Il motore a getto di impulsi è una specie di unità di potenza che funziona secondo il principio della miscelazione di aria e forza del getto di impulsi. Questi motori sono facilmente riconoscibili per il loro caratteristico suono forte. Tra i vantaggi rispetto agli analoghi ci sono un design estremamente semplificato e un peso ridotto. Prenderemo in considerazione le restanti caratteristiche degli aggregati di seguito.
Storia della creazione
I primi sviluppi del motore a getto a impulsi (ramjet) sono ufficialmente datati alla seconda metà del XIX secolo. Negli anni '60, due inventori, separati tra loro, ricevettero brevetti per un nuovo design di eliche. Gli sviluppi di Teleshov NA e Charles de Voilier per quel periodo non interessavano a nessuno. Ma all'inizio del 20° secolo, gli ingegneri tedeschi prestarono loro attenzione, che cercavano una degna alternativa alle unità di potenza a pistoni.
Durante la seconda guerra mondiale, l'aviazione tedesca fu rifornita con un proiettile di tipo FAA, chedotato di un ramjet. Nonostante il fatto che l'elemento specificato fosse inferiore nei parametri tecnici alle variazioni del pistone, era popolare. Questo fatto è dovuto alla semplicità del design e al basso costo. Nella storia nota, questo è stato l'unico caso in cui tali motori sono stati utilizzati per equipaggiare aerei su scala seriale.
Tentativi di miglioramento
Dopo la fine della guerra, il motore a reazione a impulsi rimase per qualche tempo in fase di sviluppo militare. È stato utilizzato come propulsore per missili aria-terra. Bassa efficienza, bassa velocità di lancio e necessità di accelerazione al lancio sono i motivi che sono diventati fondamentali nell'ulteriore riduzione della posizione del ramjet a zero.
Questo tipo di motore ha recentemente ricominciato a interessare ingegneri e dilettanti. Ci sono nuovi sviluppi, altri schemi di miglioramento. È del tutto possibile che le modifiche aggiornate appaiano di nuovo nell'equipaggiamento dell'aviazione militare. La sua applicazione pratica oggi è la modellazione di prototipi di razzi e aerei utilizzando materiali strutturali moderni.
Dispositivo con motore a reazione pulsante
L'unità considerata è una cavità aperta su entrambi i lati. Una presa d'aria è montata all'ingresso, dietro c'è un'unità di trazione con valvole. Il design include anche diverse camere di combustione, un ugello per il rilascio di un getto. La valvola di ingresso è prodotta in diverse configurazioni, diverse per design ed esternemente. Una delle opzioni è costituita da piastre rettangolari a feritoia montate su un telaio, aperte o chiuse in caso di perdite di carico. La seconda versione, più compatta - "petali" di metallo disposti in cerchio.
C'è una candela nella camera di combustione. Questo elemento produce una serie di scariche e, dopo aver raggiunto la concentrazione di carburante desiderata, la carica si accende. Poiché il motore ha dimensioni modeste, le pareti in acciaio dell'unità si riscaldano intensamente e sono in grado di attivare la miscela di carburante allo stesso modo di una candela.
Principio di funzionamento
Poiché un motore a reazione pulsante funziona a cicli, ha diversi cicli di base. Tra questi:
- Processo di assunzione. A questo punto, la valvola di ingresso si apre, l'aria scaricata entra nella camera di combustione. Contemporaneamente, attraverso gli ugelli, entra il carburante, a seguito del quale si crea una sorta di carica di carburante.
- La miscela risultante viene accesa da una candela, dopodiché si osservano gas ad alta pressione. Sotto la loro azione, la valvola di ingresso è ostruita.
- Inoltre, i prodotti della combustione vengono espulsi attraverso l'ugello, creando una spinta del getto. Questo crea un vuoto nella camera di combustione. La procedura viene ripetuta: la valvola di ingresso si apre, facendo passare la porzione successiva di aria.
