti lakštus į vamzdį, reikės lankstytuvo ar volelių. Šis profesionalus įrankis tinka ne visiems. Kaip alternatyva gali būti naudojami kukmedžiai.
Svarbus ir kruopštus momentas yra plono metalo lakšto suvirinimas. Čia reikės specialių įgūdžių, ypač jei procese naudojamas rankinis lankinis suvirinimas. Pradedantiesiems geriau nebandyti eksperimentuoti (menkiausias elektrodo ekspozicija vienoje vietoje veda prie skylės išdegimo). Be to, į siūlės vietą gali patekti burbuliukų, kurie vėliau garantuoja nuotėkį. Siūlę geriausia šlifuoti iki minimalaus storio, tai leis iš karto plika akimi pamatyti „santuoką“. Kūginiai segmentai sulenkiami rankomis, apspaudžiant siaurą ruošinio galą aplink mažo skersmens vamzdį, įdedant daugiau pastangų nei plačioji dalis.
Rekomendacijos
Žinodami, kaip patys pasidaryti impulsinį reaktyvinį variklį, galite jį naudoti orlaivių modeliuose arba pagreitinti riedlentę. Patyrę vartotojai rekomenduoja norint gauti optimalią degalų mišinio sudėtį, pirmiausia tiekti dujas į variklį, visiškai jomis užpildant degimo kamerą. Tada įsijungia uždegimo kibirkštis. Oras tiekiamas paskutinis, pasiekusoptimali visų komponentų koncentracija – paleidimas vyksta.
