Pulsirajući zračni mlazni motor a 7. Pulsirajući – prvi mlaz

Jeste li znali da ako stavite suhi alkohol u cijev savijenu u luku, upuhnete je zrakom iz kompresora i dovedete plin iz cilindra, ona će poludjeti, vrištati glasnije od borbenog aviona koji polijeće i pocrvenjeti od bijesa? Ovo je figurativan, ali vrlo blizak istini, opis rada pulsirajućeg motora bez ventila koji udiše zrak - pravog mlaznog motora koji svatko može izgraditi.

Shematski dijagram PuVRD bez ventila ne sadrži niti jedan pokretni dio. Njegov ventil je prednji dio kemijskih transformacija nastalih tijekom izgaranja goriva.

Sergej Apresov Dmitrij Gorjačkin

PuVRD bez ventila nevjerojatan je dizajn. Nema pokretnih dijelova, kompresora, turbine, ventila. Najjednostavniji PuVRD može čak i bez sustava paljenja. Ovaj motor može raditi na gotovo bilo čemu: zamijenite spremnik propana s limenkom benzina i on će nastaviti pulsirati i proizvoditi potisak. Nažalost, PURD su se pokazali neuspješnima u zrakoplovstvu, no u posljednje vrijeme se ozbiljno razmatraju kao izvor topline za proizvodnju biogoriva. I u ovom slučaju motor radi na grafitnu prašinu, odnosno na kruto gorivo.

Konačno, elementarni princip rada pulsirajućeg motora čini ga relativno ravnodušnim prema preciznosti proizvodnje. Stoga je proizvodnja PuVRD-ova postala omiljena zabava za ljude koji su skloni tehničkim hobijima, uključujući modelare zrakoplova i zavarivače početnike.

Unatoč svojoj jednostavnosti, PURD je još uvijek mlazni motor. Sastavljanje u kućnoj radionici vrlo je teško, au ovom procesu postoje mnoge nijanse i zamke. Stoga smo odlučili napraviti našu majstorsku klasu višedijelnu: u ovom članku ćemo govoriti o principima rada PURD-a i reći vam kako napraviti kućište motora. Materijal u sljedećem broju bit će posvećen sustavu paljenja i postupku startanja. Konačno, u jednom od sljedećih izdanja svakako ćemo ugraditi naš motor na samohodnu šasiju kako bismo pokazali da je stvarno sposoban stvoriti ozbiljan potisak.

Od ruske ideje do njemačke rakete

Sastavljanje pulsirajućeg mlaznog motora posebno je ugodno, znajući da je princip rada PuVRD-a prvi patentirao ruski izumitelj Nikolaj Telešov davne 1864. godine. Autorstvo prvog operativnog motora također se pripisuje Rusu Vladimiru Karavodinu. Poznata krstareća raketa V-1, koja je bila u službi njemačke vojske tijekom Drugog svjetskog rata, s pravom se smatra najvišom točkom u razvoju PuVRD-a.

Da bi rad bio ugodan i siguran, lim prvo očistimo brusilicom od prašine i hrđe. Rubovi limova i dijelova obično su vrlo oštri i puni neravnina, tako da s metalom smijete raditi samo u rukavicama.

Naravno, govorimo o pulsirajućim motorima ventila, čiji je princip rada jasan sa slike. Ventil na ulazu u komoru za izgaranje omogućuje nesmetan protok zraka u nju. Gorivo se dovodi u komoru i stvara se zapaljiva smjesa. Kada svjećica zapali smjesu, višak tlaka u komori za izgaranje zatvara ventil. Plinovi koji se šire usmjeravaju se u mlaznicu, stvarajući mlazni potisak. Kretanje produkata izgaranja stvara tehnički vakuum u komori, zbog čega se ventil otvara i zrak se usisava u komoru.

Za razliku od turbomlaznog motora, u PURD smjesa ne izgara kontinuirano, već u pulsirajućem načinu rada. To je ono što objašnjava karakterističnu niskofrekventnu buku pulsirajućih motora, što ih čini neprimjenjivima u civilnom zrakoplovstvu. Sa stajališta učinkovitosti, PuVRD-ovi su također inferiorni u odnosu na turbomlazne motore: unatoč impresivnom omjeru potiska i težine (uostalom, PuVRD-ovi imaju minimalan broj dijelova), omjer kompresije u njima doseže najviše 1,2:1, pa gorivo izgara neučinkovito.

Prije odlaska u radionicu nacrtali smo i izrezali na papiru šablone za dijelove u prirodnoj veličini. Sve što preostaje je ocrtati ih trajnim markerom kako biste dobili oznake za rezanje.

Ali PuVRD-ovi su neprocjenjivi kao hobi: na kraju krajeva, oni uopće mogu bez ventila. U osnovi, dizajn takvog motora sastoji se od komore za izgaranje s ulaznim i izlaznim cijevima spojenim na nju. Ulazna cijev je puno kraća od izlazne. Ventil u takvom motoru nije ništa više od prednje strane kemijskih transformacija.

Zapaljiva smjesa u PURD-u gori podzvučnom brzinom. Takvo izgaranje naziva se deflagracija (za razliku od nadzvučnog izgaranja – detonacija). Kad se smjesa zapali, iz obje cijevi izlaze zapaljivi plinovi. Zato su i ulazna i izlazna cijev usmjerene u istom smjeru i zajedno sudjeluju u stvaranju mlaznog potiska. Ali zbog razlike u duljinama, u trenutku kada tlak u ulaznoj cijevi padne, ispušni plinovi se i dalje kreću po izlaznoj cijevi. Oni stvaraju vakuum u komori za izgaranje, a zrak se uvlači u nju kroz ulaznu cijev. Dio plinova iz izlazne cijevi također se pod utjecajem vakuuma usmjerava u komoru za izgaranje. Stisnu novi dio zapaljive smjese i zapale ga.

Kada radite s električnim škarama, glavni neprijatelj je vibracija. Stoga se obradak mora sigurno učvrstiti stezaljkom. Ako je potrebno, možete vrlo pažljivo prigušiti vibracije rukom.

Pulsirajući motor bez ventila je nepretenciozan i stabilan. Ne zahtijeva sustav paljenja za održavanje rada. Zbog vakuuma upija atmosferski zrak, bez potrebe za dodatnim pojačanjem. Ako izgradite motor koji koristi tekuće gorivo (radi jednostavnosti, preferirali smo plin propan), tada ulazna cijev redovito obavlja funkcije rasplinjača, prskajući mješavinu benzina i zraka u komoru za izgaranje. Jedini put kad su potrebni sustav paljenja i prisilna indukcija je pokretanje.

Kineski dizajn, ruska montaža

Postoji nekoliko uobičajenih dizajna pulsejet motora. Uz klasičnu "cijev u obliku slova U", koju je vrlo teško proizvesti, često postoji "kineski motor" s koničnom komorom za izgaranje, na koju je mala ulazna cijev zavarena pod kutom, te "ruski motor". ”, čiji dizajn podsjeća na automobilski prigušivač.

Cijevi fiksnog promjera lako se oblikuju oko cijevi. To se uglavnom radi ručno zbog efekta poluge, a rubovi izratka zaokružuju se čekićem. Bolje je oblikovati rubove tako da kada se spoje čine ravninu - to olakšava postavljanje zavara.

Prije eksperimentiranja s vlastitim dizajnom PuVRE-a, toplo se preporuča izraditi motor prema gotovim crtežima: na kraju krajeva, poprečni presjeci i volumeni komore za izgaranje, ulazne i izlazne cijevi u potpunosti određuju frekvenciju rezonantnih pulsacija. Ako se proporcije ne poštuju, motor se možda neće pokrenuti. Na internetu su dostupni različiti crteži PURD-a. Odabrali smo model pod nazivom "Giant Chinese Engine", čije su dimenzije navedene na bočnoj traci.

Amaterski PuVRD-ovi izrađeni su od metalnog lima. U gradnji je dopušteno koristiti gotove cijevi, ali se ne preporučuje iz nekoliko razloga. Prvo, gotovo je nemoguće odabrati cijevi točno potrebnog promjera. Još je teže pronaći potrebne konusne presjeke.

Savijanje stožastih profila u potpunosti je ručni rad. Ključ uspjeha je stisnuti uski kraj konusa oko cijevi malog promjera, opterećujući je više nego široki dio.

Drugo, cijevi u pravilu imaju debele stijenke i odgovarajuću težinu. Za motor koji mora imati dobar omjer potiska i mase to je nedopustivo. Konačno, tijekom rada motor se užari. Ako u dizajnu koristite cijevi i priključke izrađene od različitih metala s različitim koeficijentima širenja, motor neće dugo trajati.

Stoga smo odabrali put kojim ide većina PURD entuzijasta - izradu tijela od lima. A onda smo se našli pred dilemom: obratiti se profesionalcima sa posebna oprema(CNC vodoabrazivni strojevi za rezanje, valjci za valjanje cijevi, specijalno zavarivanje) ili, naoružani najjednostavnijim alatima i najobičnijim aparatom za zavarivanje, proći težak put strojara početnika od početka do kraja. Nama je bila draža druga opcija.

Natrag u školu

Prvo što treba učiniti je nacrtati razvoj budućih dijelova. Da biste to učinili, morate se sjetiti školske geometrije i dosta sveučilišnog crteža. Izrada razvoja za cilindrične cijevi je jednostavna kao guljenje krušaka - to su pravokutnici, čija je jedna strana jednaka duljini cijevi, a druga promjeru pomnoženom s "pi". Proračun razvitka krnjeg stošca ili krnjeg valjka malo je složeniji zadatak, za koji smo morali pogledati u udžbenik crtanja.

Zavarivanje tankog lima je delikatan posao, pogotovo ako koristite ručno elektrolučno zavarivanje kao mi. Možda je zavarivanje nepotrošnom volfram elektrodom u argonskom okruženju prikladnije za ovaj zadatak, ali oprema za to je rijetka i zahtijeva posebne vještine.

Izbor metala vrlo je delikatno pitanje. S gledišta otpornosti na toplinu, nehrđajući čelik je najprikladniji za naše potrebe, ali prvi put je bolje koristiti crni niskougljični čelik: lakše ga je oblikovati i zavarivati. Minimalna debljina lima koja može izdržati temperaturu izgaranja goriva je 0,6 mm. Što je čelik tanji, to ga je lakše oblikovati i teže zavarivati. Odabrali smo lim debljine 1 mm i, čini se, bili smo u pravu.

Čak i ako vaš aparat za zavarivanje može raditi u plazma rezanju, nemojte ga koristiti za rezanje razvrtala: rubovi dijelova koji su obrađeni na ovaj način neće se dobro zavariti. Ručne škare za metal također nisu najbolji izbor, budući da savijaju rubove obratka. Idealan alat su električne škare, koje režu milimetarske listove kao sat.

Za savijanje lima u cijevi postoji poseban alat - valjci, odnosno savijanje lima. Pripada profesionalnoj proizvodnoj opremi i stoga je malo vjerojatno da će se naći u vašoj garaži. Škripac će vam pomoći da savijete pristojnu cijev.

Postupak zavarivanja milimetarskog metala sa strojem za zavarivanje pune veličine zahtijeva određeno iskustvo. Laganim držanjem elektrode na jednom mjestu lako je propaliti rupu u izratku. Prilikom zavarivanja, mjehurići zraka mogu ući u šav, koji će zatim iscuriti. Stoga ima smisla brusiti šav brusilicom na minimalnu debljinu tako da mjehurići ne ostanu unutar šava, već postanu vidljivi.

U narednim epizodama

Nažalost, nemoguće je opisati sve nijanse rada u jednom članku. Opće je prihvaćeno da ovi radovi zahtijevaju stručnu spremu, ali uz dužnu pažnju, svi su dostupni amateru. Mi, novinari, bili smo zainteresirani za svladavanje novih radnih specijalnosti, a za to smo čitali udžbenike, konzultirali se sa stručnjacima i griješili.

