Бесклапанный двигатель своими руками

26.05.2019

Бесклапанный пульсирующий двигатель – простейший в мире реактивный двигатель. Его разработки к сожалению были приостановлены с началом широкого применения турбореактивных двигателей, но он продолжает представлять интетрес для любителей, так как может быть построен в домашней мастерской.

Я построил мой двигатель изучив патент Локвуда, согласно которому устройство может иметь любой размер, при соблюдении определенных пропорций.

Двигатель не имеет движущихся частей, также он может работать на любом топливе, если его испарить до входа в камеру сгорания (я использовал смесь бензина и дизельного топлива в равных частях), но старт происходит на газе (это значительно проще). Конструкция проста и относительно недорога для повторения.

Я не знаю, с какой частотой происходят взрывы в камере сгорания моего двигателя, но догадываюсь, что это происходит около 30-50 раз в секунду, работа устройства сопровождается очень сильным шумом. Надеюсь когда-нибудь измерить эту частоту.

Компоненты также испытываются индивидуально с испытаниями на вращение на вертикальных и горизонтальных скамьях для имитации центробежных сил, которым будут подвергаться вращающиеся компоненты двигателя. Что касается вибрационных испытаний, в которых компонент подвергается резонансу, чтобы проверить его структурную целостность.

В этих тестах на резонанс тестируются как мобильные, так и фиксированные компоненты, а также вся электроника воздушного двигателя. Он имитирует условия работы, такие как турбулентность и искажение при входе, измерение параметров, таких как шумы, вибрации, кольцевое пространство между ротором и статором.

Бесклапанный двигатель своими руками

Двигатель работает на пропане, который поступает в камеру сгорания через длинную металлическую трубку, на конце которой установлен распылитель, который помогает испарить жидкое топливо.

Когда используется пропан, распылитель не обязателен, в моем случае газ поступает прямо через трубку внутренним диаметром 4 мм. Трубка присоединяется к камере сгорания фитингом 10мм.

У меня сделаны три таких трубки – одна для пропана, две другие для дизельного топлива и керосина.

Для правильного функционирования турбореактивных вспомогательных систем также проверены на наличие хороших условий. Эти испытания рассматривают возможности механических искажений, таких как удары, вибрации или тепловые удары. Кроме того, предполагается работа с чрезмерно холодным, горячим или загрязненным топливом и смазкой и в условиях замерзания.

Испытания на удар выполняются для наблюдения за поведением двигателя во время бури града и ударов птиц. Верхний коллектор представляет собой самую тяжелую напорную часть парогенератора. Это часть парогенератора, который получает питательную воду. Роскошная яхта длиной 31 метр, стоимостью 24 миллиона долларов, была в прошлом четверг в Сан-Диего, что привело к ее полному уничтожению.

В процессе старта пропан подают в камеру сгорания, и затем достаточно всего одной искры на свече, чтобы двигатель запустился.

Согласно патенту можно построить такой двигатель любого размера. На моем чертеже изображен мой вариант устройства, которое немного отличается от предложенного в патенте конструкцией выхлопной трубы, что упрощает изготовление, однако так как я не делал замеров тяги, возможно это сказалось на эффективности. Спрямители потока обычно удваивают тягу, и я собираюсь попробовать их сделать.

Как работает реактивный двигатель? Реактивный двигатель — это машина, которая производит тягу, выполняя ряд термодинамических преобразований в жидкость. Чтобы лучше понять это, давайте начнем с определения физических законов, регулирующих работу реактивного двигателя.

Это основано на втором и третьем законах Ньютона. 2-й закон: «Увеличение количества движения равно импульсу приложенной силы». 3-й закон: «Каждое действие соответствует равной и противоположной реакции». Второй закон, который выражается, в основном, заключается в следующем.

Бесклапанный двигатель своими руками

  • NL – длина сопла
  • NM – диаметр сопла
  • CL – Длина камеры сгорания
  • CM – диаметр камеры сгорания
  • TL – Длина хвостовой трубы
  • TM – Диаметр хвостовой трубы

Баллоны с газом можно купить где угодно, я выбрал 11-килограмовый, с индустриальным разъемом.

