Das Impulsstrahltriebwerk ist eine Art Triebwerk, das nach dem Prinzip der Mischung von Luft und Impulsstrahlkraft arbeitet. Diese Motoren sind leicht an ihrem charakteristischen kräftigen Geräusch zu erkennen. Zu den Vorteilen gegenüber Analoga gehören ein extrem vereinfachtes Design und ein geringes Gewicht. Wir werden die verbleibenden Merkmale der Aggregate unten betrachten.
Schöpfungsgeschichte
Die ersten Entwicklungen des Impulsstrahltriebwerks (Ramjet) werden offiziell in die zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts datiert. In den 60er Jahren erhielten zwei Erfinder unabhängig voneinander Patente für ein neues Propellerdesign. Die Entwicklungen von Teleshov N. A. und Charles de Voilier für diese Zeit waren für niemanden von Interesse. Aber zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden deutsche Ingenieure auf sie aufmerksam, die nach einer würdigen Alternative zu Kolbentriebwerken suchten.
Während des Zweiten Weltkriegs wurde die deutsche Luftfahrt mit einem FAA-Flugzeugprojektil aufgefüllt, dasausgestattet mit einem Staustrahl. Trotz der Tatsache, dass das angegebene Element in seinen technischen Parametern den Kolbenvariationen unterlegen war, war es beliebt. Diese Tatsache ist auf die Einfachheit des Designs und die niedrigen Kosten zurückzuführen. In der bekannten Geschichte war dies der einzige Fall, in dem solche Motoren zur Ausrüstung von Flugzeugen im Serienmaßstab verwendet wurden.
Verbesserungsversuche
Nach Kriegsende blieb das Impulsstrahltriebwerk noch einige Zeit in der militärischen Entwicklung. Es wurde als Propeller für Luft-Boden-Raketen verwendet. Geringer Wirkungsgrad, niedrige Startgeschwindigkeit und die Notwendigkeit einer Beschleunigung beim Start sind die Gründe, die für die weitere Reduzierung der Position des Staustrahltriebwerks auf Null entscheidend geworden sind.
Dieser Motortyp interessiert seit kurzem wieder Ingenieure und Laien. Es gibt neue Entwicklungen, andere Verbesserungspläne. Es ist durchaus möglich, dass die aktualisierten Modifikationen erneut in der Ausrüstung der Militärluftfahrt erscheinen. Seine praktische Anwendung heute ist die Modellierung von Raketen- und Flugzeugprototypen unter Verwendung moderner Strukturmaterialien.
Pulsierendes Düsentriebwerk
Die betrachtete Einheit ist ein beidseitig offener Hohlraum. Am Einlass ist ein Lufteinlass montiert, dahinter befindet sich eine Zugmaschine mit Ventilen. Das Design umfasst auch mehrere Brennkammern, eine Düse zum Freisetzen eines Strahls. Das Einlassventil wird in mehreren Konfigurationen hergestellt, die sich im Design und Äußeren unterscheidenGeist. Eine der Optionen sind rechteckige Jalousieplatten, die auf einem Rahmen montiert sind und sich unter Druckabfällen öffnen oder schließen. Die zweite, kompaktere Version - kreisförmig angeordnete "Blütenblätter" aus Metall.
Im Brennraum ist eine Zündkerze. Dieses Element erzeugt eine Reihe von Entladungen, und nach Erreichen der gewünschten Kraftstoffkonzentration zündet die Ladung. Da der Motor eine bescheidene Größe hat, erwärmen sich die Stahlwände der Einheit intensiv und können das Kraftstoffgemisch wie eine Kerze aktivieren.
Funktionsprinzip
Da ein pulsierendes Strahltriebwerk in Zyklen arbeitet, hat es mehrere Grundzyklen. Darunter:
- Aufnahmeprozess. In diesem Stadium öffnet sich das Einlassventil, abgelassene Luft tritt in die Brennkammer ein. Gleichzeitig tritt durch die Düsen Kraftstoff ein, wodurch eine Art Kraftstoffladung entsteht.
- Das resultierende Gemisch wird durch eine Zündkerze gezündet, wonach Hochdruckgase beobachtet werden. Unter ihrer Wirkung ist das Einlassventil verstopft.
- Ferner werden die Verbrennungsprodukte durch die Düse ausgeblasen, wodurch Strahlschub entsteht. Dadurch entsteht im Brennraum ein Unterdruck. Der Vorgang wird wiederholt - das Einlassventil öffnet und lässt die nächste Portion Luft passieren.
Der Kraftstoff wird von Einspritzventilen mit Rückschlagventilmechanismus zugeführt. Wenn der Druck in der Brennkammer abnimmt, tritt die nächste Kraftstoffdosis ein. Nach Druckerhöhung stoppt die Zufuhr. Es ist zu beachten, dass bei Flugzeugmodellen mit geringer Leistung die Düsenfehlen, und das System arbeitet nach dem traditionellen Vergaserschema.