Svidjelo nam se tijelo koje smo zavarili. Lijepo ga je gledati, lijepo ga je držati u rukama. Stoga vam iskreno savjetujemo da se prihvatite takvog zadatka. U sljedećem broju časopisa reći ćemo vam kako napraviti sustav paljenja i pokrenuti pulsni mlazni motor bez ventila.

Preuzmite knjigu zip 3Mb

Sa sadržajem knjige možete se ukratko upoznati:

PRINCIP RADA MODELA ZRAKOPLOVICA PURPJET

PuVRD ima sljedeće glavne elemente: ulazni dio a - b (slika 1) (u daljnjem tekstu ćemo zvati ulazni dio glave /), koji završava rešetkom ventila koja se sastoji od diska 6 i ventila 7; komora za izgaranje 2, odjeljak c - d; mlaznica 3, presjek d - d\ ispušna cijev 4, presjek d - f.
Ulazni kanal glave / ima konfuzor a - b i difuzor b - c dionice. Na početku dijela difuzora postavljena je cijev za gorivo 8 s iglom za podešavanje 5.

Zrak prolazeći kroz dio konfuzora povećava svoju brzinu, zbog čega tlak u ovom području, prema Bernoullijevom zakonu, opada. Pod utjecajem sniženog tlaka iz cijevi 8 počinje usisavati gorivo, koje zatim struja zraka pokupi, razbije na manje čestice i ispari. Rezultirajuća rasplinjana smjesa, prolazeći kroz difuzorski dio glave, lagano se komprimira zbog smanjenja brzine kretanja i, u konačnom miješanom obliku, ulazi u komoru za izgaranje kroz ulazne otvore rešetke ventila.
U početku se smjesa goriva i zraka koja je ispunila volumen komore za izgaranje pali uz pomoć električne svjećice ili, u ekstremnim slučajevima, uz pomoć otvorenog izvora plamena koji se dovodi do ruba ispušne cijevi. , tj. na odjeljak c - e. Kada motor dođe u način rada, ponovno Smjesa goriva i zraka koja ulazi u komoru za izgaranje ne pali se iz vanjskog izvora, već iz vrućih plinova. Stoga je električna svjećica ili drugi izvor plamena potreban samo prilikom pokretanja motora.

Plinovi koji nastaju tijekom izgaranja smjese goriva i zraka naglo povećavaju tlak u komori za izgaranje, a pločasti ventili rešetke ventila se zatvaraju, a plinovi jure u otvoreni dio komore za izgaranje prema ispušnoj cijevi. U nekom trenutku tlak i temperatura plinova dosegnu maksimalnu vrijednost. Tijekom tog razdoblja brzina protoka plina iz mlazne mlaznice i potisak koji razvija motor također su maksimalni.
Pod utjecajem povećanog tlaka u komori za izgaranje, vrući plinovi se kreću u obliku plinskog "klipa", koji, prolazeći kroz mlaznicu, dobiva maksimalnu kinetičku energiju. Kako većina plinova napušta komoru za izgaranje, tlak u njoj
počinje padati. Plinski "klip", koji se kreće inercijom, stvara vakuum iza sebe. Ovaj vakuum počinje od rešetke ventila i, kako se glavnina plinova kreće prema izlazu, širi se cijelom dužinom radne cijevi motora, tj. do odjeljka e - e. Kao rezultat toga, pod utjecajem više visoki krvni tlak U difuzoru koji nije dio glave, otvaraju se pločasti ventili i komora za izgaranje se puni sljedećim dijelom smjese goriva i zraka.
S druge strane, vakuum koji se proširio do ruba ispušne cijevi dovodi do toga da brzina nekih plinova koji se kreću duž ispušne cijevi prema izlazu, pada na nulu, a zatim dobiva suprotnu vrijednost - plinovi pomiješani s usisanim zrakom počinju se kretati prema komori za izgaranje. Do tog vremena, komora za izgaranje je ispunjena sljedećim dijelom smjese goriva i zraka, a plinovi koji se kreću u suprotnom smjeru (tlačni val) ga malo pritišću i pale.

Dakle, u radnoj cijevi motora tijekom njegovog rada stupac plina oscilira: tijekom razdoblja visokog tlaka u komori za izgaranje plinovi se kreću prema izlazu, tijekom razdoblja niskog tlaka - prema komori za izgaranje. A što su oscilacije plinskog stupca u radnoj cijevi intenzivnije, što je vakuum u komori za izgaranje dublji, to će više smjese goriva i zraka ući u nju, što će zauzvrat dovesti do povećanja tlaka, a posljedično i do povećanje potiska koji razvija motor tijekom ciklusa.
Nakon što se zapali sljedeći dio gornje smjese zrak-zrak, ciklus se ponavlja. Na sl. 2 shematski prikazuje slijed rada motora u jednom ciklusu:
— punjenje komore za izgaranje svježom smjesom s otvorenim ventilima tijekom razdoblja pokretanja a;
- trenutak paljenja smjese b (plinovi nastali tijekom izgaranja se šire, tlak u komori za izgaranje raste, ventili se zatvaraju i plinovi jure kroz mlaznicu u ispušnu cijev);
— produkti izgaranja u svojoj masi u obliku plinskog "klipa" kreću se prema izlazu i iza sebe stvaraju vakuum, ventili se otvaraju i komora za izgaranje se puni svježom smjesom;
— svježa smjesa g nastavlja teći u komoru za izgaranje (glavni dio plinova — plinski „klip” — napustio je ispušnu cijev, a vakuum se proširio do ruba ispušne cijevi, kroz koji dio zaostali plinovi i čisti zrak iz atmosfere počinju se usisavati);
— punjenje komore za izgaranje svježom smjesom d završava (ventili se zatvaraju i stupac zaostalih plinova i zraka kreće se sa strane ispušne cijevi prema rešetki ventila, pritišćući smjesu);

— u komori za izgaranje smjesa e se zapali i izgori (plinovi jure kroz mlaznu mlaznicu u ispušnu cijev i ciklus se ponavlja).
Zbog činjenice da se tlak u komori za izgaranje mijenja od maksimalne vrijednosti, više od atmosferske, do minimalne, manje od atmosferske, brzina protoka plina iz motora također nije konstantna tijekom ciklusa. U trenutku najvećeg tlaka u komori za izgaranje najveća je i brzina istjecanja iz mlazne mlaznice. Zatim, kako većina plinova napušta motor, ispušna brzina pada na nulu i zatim se usmjerava prema rešetki ventila. Ovisno o promjeni brzine ispuha i mase plinova tijekom ciklusa, mijenja se i potisak motora.

Na sl. Slika 3 prikazuje prirodu promjene tlaka p i brzine protoka plina Ce po ciklusu in PuVRD s dugom ispušnom cijevi. Sa slike je vidljivo da se brzina protoka plina, uz određeni vremenski pomak, mijenja u skladu s promjenom tlaka i doseže svoj maksimum približno pri maksimalnoj vrijednosti tlaka. U razdoblju kada je tlak u radnoj cijevi ispod atmosferskog, ispušna brzina i potisak su negativni (presjek w), budući da se plinovi kreću kroz ispušnu cijev prema komori za izgaranje.

Kao rezultat činjenice da plinovi koji se kreću kroz ispušnu cijev stvaraju vakuum u komori za izgaranje, PuVRD može raditi na mjestu u nedostatku tlaka velike brzine.

ELEMENTARNA TEORIJA MODELA ZRAKOPLOVA PURPJET

Potisak motora

Razvijen potisak mlazni motor(uključujući pulsirajuće), određeno je drugim i trećim zakonom mehanike.
Potisak tijekom jednog ciklusa potiskivača varira od maksimalne (pozitivne) vrijednosti do minimalne (negativne) vrijednosti. Ova promjena potiska po ciklusu posljedica je principa rada motora, tj. činjenice da parametri plina — tlak, protok i temperatura — nisu konstantni tijekom ciklusa. Stoga, prelazeći na definiciju vučne sile, uvodimo koncept prosječne brzine protoka plina iz motora. Označimo tu brzinu kao Svsr (vidi sl. 3).
Definirajmo potisak motora kao reaktivnu silu koja odgovara očekivanoj prosječnoj brzini ispuha. Prema drugom zakonu mehanike, promjena količine gibanja bilo kojeg protoka plina, uključujući i motor, jednaka je impulsu sile, tj. u ovom slučaju vučnoj sili:
P* = tg - C,prosj. - taU, (1)
gdje je tg masa produkata izgaranja goriva;
mt je masa zraka koji ulazi u motor; S,sr - prosječna brzina produkata izgaranja;
V—brzina leta modela; P - vučna sila; I je vrijeme djelovanja sile. Formulu (1) možemo napisati i u drugom obliku, dijeleći desni i lijevi dio s I:
t.. gpp
, (2)
gdje je tg. sekunda i MB. sec - predstavljaju mase produkata izgaranja i zraka koji struje kroz motor u sekundi, te se stoga mogu izraziti u smislu odgovarajuće sekundarne težinske brzine protoka Cg. sek
II Ov. sekund, T.S.
_ ^g. sek _ "r. sek
. sec - ~~a " v- sec - ~~~a
Zamjenom u formulu (2) drugog masenog protoka, izraženog drugim težinskim protokom, dobivamo:
g-ssk v-ssk
*-*
g> -. p.sek
Uzimajući – iz zagrada, dobivamo izraz
. sek g. sek
. sek
Poznato je da je za potpuno izgaranje 1 kg goriva ugljikovodika (na primjer, benzina) potrebno približno 15 kg zraka. Ako sada pretpostavimo da smo spalili 1 kg benzina i da je za njegovo izgaranje potrebno 15 kg zraka, tada će težina produkata izgaranja 6G biti jednaka: SG = 0T + (gv = 1 kg goriva 4- 15 kg zraka = 16 kg produkata izgaranja, a omjer je ~ u težinskim jedinicama
U
izgledat će ovako:
vg (?t + (?v ] + 15
—^.” R
Omjer^-1 će imati istu vrijednost
v-sek
n g sek
Uzimajući omjer m^ - jednak jedinici, dobivamo jednostavniju i prilično točnu formulu za određivanje vučne sile:
I = ^ (C,er - V). (5)
Kada motor radi na mjestu, kada je V = O, dobivamo
P = ^ C "prosj.- (6)
Formule (5 i 6) mogu se napisati u detaljnijem obliku:
, (T)
gdje je St. c težina zraka koji struji kroz motor
u jednom ciklusu;
n je broj ciklusa u sekundi.
Analizirajući formule (7 i 8), možemo zaključiti da potisak potisnika ovisi o:
- o količini zraka koja prolazi kroz motor po ciklusu;
- o prosječnoj brzini protoka plina iz motora;
— od broja ciklusa u sekundi.
Što je veći broj ciklusa motora u sekundi i što više mješavine goriva i zraka prolazi kroz njega, to je veći potisak koji motor razvija.
Osnovni relativni (specifični) parametri
PuVRD
Performanse leta pulsirajući motori koji udišu zrak za modele zrakoplova Najprikladnije je uspoređivati ​​pomoću relativnih parametara.
Glavni relativni parametri motora su: specifični potisak, specifična potrošnja goriva, specifična težina i specifični čeoni potisak.
Specifični potisak Rud je omjer potiska P [kg] koji razvija motor i težine po sekundi protoka zraka kroz motor.