Я не использовал никаких редукторов, просто установил игольчатый клапан, так как расход газа довольно большой и обычный редуктор не даст нужного потока.

Шанс того, что пропан в трубке и баллоне загорится, очень мал, если не опустошать баллон до конца. На картинках ниже вы можете видеть как это выглядит.

Третий закон означает, что когда вы применяете силу к чему-то, это что-то применимо к вам равной и противоположной силой. Типичным примером является стена: когда вы нажимаете стену, вы возвращаетесь назад. Стена воздействует на вас силой, равной той, которую вы применяете к ней, в противоположном направлении.

Но что ты мне говоришь? Что это? Двигатель всасывает массу воздуха и ускоряет его.

Когда воздух выходит за двигатель, он ускоряется, не так ли? Если мы ускорили массу воздуха, это означает, что двигатель применяет силу к воздуху.

И что происходит по третьему закону? Что воздух относится к двигателю равной силы и в противоположном направлении. То есть воздух отводится назад, и двигатель движется вперед.

Бесклапанный двигатель своими рукамиБесклапанный двигатель своими руками

Бесклапанный двигатель своими руками

Искровая свеча вкручена в специально изготовленную на токарном станке деталь, вваренную в камеру сгорания. Свечу можно использовать любую, я поставил NGK BP6E S без дополнительного сопротивления, а боббину использовал от старого автомобиля. Также я сделал электронную схему для получения искры, которую надо получить только один раз, в момент старта двигателя.

Там мы работаем с реактивным двигателем. В воздухе вы должны применить ряд термодинамических преобразований, чтобы ускорить его. В цилиндре взрыва двигателя первый поступает в горючую воздушную смесь.

Как только он находится в цилиндре, он поднимает сжатие смеси. Когда цилиндр поднят, и смесь хорошо сжата, зажигается свеча зажигания, которая заставляет смесь гореть. Он взрывается и расширяет газы, нажимая цилиндр вниз.

Затем цилиндр поднимается, когда выпускной клапан открывается, вытягивая газы.

Взрыв смеси при опускании цилиндра заставляет коленчатый вал двигаться, и это заставляет колеса двигаться. Если он представлен на графике давления-объема, условия жидкости описывают замкнутую линию, а площадь, заключенная в ней, — это работа, которую мы внесли в жидкость.

Корпус трубы сварен из трехмиллиметровой нержавейки марки 316L. Я не знал как расчитать толщину, и просто взял лист потолще, с запасом. Двигатель запускался очень много раз, и никаких проблем обнаружено не было.

Бесклапанный двигатель своими руками

Запись создана в Среда, 23 января 2008 г. в 17:11. Рубрика: Новости. Вы можете подписаться на комментарии к этой записи . Все пинги запрещены.

В реакторе происходит одно и то же: воздух поступает спереди, сжимается в компрессоре, горит в камере сгорания и выталкивается через сопло. Разница в том, что он выталкивается очень быстро, и это вызывает тягу.

Учтите следующее: не могли ли вы сделать двигатель взрыва, в котором коленчатый вал не был соединен с колесами, а движение автомобиля было получено с выхлопом? Это был бы взрывной двигатель, работающий как реактор.

Что каждый делает? Типичный реактор «турбореактор» состоит из следующих частей.

Наиболее распространенный компрессор в это время является осевым. Его функция — всасывать воздух и сжимать его. Как вы можете видеть, он образован дисками с вращающимися лезвиями, а другие — все еще.

Излишне говорить, что лопасти являются аэродинамическими, как профили крыльев. Задача ротора состоит в том, чтобы принести кинетическую энергию жидкости, скорость, идти.

Тогда это увеличение кинетической энергии становится увеличением давления в статоре, так как его лопасти образуют расходящиеся каналы.

Иногда хочется чего-то странного. Вот, недавно меня потянуло на ракетомоделизм. Так как я строю ракеты на нубовском уровне, для меня ракета состоит из двух частей – двигателя и корпуса. Да, я знаю, что все намного сложнее, но даже с таким подходом ракеты летают. Естественно, вам интересно, как делается двигатель.

