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.

Являются ли авиационные двигатели громкими при посадке?

Для этой цели разработаны шасси и конструкция самолета. Это субъективное чувство. При окончательном приближении посадки - последние 10 км - посадочные закрылки и шасси были расширены. Из-за постоянного спуска, двигатели работают чуть выше скорости холостого хода - поэтому они соответственно тихие.

Как только самолет приземлился на взлетно-посадочную полосу, основные скоростные тормоза уменьшают скорость, и в то же время пилоты в кабине активируют переключение тяги, что поддерживает процесс торможения, отклоняя часть мощности двигателя вперед и торможения.

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.

До нескольких лет назад мощность двигателя была значительно увеличена. Переадресованный воздух и высокая скорость вызвали много шума. В настоящее время скорость двигателей не поднимается выше холостого хода. В результате шум значительно сокращается. Однако это быстро изменилось, когда сами инженеры научились ремеслу и подтолкнули развитие в своих собственных направлениях. В результате раскола в «холодной войне» произошли различные события, которые только встретились с распадом Советского Союза.

По западным стандартам, это специальный двигатель, для которого нет сопоставимого. Это кислородный двигатель керосина, который обеспечивает более 750 тонн тяги. В космосе это миры. При сопоставимом топливе они будут обеспечивать на 20% меньшую скорость, но на самом деле пустые твердотопливные ускорители примерно в 1, 5 раза тяжелее первой ступени с двигателем керосина. Только водородные двигатели имеют лучший удельный импульс, но при этом снижают тягу при сопоставимой стоимости и имеют дело с чрезвычайно большими объемами и чрезвычайно низкими температурами жидкого водорода.

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.

Таким образом, на Западе эта недостаточность эффективности на первом этапе должна быть компенсирована за счет использования более дорогих водородных двигателей в остальной части ракеты. Их собственные керосиновые двигатели были намного более неэффективными.

Они также используют выхлопной газ из топливных насосов в качестве топлива в двигателе. Чтобы сделать это, вам пришлось много экспериментировать, чтобы сам двигатель не уничтожил себя, и трюк нелегко освоить. Для этого необходимо сжигать большое количество кислорода с небольшим количеством керосина, в результате чего образуется горячий, богатый кислородом газ. Это управляет турбиной, которая управляет топливными насосами. Насосы доставляют жидкий кислород и керосин в камеру сгорания и обогащенный кислородом выхлопной газ.

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.

Богатый керосином выхлопной газ не может использоваться, поскольку это забивает тонкие топливные каналы сажей. Однако горячий газ с большим количеством кислорода под высоким давлением является кошмаром для каждого металла. Он чрезвычайно коррозионный, и до недавнего времени только русским удалось построить такие двигатели. Не было инвестора, который хотел его оплатить.

Реактивный двигатель конденсируется и сжигает воздух. Откуда возникает высокая тяга?

Потому что Россия подписала контракт с Россией в конце 1990-х годов на поставку таких двигателей. Это было во время продажи России в эпоху Ельцина. По крайней мере, начиная с Крымского кризиса, вы сейчас находитесь в пинч-мельнице. Двигатели на современном пассажирском самолете.

Бесклапанный 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.

Расширенный и открытый реактивный двигатель. В реактивном двигателе воздух всасывается снаружи и сжимается. Жидкое топливо впрыскивается внутри и сгорает в камере сгорания. Продукт этого горения сильно расширяется и затем выбрасывается через выпускное сопло.

Объем, необходимый воздуху после сгорания, намного больше, чем объем входящего воздуха спереди. Чтобы воздух покидал двигатель, он должен быть намного быстрее, чем воздух, который течет. В традиционно используемых турбинных воздушных реактивных двигателях продукт сгорания управляет турбиной, которая вращается таким образом.

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.

Количество сжигаемой воздушно-топливной смеси и скорость выхода определяют тягу, которую может достичь реактивный двигатель. Сила тяги создается физическим принципом отдачи в противоположном направлении газовой струи. В современных двигателях больших пассажирских самолетов используется так называемый «вторичный воздушный поток», в котором холодный воздух циркулирует вокруг реального двигателя, а также ускоряется.