Zamjenom vrijednosti vučne sile P iz formule (5) u ovu formulu, dobivamo
1
Kada motor radi na mjestu, tj. pri V = 0, izraz za specifični potisak će imati vrlo jednostavan oblik:
p *sr
* ud - - .
UD^
Dakle, znajući Prosječna brzina istjecanja plina iz motora, lako možemo odrediti specifični potisak motora.
Specifična potrošnja C?sp goriva jednak je omjeru potrošnje goriva po satu i potiska koji razvija motor
bt G *g H G g 1 aUD — ~p~ " |_«/ac-^ [sat -g] *
gdje je 6 otkucaja specifična potrošnja goriva;
^ « g kg g ] 6T - satna potrošnja goriva - » - | .
Poznavanje sekundarne potrošnje goriva Čl. sek. pomoću formule možete odrediti potrošnju po satu
6t = 3600. Sg. sek.
Važna je specifična potrošnja goriva karakteristike izvedbe motora, pokazujući njegovu učinkovitost. Što je 6UL manji, to je veći domet i trajanje leta modela, pod istim uvjetima.
Specifična težina motora - "dp" jednaka je omjeru suhe težine motora i maksimalnog potiska koji razvija motor na mjestu:
„
Tdv
_^G«1GO
- r "["g] [g]"
gdje je 7dp specifična težina motora;
6DP - suha težina motora.
Za određenu količinu potiska, specifična težina motora određuje težinu pogonski sustav, što, kao što je poznato, uvelike utječe na parametre leta letećeg modela, a prije svega na njegovu brzinu, visinu i nosivost. Što je niža specifična težina motora za određeni potisak, što je savršeniji njegov dizajn, to veću težinu ovaj motor može podići u zrak.
Specifični frontalni potisak Y.™- je omjer potiska koji razvija motor i površine njegovog najvećeg presjeka
gdje je Rlob specifični frontalni potisak;
/""loo - najveća površina poprečnog presjeka motora.
Specifični frontalni potisak igra važnu ulogu u procjeni aerodinamičkih kvaliteta motora, posebno za modele koji lete velikim brzinama. Što je radar veći, to se manji udio potiska koji razvija motor u letu troši na svladavanje vlastitog otpora.
Mlazni motor, koji ima malu prednju površinu, prikladan je za ugradnju na leteće modele.
Relativni (specifični) parametri motora mijenjaju se s promjenom brzine i visine leta, budući da potisak koji razvija motor i ukupna potrošnja goriva ne zadržavaju svoju vrijednost. Stoga se relativni parametri obično odnose na stacionarni rad motora pri maksimalnom potisku na tlo.
Varijacija potiska potisnika ovisno o brzini
let
Potisak potisnika, ovisno o brzini leta, može varirati na različite načine i ovisi o načinu regulacije dovoda goriva u komoru za izgaranje. Promjena brzinske karakteristike motora ovisi i o zakonu po kojem se dovodi gorivo.
Na poznatim dizajnima letećih modela zrakoplova s ​​potisnicima, u pravilu, nema posebnih automatski uređaji opskrbljivati ​​gorivom komoru za izgaranje ovisno o brzini i visini leta te regulirati motore na zemlji za maksimalni potisak ili najstabilniji i superponirani način rada.
Na velikim letjelicama s PUBR motorom uvijek je ugrađen automatski dovod goriva koji, ovisno o brzini i visini leta, održava stalnu kvalitetu smjese goriva i zraka koja ulazi u komoru za izgaranje, a samim time održava stabilnu i najveću učinkovit način rada motora. U nastavku ćemo razmotriti karakteristike brzine motora u slučajevima kada je instaliran automatski dovod goriva i kada nije instaliran.
Za potpuno izgaranje goriva potrebna je strogo određena količina zraka. Za ugljikovodična goriva kao što su benzin i kerozin, omjer težine zraka potrebnog za potpuno izgaranje goriva i težine tog goriva je približno 15. Taj se omjer obično označava slovom /,. Stoga, znajući težinu goriva, možete odmah odrediti količinu teoretski potrebnog zraka:
6B = /^g. (13)
Sekundarni troškovi su u potpuno istom odnosu:
^ i. sek ==<^^г. сек- (103.)
Ali motor ne dobiva uvijek onoliko zraka koliko je potrebno za potpuno izgaranje goriva: može ga biti više ili manje. Omjer količine zraka koji ulazi u komoru za izgaranje motora i količine zraka teoretski potrebne za potpuno izgaranje goriva naziva se koeficijent viška zraka a.
(14) * = ^- (H a)

U slučaju kada u komoru za izgaranje ulazi više zraka nego što je teoretski potrebno za izgaranje 1 kg goriva, ali će ih biti više od jednog i smjesa se naziva siromašnom. Ako u komoru za izgaranje ulazi manje zraka nego što je teoretski potrebno, tada će a biti manje od jedinice i smjesa se naziva bogata.
Na sl. Slika 4 prikazuje prirodu promjene potiska potisnika ovisno o količini goriva ubrizganog u komoru za izgaranje. To znači da motor radi na tlu ili je brzina puhanja konstantna.
Grafikon pokazuje da se potisak, s povećanjem količine goriva koje ulazi u komoru za izgaranje, prvo povećava do određene granice, a zatim, dostigavši ​​maksimum, brzo pada.
Ovakva priroda krivulje posljedica je činjenice da kod vrlo siromašne smjese (lijeva grana), kada se nalazi oko komore za izgaranje
dovodi se malo goriva, intenzitet rada motora je slab i potisak motora je nizak. Povećanjem dotoka goriva u komoru za izgaranje, motor počinje raditi ravnomjernije i intenzivnije, a potisak se povećava. Pri određenoj količini ubrizganog goriva u komoru za izgaranje, odnosno pri određenoj kvaliteti smjese, potisak postiže najveću vrijednost.
S daljnjim obogaćivanjem smjese, proces izgaranja se prekida i potisak motora ponovno pada. Rad motora na desnoj strani karakteristike (desno od NN točke) prati nenormalno izgaranje smjese, uslijed čega je moguć spontani prekid rada. Dakle, PuVRD ima određeni raspon stabilnog rada u smislu kvalitete smjese, a taj raspon je ~ 0,75-1,05. Dakle, u praksi je PuVRD jednomodni motor, a njegov mod je odabran malo ulijevo od maksimalnog potiska (točka Rr) na način da jamči pouzdan i stabilan rad i s povećanjem i s smanjenjem potrošnje goriva.
Ako je krivulja / (vidi sl. 4) uzeta pri brzini jednakoj nuli na tlu, tada pri nekom stalnom protoku zraka ili pri nekoj konstantnoj brzini leta, također na tlu, krivulja promjene potiska, ovisno o količini goriva koji ulazi u komoru za izgaranje pomaknut će se udesno i prema gore, jer s povećanjem protoka zraka povećava se i potrošnja goriva, a time će se povećati i maksimalni potisak - krivulja //.
Na sl. Na slici 5 prikazana je promjena potiska mlaznog motora s automatskim dovodom goriva ovisno o brzini leta. Ova priroda promjene potiska posljedica je činjenice da se s povećanjem brzine leta težina protoka zraka kroz motor povećava zbog tlaka velike brzine, dok automatski dovod goriva počinje povećavati količinu goriva ubrizganog u komoru za izgaranje ili u difuzorski dio glave, i na taj način održava konstantnu kvalitetu goriva -smjesa zraka i normalno-
Riža. 5. Promjena potiska mlaznog motora s automatskim dovodom goriva ovisno o brzini leta
sada proces sagorijevanja.
Kao rezultat toga, s povećanjem brzine leta, potisak potisnika
s automatskim dovodom goriva počinje se povećavati i doseže
njegov maksimum pri određenoj brzini
let.
S daljnjim povećanjem brzine leta, potisak motora počinje padati zbog promjene faze otvaranja i zatvaranja ulaznih ventila zbog djelovanja tlaka velike brzine i snažnog usisavanja plinova iz ispušne cijevi, kao rezultat od kojih im je reverzna struja prema ložištu oslabljena. Ciklusi postaju slabog intenziteta, a pri brzini leta od 700-750 km/h motor može prijeći na kontinuirano izgaranje smjese bez izražene cikličnosti. Iz istog razloga dolazi do smanjenja maksimalnog potiska na /// krivulji (vidi sl. 4). Posljedično, s povećanjem brzine leta, potrebno je regulirati dovod goriva u komoru za izgaranje na način da se održi konstantna kvaliteta smjese. Pod tim se uvjetom potisak potisnika u određenom rasponu brzina leta neznatno mijenja.

Uspoređujući karakteristike potiska modela zrakoplova PuRJP i klipnog motora s propelerom fiksnog koraka (vidi sliku 5), možemo reći da potisak PuRJP ostaje praktički konstantan u značajnom rasponu brzina; potisak klipnog motora s propelerom fiksnog koraka odmah počinje padati s povećanjem brzine leta. Točke sjecišta krivulja raspoloživog potiska potisnika i klipnog motora s krivuljom potrebnog potiska za odgovarajuće modele jednakih aerodinamičkih kvaliteta određuju maksimalne brzine leta koje ti modeli mogu razviti u horizontalnom letu. Model s PURD-om može postići znatno veće brzine od modela s klipnim motorom. To određuje prednost PuVRD-a.
Zapravo, na modelima s PURD-om, čija je težina letenja strogo ograničena sportskim standardima, u pravilu nije instalirana automatska opskrba gorivom, jer trenutno nema automatskih dovodnika goriva koji su jednostavni u dizajnu, pouzdani u radu i što je najvažnije, male veličine i težine. Stoga se koriste najjednostavniji sustavi goriva kod kojih gorivo ulazi u difuzorski dio glave zbog vakuuma koji se stvara u njemu tijekom prolaska zraka ili se dovodi pod tlakom oduzetim iz komore za izgaranje i usmjerava u spremnik goriva, ili pomoću uređaja za pumpanje. Nijedan od korištenih sustava goriva ne održava konstantnu kvalitetu smjese goriva i zraka pri promjeni brzine i visine leta. U 7. poglavlju, kada se razmatraju sustavi goriva, naveden je utjecaj svakog od njih na prirodu promjene potiska ramjetnog motora ovisno o brzini leta; Tamo se također daju relevantne preporuke.

Određivanje glavnih parametara potisnika

Usporedi impulsni mlazni motori za modele zrakoplova motori su međusobno povezani i najprikladnije je prepoznati prednosti jednog nad drugim pomoću određenih parametara, za određivanje kojih morate znati osnovne podatke o motoru: potisak P, potrošnja goriva Cr i potrošnja zraka C0. U pravilu se glavni parametri potisnika određuju eksperimentalno, pomoću jednostavne opreme.
Ispitajmo sada metode i uređaje kojima se ti parametri mogu odrediti.
Definicija vuče. Na sl. Slika 6 prikazuje shematski dijagram ispitnog stola za određivanje potiska malog PURE.
Na kutiji od 8 m šperploče pričvršćena su dva metalna stalka koji na vrhu završavaju poluprstenovima. Dno stezaljke za pričvršćivanje motora je pričvršćeno na ove poluprstenove: jedan od njih nalazi se na prijelazu komore za izgaranje u mlaznicu, a drugi je na ispušnoj cijevi. Donji dijelovi

podupirači su kruto pričvršćeni zakovicama na čelične osovine; oštri krajevi osovina odgovaraju odgovarajućim stožastim udubljenjima u steznim vijcima. Stezni vijci su uvrnuti u fiksne čelične nosače montirane na vrhu kutije. Dakle, kada se nosači okreću oko svojih osi, motor zadržava vodoravni položaj. Na A-stup je pričvršćen jedan kraj zavojne opruge, čiji je drugi kraj povezan sa šarkom na kutiji. Stražnji stup ima pokazivač koji se pomiče duž skale.
Ljestvica se može kalibrirati pomoću dinamometra, zakačivši je na omču za uže vezanu za cijev za gorivo u difuzoru. Dinamometar treba biti smješten duž osi motora.
Prilikom pokretanja motora, prednji stup drži poseban graničnik, a samo kada je potrebno izmjeriti trakciju, graničnik se uklanja.
1
!
H
~P/77 .../77
Riža. 7. Električna shema za pokretanje
PuVRD:
B - prekidač s tipkama; Tr - silazni transformator;
K\ i L "a - stezaljke; C - jezgra; II", - primarni namot; №g - sekundarni namot; C\ - kondenzator; P - prekidač; itd -
Proljeće; P - iskrište (električna svjećica); t - masa
Unutar kutije nalazi se spremnik zraka zapremine cca 4 litre, startna zavojnica i transformator za pokretanje motora. Električna struja se dovodi iz mreže u transformator, koji smanjuje napon na 24 0, a iz transformatora u zavojnicu za pokretanje. Visokonaponski vodič iz zavojnice za pokretanje spojen je kroz gornji donji dio kutije na električnu svjećicu motora. Dijagram električnog kruga paljenja prikazan je na sl. 7. Kod uporabe punjivih baterija napona 12-24 V, transformator se isključuje, a baterije se spajaju na stezaljke ^1 i K%.
Jednostavnija shema stroja za mjerenje potiska potiskivača prikazana je na sl. 8. Stroj se sastoji od postolja (daske s dva željezna ili duraluminijska kuta), kolica s pričvrsnim stezaljkama za motor, dinamometra i spremnika za gorivo. Postolje sa spremnikom goriva pomaknuto je od osi motora na takav način da ne ometa kretanje motora tijekom rada. Kotači kolica imaju utore za vođenje dubine 3 - 3,5 mm i širine 1 mm veće od širine kutnog rebra.