Хочу предупредить, что если вы соберетесь повторить то, что написано в этой статье, то будете делать это на свой страх и риск. Я не гарантирую точность или безопасность предложенной методики.

Читайте также:  Датчик давления масла двигатель tj376qe

Когда жидкость проходит компрессор, его давление высокое. Настало время ввести топливо и сжечь его. Обычно различают три типа, но поскольку эта запись является общим объяснением, перейдем к любому. Это очень просто, воздух сжат и разделен на два потока.

Первичный поток вводится в «пламенную трубку», топливо инжектируется испарителем и через свечу зажигания смесь зажигается. Вторичный поток проходит между пламенной трубкой и корпусом, охлаждающим материал трубки, создавая воздушную пленку.

Если бы это не было сделано, турбина расплавилась бы.

Для корпуса двигателя я использую толстостенные ПВХ трубы диаметром 3/4 дюйма. Трубы такого диаметра относительно дешевы и широкодоступны. Лучше всего трубы режутся специальными ножницами. Я очень много намучался, пытаясь резать такие трубы электролобзиком – всегда получалось очень криво.

Бесклапанный двигатель своими руками

Именно здесь большинство людей терпит неудачу. Люди думают, что «турбина» относится ко всему двигателю или что «турбина» — это часть двигателя, которая видна впереди, вращаясь. Вы слышали о гидроэлектростанциях? Вода падает на турбину, и она превращает ее в производство. Воздух перемещает пропеллер, который создает работу.

Можно сказать, что примитивная турбина такова. Ну, тогда какая польза от турбины в самолете? На самом деле, вы заметили, что на предыдущем шаге мы уже поставляли энергию в жидкость, и если она теперь выйдет через сопло, мы уже будем тянуть. Так зачем нам турбину?

Трубу я размечаю так:

Бесклапанный двигатель своими руками

Все размеры в дюймах. кто не знает, размер в дюймах нужно умножить на 2.54 и получится размер в сантиметрах. Эти размеры я нашел в замечательной книге

Там есть и куча других конструкций. Верхний кусок двигателя (который пустой) я не делаю. Там должен быть вышибной заряд для парашюта, мне пока далеко до этого.

Когда воздух проходит через турбину, он перемещается так, как будто это мельница. А турбина соединена осью с компрессором. Он также подключен к электрическому генератору. Давай, турбина, когда она поворачивается, перемещает компрессор, а также генерирует электричество. Это точно так же, как ветрогенератор или гидроэлектростанция.

Турбина, как и компрессор, формируется дисками с вращающимися лопастями и другими, которые все еще остаются. Разница по отношению к компрессору заключается в том, что статор идет перед ротором и работает точно так же, как в компрессоре: в этом статоре давление преобразуется в кинетическую энергию, а ротор перемещается воздухом, развивая работу.

Отрезанный кусок трубы вставляется в специальную приспособу. Покажу все приспособы сразу, дабы не возникало вопросов:

Бесклапанный двигатель своими руками

Длинная палка играет роль “пестика” Ей утрамбовывается глина и топливо. Вторая деталька – это кондуктор. Он служит для того, чтобы просверлить сопло точно по центру двигателя. Вот их чертежи:

В сопле газы расширяются, приобретая скорость. Затем они входят в атмосферу. И помните, что тяга является функцией разности скоростей между выходом и входом двигателя. Реакторы — это те, которые работают в соответствии с законом действия и реакции. Поэтому это имя охватывает как двигатели, которые мы видим на линейном самолете, так и ракетные двигатели.

Самоходные двигатели — это те, которым не нужна атмосфера для работы, потому что помимо топливных баков у них также есть воздушные баки.

Они используются для космических аппаратов, поскольку им не нужна атмосфера, они могут работать в космосе. У него была автономия около 6 минут.

Несамоходные двигатели: это те, которые не могут функционировать сами по себе, поскольку им нужна атмосфера для получения воздуха. Это обычные и обычные двигатели.

Бесклапанный двигатель своими руками

Сверло используется длинное – длинной 13см. Его как раз хватает для того, чтобы просверлить канал через все топливо.