Почему для таких двигателей требуется турбина? С турбиной, которая приводится в движение сгоревшей воздушно-топливной смесью и устанавливается быстрым вращением, двигатель приводит в действие компрессор на входе в воздух. Перед компрессором также большое рабочее колесо, которое можно увидеть, глядя на двигатель спереди. Это рабочее колесо похоже на пропеллер, оно всасывает большие воздушные массы и направляет их в компрессор. Вентилятор также управляется турбиной.

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.

Вновь топливо можно добавить и сжечь в выхлопных газах, что снова увеличивает достижимую тягу, но расход топлива также сильно возрастает. Дожигатель расположен за турбиной. Какое топливо используют двигатели? Современные реактивные двигатели используют керосин в качестве топлива. Эта углеводородная смесь, которая также обозначается как топливо с воздушной турбиной или реактивное топливо, производится перегонкой из нефти.

И теперь вопрос, какой был этот взрыв? Взрыв был вызван потерей компрессора. Иногда поток воздуха, поступающий в двигатель, является неравномерным или турбулентным. В этих случаях возможно, что некоторые лопатки компрессора, которые в конце концов являются частями, подобными профилю алара, теряются.

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.

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.

В рамках этого типа событий мы логически имеем множество типов. В более тяжелых случаях, например, упомянутых выше, горение может стать ненормальным и взрывы, в которых сжигается избыточное топливо, которое попало в камеру сгорания и должно было смешиваться и гореть рядом с камерой сгорания. кислород, который не достигает этой стадии двигателя из-за потери. Хорошее сравнение можно сделать с гоночным автомобилем, когда мы видим вспышки, выступающие из выхлопной трубы, когда пилот поднимает ногу с акселератора.

Что может привести к потере компрессора?

Принцип - это то же самое, избыточное топливо, которое горит внезапно.

Предварительный структурный ущерб лезвиям

Износ лезвий может логически изменить поток воздуха и, следовательно, привести к потере лезвия. Как правило, потеря одного лезвия не вызывает цепную реакцию, которая приводит к полному отказу в компрессоре, но может восприниматься экипажем, как правило, в виде мгновенной потери импульса.

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.

Проглатывание объекта, такого как птица, часть, отделенная от другого аппарата, блок льда, град и т.д. может повредить лезвия, изменить их форму и, таким образом, вызвать потерю поврежденных лезвий. Как правило, урон более обширен, чем в первом случае, повреждая объект несколькими лезвиями. В этом случае может произойти цепная реакция, а точнее потеря цепи. Когда несколько лезвий становятся неэффективными, те, которые следуют в последовательности сжатия, смогут сделать то же самое.

Если воздух, поступающий в двигатель, является турбулентным или недостаточным, это может привести к потере компрессора. Например, в первом видео этой записи. Горячий, турбулентный воздух, выбрасываемый назад, всасывается обратно в двигатель, вызывая «всплеск компрессора».

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.

Наконец, у нас есть потеря, когда воздух, который засасывает двигатель, недостаточен для нормальной работы. Это обычно вызвано ненормальным положением самолета. Чрезмерный угол атаки, восхождение по вертикали, в которой вы остаетесь неподвижным в воздухе, когда достигаете вершины восхождения и т.д.

В начале реакторного возраста эта частота была не редкостью. Внезапное изменение мощности может стать более простым, чем сейчас, когда компрессор возникает, когда электростанция нуждается в большем количестве воздуха. Хорошим примером был «Конкорд», где, когда он взлетал, все рычаги власти продвигались вперед, хотя двигателям потребовалось мало времени для ускорения.

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.

Как обнаружена потеря компрессора?

Как правило, повышение температуры выхлопных газов воспринимается тем топливом, которое горит там, где оно отсутствует. Это будет не так, когда потеря будет завершена, ситуация, при которой громкий и тревожный «бум» будет сопровождать потерю мощности двигателя.