Nakon pokretanja motora i uspostavljanja njegovog načina rada, petlja za zaključavanje se uklanja s kuke kolica i potisak se mjeri pomoću dinamometra.
Riža. 8. Shema stroja za određivanje potiska potisnika:
1 - motor; 2 — spremnik goriva; 3 - postolje; 4 - kolica; 5 — dinamometar; b — petlja za zaključavanje; 7—daska; 6" — uglovi
Određivanje potrošnje goriva. Na sl. Slika 9 prikazuje dijagram spremnika goriva, pomoću kojeg možete lako odrediti potrošnju goriva. Na ovaj spremnik pričvršćena je staklena cijev koja ima dvije oznake između kojih
-2
Riža. 9 Dijagram spremnika za određivanje potrošnje goriva:
/ - Spremnik za gorivo; 2 — grlo za punjenje; 3 - staklena cijev s kontrolnim oznakama a i b; 4 — gumene cijevi; 5** cijev za gorivo
Zapremina spremnika je precizno izmjerena. Prije određivanja potrošnje goriva motora, potrebno je da razina goriva u spremniku bude malo iznad gornje oznake. Prije pokretanja motora, spremnik za gorivo mora biti postavljen na tronožac u strogo okomitom položaju. Čim razina goriva u spremniku dosegne gornju oznaku, trebate uključiti štopericu, a zatim, kada se razina goriva približi donjoj oznaci, isključite je. Znajući volumen spremnika između oznaka V, specifičnu težinu goriva 7t i vrijeme rada motora ^, lako možete odrediti potrošnju goriva druge težine:
*T. sek
(15)
Riža. 10. Instalacijski dijagram za određivanje protoka zraka
motor:
/ — model zrakoplova PuVRD; 2 — izlazna cijev; 3 - prijemnik; 4—ulazna cijev; 5 — cijev za mjerenje ukupnog tlaka; 6 — cijev za mjerenje statičkog tlaka; 7 - mikromanometar; 8 - guma
cijevi
Za točnije određivanje potrošnje goriva, preporuča se napraviti spremnik za gorivo promjera ne većeg od 50 mm, a razmak između oznaka je najmanje 30-40 mm.
Određivanje protoka zraka. Na sl. Slika 10 prikazuje instalacijski dijagram za određivanje protoka zraka. Sastoji se od prijemnika (tanka) zapremine najmanje 0,4 l3, ulazne cijevi, izlazne cijevi i alkoholnog mikromanometra. Prijemnik u ovoj instalaciji je neophodan kako bi se ublažile fluktuacije u protoku zraka uzrokovane učestalošću usisavanja smjese u komoru za izgaranje, te kako bi se stvorio jednolik protok zraka u cilindričnoj ulaznoj cijevi. U ulaznu cijev promjera 20-25 mm i duljine ne manje od 15 i ne više od 20 promjera, cijevi promjera 1,5-2,0 mm ugrađuju se otprilike u dno: jedna s otvorenim dijelom usmjeren je strogo protiv protoka i dizajniran je za mjerenje ukupnog tlaka, drugi je zalemljen u ravnini s unutarnjom stijenkom ulazne cijevi za mjerenje statičkog tlaka. Izlazni krajevi cijevi spojeni su na cijevi mikromanometra. koji će pri prolasku zraka kroz usisnu cijev pokazati tlak brzine.
Zbog malih padova tlaka u ulaznoj cijevi alkoholni mikromanometar nije postavljen okomito, već pod kutom od 30 ili 45°.
Poželjno je da izlazna cijev koja dovodi zrak u motor koji se ispituje ima gumeni vrh za brtvljenje spoja glave motora s rubom izlazne cijevi.
Za mjerenje protoka zraka, motor se pokreće, dovodi u stabilan način rada i postupno se ulazni dio glave dovodi do izlazne cijevi prijemnika i čvrsto pritisne na nju. Nakon što se mikromanometrom izmjeri pad tlaka N[m], motor se uklanja iz izlazne cijevi prijemnika i zaustavlja. Zatim, pomoću formule:
".-"/"[=].
gdje je UP brzina zraka u usisnoj cijevi ^]1<р = 0,97 ч- 0, 98 — коэффициент микроманометра;
DR - izmjereni dinamički tlak ||;
S L! -ja
\kg-sek?)
rv — gustoća zraka [^4];
Odredimo brzinu protoka zraka Va u ulaznoj cijevi. Dinamički tlak AR nalazimo iz sljedećeg izraza:
7s/15sha, (17)
|/sgt
gdje je Chs specifična težina alkohola -, ;
Ja i "^
N - pad tlaka prema mikromanometru [m]\
a je kut nagiba mikromanometra. Poznavajući brzinu protoka zraka Va [m/sek] u ulaznoj cijevi i površinu njegovog presjeka Ra [m2], određujemo drugi težinski protok zraka.G, = 0,465 ^ , , (19)
gdje je P očitanje barometra, [mm rg. Umjetnost.]; T—apsolutna temperatura, °K.
T = 273° + I °S, gdje je I °S vanjska temperatura zraka.