Теперь нужно замешивать топливо. Я использую стандартную “карамельку” – сахар и селитра в соотношении 65 селитры/35сахара. Плавить карамель я не хочу – занятие это рискованное, да и не стоит это того геморроя. Я не пытаюсь вытянуть из топлива все возможное. Это ведь любительское ракетостроение. Я просто смешиваю сахарную пудру и селитру в порошках:

Они являются родителями реактивного двигателя. С компрессорно-турбинной группой: турбореакторы и турбофанцы. Мы собираемся оставить в стороне ракетные двигатели, поскольку те, которые сейчас интересуют нас, — это неавтономные реактивные двигатели, то есть те, которые нуждаются в атмосфере.

Двигатели без компрессорно-турбинной группы используют высокую скорость полета для сжатия воздуха по трубопроводу определенной формы. Поэтому есть сопла, которые могут изменять свою форму в соответствии со скоростью полета.

Статорный реактор — самый простой реакционный двигатель. Высокая скорость полета сжимает воздух до входа в двигатель. Затем его смешивают с топливом и сжигают в камере сгорания, а затем расширяют в сопло.

Компрессор не требуется, никакой турбины не требуется.

Забиваем порошок по разметку. Бить нужно довольно сильно.

Забивка топлива и заглушки ничем не отличается. Кажется, что по топливу стучать опасно, но карамелька трудно воспламеняется даже от спички. Естественно, базовые меры предосторожности соблюдать стоит – не склонятся над двигателем, работать в защитной маске, итп.

Если статорный реактор должен работать как в дозвуковом, так и в сверхзвуковом режиме, необходимо изменить форму впускного канала, чтобы он продолжал сжимать воздух. В качестве преимуществ мы можем указать на его простоту.

В качестве недостатков его низкая производительность при низких скоростях, высокая температура достигается, расход топлива и потребность в начальной скорости. Если начальная скорость отсутствует, воздух не сжимается.

Вот почему эту систему можно использовать, например, в ракетах, смонтированных военными самолетами.

Пульсореактор — это другой двигатель без компрессорно-турбинной группы.

Он работает аналогично статорному реактору, за исключением того, что на входе в камеру сгорания открываются клапаны, позволяющие воздуху входить до тех пор, пока в камере не будет достаточного давления, и в это время клапаны закрываются.

После воспламенения смеси и расширения в сопле клапаны открываются, что позволяет снова вводить воздух. То есть, это двигатель, который генерирует прерывистый толчок.

Последние 5мм заглушки я оставляю для термоклея. Я несколько раз пробовал сделать ракету без заглушки из термоклея, верхнюю пробку вырывало давлением. Термоклей обладает отличной адгезией к пластику и не успевает расплавится при горении двигателя.

Сверлим сопло через кондуктор:

Его высокий расход и ограничение скорости полета из-за открытия и закрытия клапанов делают его в настоящее время отсутствием аэронавигационных интересов, но он используется в аэромоделизме.

Ну, это было очень полезно в конце Второй мировой войны. Когда скорость полета была достаточно высокой, двигатель поршня остановился, и импульсные реакторы начали работать.

Начальная скорость, которая вам нужна, меньше скорости статора.

Двигатели с компрессорно-турбинной группой используют компрессор для сжатия воздуха, а турбину — для работы компрессора. Вы также можете сделать двигатель, компрессор которого движется через электродвигатель, и, таким образом, экономить турбину, что очень дорого, но для этого требуется очень большие батареи для выработки электроэнергии. Однако с турбиной самолет самодостаточен.

  • Топливо очень плохо сверлится – сахар плавится и липнет на сверло, поэтому его приходится часто вытаскивать и счищать налипшее топливо. Проверяем сопло:
  • Заливаем последние 5мм трубки и ее торец термоклеем
Читайте также:  Двигатель d456 технические характеристики

Все, двигатель готов. Вот так выглядит двигатель на статических испытаниях. К сожалению, видео не показательно – в этом двигателе канал был просверлен на половину, и фотоаппарат не правильно записал звук. В реале “рев” двигателе очень громкий и серьёзный, а не такой игрушечный как на записи.