В зависимости от тяжести потери компрессора необходимо мгновенное уменьшение мощности, чтобы обеспечить восстановление двигателя; регулировка мощности на холостом ходу или полная остановка двигателя, чтобы избежать большего ущерба для этого. В случае отключения электроэнергии из-за потери компрессора, как правило, можно будет воспламенить его, если не будет значительного ущерба для электростанции.

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.

Потеря компрессора в военных учениях. Остановка обоих двигателей на 000 футов после потери компрессора, вызванная слишком низкой скоростью для высоты, в которой они находились. Поднимите оба на более низкий уровень и вернитесь к охоте. Как только он попадет под вашу кожу, вы никогда не получите его.

Очевидно, что перед выполнением поставки моторного двигателя изготовитель проводит серию испытаний для обеспечения их качества. Для тестирования используются испытательные стенды, в которых, если какой-либо мотор не соответствует требуемым характеристикам или неисправность полностью демонтируется в поисках сбоев. В испытательных стендах двигатель подвергается нормальным условиям эксплуатации, которые он должен выдерживать.

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.

Испытания уровня моря проводятся при стандартных условиях давления и температуры, поскольку двигатели на основе газовых турбин ведут себя по-разному в зависимости от условий окружающей среды. Двигатели также испытываются в тяжелых условиях эксплуатации, таких как прием воды, песка, града и т.д. Технология моделирования продвинулась достаточно далеко, чтобы выполнить высотные испытания, в которых параметры измеряются в условиях полета. В этих тестах вакуумные камеры используются для моделирования падения давления из-за высоты.

Двигатель подвергается изменениям температуры, входного давления и нагрузки для управления всеми параметрами, которые влияют на его работу. Материалы, составляющие турбореактивный двигатель, тестируются на высочайшее качество в условиях эксплуатации. Эти тесты проводятся для материалов, основанных на их будущей работе. Моделирование выполняется в тех же механических и тепловых условиях будущей работы материала.

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. В следующем номере журнала мы расскажем, как изготовить систему зажигания и запустить бесклапанный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель.

Вы знали, что если в согнутую дугой трубу положить сухого спирта, подуть воздухом из компрессора и подать газ из баллона, то она взбесится, будет орать громче взлетающего истребителя и краснеть от злости? Это образное, но весьма близкое к истине описание работы бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя — настоящего реактивного двигателя, построить который под силу каждому.

Принципиальная схема Бесклапанный ПуВРД не содержит ни одной подвижной детали. Клапаном ему служит фронт химических превращений, образующийся при сгорании топлива.


Механический клапан помогает двигателю работать более эффективно.


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.


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.


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


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.


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.


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.

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. 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.

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.

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.

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.

Являются ли авиационные двигатели громкими при посадке?

Для этой цели разработаны шасси и конструкция самолета. Это субъективное чувство. При окончательном приближении посадки - последние 10 км - посадочные закрылки и шасси были расширены. Из-за постоянного спуска, двигатели работают чуть выше скорости холостого хода - поэтому они соответственно тихие.

Как только самолет приземлился на взлетно-посадочную полосу, основные скоростные тормоза уменьшают скорость, и в то же время пилоты в кабине активируют переключение тяги, что поддерживает процесс торможения, отклоняя часть мощности двигателя вперед и торможения.

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.

До нескольких лет назад мощность двигателя была значительно увеличена. Переадресованный воздух и высокая скорость вызвали много шума. В настоящее время скорость двигателей не поднимается выше холостого хода. В результате шум значительно сокращается. Однако это быстро изменилось, когда сами инженеры научились ремеслу и подтолкнули развитие в своих собственных направлениях. В результате раскола в «холодной войне» произошли различные события, которые только встретились с распадом Советского Союза.