Il carburante è fornito da iniettori con meccanismo di valvola di ritegno. Quando la pressione nella camera di combustione diminuisce, entra la dose successiva di carburante. Dopo aver aumentato la pressione, l'alimentazione si interrompe. Va notato che sui modelli di aeromobili a bassa potenza, gli ugellisono assenti e il sistema funziona secondo lo schema tradizionale del carburatore.
Caratteristiche del design
Il motore a impulsi, il cui disegno e diagramma sono mostrati di seguito, ha una valvola di aspirazione davanti alla camera di combustione. Questa è la sua principale differenza rispetto ai "fratelli" più vicini come ramjet e jet motor. Questa parte ha il compito di prevenire il ritorno dei prodotti della combustione, che determina la loro direzione direttamente nell'ugello. Le varietà concorrenti non necessitano particolarmente di valvole, poiché l'aria viene fornita immediatamente sotto pressione con precompressione. Una tale "sciocchezza" è in re altà un enorme vantaggio nel funzionamento dell'unità in questione, per quanto riguarda il miglioramento delle caratteristiche termodinamiche.
Un' altra differenza è la natura ciclica del lavoro. Ad esempio, in un motore a turbogetto, il carburante viene bruciato continuamente, il che garantisce una spinta uniforme e uniforme. In un ramjet, i cicli forniscono oscillazioni all'interno della struttura. Per garantire la massima ampiezza, è necessaria la sincronizzazione delle vibrazioni di tutte le parti. Questo punto si ottiene selezionando la lunghezza ottimale dell'ugello.
Il motore a getto di impulsi è in grado di funzionare a basse velocità o in posizione inattiva in assenza di flusso d'aria in arrivo. Questo vantaggio rispetto alla versione a flusso diretto è altamente discutibile, poiché è necessaria un'accelerazione iniziale per lanciare un razzo o un aereo in queste condizioni.
Varietà
Oltre alla versione normale del getto a impulsi con valvola diritta e di ingresso, ci sono anche versioni senza valvola e detonazione.
La prima modifica non è dotata di una valvola di ingresso. Ciò è dovuto alla vulnerabilità e alla rapida usura della parte aggiuntiva. In questa forma di realizzazione, la vita utile della centrale elettrica è più lunga. In base alla progettazione, l'unità ha una forma a forma di lettera U, le cui estremità sono dirette a valle della spinta del getto (all'indietro). Il canale responsabile della trazione è un po' più lungo. Un corto tubo entra nel flusso d'aria nella camera di combustione. A seguito della combustione e dell'espansione dei gas, alcuni di essi vengono restituiti attraverso l'ingresso indicato. Un tale dispositivo consente di fornire una migliore ventilazione della camera di lavoro. Non vi è alcuna perdita di carica di carburante attraverso la valvola di ingresso, il che crea un leggero "guadagno" nello sforzo di trazione.
Il ramjet di tipo a detonazione è progettato per bruciare una carica di carburante attraverso la detonazione. Cioè, a volume costante, nella camera di combustione si verifica un forte aumento della pressione della miscela aria-carburante. In questo caso il volume aumenta a partire dal momento in cui i gas si muovono lungo la parte dell'ugello. Questa soluzione permette di aumentare l'efficienza termica. Attualmente, questa configurazione motoria non è in funzione, essendo in fase di ricerca e miglioramento.
Pro
Il principio di funzionamento di un motore a getto pulsante, insieme alla semplicità del design e al basso costo, sono i principali vantaggi del sistema in questione. Questila qualità ha portato alla comparsa di questi motori su missili militari, bersagli volanti e altri oggetti in cui non è importante la durata, ma la consegna rapida dell'aereo al bersaglio con la configurazione più semplificata del "motore". Gli appassionati di modellismo aereo apprezzano la modifica in questione per gli stessi motivi. I motori compatti, economici e leggeri sono ottimi per i modelli di aeroplani. Un altro vantaggio è la possibilità di realizzare un elementare motore a reazione pulsante con le proprie mani.
Cons
Tra le carenze ci sono anche molti punti, ovvero:
- alto livello di rumore durante il funzionamento;
- consumo eccessivo di carburante;
- presenza di residui di carburante dopo l'uso;
- maggiore vulnerabilità della valvola di ingresso;
- limite di velocità.