Сегодня турбореактивный двигатель является основным двигателем реакции. Это объясняется в этой записи.

Он состоит из компрессора, который сжимает воздух, одну или несколько камер сгорания, в которые впрыскивается топливо, и смесь сжигается, турбина, из которой получается работа для перемещения компрессора по мере прохождения через него воздуха, и сопло, в котором газы расширяются и их скорость увеличивается, получая тягу.

Разработка реактивного двигателя шла рука об руку в Германии и Англии, и есть спор о том, кто заслуживает титула «родитель реактивного двигателя». Двухпоточный турбореактивный двигатель представляет собой торбурреактор, в который поступающий воздух делится на два потока.

Вдохновили ролики о самодельных моторах. Решился и сделал такой с нуля

Приветствую тебя, уважаемый читатель.

В этой статье я расскажу, как сделал самодельный бесщеточный мотор полностью с нуля в домашних условиях. Кому интересно, усаживайтесь поудобнее и начинаем.

На сборку двигателя своими руками меня подтолкнул не один десяток роликов с зарубежных каналов, там люди собирали электромоторы из того, что было и они хорошо работали и запускались с первого раза.

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=RnnnrT4xMUUИсточник: https://www.youtube.com/watch?v=RnnnrT4xMUU

  • Вот и мне после просмотра данных роликов захотелось собрать что-то свое, что заработает и это можно будет применить в своих самоделках.
  • Нашел я у себя трансформатор от микшера, также заказал 50 штук неодимовых магнитов из Китая и контроллер для управления двигателем.
  • Диаметр тора от моего трансформатора равен 62 мм, по ним я сделал чертеж в компасе для ротора.

Чертеж ротора с расположением магнитовЧертеж ротора с расположением магнитов

Из металлического листа вырезал круг диаметром 62 мм, таких же размеров сделал круг из фанеры, толщиной 3 мм.

металлический и фанерный круг D= 62 ммметаллический и фанерный круг D= 62 мм

На металлическом диске сделал разметку для центров магнитов, все работы проводил при помощи циркуля и транспортира.

Из фанеры я вырезал диск диаметром 37,65 мм, он будет держать магниты на одинаковом расстоянии от вала.

Примерил магниты по месту и просверлил центральное отверстие под валПримерил магниты по месту и просверлил центральное отверстие под вал

Далее я из фанеры выпилил кольцо с внутренним диаметром 62 мм, который затем приклеил на ротор с помощью эпоксидной смолы. (Магниты устанавливал чередуя полюса, для этого взял один из магнитов и проверял, притягивается ли магнит или отталкивается и так расставил все 12 штук поочередно — притягивается, отталкивается).

магниты с Китая, в моем моторе использовал магниты 12 мм на 3 ммМагниты вклеены на эпоксидную смолумагниты с Китая, в моем моторе использовал магниты 12 мм на 3 мм

После высыхания эпоксидки я слегка отшлифовал поверхность, убрав наплывы.

Затем я принялся за изготовление статора из тора трансформатора. Сделал на скорую руку станок из точила и проделал пропилы в торе, постепенно измеряя зазор штангенциркулем, в идеале он должен быть одинаковым.

Зазоры еще не подогнал под один размерЗазоры еще не подогнал под один размер

В итоге получился такой тор, процесс пропиливания пазов занял много времени, около 6 часов за станком.

Зазоры готовы и практически не расходятся по размерамЗазоры готовы и практически не расходятся по размерам

После того, как пропилы готовы, я взял лак для ногтей у своей сестры ( с ее разрешения) и покрасил зазоры, чтобы защитить обмотку от случайного КЗ.

Лак защищает обмотку от соприкосновения с металлом тораЛак защищает обмотку от соприкосновения с металлом тора

Одного лака для защиты недостаточно, я взял обычный лист А4 и нарезал из него полосок, ими обклеил каждый зуб статора.

Заизолировал статор бумагойЗаизолировал статор бумагой

Для того, чтобы ротор вращался, необходимо сделать крепление для подшипника. Я взял алюминиевый диск, сделал в нем отверстия и проточил их напильником, затем примотал его к статору на капроновую нитку и промазал лаком. (Листайте галерею ???? ???? ).