Tako smo odredili sve glavne parametre motora - potisak, sekundnu potrošnju goriva, sekundnu potrošnju zraka - i znamo njegovu suhu težinu i čeonu površinu; Sada možemo lako pronaći glavne specifične parametre: Ruya, Court, ^ud. Ljubav
Osim toga, poznavajući osnovne parametre motora, moguće je odrediti prosječnu brzinu protoka plina iz ispušne cijevi i kvalitetu smjese koja ulazi u komoru za izgaranje.
Tako, na primjer, kada motor radi na tlu, formula za određivanje potiska ima oblik:
r__ u. sek r. ..
~~~G~ SR"
Određivanjem C, cf iz ove formule dobivamo:
P Ses — ^------^, [m/s].
^v. sek
Kvalitetu smjese a nalazimo iz formule 14:

Sve veličine u izrazu za a su poznate.
Određivanje tlaka u komori za izgaranje i frekvencije ciklusa. U procesu eksperimentiranja, kako bi se identificirali najbolji dizajni motora, često se određuju maksimalni tlak i maksimalni vakuum u komori za izgaranje, kao i učestalost ciklusa.

Frekvencija ciklusa se određuje pomoću rezonantnog frekvencijskog mjerača ili pomoću osciloskopa s petljom s piezoquartz senzorom, koji se postavlja na stijenku komore za izgaranje ili postavlja na rub ispušne cijevi.
Oscilogrami snimljeni tijekom mjerenja frekvencije dvaju različitih motora prikazani su na sl. 11. U ovom slučaju, piezoquartz senzor bio je spojen na rub ispušne cijevi. Uniformne krivulje iste visine / predstavljaju odbrojavanje vremena. Udaljenost između susjednih vrhova odgovara 1/30 sec. Srednje krivulje 2 pokazuju fluktuacije u protoku plina. Osciloskop je bilježio ne samo glavne cikluse - bljeskove u komori za izgaranje (to su krivulje s najvećom amplitudom), već i druge manje aktivne oscilacije koje se odvijaju tijekom izgaranja smjese i njenog izbacivanja iz motora.

Maksimalni tlak i maksimalni vakuum u komori za izgaranje mogu se odrediti s približnom točnošću pomoću živinih piezometara i dva jednostavna senzora (slika 12), a senzori su iste izvedbe. Jedina razlika je njihova ugradnja na komoru za izgaranje; jedan senzor je instaliran za ispuštanje plina iz komore za izgaranje, drugi za puštanje u nju. Prvi senzor je spojen na piezometar koji mjeri maksimalni tlak, drugi na piezometar koji mjeri vakuum.
Riža. 12. Shema uređaja za određivanje
maksimalni i minimalni tlak u
komora za izgaranje motora:
/. 2 - senzori i senzori u komori za izgaranje; 3. 4 — živini pijezometri 5 — kućište senzora tlaka; b1—ventil (čelična ploča debljine 0,05–0,00 mm)
Po tlaku i vakuumu u komori za izgaranje i učestalosti ciklusa može se suditi o intenzitetu ciklusa, opterećenju stijenki komore za izgaranje i cijele cijevi, kao i pločastih ventila rešetke. Trenutno, u najboljim modelima PuVRD, maksimalni tlak u komori za izgaranje doseže 1,45-1,65 kg/cm2, minimalni tlak (vakuum) je do 0,8-0,70 kg]"cm2, a frekvencija je do 250 i više. ciklusa u sekundi.
Poznavajući osnovne parametre motora i znajući ih odrediti, eksperimentalni zrakoplovni modelari moći će uspoređivati ​​motore, i što je najvažnije, raditi na boljim primjercima PURD-a.

DIZAJNI ELEMENATA MODELA AVIONA PuRJET

Na temelju predviđene namjene modela odabire se (ili projektira) odgovarajući motor.
Dakle, za modele slobodnog leta, u kojima težina leta može doseći 5 kg, motori su izrađeni sa značajnom marginom sigurnosti i s relativno niskom frekvencijom ciklusa, što pomaže produžiti vijek trajanja ventila, a također ugrađuju plamen zaustavne mreže iza ventila koje, iako smanjuju maksimalnu moguću propuhnost, štite ventile od izloženosti visokim temperaturama i time dodatno produljuju njihov vijek trajanja.
Ostali zahtjevi odnose se na motore ugrađene na modele s kabelom velike brzine, čija težina leta ne smije prelaziti 1 kg. Od njih se očekuje maksimalni mogući potisak, minimalna težina i zajamčeno razdoblje neprekidnog rada od 3-5 minuta, odnosno tijekom vremena potrebnog za pripremu za let i prolazak baze testnih kilometara.
Težina motora za modele s kabelom ne bi smjela prelaziti 400 g, budući da ugradnja motora veće težine otežava izradu modela s potrebnom čvrstoćom i aerodinamičkom kvalitetom, kao i s potrebnom opskrbom gorivom. Motori kabelskih modela u pravilu imaju pojednostavljene vanjske konture, dobru aerodinamičku kvalitetu unutarnjeg protočnog dijela i veliko područje protoka rešetki ventila.
Dakle, dizajn potisnika, potisak koji razvijaju i potrebno vrijeme rada određeni su uglavnom tipom modela na koje su ugrađeni. Opći zahtjevi za potisnike su sljedeći: jednostavnost i mala težina dizajna, radna pouzdanost i jednostavnost korištenja, najveći mogući potisak za dane dimenzije, što duže trajanje neprekidnog rada.

Sada pogledajmo nacrte pojedinih elemenata pulsirajućih motora za disanje zraka.
Ulazni uređaji (glave)
Ulazni uređaj PuVRD-a dizajniran je da osigura pravilan dovod zraka u rešetku ventila, pretvarajući tlak velike brzine u statički tlak (kompresija velike brzine) i pripremajući smjesu goriva i zraka koja ulazi u komoru za izgaranje motora. Ovisno o načinu dovoda goriva u ulazni kanal glave - bilo zbog vakuuma ili pod pritiskom - njegov će put protoka imati različit
Riža. 13. Oblik protočnog dijela glava s dovodom
gorivo: a - zbog razrjeđivanja; b - pod pritiskom
profil. U prvom slučaju, unutarnji kanal ima dijelove konfuzora i difuzora, a zajedno s cijevi za dovod goriva i iglom za podešavanje predstavlja jednostavan rasplinjač (slika 13, a). U drugom slučaju, glava ima samo dio difuzora i cijev za gorivo s kontrolnim vijkom (slika 13.6).
Dovod goriva u difuzorski dio glave strukturno je jednostavan i u potpunosti osigurava kvalitetnu pripremu mješavine goriva i zraka koja ulazi u komoru za izgaranje. To se postiže činjenicom da protok u ulaznom kanalu nije ravnomjeran, već fluktuira u skladu s radom ventila. Kada su ventili zatvoreni brzina strujanja zraka je 0, a kada su ventili potpuno otvoreni brzina strujanja zraka je maksimalna. Oscilacije brzine potiču miješanje goriva i zraka. Zatim se smjesa goriva i zraka koja ulazi u komoru za izgaranje zapali zaostalim plinovima, tlak u radnoj cijevi raste, a ventili se zatvaraju pod utjecajem vlastitih elastičnih sila i pod utjecajem povećanog tlaka u komori za izgaranje.
Ovdje su moguća dva slučaja. Prvi je kada u trenutku zatvaranja ventila plinovi ne ulaze u ulazni kanal i na smjesu goriva i zraka utječu samo ventili koji zaustavljaju njeno kretanje i čak kao da je bacaju prema ulazu u Glava. Drugi je kada, u trenutku kada su ventili zatvoreni, na mješavinu goriva i zraka utječu ne samo ventili, već i smjesa koja je već ušla u komoru za izgaranje, ali se još nije zapalila, prolazeći kroz ventila zbog njihove nedovoljne krutosti ili prevelikog otklona. U tom slučaju, smjesa će biti izbačena prema ulazu u glavu puno većom količinom.
Izbacivanje smjese s diska ploče ventila prema ulazu može se lako uočiti kod glava s kratkim unutarnjim kanalom (duljina kanala je približno jednaka promjeru glave). Ispred ulaznog otvora u glavi, dok motor radi, uvijek će biti "jastuk" gorivo-zrak otprilike kao što je prikazano na sl. 13.6. Ova pojava se može tolerirati ako je "jastuk" male veličine, a motor na zemlji radi postojano, jer u zraku, s povećanjem brzine leta, raste pritisak brzine i "jastuk" nestaje.

Ako vrući plinovi, umjesto mješavine goriva i zraka, dođu u ulazni dio glave iz komore za izgaranje, tada se smjesa u dijelu difuzora može zapaliti i motor će se zaustaviti. Stoga je potrebno prestati s pokušajima pokretanja i uklanjanja kvara na rešetki ventila, o čemu će biti riječi u sljedećem odjeljku. Za stabilan i učinkovit rad motora, duljina ulaznog kanala glave trebala bi biti jednaka 1,0-1,5 vanjskih promjera ventila, a omjer duljina dijelova konfuzora i difuzora trebao bi biti približno 1: 3.
Profil unutarnjeg kanala i vanjske konture glave moraju biti glatki kako ne bi došlo do odvajanja mlaza od dimnjaka kada motor radi i na mjestu i u letu. Na sl. 13, prikazana je glava, čiji profil u potpunosti zadovoljava kretanje toka. Ima fleksibilan oblik i neće biti odvajanja toka od zidova. Pogledajmo nekoliko tipičnih dizajna glave PuVRD.
Na sl. 14 prikazuje glavu koja ima prilično dobru aerodinamičku kvalitetu. Formiranje konfuzora*
Glavni i difuzorski dio, kao i vodeći rub oplate, kao što se može vidjeti na slici, glatko se spajaju.
Tehnologija izrade pojedinih elemenata ove glave opisana je u poglavlju 5. Prednosti konstrukcije glave uključuju malu težinu, mogućnost brze zamjene rešetke ventila i postavljanje mlaznice u središte ulaznog kanala, što promiče simetrično strujanje zraka.
Kvaliteta smjese regulirana je odabirom promjera otvora mlaznice. Možete koristiti mlaznicu s rupom većom od nominalne, a pri podešavanju smanjiti njezino područje protoka umetanjem pojedinačnih vena promjera 0,15-0,25 mm iz električne žice. Vanjski krajevi žila se savijaju na vanjsku stranu mlaznice (slika 15), nakon čega se na nju stavlja vinilkloridna ili gumena cijev. Moguće je podesiti dovod goriva pomoću malog domaćeg vijčanog ventila.
Glava jednog od domaćih RAM-2 motora, masovno proizvedenih, prikazana je na sl. 16. Tijelo ove glave ima unutarnji kanal, točku pričvršćivanja mlaznice, rešetku ventila, navoj za pričvršćivanje na komoru za izgaranje i sjedište za oblogu.

Mlaznica je opremljena udubljenjem za iglu za regulaciju kvalitete smjese.
Nedostaci uključuju lošu aerodinamičnost protočnog dijela, što smanjuje potisak motora - oštar prijelaz protoka iz aksijalnog smjera u ulazne kanale ventilskog niza i prisutnost samih kanala (odjeljak b - d), koji povećavaju otpor i pogoršati visokokvalitetno homogeno miješanje goriva sa zrakom.
Dizajn glave prikazan na Sl. 17, posebno pričvršćivanje s komorom za izgaranje motora. Za razliku od navojnih spojnica, ovdje se koristi stezaljka u obliku korita, izrađena na posebnom trnu presovanjem. Na prednjem rubu komore za izgaranje izrađen je poseban profilirani prsten. Rešetka ventila, umetnuta unutar komore za izgaranje, naslanja se na izbočinu ovog ramena. Zatim se umetne kućište ulaznog uređaja, koje također ima profilirani prsten, a tri komponente - kućište glave, rešetka ventila i komora za izgaranje - čvrsto se stegnu zajedno pomoću stezaljke 7 s vijkom 8. Pričvršćivanje općenito je lagan i pouzdan u radu.
Prostor između ulazne školjke i oplate često se koristi kao spremnik za spremnik goriva. U tim slučajevima, u pravilu, duljina ulaznog kanala se povećava kako bi se mogla prilagoditi potrebna opskrba gorivom. Na sl. 18 i 19 prikazuju takve glave. Prvi od njih dobro se slaže s komorom za izgaranje; gorivo u njemu je pouzdano izolirano od vrućih dijelova; pričvršćena je na tijelo difuzora vijcima 4. Druga glava, prikazana na sl. 19, razlikuje se po originalnosti pričvršćivanja na komoru za izgaranje. Kao što se može vidjeti na slici, glava 4 - profilirani spremnik, lemljen od kositra ili folije, ima posebno prstenasto udubljenje za fiksiranje svog položaja na ramenu rešetke ventila. Sama rešetka ventila 5 je uvijena u komoru za izgaranje.

Glava-spremnik je spojena na rešetku ventila i komoru za izgaranje pomoću opruga 3, zatežući uši 2. Veza nije kruta, ali to u ovom slučaju nije potrebno, budući da glava nije organ snage; nije potrebno niti posebno brtvljenje