Designmerkmale
Das Impulsstrahltriebwerk, dessen Zeichnung und Diagramm unten gezeigt wird, hat ein Einlassventil vor der Brennkammer. Dies ist der Hauptunterschied zu den engsten "Brüdern" wie Staustrahl- und Strahlmotor. Dieser Teil ist dafür verantwortlich, die Rückkehr von Verbrennungsprodukten zu verhindern, die ihre Richtung direkt in die Düse bestimmen. Konkurrenzsorten brauchen keine Ventile, da die Luft sofort unter Druck mit Vorverdichtung zugeführt wird. Eine solche „Kleinigkeit“ist im Hinblick auf die Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften tatsächlich ein großes Plus für den Betrieb der betreffenden Einheit.
Ein weiterer Unterschied ist die zyklische Natur der Arbeit. Beispielsweise wird in einem Turbojet-Triebwerk kontinuierlich Kraftstoff verbrannt, was einen gleichmäßigen und gleichmäßigen Schub garantiert. In einem Staustrahltriebwerk sorgen die Zyklen für Schwingungen innerhalb der Struktur. Um eine maximale Amplitude zu gewährleisten, ist eine Schwingungssynchronisation aller Teile erforderlich. Dieser Punkt wird durch die Wahl der optimalen Düsenlänge erreicht.
Das Impulsstrahltriebwerk kann bei niedrigen Geschwindigkeiten oder in einer inaktiven Position betrieben werden, wenn kein entgegenkommender Luftstrom vorhanden ist. Dieser Vorteil gegenüber der Direktflussversion ist höchst umstritten, da eine Anfangsbeschleunigung erforderlich ist, um unter diesen Bedingungen eine Rakete oder ein Flugzeug zu starten.
Sorten
Neben der regulären Version des Pulsejet mit geradem und Einlassventil gibt es auch ventillose und Detonationsversionen.
Die erste Modifikation ist nicht mit einem Einlassventil ausgestattet. Dies liegt an der Anfälligkeit und dem schnellen Verschleiß des Zusatzteils. Bei dieser Ausführungsform ist die Lebensdauer des Kraftwerks länger. Die Einheit ist konstruktionsbedingt eine Form in Form des Buchstabens U, dessen Enden stromabwärts des Strahlschubs (rückwärts) gerichtet sind. Der für die Traktion zuständige Kanal ist etwas länger. Ein kurzes Rohr tritt in den Luftstrom in die Brennkammer ein. Als Ergebnis der Verbrennung und Expansion von Gasen werden einige von ihnen durch den angegebenen Einlass zurückgeführt. Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine verbesserte Belüftung des Arbeitsraums. Es gibt keinen Kraftstoffverlust durch das Einlassventil, was zu einem leichten „Gewinn“an Zugkraft führt.
Der Detonations-Staustrahl ist so konstruiert, dass er eine Ladung Treibstoff durch Detonation verbrennt. Das heißt, bei konstantem Volumen tritt in der Brennkammer ein starker Druckanstieg des Kraftstoff-Luft-Gemisches auf. In diesem Fall nimmt das Volumen ab dem Moment zu, in dem sich die Gase entlang des Düsenteils bewegen. Diese Lösung ermöglicht es, den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Derzeit ist diese Motorkonfiguration nicht in Betrieb, da sie sich im Forschungs- und Verbesserungsstadium befindet.
Vorteile
Das Funktionsprinzip eines pulsierenden Strahltriebwerks, zusammen mit der Einfachheit des Designs und den niedrigen Kosten, sind die Hauptvorteile des betreffenden Systems. DieseDie Qualität führte zum Erscheinen dieser Motoren auf Militärraketen, fliegenden Zielen und anderen Objekten, bei denen es nicht auf H altbarkeit ankommt, sondern auf die schnelle Lieferung des Flugzeugs zum Ziel mit der einfachsten Konfiguration des „Motors“. Fans des Flugzeugmodellbaus schätzen die betreffende Modifikation aus den gleichen Gründen. Kompakte, günstige und leichte Motoren eignen sich hervorragend für Flugzeugmodelle. Ein weiteres Plus ist die Möglichkeit, mit eigenen Händen ein elementares pulsierendes Düsentriebwerk herzustellen.
Nachteile
Unter den Mängeln gibt es auch viele Punkte, nämlich:
- hohe Geräuschentwicklung im Betrieb;
- übermäßiger Kraftstoffverbrauch;
- Vorhandensein von Kraftstoffrückständen nach Gebrauch;
- erhöhte Anfälligkeit des Einlassventils;
- Geschwindigkeitsbegrenzung.