Алюминиевый диск, проделал отверстияпроточил напильником отверстия до овальной формыпримотал диск с статору капроновой нитьюАлюминиевый диск, проделал отверстия

Теперь статор готов для того, чтобы сделать на нем обмотку.

В своих закромах нашел проволоку диаметром 0,5 мм, ее и использовал для намотки.

Количество витков на каждом зубе вмещал максимально возможно, получилось ровно 50, обмотку мотать нужно в одном направлении и с одинаковым количеством витков.

Пушистый друг пришел на помощьПушистый друг пришел на помощь

Обмотки подключил звездой, то есть соединил концы каждой фазы друг с другом, а оставшиеся три вывода подключаются к контроллеру.

Обмотка двигателя

Когда я полностью сделал обмотку, я приступил к изготовлению ручки из пластиковой трубы, в которой будет находится еще один подшипник, он уменьшит перекосы и придаст жесткость конструкции.

Собрал ручку и установил в нее подшипникСобрал ручку и установил в нее подшипник

Для выставления расстояния между ротором и статором я использовал обычную металлическую трубку, которую стачивал до тех пор, пока не получится минимально возможного зазора. (Чем меньше зазор, тем выше крутящий момент, но ниже обороты).

В ходе испытаний были небольшие доработки и я заменил пластиковую ручку на металлическую с алюминиевым переходником. Также установил трехкулачковый патрон на вал.

практически готовая бормашинкапрактически готовая бормашинка

В итоге создания самодельного двигателя по ходу процесса у меня получилась практически готовая бормашинка, осталось только отцентровать трехкулачковый патрон и сделать защитный кохуж на ротор двигателя.

Вот такой бесщеточный мотор с зажимным патрономВот такой бесщеточный мотор с зажимным патроном

  1. Также прикладываю видео работы данного мотора.
  2. Кому понравилась статья про сборку мотора, пишите в х свои доработки, пожелания, а также ставьте лайк и подписывайтесь на канал.
  3. Благодарю за дочитывание и всем добра.

Реактивный двигатель своими руками

Бесклапанный ПуВРД — удивительная конструкция. В ней нет движущихся частей, компрессора, турбины, клапанов. Простейший ПуВРД может обойтись даже без системы зажигания.

Этот двигатель способен работать практически на чем угодно: замените баллон с пропаном канистрой с бензином — и он продолжит пульсировать и создавать тягу.

К сожалению, ПуВРД оказались несостоятельными в авиации, но в последнее время их всерьез рассматривают как источник тепла при производстве биотоплива. И в этом случае двигатель работает на графитовой пыли, то есть на твердом топливе.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Наконец, элементарный принцип работы пульсирующего двигателя делает его относительно безразличным к точности изготовления. Поэтому изготовление ПуВРД стало излюбленным занятием для людей, неравнодушных к техническим хобби, в том числе авиамоделистов и начинающих сварщиков.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Несмотря на всю простоту, ПуВРД — это все-таки реактивный двигатель. Собрать его в домашней мастерской весьма непросто, и в этом процессе немало нюансов и подводных камней.

Поэтому мы решили сделать наш мастер-класс многосерийным: в этой статье мы поговорим о принципах работы ПуВРД и расскажем, как изготовить корпус двигателя. Материал в следующем номере будет посвящен системе зажигания и процедуре запуска.

Наконец, в одном из последующих номеров мы обязательно установим наш мотор на самодвижущееся шасси, чтобы продемонстрировать, что он действительно способен создавать серьезную тягу.

Читайте также:  Corolla 120 стук в двигателе

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

От русской идеи до немецкой ракеты

Собирать пульсирующий реактивный двигатель особенно приятно, зная, что впервые принцип действия ПуВРД запатентовал российский изобретатель Николай Телешов еще в 1864 году.

Авторство первого действующего двигателя также приписывается россиянину — Владимиру Караводину.