Riža. 16. Glava motora RAM-2:
/ - unutarnji kanal; 2 — oplata; 3—mlaznica; 4 — adapter; 5 - vijak s iglom; b - ulazni kanal rešetke ventila; 7 - okov za
priključci cijevi za gorivo
između kuke i rešetke ventila. Stoga je ovaj nosač u kombinaciji s dizajnom rešetke ventila i komore za izgaranje potpuno opravdan. Autor dizajna ove glave je V. Danilenko (Leningrad).
Glava prikazana na Sl. 20, dizajniran za motore s potiskom do 3 kg ili više. Njegova značajka dizajna je način pričvršćivanja na komoru za izgaranje, prisutnost rashladnih peraja i sustava za dovod goriva. Za razliku od prethodnih metoda, ova glava je pričvršćena na komoru za izgaranje pomoću zateznih vijaka. Komora za izgaranje opremljena je sa šest ušica 7 s unutarnjim navojem M3 u koje su uvijeni spojni vijci 5, dok posebne obloge 4 hvataju pogonski prsten difuzora i pritišću ga uz komoru za izgaranje. Pričvršćivanje, iako je radno intenzivno za proizvodnju, preporučljivo je koristiti za velike dimenzije motora (u ovom slučaju, promjer komore za izgaranje je 100 mm).
8
1
Riža. 19. Glava pričvršćena na komoru za izgaranje sa
opruge:
/ - komora za izgaranje; 2 - uši; 5—opruga; 4— glava; 5 — rešetka ventila; b — prirubnica rešetke ventila; 7 — grlo za punjenje; th-drenažna cijev
Tijekom rada motor ima visok toplinski režim, a za zaštitu oplate, izrađene od balze ili pjene, i sustava goriva od izlaganja visokim temperaturama, na vanjskom dijelu difuzora nalaze se četiri rebra za hlađenje.
Opskrba gorivom vrši se pomoću dvije mlaznice - glavne 11 s nepodesivom rupom i pomoćne 12 s iglom 13 za fino podešavanje.

Dizajn rešetke ventila

Jedini pokretni dijelovi motora su ventili koji zaobilaze smjesu goriva i zraka u jednom smjeru – u komoru za izgaranje. Odabirom debljine i oblika ventila, kvalitetom izrade i njihovim podešavanjem ovisi potisak motora, kao i stabilnost i trajanje njegovog neprekidnog rada. Već smo rekli da motori ugrađeni na modele s kabelom zahtijevaju maksimalan potisak uz malu težinu, a motori ugrađeni na modele za slobodno letenje zahtijevaju najduže trajanje neprekidnog rada. Stoga su rešetke ventila ugrađene na ove motore također strukturno različite.
Ukratko razmotrimo rad rešetke ventila. Da bismo to učinili, uzmimo takozvanu rešetku disk ventila (slika 21), koja je najraširenija, posebno na motorima za modele s kabelom. Iz bilo koje rešetke ventila, uključujući i diskastu, postiže se maksimalno moguće područje protoka i dobar aerodinamički oblik. Na slici je vidljivo da je većina površine diska iskorištena za ulazne prozore, odvojene skakačima, na čijim rubovima leže ventili. Praksa je pokazala da je minimalno prihvatljivo preklapanje ulaznih otvora prikazano na sl. 22; smanjenje kontaktne površine ventila dovodi do uništavanja rubova diska - do njihovog udubljenja i zaokruživanja od strane ventila. Diskovi su u pravilu izrađeni od duraluminija D-16T ili V-95 debljine 2,5-3,5 mm ili od čelika debljine 1,0-1,5 mm. Ulazni rubovi su zaobljeni i polirani. Posebna se pozornost posvećuje točnosti i čistoći strojne obrade kontaktne ravnine ventila. Potrebna čvrstoća prianjanja ventila na ravninu diska postiže se tek nakon kratkog uhodavanja motora, kada svaki ventil "razvije" svoje sjedište.
U trenutku izgaranja smjese i povećanja tlaka u komori za izgaranje, ventili su zatvoreni. Čvrsto prianjaju na disk i ne dopuštaju ulazak plinova u difuzor glave. Kada glavnina plinova nahrupi u ispušnu cijev i iza rešetke ventila (sa strane komore za izgaranje) nastane vakuum, ventili će se početi otvarati, dok se opiru ulasku svježe mješavine goriva i zraka i time stvaraju određenu dubina vakuuma u komori za izgaranje, koja će se naknadno u trenutku proširiti do ruba ispušne cijevi. Otpor koji stvaraju ventili ovisi
uglavnom od njihove krutosti, koja bi trebala biti takva da se postigne maksimalna opskrba smjesom goriva i zraka i pravovremeno zatvaranje ulaznih otvora u trenutku izbijanja. Odabir krutosti ventila koji bi zadovoljio zadane zahtjeve jedan je od glavnih i radno intenzivnih procesa u projektiranju i razvoju motora.
Pretpostavimo da smo odabrali ventile od vrlo tankog čelika i da njihov otklon nije ni na koji način ograničen. Zatim, u trenutku kada smjesa uđe u komoru za izgaranje, oni će odstupati za neku najveću moguću vrijednost (slika 23, a), a možemo s potpunim povjerenjem reći da će odstupanje svakog ventila imati različitu vrijednost, budući da je vrlo ih je teško napraviti potpuno iste širine, a mogu se razlikovati i po debljini. To će dovesti do njihovog neistovremenog zatvaranja.

Ali glavno je sljedeće. Na kraju procesa punjenja u komori za izgaranje dolazi trenutak kada tlak u njoj postaje nešto manji ili jednak tlaku u difuzoru. U tom trenutku ventili moraju, uglavnom pod utjecajem vlastitih elastičnih sila,
Marque izgaranje
Riža. 23. Otklon ventila bez ograničenja
podloške
imati vremena za zatvaranje ulaznih otvora tako da nakon paljenja smjese goriva i zraka plinovi ne mogu prodrijeti u glavni difuzor. Ventili niske krutosti, s velikim odstupanjem, neće moći na vrijeme zatvoriti ulazne rupe i plinovi će prodrijeti u difuzor glave (Sl. 23.6), što će dovesti do pada potiska ili izbijanje smjese u difuzor i gašenje motora. Osim toga, tanki ventili, kada su odstupili za veliki iznos, doživljavaju velika dinamička i toplinska opterećenja i brzo otkazuju.
Ako uzmemo ventile povećane krutosti, tada će fenomen biti suprotan - ventili će se otvoriti kasnije i zatvoriti ranije, što će dovesti do smanjenja količine smjese koja ulazi u komoru za izgaranje i oštrog smanjenja potiska. Stoga, kako bi se postiglo najbrže moguće otvaranje ventila prilikom punjenja komore za izgaranje smjesom i njihovo pravovremeno zatvaranje tijekom izbijanja, pribjegavaju se umjetnoj promjeni linije savijanja ventila ugradnjom restriktivnih podloški ili opruga.

Kao što je praksa pokazala, za različite snage motora debljina ventila je 0,06-0,25 mm. Za ventile se također koriste ugljični čelici U7, U8, U9, U10 i legirani hladno valjani čelici EI395, EI415, EI437B, EI598, EI 100, EI442.Ograničivači progiba ventila obično se izrađuju ili za punu dužinu ventila ili za kraća, posebno odabrana.
Na sl. 24 prikazuje rešetku ventila sa restriktivnom podloškom / izrađenom po cijeloj dužini ventila. Njegova glavna svrha je dati ventilima najpovoljniji profil savijanja, pri kojem propuštaju najveću moguću količinu mješavine goriva i zraka u komoru za izgaranje i pravovremeno zatvaraju ulazne otvore. U praksi, od
tehnološka razmatranja - Slika" 24 - Rešetka ventila. „ - g s restriktivnom podloškom na
nii, profil podloška ide cijelom dužinom ventila:
PROĐITE UZDUŽ radijusa OVOM /-ograničavajućom podloškom; 2-, RAČUNAJUĆI DA SU KRAJEVI CLZ-ventila; 3 - tijelo roštilja
ploče odmaknute od kontaktne ravnine za 6-10 mm. Početak radijusa profila mora se uzeti od početka ulaznih prozora. Nedostaci ovog podloška: ne dopušta korištenje potpuno elastičnih svojstava ventila, stvara značajan otpor i ima relativno veliku težinu.
Najviše se koriste graničnici otklona ventila izrađeni ne za cijelu duljinu ventila, već za eksperimentalno odabranu. Pod utjecajem sila tlaka sa strane difuzora i vakuuma sa strane komore, ventil se skreće za određenu količinu: bez graničnika otklona - maksimalno moguće (slika 25, a); s graničnikom otklona koji ima promjer A prema drugome (slika 25.6). Najprije će ventil odstupiti duž profila podloške do promjera c?b, a zatim za neki iznos koji nije ograničen podloškom. U trenutku zatvaranja, krajnji dio ventila, u početku, kao da se odguruje od ruba podložaka elastičnošću koju ventil ima na promjeru L\%, dobiva određenu brzinu kretanja prema sjedištu, mnogo veću. nego u nedostatku perilice.

Povećamo li sada promjer podloška na promjer d.^, a visinu podloška /11 ostavimo nepromijenjenom, tada će elastičnost ventila na promjeru c12 biti veća nego na promjeru d\\ budući da je površina njegovog presjeka veća. povećan, a područje kraja ventila na kojem se primjenjuje pritisak na strani difuzora se smanjilo, krajnji dio će odstupiti za manji iznos 62 (slika 25, c). Sposobnost "odbojnosti" ventila će se smanjiti, a brzina zatvaranja također će se smanjiti. Posljedično, potreban učinak graničnog pranja je smanjen.
Riža. 25. Utjecaj granične pločice na otklon ventila:
/—disk ventil rešetke; 2 - ventil: 3 - granična podloška; 4 -
stezna podloška
Stoga možemo zaključiti da za svaku odabranu debljinu ventila za zadane dimenzije motora postoji optimalna vrijednost promjera granične pločice c!0 (odnosno duljine graničnika) i visine /11, pri kojoj ventili imaju najveće dopušteno odstupanje i pravovremeno zatvoriti u trenutku izbijanja. U modernim PuVRD-ovima, dimenzije graničnika otklona ventila imaju sljedeće vrijednosti: promjer opsega granične pločice (ili duljine graničnika) jednak je 0,6–0,75 vanjskog promjera ventila (ili duljine njegove radni dio): radijus savijanja je 50–75 mm, a visina rubnih podložaka L| od ravnine kontakta ventila je 2-4 mm. Promjer stezne ravnine mora biti jednak promjeru duž korijenskog dijela ventila. U praksi je potrebno imati zalihu graničnih podloški s odstupanjima od nazivnih dimenzija u jednom ili drugom smjeru, a pri zamjeni ventila, ispitivanju motora odabrati najprikladniju, pri kojoj motor radi stabilno i potisak je najveći .
Opružni ventili (slika 26) služe za istu svrhu - da otvore ventile što je više moguće tijekom procesa punjenja komore za izgaranje mješavinom goriva i zraka i da ih pravovremeno zatvore u trenutku izgaranje smjese. Opružni ventili povećavaju dubinu vakuuma i dovode više mješavine. Za opružne ventile debljina čeličnog lima je 0,05–0,10 mm manja nego za ventile s graničnom podloškom, a broj opružnih listova, njihova debljina i promjer odabiru se eksperimentalno. Oblik opružnih listova obično odgovara obliku glavnog režnja koji pokriva ulaz, ali njihovi krajevi moraju biti odrezani okomito na polumjer povučen kroz sredinu režnja. Broj opružnih latica odabire se u rasponu od 3-5 komada, a njihov vanjski promjer (za 5 komada) jednak je 0,8-0,85 g/k, 0,75-0,80 c1k. Riža. 26. Rešetka ventila sa res-0,70—0,75<*„, 0,65—0,70 ^и, сорными клапанами
0,60–0,65 s?k, gdjeKada koristite ventile s oprugom, možete bez granične podloške, jer se pomoću broja i promjera opružnih ploča može dobiti najpovoljnija linija savijanja za ventile. Ali ponekad se na opružne ventile još uvijek postavlja granična podloška, ​​uglavnom za izjednačavanje njihovog konačnog otklona.
Ventili tijekom rada doživljavaju velika dinamička i toplinska opterećenja. Doista, normalno odabrani ventili, koji se otvaraju na neku najveću moguću vrijednost (6-10 mm od sjedišta), potpuno blokiraju ulazne otvore kada se smjesa već zapalila i tlak u komori za izgaranje počinje rasti.

Stoga se ventili pomiču prema sjedištu ne samo pod utjecajem vlastitih elastičnih sila, već i pod utjecajem tlaka plina, te udaraju u sjedište velikom brzinom i znatnom snagom. Broj taktova jednak je broju ciklusa motora.
Učinak temperature na ventile nastaje zbog izravnog kontakta s vrućim plinovima i grijanjem zračenjem i, iako su ventili isprani relativno hladnom smjesom goriva i zraka,