Trotz aller Nachteile bleibt der Staustrahler in seinem Segment sehr gefragt. Ein solcher Motor ist für einmalige Starts unentbehrlich, insbesondere wenn es unpraktisch ist, leistungsstarke und teure Versionen zu montieren.
DIY Detonation Pulse Jet Engine
Zuerst müssen Sie eine Zeichnung mit einer Entwicklung zukünftiger Details erstellen. Wenn Sie sich an die Grundlagen der Schulgeometrie erinnern und über minimale Zeichenfähigkeiten verfügen, können Sie sich an die Arbeit machen. Das einfachste Schema sind zylindrische Rohre. Es werden Rechtecke gezeichnet, von denen eine Seite der Länge entspricht und die zweite dem Durchmesser (multipliziert mit 3, 14 - der Zahl "pi"). Konische und zylindrische Reibahlen können durch Auffinden durchgeführt werdennotwendige Anleitung in jedem Zeichnungshandbuch.
Der zweite wichtige Punkt ist die Wahl des Metalls. Alternativ kann rostfreier Stahl oder kohlenstoffarmer Stahl verwendet werden. Lassen Sie uns auf die zweite Option eingehen, da sie einfacher zu verarbeiten und zu formen ist. Die Mindestblechstärke beträgt 0,6 mm. In diesem Fall war die Größe 1 mm.
Vorbereitender Prozess
Bevor du mit dem Bau eines pulsierenden Strahltriebwerks mit deinen eigenen Händen beginnst, musst du Blechzuschnitte von Rost und Staub befreien. Dafür ist eine handelsübliche Mühle durchaus geeignet. Tragen Sie zu Ihrer Sicherheit Handschuhe, da die Kanten der Platten scharf und voller Grate sind.
Bevor Sie mit der Hauptarbeit beginnen, müssen Sie Zeichnungen und Kartonvorlagen von Teilen in voller Größe vorbereiten. Um eine genaue Konfiguration und Abmessungen zu erh alten, werden die Konturen mit einem Permanentmarker umrissen. Es wird dringend davon abgeraten, die Reibahlen mit einer noch so modernen Schweißmaschine zu schneiden. Tatsache ist, dass die so erh altenen Teile an den Kanten sehr schlecht verschweißt sind. Hierzu empfiehlt sich der Einsatz einer Elektro-Blechschere, da bei der manuellen Ausführung ein hohes Risiko besteht, dass die Kanten der Werkstücke verbogen werden. Sie müssen vorsichtig schneiden und die verarbeitete Schablone sicher mit einer Klemme oder einer anderen geeigneten Methode befestigen.
Hauptbühne
Wenn Sie zu Hause ein Impulsstrahltriebwerk herstellen, denken Sie daran, dass Rohre mit festem Durchmesser einfach zu formen sind, wennHilfe eines größeren Analogons. Aufgrund des Hebelprinzips ist es durchaus möglich, den Vorgang mit den Händen auszuführen, wonach die Kanten des Werkstücks mit einem Hammer bearbeitet und in den gewünschten Zustand gebogen werden. Es ist wünschenswert, dass die Enden beim Verbinden eine Ebene bilden, was die Platzierung der Schweißnaht verbessert. Es ist schwieriger, Bleche zu einem Rohr zu biegen, Sie benötigen einen Bieger oder Rollen. Dieses professionelle Tool ist nicht jedermanns Sache. Alternativ können Eiben verwendet werden.
Ein wichtiger und mühsamer Moment ist das Schweißen eines dünnen Blechs. Hier sind besondere Fähigkeiten gefragt, insbesondere wenn dabei Lichtbogenhandschweißen zum Einsatz kommt. Für Anfänger ist es besser, nicht zu experimentieren (die geringste Überbelichtung der Elektrode an einer Stelle führt zum Brennen eines Lochs). Außerdem können Blasen in den Nahtbereich gelangen, was später eine Undichtigkeit garantiert. Am besten schleifen Sie die Naht auf eine minimale Dicke, damit Sie die "Hochzeit" sofort mit bloßem Auge sehen können. Die konischen Segmente werden von Hand gebogen, wobei das schmale Ende des Werkstücks um das Rohr mit kleinem Durchmesser gecrimpt wird, was mehr Kraft erfordert als der breite Teil.
Empfehlungen
Wenn du weißt, wie man selbst ein Impulsstrahltriebwerk herstellt, kannst du es für Flugzeugmodelle verwenden oder ein Skateboard beschleunigen. Erfahrene Benutzer empfehlen, um die optimale Zusammensetzung des Kraftstoffgemisches zu erh alten, dem Motor zunächst Gas zuzuführen und den Brennraum vollständig damit zu füllen. Dann wird der Zündfunke aktiviert. Luft wird zuletzt nach Erreichen zugeführtoptimale Konzentration aller Komponenten - Markteinführung läuft.