По западным стандартам, это специальный двигатель, для которого нет сопоставимого. Это кислородный двигатель керосина, который обеспечивает более 750 тонн тяги. В космосе это миры. При сопоставимом топливе они будут обеспечивать на 20% меньшую скорость, но на самом деле пустые твердотопливные ускорители примерно в 1, 5 раза тяжелее первой ступени с двигателем керосина. Только водородные двигатели имеют лучший удельный импульс, но при этом снижают тягу при сопоставимой стоимости и имеют дело с чрезвычайно большими объемами и чрезвычайно низкими температурами жидкого водорода.

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.

Таким образом, на Западе эта недостаточность эффективности на первом этапе должна быть компенсирована за счет использования более дорогих водородных двигателей в остальной части ракеты. Их собственные керосиновые двигатели были намного более неэффективными.

Они также используют выхлопной газ из топливных насосов в качестве топлива в двигателе. Чтобы сделать это, вам пришлось много экспериментировать, чтобы сам двигатель не уничтожил себя, и трюк нелегко освоить. Для этого необходимо сжигать большое количество кислорода с небольшим количеством керосина, в результате чего образуется горячий, богатый кислородом газ. Это управляет турбиной, которая управляет топливными насосами. Насосы доставляют жидкий кислород и керосин в камеру сгорания и обогащенный кислородом выхлопной газ.

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.

Богатый керосином выхлопной газ не может использоваться, поскольку это забивает тонкие топливные каналы сажей. Однако горячий газ с большим количеством кислорода под высоким давлением является кошмаром для каждого металла. Он чрезвычайно коррозионный, и до недавнего времени только русским удалось построить такие двигатели. Не было инвестора, который хотел его оплатить.

Реактивный двигатель конденсируется и сжигает воздух. Откуда возникает высокая тяга?

Потому что Россия подписала контракт с Россией в конце 1990-х годов на поставку таких двигателей. Это было во время продажи России в эпоху Ельцина. По крайней мере, начиная с Крымского кризиса, вы сейчас находитесь в пинч-мельнице. Двигатели на современном пассажирском самолете.

Бесклапанный 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.

Расширенный и открытый реактивный двигатель. В реактивном двигателе воздух всасывается снаружи и сжимается. Жидкое топливо впрыскивается внутри и сгорает в камере сгорания. Продукт этого горения сильно расширяется и затем выбрасывается через выпускное сопло.

Объем, необходимый воздуху после сгорания, намного больше, чем объем входящего воздуха спереди. Чтобы воздух покидал двигатель, он должен быть намного быстрее, чем воздух, который течет. В традиционно используемых турбинных воздушных реактивных двигателях продукт сгорания управляет турбиной, которая вращается таким образом.

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.

Количество сжигаемой воздушно-топливной смеси и скорость выхода определяют тягу, которую может достичь реактивный двигатель. Сила тяги создается физическим принципом отдачи в противоположном направлении газовой струи. В современных двигателях больших пассажирских самолетов используется так называемый «вторичный воздушный поток», в котором холодный воздух циркулирует вокруг реального двигателя, а также ускоряется.

Почему для таких двигателей требуется турбина? С турбиной, которая приводится в движение сгоревшей воздушно-топливной смесью и устанавливается быстрым вращением, двигатель приводит в действие компрессор на входе в воздух. Перед компрессором также большое рабочее колесо, которое можно увидеть, глядя на двигатель спереди. Это рабочее колесо похоже на пропеллер, оно всасывает большие воздушные массы и направляет их в компрессор. Вентилятор также управляется турбиной.

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.

Вновь топливо можно добавить и сжечь в выхлопных газах, что снова увеличивает достижимую тягу, но расход топлива также сильно возрастает. Дожигатель расположен за турбиной. Какое топливо используют двигатели? Современные реактивные двигатели используют керосин в качестве топлива. Эта углеводородная смесь, которая также обозначается как топливо с воздушной турбиной или реактивное топливо, производится перегонкой из нефти.