njihova prosječna temperatura ostaje prilično visoka. Djelovanje dinamičkih i toplinskih opterećenja dovodi do zamornog sloma ventila, posebno njihovih krajeva. Ako su ventili izrađeni duž vlakana trake (duž smjera njenog valjanja), tada se do kraja radnog vijeka vlakna odvajaju jedna od drugih; naprotiv, u poprečnom smjeru krajnji rubovi su okrhnuti. U oba slučaja to dovodi do kvara ventila i gašenja motora. Stoga kvaliteta obrade ventila mora biti vrlo visoka.
Najkvalitetniji ventili proizvedeni su uz pomoć električne obrade. Međutim, najčešće su ventili izrezani posebnim brusnim okruglim kamenjem debljine 0,8-1,0 mm. Da bi se to postiglo, prvo se izrezuju praznine od ventilskog čelika, stavljaju u poseban trn, obrađuju duž vanjskog promjera, a zatim se u trnu brusnim kamenom izrezuju međuventilski utori. Na kraju, tijekom serijske proizvodnje motora, ventili se izrezuju žigom. No bez obzira kako su napravljene, brušenje rubova je obavezno. Neravnine na ventilima nisu dopuštene. Ventili također ne smiju biti savijeni ili iskrivljeni.
Ponekad, da bi se donekle olakšali radni uvjeti ventila, kontaktna ravnina na disku se obrađuje u kuglu (slika 27). Zatvaranjem ulaznih otvora, ventili dobivaju blagi obrnuti zavoj, zbog čega je njihov udar na sjedala donekle ublažen. Labavo prianjanje ventila na disk u mirnom stanju čini pokretanje lakšim i bržim, budući da smjesa goriva i zraka može slobodno prolaziti između ventila i diska.

Pulsirajući mlazni motori.

Riža. 28. Rešetke ventila s prigušivanjem usporavanja plamena
rešetke
Najučinkovitiji način zaštite ventila od utjecaja dinamičkih i toplinskih opterećenja je ugradnja prigušnih rešetki za usporavanje plamena. Potonji nekoliko puta povećavaju vijek trajanja ventila, ali značajno smanjuju potisak motora, jer stvaraju veliki otpor u protočnom dijelu radne cijevi. Stoga se u pravilu ugrađuju na motore koji zahtijevaju dug radni vijek i relativno mali potisak.
Rešetke su postavljene u komoru za izgaranje (slika 28) iza rešetke ventila. Izrađene su od čeličnog lima otpornog na toplinu debljine 0,3-0,8 mm, s rupama promjera 0,8-1,5 mm (što je deblji mrežasti materijal, to je veći promjer rupa).
U trenutku bljeskanja smjese u komori za izgaranje i povećanja tlaka, vrući plinovi pokušavaju prodrijeti kroz otvore mreže u šupljinu L. Mreža razbija glavni plamen u zasebne tanke mlazove i gasi ih.

Pulsni mlazni motor (PuVRD) - varijanta motora za disanje zraka. PURD koristi komoru za izgaranje s ulaznim ventilima i dugom cilindričnom izlaznom mlaznicom. Gorivo i zrak se dovode povremeno.

Radni ciklus potisnika sastoji se od sljedećih faza:

• Ventili se otvaraju i zrak i gorivo ulaze u komoru za izgaranje, stvarajući smjesu zraka i goriva.
• Smjesa se pali iskrom iz svjećice. Rezultirajući višak tlaka zatvara ventil.
• Vrući produkti izgaranja izlaze kroz mlaznicu, stvarajući mlazni potisak i tehnički vakuum u komori za izgaranje.

Princip rada i dizajn PuVRD

Pulsirajući motor za udisanje zraka (PuVRD, engleski izraz Pulse jet), kako mu i samo ime govori, radi u pulsirajućem režimu, njegov potisak se ne razvija kontinuirano, kao kod ramjetnog ili turbomlaznog motora, već u obliku niza impulsa. slijedeći jedan drugog s frekvencijom od nekoliko desetaka herca, za velike motore, do 250 Hz - za male motore namijenjene modelima zrakoplova.

Strukturno, PuVRD je cilindrična komora za izgaranje s dugom cilindričnom mlaznicom manjeg promjera. Prednji dio komore je spojen na ulazni difuzor kroz koji zrak ulazi u komoru.

Između difuzora i komore za izgaranje ugrađen je zračni ventil koji radi pod utjecajem razlike tlaka u komori i na izlazu iz difuzora: kada tlak u difuzoru premaši tlak u komori, ventil se otvara i omogućuje zrak u komoru; kada je omjer tlaka obrnut, zatvara se.

Ventil može imati drugačiji dizajn: u motoru Argus As-014 rakete V-1 bio je oblikovan i djelovao je poput prozorskih sjenila i sastojao se od fleksibilnih pravokutnih ploča ventila izrađenih od opružnog čelika zakivcima na okvir; kod malih motora izgleda kao ploča u obliku cvijeta s radijalno raspoređenim pločama ventila u obliku nekoliko tankih, elastičnih metalnih latica, pritisnutih na bazu ventila u zatvorenom položaju i savijenih od baze pod utjecajem pritiska u difuzor premašuje tlak u komori. Prvi dizajn je mnogo napredniji - ima minimalan otpor protoku zraka, ali ga je mnogo teže proizvesti.

Na prednjem dijelu komore nalazi se jedna ili više mlaznica za gorivo koje ubrizgavaju gorivo u komoru sve dok tlak prednabijanja u spremniku goriva premašuje tlak u komori; Kada tlak u komori premaši tlak prednabijanja, nepovratni ventil u cijevi za gorivo isključuje dovod goriva. Primitivni dizajni male snage često rade bez ubrizgavanja goriva, poput motora s klipnim karburatorom. Za pokretanje motora u ovom slučaju obično se koristi vanjski izvor komprimiranog zraka.

Za pokretanje procesa izgaranja u komoru se ugrađuje svjećica koja stvara visokofrekventni niz električnih pražnjenja, a goriva smjesa se zapali čim koncentracija goriva u njoj dosegne određenu razinu dovoljnu za izgaranje. Kada se ljuska komore za izgaranje dovoljno zagrije (obično nekoliko sekundi nakon početka rada velikog motora, ili djelić sekunde - malog; bez hlađenja strujanjem zraka, čelične stijenke izgaranja se raspadaju). komora se brzo užari), električno paljenje postaje potpuno nepotrebno: mješavinu goriva zapaljuju vruće stijenke kamere.

Tijekom rada PuVRD proizvodi vrlo karakterističan zvuk pucketanja ili zujanja, upravo zbog pulsiranja u njegovom radu.

Radni ciklus PURD-a ilustriran je na slici desno:

• 1. Zračni ventil je otvoren, zrak ulazi u komoru za izgaranje, injektor ubrizgava gorivo, au komori se stvara smjesa goriva.
• 2. Smjesa goriva se zapali i izgori, tlak u komori za izgaranje naglo raste i zatvara ventil za zrak i nepovratni ventil na putu goriva. Produkti izgaranja se šire i istječu iz mlaznice, stvarajući potisak mlaza.
• 3. Tlak u komori se izjednačava sa atmosferskim tlakom, pod pritiskom zraka u difuzoru otvara se ventil za zrak i zrak počinje strujati u komoru, otvara se i ventil za gorivo, motor ide u fazu 1.

Očigledna sličnost između PuVRD i ramjet motora (koja je vjerojatno nastala zbog sličnosti kratica naziva) je pogrešna. U stvarnosti, ramjet motor ima duboke, temeljne razlike od ramjet motora ili turbomlaznog motora.

• Prvo, prisutnost zračnog ventila u PuVRD-u, čija je očita svrha spriječiti obrnuto kretanje radne tekućine prema naprijed u smjeru kretanja uređaja (što bi negiralo potisak mlaza). U ramjetnom motoru (kao u turbomlaznom motoru) ovaj ventil nije potreban, budući da je obrnuto kretanje radnog fluida u putu motora spriječeno tlačnom "barijerom" na ulazu u komoru za izgaranje, stvorenom tijekom kompresije radnu tekućinu. Kod PURD motora početna kompresija je premala, a povećanje tlaka u komori za izgaranje potrebno za obavljanje rada postiže se zagrijavanjem radne tekućine (pri izgaranju goriva) u konstantnom volumenu ograničenom stijenkama komore, tj. ventila, i inercija plinskog stupca u dugoj mlaznici motora. Stoga, sa stajališta termodinamike toplinskih motora, ramjet motor pripada drugoj kategoriji od ramjetnog ili turbomlaznog motora - njegov rad opisuje se Humphreyjevim ciklusom, dok se rad ramjetnog i turbomlaznog motora opisuje pomoću Braytonov ciklus.

• Drugo, pulsirajuća, isprekidana priroda rada VRM-a također unosi značajne razlike u mehanizam njegovog funkcioniranja, u usporedbi s kontinuiranim VRM-om. Da bi se objasnio rad potisnika, nije dovoljno uzeti u obzir samo plinodinamičke i termodinamičke procese koji se u njemu odvijaju. Motor radi u režimu samooscilacije, čime se vremenski sinkronizira rad svih njegovih elemenata. Na učestalost ovih vlastitih oscilacija utječu inercijske karakteristike svih dijelova potisnika, uključujući tromost plinskog stupca u dugoj mlaznici motora, te vrijeme širenja akustičnog vala kroz njega. Povećanje duljine mlaznice dovodi do smanjenja frekvencije pulsiranja i obrnuto. Na određenoj duljini mlaznice postiže se rezonantna frekvencija, pri kojoj samooscilacije postaju stabilne, a amplituda oscilacija svakog elementa postaje maksimalna. Prilikom razvoja motora, ova se duljina odabire eksperimentalno tijekom ispitivanja i usavršavanja.

Ponekad kažu da je rad potisnika pri nultoj brzini vozila nemoguć - to je pogrešna ideja, u svakom slučaju ne može se proširiti na sve motore ove vrste. Većina ramjet motora (za razliku od ramjet motora) može raditi "stojeći" (bez nadolazećeg protoka zraka), iako je potisak koji razvijaju u ovom načinu rada minimalan (i obično nedovoljan za pokretanje vozila koje voze bez vanjske pomoći - stoga, npr. , V-1 je lansiran iz parnog katapulta, a potisnik je počeo stabilno raditi i prije lansiranja).

Rad motora u ovom slučaju objašnjava se na sljedeći način. Kada se tlak u komori nakon sljedećeg impulsa smanji na atmosferski tlak, kretanje plina u mlaznici po inerciji se nastavlja, a to dovodi do smanjenja tlaka u komori na razinu ispod atmosferske. Kada se zračni ventil otvori pod utjecajem atmosferskog tlaka (za što je također potrebno neko vrijeme), u komori je već stvoren dovoljan vakuum da motor može “udahnuti svježi zrak” u količini potrebnoj za nastavak sljedećeg ciklusa. Osim potiska, raketne motore karakterizira i specifični impuls koji je pokazatelj stupnja sofisticiranosti ili kvalitete motora. Ovaj pokazatelj također je mjera učinkovitosti motora. Donji grafikon grafički prikazuje gornje vrijednosti ovog pokazatelja za različite vrste mlaznih motora, ovisno o brzini leta, izražene u obliku Machovog broja, što vam omogućuje da vidite raspon primjenjivosti svake vrste motora.

PuVRD - Pulsating air-breathing engine, TRD - Turbomlazni motor, Ramjet - Ramjet motor, Scramjet - Hipersonični ramjet motor.

Motori su karakterizirani nizom parametara:

• specifični potisak- omjer potiska koji stvara motor i masene potrošnje goriva;
• specifični potisak prema težini- omjer potiska motora i težine motora.

Za razliku od raketnih motora, čiji potisak ne ovisi o brzini rakete, potisak mlaznih motora koji diše zrak (WRE) snažno ovisi o parametrima leta - visini i brzini. Još nije bilo moguće stvoriti univerzalni mlazni motor, pa su ti motori dizajnirani za određeni raspon radnih visina i brzina. U pravilu, ubrzanje mlaznog motora do područja radnih brzina provodi sam nosač ili akcelerator za lansiranje.

Ostali pulsirajući mlazni motori

U literaturi postoji opis motora sličnih PuVRD.

• PuVRD bez ventila, inače - ramjet motori u obliku slova U. Ovi motori nemaju mehaničke zračne ventile, a kako obrnuto kretanje radnog fluida ne bi dovelo do smanjenja potiska, putanja motora je napravljena u obliku latiničnog slova "U", čiji su krajevi okrenuti prema natrag u smjeru kretanja aparata, dok se istjecanje mlazne struje događa odmah iz oba kraja trakta. Svježi zrak ulazi u komoru za izgaranje zahvaljujući valu razrjeđivanja koji se javlja nakon pulsa i “provjetrava” komoru, a sofisticirani oblik kanala služi za najbolje obavljanje te funkcije. Nedostatak ventila omogućuje da se riješi karakterističnog nedostatka PURD motora na bazi ventila - njihove niske izdržljivosti (na V-1 projektilnom zrakoplovu ventili su izgorjeli nakon otprilike pola sata leta, što je bilo sasvim dovoljno da obavljati svoje borbene misije, ali apsolutno neprihvatljivo za višekratni uređaj).