Высшей точкой развития ПуВРД по праву считается знаменитая крылатая ракета «Фау-1», состоявшая на вооружении армии Германии во время Второй мировой войны.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы работать было приятно и безопасно, мы предварительно очищаем листовой металл от пыли и ржавчины с помощью шлифовальной машинки. Края листов и деталей, как правило, очень острые и изобилуют заусенцами, поэтому работать с металлом надо только в перчатках.

Конечно же, речь идет о клапанных пульсирующих двигателях, принцип действия которых понятен из рисунка. Клапан на входе в камеру сгорания беспрепятственно пропускает в нее воздух. В камеру подается топливо, образуется горючая смесь.

Когда свеча зажигания поджигает смесь, избыточное давление в камере сгорания закрывает клапан. Расширяющиеся газы направляются в сопло, создавая реактивную тягу.

Движение продуктов сгорания создает в камере технический вакуум, благодаря которому клапан открывается, и в камеру всасывается воздух.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В отличие от турбореактивного двигателя, в ПуВРД смесь горит не непрерывно, а в импульсном режиме.

Именно этим объясняется характерный низкочастотный шум пульсирующих моторов, который делает их неприменимыми в гражданской авиации.

С точки зрения экономичности ПуВРД также проигрывают ТРД: несмотря на впечатляющее отношение тяги к массе (ведь у ПуВРД минимум деталей), степень сжатия в них достигает от силы 1,2:1, поэтому топливо сгорает неэффективно.

Прежде чем отправляться в мастерскую, мы начертили на бумаге и вырезали шаблоны разверток деталей в натуральную величину. Осталось лишь обвести их перманентным маркером, чтобы получить разметку для вырезания.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Зато ПуВРД бесценны как хобби: ведь они могут обходиться вообще без клапанов. Принципиально конструкция такого двигателя представляет собой камеру сгорания с подсоединенными к ней входной и выходной трубами. Входная труба гораздо короче выходной. Клапаном в таком двигателе служит не что иное, как фронт химических превращений.

Горючая смесь в ПуВРД сгорает с дозвуковой скоростью. Такое горение называется дефлаграцией (в отличие от сверхзвукового — детонации). При воспламенении смеси горючие газы вырываются из обеих труб. Именно поэтому и входная, и выходная трубы направлены в одну сторону и сообща участвуют в создании реактивной тяги.

Но за счет разницы длин в тот момент, когда давление во входной трубе падает, по выходной еще движутся выхлопные газы. Они создают разрежение в камере сгорания, и через входную трубу в нее затягивается воздух. Часть газов из выходной трубы также направляется в камеру сгорания под действием разрежения.

Они сжимают новую порцию горючей смеси и поджигают ее.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

При работе с электрическими ножницами главный враг — вибрации. Поэтому заготовку нужно надежно фиксировать с помощью струбцины. При необходимости можно очень аккуратно погасить вибрации рукой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

есклапанный пульсирующий двигатель неприхотлив и стабилен. Для поддержания работы ему не требуется система зажигания. За счет разрежения он всасывает атмосферный воздух, не требуя дополнительного наддува.

Если строить мотор на жидком топливе (мы для простоты предпочли газ пропан), то входная труба исправно выполняет функции карбюратора, распыляя в камеру сгорания смесь бензина и воздуха.

Единственный момент, когда необходима система зажигания и принудительный наддув, — это запуск.

Китайский дизайн, российская сборка

Существует несколько распространенных конструкций пульсирующих реактивных двигателей. Кроме классической «U-образной трубы», весьма сложной в изготовлении, часто встречается «китайский двигатель» с конической камерой сгорания, к которой под углом приваривается небольшая входная труба, и «русский двигатель», по конструкции напоминающий автомобильный глушитель.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Трубы фиксированного диаметра легко формуются вокруг трубы. В основном это делается руками за счет эффекта рычага, а края заготовки закругляются с помощью киянки. Края лучше формовать так, чтобы при состыковке они образовывали плоскость — так легче положить сварной шов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Прежде чем экспериментировать с собственными конструкциями ПуВРД, настоятельно рекомендуется построить двигатель по готовым чертежам: ведь сечения и объемы камеры сгорания, входной и выходной труб всецело определяют частоту резонансных пульсаций. Если не соблюдать пропорции, двигатель может не запуститься. Разнообразные чертежи ПуВРД доступны в интернете. Мы выбрали модель под названием «Гигантский китайский двигатель», размеры которой приводим во врезке.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Любительские ПуВРД делаются из листового металла. Применять в строительстве готовые трубы допустимо, но не рекомендуется по нескольким причинам. Во-первых, практически невозможно подобрать трубы точно требуемого диаметра. Тем более сложно найти необходимые конические секции.