И теперь вопрос, какой был этот взрыв? Взрыв был вызван потерей компрессора. Иногда поток воздуха, поступающий в двигатель, является неравномерным или турбулентным. В этих случаях возможно, что некоторые лопатки компрессора, которые в конце концов являются частями, подобными профилю алара, теряются.

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.

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.

Проглатывание объекта, такого как птица, часть, отделенная от другого аппарата, блок льда, град и т.д. может повредить лезвия, изменить их форму и, таким образом, вызвать потерю поврежденных лезвий. Как правило, урон более обширен, чем в первом случае, повреждая объект несколькими лезвиями. В этом случае может произойти цепная реакция, а точнее потеря цепи. Когда несколько лезвий становятся неэффективными, те, которые следуют в последовательности сжатия, смогут сделать то же самое.

Если воздух, поступающий в двигатель, является турбулентным или недостаточным, это может привести к потере компрессора. Например, в первом видео этой записи. Горячий, турбулентный воздух, выбрасываемый назад, всасывается обратно в двигатель, вызывая «всплеск компрессора».

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.

Наконец, у нас есть потеря, когда воздух, который засасывает двигатель, недостаточен для нормальной работы. Это обычно вызвано ненормальным положением самолета. Чрезмерный угол атаки, восхождение по вертикали, в которой вы остаетесь неподвижным в воздухе, когда достигаете вершины восхождения и т.д.

В начале реакторного возраста эта частота была не редкостью. Внезапное изменение мощности может стать более простым, чем сейчас, когда компрессор возникает, когда электростанция нуждается в большем количестве воздуха. Хорошим примером был «Конкорд», где, когда он взлетал, все рычаги власти продвигались вперед, хотя двигателям потребовалось мало времени для ускорения.

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.

Как обнаружена потеря компрессора?

Как правило, повышение температуры выхлопных газов воспринимается тем топливом, которое горит там, где оно отсутствует. Это будет не так, когда потеря будет завершена, ситуация, при которой громкий и тревожный «бум» будет сопровождать потерю мощности двигателя.

В зависимости от тяжести потери компрессора необходимо мгновенное уменьшение мощности, чтобы обеспечить восстановление двигателя; регулировка мощности на холостом ходу или полная остановка двигателя, чтобы избежать большего ущерба для этого. В случае отключения электроэнергии из-за потери компрессора, как правило, можно будет воспламенить его, если не будет значительного ущерба для электростанции.

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.

Потеря компрессора в военных учениях. Остановка обоих двигателей на 000 футов после потери компрессора, вызванная слишком низкой скоростью для высоты, в которой они находились. Поднимите оба на более низкий уровень и вернитесь к охоте. Как только он попадет под вашу кожу, вы никогда не получите его.

Очевидно, что перед выполнением поставки моторного двигателя изготовитель проводит серию испытаний для обеспечения их качества. Для тестирования используются испытательные стенды, в которых, если какой-либо мотор не соответствует требуемым характеристикам или неисправность полностью демонтируется в поисках сбоев. В испытательных стендах двигатель подвергается нормальным условиям эксплуатации, которые он должен выдерживать.

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.

Испытания уровня моря проводятся при стандартных условиях давления и температуры, поскольку двигатели на основе газовых турбин ведут себя по-разному в зависимости от условий окружающей среды. Двигатели также испытываются в тяжелых условиях эксплуатации, таких как прием воды, песка, града и т.д. Технология моделирования продвинулась достаточно далеко, чтобы выполнить высотные испытания, в которых параметры измеряются в условиях полета. В этих тестах вакуумные камеры используются для моделирования падения давления из-за высоты.

Двигатель подвергается изменениям температуры, входного давления и нагрузки для управления всеми параметрами, которые влияют на его работу. Материалы, составляющие турбореактивный двигатель, тестируются на высочайшее качество в условиях эксплуатации. Эти тесты проводятся для материалов, основанных на их будущей работе. Моделирование выполняется в тех же механических и тепловых условиях будущей работы материала.

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. В следующем номере журнала мы расскажем, как изготовить систему зажигания и запустить бесклапанный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель.