מנוע הסילון הדופק הוא מעין יחידת כוח הפועלת על עיקרון של ערבוב כוח סילון דופק. מנועים אלו ניתנים לזיהוי בקלות על ידי הצליל החזק האופייני להם. בין היתרונות על פני אנלוגים הם עיצוב פשוט ביותר ומשקל נמוך. נשקול את שאר המאפיינים של המצטברים להלן.
היסטוריית הבריאה
הפיתוחים הראשונים של מנוע הסילון הדופק (ramjet) מתוארכים רשמית למחצית השנייה של המאה ה-19. בשנות ה-60 שני ממציאים, מלבד זה מזה, קיבלו פטנטים על עיצוב חדש של מדחפים. ההתפתחויות של Teleshov N. A. ו-Charles de Voilier לאותה תקופה לא עניינו אף אחד. אבל בתחילת המאה ה-20 הקדישו להם תשומת לב מהנדסים גרמנים, שחיפשו אלטרנטיבה ראויה ליחידות כוח בוכנה.
במהלך מלחמת העולם השנייה התחדשה התעופה הגרמנית עם קליע מטוס מסוג FAA, אשרמצויד ב-ramjet. למרות העובדה שהאלמנט שצוין היה נחות בפרמטרים טכניים לווריאציות בוכנה, הוא היה פופולרי. עובדה זו נובעת מפשטות העיצוב והעלות הנמוכה. בהיסטוריה הידועה, זה היה המקרה היחיד כאשר מנועים כאלה שימשו לצייד מטוסים בקנה מידה סדרתי.
ניסיונות לשפר
לאחר תום המלחמה, מנוע הסילון הדופק נשאר בפיתוח צבאי זמן מה. הוא שימש כמדחף לטילי אוויר-קרקע. יעילות נמוכה, מהירות שיגור נמוכה והצורך בהאצה בשיגור הם הסיבות שהפכו מפתח בהפחתה נוספת של מיקום ה-ramjet לאפס.
סוג זה של מנוע החל לאחרונה לעניין שוב מהנדסים וחובבים. יש פיתוחים חדשים, תוכניות שיפור אחרות. בהחלט ייתכן שהשינויים המעודכנים יופיעו שוב בציוד התעופה הצבאית. היישום המעשי שלה כיום הוא מודלים של אבות טיפוס של רקטות ומטוסים תוך שימוש בחומרים מבניים מודרניים.
מכשיר מנוע סילון פועם
היחידה הנחשבת היא חלל פתוח משני הצדדים. כניסת אוויר מותקנת בכניסה, מאחוריה יחידת מתיחה עם שסתומים. העיצוב כולל גם מספר תאי בעירה, זרבובית לשחרור זרם סילון. שסתום הכניסה מיוצר במספר תצורות, שונות בעיצובן וחיצוניותאכפת. אחת האפשרויות היא פלטות מלבניות מסוג רפפה המורכבות על מסגרת, נפתחות או נסגרות תחת ירידת לחץ. הגרסה השנייה והקומפקטית יותר - "עלי כותרת" מתכת המונחים במעגל.
יש מצת בתא הבעירה. יסוד זה מייצר סדרה של פריקות, ולאחר הגעה לריכוז הדלק הרצוי, המטען מתלקח. מכיוון שלמנוע גודל צנוע, קירות הפלדה של היחידה מתחממים בצורה אינטנסיבית ומסוגלים להפעיל את תערובת הדלק באותו אופן כמו נר.
עקרון העבודה
מכיוון שמנוע סילון פועם פועל במחזוריות, יש לו כמה מחזורים בסיסיים. ביניהם:
- תהליך קליטה. בשלב זה, שסתום הכניסה נפתח, אוויר נפלט נכנס לתא הבעירה. במקביל, דרך החרירים, נכנס דלק, וכתוצאה מכך נוצר מעין מטען דלק.
- התערובת המתקבלת נדלקת על ידי מצת, ולאחר מכן נצפים גזים בלחץ גבוה. תחת פעולתם, שסתום הכניסה סתום.
- יתרה מזאת, תוצרי הבעירה מפוצצים החוצה דרך הזרבובית, ויוצרים דחף סילון. זה יוצר ואקום בתא הבעירה. ההליך חוזר על עצמו - שסתום הכניסה נפתח, מעביר את מנת האוויר הבאה.
הדלק מסופק על ידי מזרקים עם מנגנון שסתום סימון. כאשר הלחץ בתא הבעירה יורד, נכנסת מנת הדלק הבאה. לאחר הגברת הלחץ, האספקה נפסקת. יש לציין כי בדגמי מטוסים בעלי הספק נמוך, החריריםנעדרים, והמערכת פועלת לפי סכימת הקרבורטורים המסורתית.
תכונות עיצוב
למנוע הסילון הדופק, שהציור והתרשים שלו מוצגים למטה, כולל שסתום יניקה בחזית תא הבעירה. זה ההבדל העיקרי שלו מה"אחים" הקרובים ביותר כמו ramjet ומנוע סילון. חלק זה אחראי על מניעת החזרת מוצרי בעירה, אשר קובע את הכיוון שלהם ישירות לתוך הזרבובית. זנים מתחרים אינם זקוקים במיוחד לשסתומים, מכיוון שהאוויר מסופק מיד בלחץ עם דחיסה מוקדמת. "זוט" כזה הוא למעשה יתרון עצום בתפעול היחידה המדוברת, לגבי שיפור המאפיינים התרמודינמיים.
הבדל נוסף הוא האופי המחזורי של העבודה. כך למשל במנוע טורבו-סילון שורפים דלק באופן רציף, מה שמבטיח דחף אחיד ואחיד. ב-ramjet, המחזורים מספקים תנודות בתוך המבנה. כדי להבטיח משרעת מקסימלית, נדרש סנכרון רטט של כל החלקים. נקודה זו מושגת על ידי בחירת אורך הזרבובית האופטימלי.
מנוע הסילון הדופק מסוגל לפעול במהירויות נמוכות או במצב לא פעיל בהעדר זרימת אוויר מתקרבת. יתרון זה על פני גרסת הזרימה הישירה שנוי במחלוקת, שכן נדרשת האצה ראשונית לשיגור רקטה או מטוס בתנאים אלו.
זנים
בנוסף לגרסה הרגילה של ה-pulsejet עם שסתום ישר וכניסה, קיימות גם גרסאות ללא שסתומים ופיצוץ.
השינוי הראשון אינו מצויד בשסתום כניסה. זאת בשל הפגיעות והבלאי המהיר של החלק הנוסף. בהתגלמות זו, חיי השירות של תחנת הכוח ארוכים יותר. לפי התכנון, היחידה היא צורה בצורת האות U, שקצותיה מכוונים במורד הזרם של דחף הסילון (אחורה). הערוץ שאחראי על המתיחה קצת יותר ארוך. צינור קצר נכנס לזרימת האוויר לתוך תא הבעירה. כתוצאה מבעירה והתרחבות של גזים, חלקם מוחזרים בחזרה דרך הכניסה המצוינת. מכשיר כזה מאפשר לספק אוורור משופר של תא העבודה. אין איבוד מטען דלק דרך שסתום הכניסה, מה שיוצר "רווח" קל במאמץ המשיכה.
ה-ramjet מסוג פיצוץ נועד לשרוף מטען של דלק באמצעות פיצוץ. כלומר, בנפח קבוע, מתרחשת עלייה חדה בלחץ של תערובת הדלק-אוויר בתא הבעירה. במקרה זה, הנפח גדל החל מרגע שהגזים נעים לאורך חלק הזרבובית. פתרון זה מאפשר להגביר את היעילות התרמית. נכון לעכשיו, תצורת מנוע זו אינה פועלת, בהיותה בשלב של מחקר ושיפורים.
יתרונות
עקרון הפעולה של מנוע סילון פועם, יחד עם פשטות התכנון והעלות הנמוכה, הם היתרונות העיקריים של המערכת המדוברת. אלההאיכות הובילה להופעת המנועים הללו על טילים צבאיים, מטרות מעופפות וחפצים אחרים שבהם לא חשובה העמידות, אלא מסירה מהירה של המטוס למטרה עם התצורה הפשוטה ביותר של "המנוע". חובבי דוגמנות מטוסים מעריכים את השינוי המדובר מאותן סיבות. מנועים קומפקטיים, זולים וקלים מתאימים לדגמי מטוסים. יתרון נוסף הוא היכולת ליצור מנוע סילון פועם אלמנטרי במו ידיך.
חסרונות
בין החסרונות יש גם נקודות רבות, כלומר:
- דרגה גבוהה של רעש בפעולה;
- צריכת דלק מופרזת;
- נוכחות של שאריות דלק לאחר השימוש;
- הגברת הפגיעות של שסתום הכניסה;
- מגבלת מהירות.
למרות כל החסרונות, ה-ramjet בקטע שלו נותר מבוקש. מנוע כזה הוא הכרחי להשקות חד פעמיות, במיוחד אם לא מעשי להרכיב גרסאות חזקות ויקרות.
DIY Detonation Pulse Jet Engine
תחילה עליך ליצור ציור עם פיתוח של פרטים עתידיים. אם אתה זוכר את היסודות של הגיאומטריה של בית הספר ויש לך כישורי ציור מינימליים, אתה יכול להתחיל לעבוד. התוכנית הפשוטה ביותר היא צינורות גליליים. מלבנים מצוירים, שצד אחד שלהם יהיה שווה לאורך, והשני - לקוטר (כפול 3, 14 - המספר "pi"). ניתן לבצע reamers חרוטי וגליליים על ידי מציאתהדרכה הכרחית בכל מדריך ציור.
הנושא החשוב השני הוא בחירת המתכת. לחלופין, ניתן להשתמש בפלדת אל חלד או פלדה דלת פחמן שחור. הבה נתעכב על האפשרות השנייה, מכיוון שקל יותר לעבד וליצור אותה. עובי הגיליון המינימלי הוא 0.6 מ"מ. במקרה זה, הגודל היה 1 מ"מ.
תהליך הכנה
לפני שתתחיל לבנות מנוע סילון פועם במו ידיך, עליך לנקות חלודה ואבק חלקי פח. בשביל זה, מטחנה רגילה מתאימה למדי. למען ביטחונך, לבש כפפות שכן קצוות הסדינים חדים ומלאי קוצים.
לפני תחילת העבודה הראשית, עליך להכין שרטוטים ותבניות קרטון של חלקים בגודל מלא. כדי לקבל תצורה ומידות מדויקות, קווי המתאר מסומנים בטוש קבוע. מאוד לא מומלץ לחתוך את החולצים עם מכונת ריתוך, לא משנה כמה היא מודרנית. העובדה היא שהחלקים המתקבלים בדרך זו מרותכים בצורה גרועה מאוד בקצוות. רצוי להשתמש במסמר מתכת חשמלי למטרה זו, שכן בגרסה הידנית קיים סיכון גבוה לכיפוף קצוות חלקי העבודה. עליך לחתוך בזהירות, לתקן היטב את התבנית המעובדת עם מהדק או שיטה מתאימה אחרת.
במה ראשית
כאשר מייצרים מנוע סילון דופק בבית, זכור שקל ליצור צינורות בקוטר קבוע כאשרעזרה של אנלוגי גדול יותר. זה בהחלט אפשרי לבצע את הפעולה עם הידיים שלך בגלל עקרון המנוף, שלאחריו מעובדים את הקצוות של חומר העבודה עם פטיש, מכופפים אותם למצב הרצוי. רצוי שהקצוות יהוו מישור בחיבור, מה שישפר את מיקום הריתוך. קשה יותר לכופף סדינים לצינור, תצטרך מכופף או רולים. כלי מקצועי זה אינו מתאים לכל אחד. ניתן להשתמש בטקסוס כחלופה.
רגע חשוב וקפדני הוא ריתוך של יריעת מתכת דקה. מיומנויות מיוחדות יידרשו כאן, במיוחד אם ריתוך קשת ידני משמש בתהליך. עדיף למתחילים לא לנסות להתנסות (חשיפת יתר הקטנה ביותר של האלקטרודה בשלב מסוים מובילה לשריפת חור). בנוסף, בועות יכולות להיכנס לאזור התפר, מה שמבטיח לאחר מכן דליפה. עדיף לטחון את התפר לעובי מינימלי, שיאפשר לראות את ה"נישואים" בעין בלתי מזוינת מיד. הקטעים המחודדים מכופפים ביד, מכווצים את הקצה הצר של חומר העבודה סביב הצינור בקוטר הקטן, ומתאמצים יותר מהחלק הרחב.
המלצות
כדי לדעת איך לעשות מנוע סילון דופק בעצמך, אתה יכול להשתמש בו בדגמי מטוסים או כדי להאיץ סקייטבורד. משתמשים מנוסים ממליצים, על מנת לקבל את ההרכב האופטימלי של תערובת הדלק, תחילה לספק גז למנוע, ולמלא בו את תא הבעירה לחלוטין. ואז ניצוץ ההצתה מופעל. האוויר מסופק אחרון, לאחר הגעהריכוז אופטימלי של כל הרכיבים - ההשקה מתבצעת.