Opseg primjene

PuVRD je karakteriziran kao bučno i rastrošno, ali jednostavno i jeftino. Visoka razina buke i vibracija rezultat je vrlo pulsirajućeg načina rada. Neekonomičnost korištenja goriva dokazuje opsežno "pucanje" baklje iz mlaznice PuVRD-a - posljedica nepotpunog izgaranja goriva u komori.

Usporedba PURD-a s drugim zrakoplovnim motorima omogućuje vrlo točno određivanje opsega njegove primjenjivosti.

PURD motor višestruko je jeftiniji za proizvodnju od plinske turbine ili klipnog motora s unutarnjim izgaranjem, pa je u jednokratnoj uporabi ekonomski superiorniji od njih (naravno, pod uvjetom da se “nosi” s njihovim radom). Tijekom dugotrajnog rada uređaja za višekratnu upotrebu, PURD je ekonomski inferioran u odnosu na iste motore zbog rasipne potrošnje goriva.

Povod za pisanje ovog članka bila je velika pozornost usmjerena na mali motor, koji se nedavno pojavio u asortimanu Parkflyera. Ali malo je ljudi pomislilo da ovaj motor ima povijest dužu od 150 godina:

Mnogi vjeruju da se pulsirajući motor za disanje zraka (PJRE) pojavio u Njemačkoj tijekom Drugog svjetskog rata, a korišten je na projektilnim zrakoplovima V-1 (V-1), ali to nije sasvim točno. Naravno, njemačka krstareća raketa postala je jedina serijska letjelica s PURD motorom, ali sam motor je izumljen 80 (!) godina ranije, a ne uopće u Njemačkoj.
Patente za pulsirajući motor za udisanje zraka dobili su (neovisno jedan o drugom) 60-ih godina 19. stoljeća Charles de Louvrier (Francuska) i Nikolaj Afanasjevič Telešov (Rusija).

Pulsni mlazni motor, kao što mu samo ime kaže, radi u pulsirajućem režimu, njegov potisak se ne razvija kontinuirano, kao kod ramjetnog motora (ramjet engine) ili turbomlaznog motora (turbomlazni motor), već u obliku niza impulsa.

Zrak prolazeći kroz dio konfuzora povećava svoju brzinu, zbog čega tlak u ovom području pada. Pod utjecajem sniženog tlaka iz cijevi 8 počinje usisavati gorivo, koje potom struja zraka pokupi i rasprši u manje čestice. Rezultirajuća smjesa, prolazeći kroz difuzorski dio glave, lagano se komprimira zbog smanjenja brzine kretanja i, u konačnom izmiješanom obliku, ulazi u komoru za izgaranje kroz ulazne otvore rešetke ventila.
U početku se smjesa goriva i zraka koja ispunjava volumen komore za izgaranje zapali uz pomoć svijeće ili, u ekstremnim slučajevima, uz pomoć otvorenog plamena koji se dovodi do ruba ispušne cijevi. Kada motor dosegne način rada, smjesa goriva i zraka koja ponovno ulazi u komoru za izgaranje ne pali se iz vanjskog izvora, već iz vrućih plinova. Dakle, svjećica je potrebna samo u fazi pokretanja motora, kao katalizator.
Plinovi koji nastaju tijekom izgaranja mješavine goriva i zraka naglo se povećavaju, a pločasti ventili rešetke se zatvaraju, a plinovi jure u otvoreni dio komore za izgaranje prema ispušnoj cijevi. Dakle, u cijevi motora, tijekom svog rada, stupac plina oscilira: tijekom razdoblja visokog tlaka u komori za izgaranje plinovi se kreću prema izlazu, tijekom razdoblja niskog tlaka - prema komori za izgaranje. I što su intenzivnije vibracije plinskog stupca u radnoj cijevi, motor razvija veći potisak u jednom ciklusu.

PuVRD ima sljedeće glavne elemente: ulazni prostor a - c, završava s rešetkom ventila koja se sastoji od diska 6 i ventili 7 ; komora za izgaranje 2 , parcela c - d; mlazna mlaznica 3 , parcela g - e, ispušne cijevi 4 , parcela d - f.
Ulazni kanal glave ima konfuzor a - b i difuzor b - c parcele. Cijev za gorivo postavljena je na početku dijela difuzora 8 s iglom za podešavanje 5 .

I vratimo se opet u povijest. Njemački dizajneri, koji su vodili široku potragu za alternativama klipnim motorima čak i uoči Drugog svjetskog rata, nisu zanemarili ovaj izum, koji je dugo ostao nezahtjevljen. Najpoznatiji zrakoplov, kao što sam već rekao, bio je njemački projektil V-1.

Glavni dizajner V-1, Robert Lusser, odabrao je PuVRD za njega uglavnom zbog jednostavnosti dizajna i, kao rezultat, niske cijene rada za proizvodnju, što je bilo opravdano u masovnoj proizvodnji jednokratnih projektila, masovno- proizveden u manje od godinu dana (od lipnja 1944. do ožujka 1945.) u količinama od preko 10.000 jedinica.

Osim bespilotnih krstarećih projektila, Njemačka je razvila i verziju projektila s ljudskom posadom, V-4 (V-4). Prema zamisli inženjera, pilot je morao naciljati svoje jednokratne pepelate u metu, napustiti kokpit i pobjeći padobranom.

Istina, je li čovjek sposoban izaći iz kokpita pri brzini od 800 km/h, pa još s usisnikom zraka motora iza glave, skromno se šutjelo.

Studija i stvaranje PuVRD-a nije provedeno samo u nacističkoj Njemačkoj. Godine 1944., informativno, Engleska je SSSR-u isporučila zgužvane dijelove V-1. Mi smo ga pak "napravili od onoga što je bilo", stvarajući u isto vrijeme skoro novi PuVRD D-3 motor, aaaa.....
.....i podigao ga na Pe-2:

Ali ne u svrhu stvaranja prvog domaćeg mlaznog bombardera, već radi testiranja samog motora, koji je kasnije korišten za proizvodnju sovjetskih krstarećih projektila 10-X:

Ali uporaba pulsirajućih motora u sovjetskom zrakoplovstvu nije ograničena na ovo. Godine 1946. realizirana je ideja da se lovac opremi PuVRD-ovima:

Da. Jednostavno je. Na lovcu La-9 ispod krila ugrađena su dva pulsirajuća motora. Naravno, u praksi je sve ispalo nešto složenije: promijenjen je sustav dovoda goriva u avionu, uklonjena oklopna stražnja strana i uklonjena dva topa NS-23, čime je ojačana konstrukcija zrakoplova. Povećanje brzine iznosilo je 70 km/h. Probni pilot I.M. Dzyuba primijetio je jake vibracije i buku kada je PuVRD bio uključen. Ovjes PuVRD-a pogoršao je manevarske sposobnosti i karakteristike polijetanja i slijetanja zrakoplova. Pokretanje motora bilo je nepouzdano, trajanje leta je naglo smanjeno, a rad je postao kompliciraniji. Provedeni rad bio je koristan samo u razvoju ramjetnih motora namijenjenih ugradnji na krstareće rakete.
Naravno, ovi zrakoplovi nisu sudjelovali u borbama, ali su se prilično aktivno koristili u zračnim paradama, gdje su uvijek ostavljali snažan dojam na javnost svojom urlikom. Prema riječima očevidaca, u različitim mimohodima sudjelovalo je od tri do devet vozila s PuVRD-om.
Kulminacija testiranja PuVRD bio je let devet La-9RD u ljeto 1947. na zračnoj paradi u Tushinu. Zrakoplovom su upravljali probni piloti Državnog istraživačkog instituta zračnih snaga V. I. Alekseenko. A.G. Kubiškin. L.M. Kuvšinov, A.P. Manučarov. V.G.Masich. G.A.Sedov, P.M.Stefanovsky, A.G.Terentjev i V.P.Trofimov.

Mora se reći da ni Amerikanci nisu zaostajali u tom smjeru. Savršeno su dobro razumjeli da je mlazno zrakoplovstvo, čak iu svojim počecima, već bilo superiornije od svojih klipnih pandana. Ali postoji mnogo klipnih zrakoplova. Gdje ih smjestiti?!.... A 1946. godine, dva motora Ford PJ-31-1 bila su ovješena ispod krila jednog od najnaprednijih lovaca svog vremena, Mustanga P-51D.

Međutim, rezultat, iskreno govoreći, nije bio baš dobar. S uključenim mlaznim motorima brzina letjelice je osjetno porasla, ali oni su trošili gorivo, oh-ho-ho, pa se nije moglo dugo letjeti dobrom brzinom, a kada su se ugasili, mlazni motori pretvorio lovca u nebeski spori zrakoplov. Nakon cijele godine patnje, Amerikanci su konačno došli do zaključka da je nemoguće dobiti jeftin lovac koji bi se barem nekako mogao natjecati s novonastalim zrakoplovima.

Zbog toga su zaboravili na PuVRD.....
Ali ne zadugo! Ovaj tip motora dobro se pokazao kao model zrakoplova! Zašto ne?! Jeftin je za proizvodnju i održavanje, jednostavnog dizajna i minimalnih postavki, ne zahtijeva skupo gorivo i općenito ga nije potrebno kupovati, možete ga sami izgraditi uz minimalno sredstava.

Ovo je najmanji PuVRD na svijetu. Nastala 1952. godine
Pa, morate priznati, tko nije sanjao o mlaznom avionu s pilotom hrčkom i raketama?!))))
Sada je vaš san postao stvarnost! I ne morate kupiti motor - možete ga napraviti:

p.s. Ovaj se članak temelji na materijalima objavljenim na Internetu...
Kraj.

Ispitivanja detonacijskih motora

FPI_RUSIJA / Vimeo

Specijalizirani laboratorij "Detonacijski tekući raketni motori" znanstveno-proizvodne udruge "Energomash" testirao je prve svjetske demonstratore tehnologije detonacijskih tekućih raketnih motora u punoj veličini. Kako javlja TASS, nove elektrane rade na paru goriva kisik-kerozin.

Novi motor, za razliku od drugih elektrana koje rade na principu unutarnjeg izgaranja, radi zahvaljujući detonaciji goriva. Detonacija je nadzvučno izgaranje tvari, u ovom slučaju smjese goriva. U tom slučaju, kroz smjesu se širi udarni val, nakon čega slijedi kemijska reakcija pri čemu se oslobađa velika količina topline.

Proučavanje principa rada i razvoj detonacijskih motora provodi se u nekim zemljama svijeta više od 70 godina. Prvi takav rad započeo je u Njemačkoj 1940-ih. Istina, u to vrijeme istraživači nisu bili u mogućnosti stvoriti radni prototip detonacijskog motora, ali su razvijeni i masovno proizvedeni pulsirajući motori koji udišu zrak. Postavljeni su na rakete V-1.

Pulsirajući mlazni motori izgarali su gorivo podzvučnom brzinom. Ovo izgaranje naziva se deflagracija. Motor se naziva pulsirajući jer se gorivo i oksidans dovode u njegovu komoru za izgaranje u malim obrocima u pravilnim intervalima.

Karta tlaka u komori za izgaranje rotacijskog detonacijskog motora. A - detonacijski val; B - zaostala fronta udarnog vala; C - zona miješanja svježih i starih produkata izgaranja; D - područje punjenja mješavinom goriva; E - područje nedetonirane izgorjele smjese goriva; F - zona ekspanzije s detoniranom izgorjelom smjesom goriva

Danas se detonacijski motori dijele na dvije glavne vrste: pulsne i rotacijske. Potonji se također nazivaju spin. Princip rada pulsnih motora sličan je principu pulsirajućih motora koji udišu zrak. Glavna razlika je detonacijsko izgaranje gorive smjese u komori za izgaranje.

Rotacijski detonacijski motori koriste prstenastu komoru za izgaranje u koju se smjesa goriva dovodi sekvencijalno kroz radijalno raspoređene ventile. U takvim elektranama detonacija ne izumire - detonacijski val "trči" oko prstenaste komore za izgaranje, a smjesa goriva iza nje ima vremena da se obnovi. Rotacijski motor je prvi put proučavan u SSSR-u 1950-ih.

Detonacijski motori mogu raditi u širokom rasponu brzina leta - od nula do pet Machovih brojeva (0-6,2 tisuće kilometara na sat). Vjeruje se da takve elektrane mogu proizvesti više energije uz manju potrošnju goriva od konvencionalnih mlaznih motora. U isto vrijeme, dizajn detonacijskih motora je relativno jednostavan: nemaju kompresor i mnogo pokretnih dijelova.

Svi do sada ispitani detonacijski motori razvijeni su za eksperimentalne zrakoplove. Takva elektrana, testirana u Rusiji, prva je namijenjena za ugradnju na raketu. Nije navedeno koji je tip detonacijskog motora ispitan.