Nonostante tutti gli svantaggi, il ramjet nel suo segmento rimane molto richiesto. Un tale motore è indispensabile per i lanci una tantum, soprattutto se non è pratico montare versioni potenti e costose.
Motore a getto di impulsi di detonazione fai-da-te
Per prima cosa devi creare un disegno con uno sviluppo di dettagli futuri. Se ricordi le basi della geometria scolastica e hai capacità di disegno minime, puoi metterti al lavoro. Lo schema più semplice sono i tubi cilindrici. Vengono disegnati dei rettangoli, un lato dei quali sarà uguale alla lunghezza e il secondo al diametro (moltiplicato per 3, 14 - il numero "pi"). Alesatori conici e cilindrici possono essere eseguiti trovandoindicazioni necessarie in qualsiasi manuale di disegno.
La seconda questione importante è la scelta del metallo. In alternativa, è possibile utilizzare acciaio inossidabile o acciaio nero a basso tenore di carbonio. Soffermiamoci sulla seconda opzione, poiché è più facile da elaborare e formare. Lo spessore minimo della lamiera è di 0,6 mm. In questo caso, la dimensione era 1 mm.
Processo preparatorio
Prima di iniziare a costruire un motore a reazione pulsante con le tue mani, devi pulire le lamiere grezze dalla ruggine e dalla polvere. Per questo, una smerigliatrice standard è abbastanza adatta. Per la tua sicurezza, indossa i guanti poiché i bordi dei fogli sono affilati e pieni di sbavature.
Prima di iniziare il lavoro principale, è necessario preparare disegni e modelli in cartone delle parti a grandezza naturale. Per ottenere una configurazione e dimensioni precise, i contorni sono delineati con un pennarello indelebile. È altamente sconsigliato tagliare gli alesatori con una saldatrice, non importa quanto moderna possa essere. Il fatto è che le parti così ottenute sono saldate molto male ai bordi. Si consiglia di utilizzare a tale scopo cesoie elettriche per metalli, poiché nella versione manuale esiste un alto rischio di piegare i bordi dei pezzi. È necessario tagliare con cura, fissando saldamente la sagoma lavorata con un morsetto o un altro metodo adatto.
Stadio principale
Quando realizzi un motore a reazione a impulsi a casa, ricorda che i tubi di diametro fisso sono facili da formare quandoaiuto di un analogo più grande. È del tutto possibile eseguire l'operazione con le mani grazie al principio della leva, dopodiché i bordi del pezzo vengono lavorati con un martello, piegandoli nella condizione desiderata. È auspicabile che le estremità formino un piano una volta unite, il che migliorerà il posizionamento della saldatura. È più difficile piegare i fogli in un tubo, avrai bisogno di una piegatrice o di rulli. Questo strumento professionale non è per tutti. I tassi possono essere usati in alternativa.
Un momento importante e scrupoloso è la saldatura di un sottile foglio di metallo. Qui saranno richieste abilità speciali, specialmente se nel processo viene utilizzata la saldatura ad arco manuale. È meglio che i principianti non provino a sperimentare (la minima sovraesposizione dell'elettrodo a un certo punto porta a bruciare un buco). Inoltre, le bolle possono entrare nell'area della cucitura, garantendo successivamente una perdita. È meglio macinare la cucitura a uno spessore minimo, che ti permetterà di vedere immediatamente il "matrimonio" ad occhio nudo. I segmenti conici vengono piegati a mano, piegando l'estremità stretta del pezzo attorno al tubo di piccolo diametro, facendo uno sforzo maggiore rispetto alla parte larga.
Raccomandazioni
Sapere come costruire tu stesso un motore a reazione, puoi usarlo su modelli di aerei o per accelerare uno skateboard. Gli utenti esperti raccomandano che, al fine di ottenere la composizione ottimale della miscela di carburante, fornire prima il gas al motore, riempiendo completamente la camera di combustione con esso. Quindi viene attivata la scintilla di accensione. L'aria viene fornita per ultima, dopo averla raggiuntaconcentrazione ottimale di tutti i componenti - il lancio è in corso.