Сгибание конических секций — это исключительно ручной труд. Залог успеха — обжимать узкий конец конуса вокруг трубы малого диаметра, давая на него больше нагрузки, чем на широкую часть.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Во-вторых, трубы, как правило, имеют толстые стенки и соответствующий вес. Для двигателя, который должен обладать хорошим соотношением тяги к массе, это неприемлемо. Наконец, во время работы двигатель раскаляется докрасна. Если применять в конструкции трубы и фитинги из разных металлов с разным коэффициентом расширения, мотор проживет недолго.

Итак, мы выбрали путь, который выбирает большинство любителей ПуВРД, — изготовить корпус из листового металла.

И тут же встали перед дилеммой: обратиться к профессионалам со специальным оборудованием (станки для водно-абразивной резки с ЧПУ, вальцы для проката труб, специальная сварка) или, вооружившись простейшими инструментами и самым распространенным сварочным аппаратом, пройти нелегкий путь начинающего двигателестроителя от начала до конца. Мы предпочли второй вариант.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Снова в школу

Первое, что необходимо сделать, — начертить развертки будущих деталей. Для этого необходимо вспомнить школьную геометрию и совсем немного вузовского черчения.

Сделать развертки цилиндрических труб проще простого — это прямоугольники, одна сторона которых равна длине трубы, а вторая — диаметру, умноженному на «пи».

Рассчитать развертку усеченного конуса или усеченного цилиндра — чуть более сложная задача, для решения которой нам пришлось заглянуть в учебник черчения.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сварка тонкого листового металла — тончайшая работа, особенно если вы используете ручную дуговую сварку, как мы. Возможно, для данной задачи лучше подойдет сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в аргонной среде, но оборудование для нее редкое и требует специфических навыков.

Выбор металла — весьма деликатный вопрос.

С точки зрения термостойкости для наших целей лучше всего подходит нержавейка, но для первого раза лучше использовать черную низкоуглеродистую сталь: ее проще формовать и варить.

Минимальная толщина листа, способного выдержать температуру сгорания топлива, — 0,6 мм. Чем тоньше сталь, тем легче ее формовать и труднее варить. Мы выбрали лист толщиной 1 мм и, похоже, не прогадали.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Даже если ваш сварочный аппарат может работать в режиме плазменной резки, не используйте его для вырезания разверток: края обработанных таким образом деталей плохо свариваются. Ручные ножницы по металлу — тоже не лучший выбор, так как они загибают края заготовок. Идеальный инструмент — электрические ножницы, которые режут миллиметровый лист как по маслу.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Для сгибания листа в трубу есть специальный инструмент — вальцы, или листогиб. Он относится к профессиональному производственному оборудованию и поэтому вряд ли найдется у вас в гараже. Согнуть достойную трубу помогут тиски.

Процесс сварки миллиметрового металла полноразмерным сварочным аппаратом требует определенного опыта. Чуть передержав электрод на одном месте, легко прожечь в заготовке дыру. При сварке в шов могут попасть пузырьки воздуха, которые затем дадут течь. Поэтому имеет смысл шлифовать шов болгаркой до минимальной толщины, чтобы пузырьки не оставались внутри шва, а становились видимыми.

В следующих сериях

К сожалению, в рамках одной статьи невозможно описать все нюансы работы. Принято считать, что эти работы требуют профессиональной квалификации, однако при должном усердии все они доступны любителю. Нам, журналистам, самим было интересно освоить новые для себя рабочие специальности, и для этого мы читали учебники, советовались с профессионалами и совершали ошибки.

Корпус, который мы сварили, нам понравился. На него приятно смотреть, его приятно держать в руках. Так что искренне советуем и вам взяться за такое дело. 

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector