Pilotowanie samolotów stało się hobby, które jednoczy dorosłych i dzieci z całego świata. Ale wraz z rozwojem tej rozrywki rozwijają się również śmigła do minisamolotów. Najliczniejszy silnik do samolotów tego typu jest elektryczny. Ale ostatnio na arenie silników do modeli samolotów RC pojawiły się silniki odrzutowe (RD).

Są stale uzupełniane różnego rodzaju nowinkami i pomysłami projektantów. Zadanie przed nimi jest dość trudne, ale możliwe. Po stworzeniu jednego z pierwszych modeli pomniejszonego silnika, który stał się znaczący dla modelarstwa lotniczego, w latach 90. znacznie się zmienił. Pierwszy silnik turboodrzutowy miał 30 cm długości, około 10 cm średnicy i ważył 1,8 kg, ale przez dziesięciolecia konstruktorom udało się stworzyć bardziej kompaktowy model. Jeśli dokładnie zastanowisz się nad ich strukturą, możesz zmniejszyć złożoność i rozważyć opcję stworzenia własnego arcydzieła.

Urządzenie RD

Silniki turboodrzutowe (TRD) działają na zasadzie rozprężania ogrzanego gazu. Są to najwydajniejsze silniki dla lotnictwa, nawet minibusy napędzane węglem. Od momentu pojawienia się pomysłu stworzenia samolotu bez śmigła, idea turbiny zaczęła się rozwijać w całym społeczeństwie inżynierów i projektantów. TRD składa się z następujących elementów:

• Dyfuzor;
• Koło turbiny;
• Komora spalania;
• Kompresor;
• stojan;
• stożek dyszy;
• aparatura prowadząca;
• Namiar;
• Dysza wlotu powietrza;
• Przewód paliwowy i nie tylko.

Zasada działania

Konstrukcja silnika z turbodoładowaniem opiera się na wale, który obraca się za pomocą ciągu sprężarki i pompuje powietrze z szybkim obrotem, sprężając je i kierując je ze stojana. Uderzając więcej wolna przestrzeń, powietrze natychmiast zaczyna się rozszerzać, próbując znaleźć zwykłe ciśnienie, ale w komorze wewnętrzne spalanie jest podgrzewany przez paliwo, co powoduje, że jeszcze bardziej się rozszerza.

Jedynym sposobem na ucieczkę sprężonego powietrza jest opuszczenie wirnika. Z wielką prędkością dąży do wolności, kierując się w przeciwnym kierunku od sprężarki, do wirnika, który kręci się potężnym strumieniem i zaczyna gwałtownie się obracać, dając przyczepność całemu silnikowi. Część otrzymanej energii zaczyna obracać turbinę, napędzając sprężarkę z większą siłą, a ciśnienie resztkowe jest uwalniane przez dyszę silnika silnym impulsem skierowanym na sekcję ogonową.

Im więcej powietrza jest podgrzewane i sprężone, tym większe jest wytwarzane ciśnienie i temperatura wewnątrz komór. Powstające gazy spalinowe obracają wirnik, obracają wał i umożliwiają sprężarce stały przepływ świeżego powietrza.

Rodzaje kontroli TRD

Istnieją trzy rodzaje sterowania silnikiem:

Rodzaje silników do modeli samolotów

Silniki odrzutowe w modelach samolotów występują w kilku podstawowych typach i dwóch klasach: odrzutowiec i rakieta. Niektóre z nich są przestarzałe, inne są zbyt drogie, ale miłośnicy hazardu w sterowanych samolotach próbują przetestować nowy silnik w akcji. Więc Średnia prędkość lecąc z prędkością 100 km/h, modele samolotów stają się coraz bardziej interesujące dla widza i pilota. Najpopularniejsze typy silników różnią się w przypadku modeli sterowanych i stacjonarnych, ze względu na różną wydajność, masę i ciąg. W modelarstwie lotniczym jest kilka rodzajów:

• Pocisk;
• strumień powietrza o przepływie bezpośrednim (PRVD);
• Pulsujący strumień powietrza (PuRVD);
• turboodrzutowy (TRD);

Pocisk używany tylko w modelach stołowych, a potem dość rzadko. Jego zasada działania różni się od strumienia powietrza. Głównym parametrem jest tutaj impuls właściwy. Popularny ze względu na brak konieczności interakcji z tlenem oraz możliwość pracy w stanie zerowej grawitacji.

Przepływ bezpośredni wypala powietrze środowisko, który jest zasysany z dyfuzora wlotowego do komory spalania. Wlot powietrza w tym przypadku wysyła tlen do silnika, który dzięki Struktura wewnętrzna zwiększa ciśnienie w strumieniu świeżego powietrza. Podczas pracy powietrze zbliża się do wlotu powietrza z prędkością lotu, ale w dyszy wlotowej kilkakrotnie gwałtownie spada. Dzięki zamkniętej przestrzeni powstaje ciśnienie, które po zmieszaniu z paliwem wyrzuca spaliny z tyłu z dużą prędkością.

Pulsujący działa identycznie jak w przypadku przepływu bezpośredniego, ale w jego przypadku spalanie paliwa jest przerywane, ale okresowe. Za pomocą zaworów paliwo dostarczane jest tylko w niezbędnych momentach, kiedy ciśnienie w komorze spalania zaczyna spadać. W większości impulsowy silnik odrzutowy wykonuje od 180 do 270 cykli wtrysku paliwa na sekundę. W celu ustabilizowania warunków ciśnieniowych (3,5 kg/cm2) stosuje się wymuszony dopływ powietrza za pomocą pomp.

silnik turboodrzutowy, urządzenie, które rozważałeś powyżej, ma najmniejsze zużycie paliwa, dzięki czemu są one cenione. Ich jedyną wadą jest niski stosunek masy do ciągu. Turbine RD pozwalają rozwinąć prędkość modelu do 350 km/h, przy czym na biegu jałowym silnik jest utrzymywany przy 35 000 obr./min.

Specyfikacje

Ważnym parametrem, który sprawia, że ​​model samolotu lata, jest ciąg. Zapewnia dobrą moc, zdolną do podnoszenia dużych ładunków w powietrze. Ciąg różni się między starymi i nowymi silnikami, ale modele zbudowane na podstawie planów z lat 60., napędzane nowoczesnymi paliwami i wyposażone w nowoczesne osprzęt, znacznie zwiększają wydajność i moc.

W zależności od rodzaju drogi kołowania jej charakterystyki, a także zasada działania mogą się różnić, ale wszystkie muszą stworzyć optymalne warunki do startu. Silniki uruchamia się za pomocą rozrusznika - pozostałe silniki, głównie elektryczne, które mocuje się na wale silnika przed dyfuzorem wlotowym lub rozrusznik odbywa się poprzez obracanie wału za pomocą sprężonego powietrza dostarczanego do wirnika.

silnik GR-180

Na przykładzie danych z paszportu technicznego seryjnego turboodrzutowca silnik GR-180 możesz zobaczyć rzeczywiste cechy modelu roboczego:
Pchnięcie: 180N przy 120 000 obr/min, 10N przy 25 000 obr/min
Zakres obrotów: 25 000 - 120 000 obr./min
Temperatura spalin: do 750 C°
Prędkość podmuchu: 1658 km/h
Zużycie paliwa: 585 ml/min (pod obciążeniem), 120 ml/min (bezczynność)
Waga: 1,2 kg
Średnica: 107mm
długość: 240mm

Stosowanie

Głównym obszarem zastosowania był i pozostaje orientacja lotnicza. Ilość i rozmiar różne rodzaje Samolotowe silniki turbowentylatorowe są oszałamiające, ale każdy z nich jest inny i używany w razie potrzeby. Nawet w modelach samolotów sterowanych radiowo, Od czasu do czasu pojawiają się nowe systemy turboodrzutowe, które prezentowane są szerokiej publiczności na wystawach i konkursach. Dbałość o jego użytkowanie pozwala znacznie rozwinąć możliwości silników, uzupełniając zasadę działania świeżymi pomysłami.
W ostatniej dekadzie spadochroniarze i sportowcy sportów ekstremalnych w kombinezonach wingsuit integrują mini TRD jako źródło ciągu na lot używając kombinezonu ze skrzydłami materiał wingsuit, w którym silniki są przymocowane do nóg, lub sztywne skrzydło, noszony jak plecak na plecach, do którego przymocowane są silniki.
Inne obiecujący kierunek używać to walka drony wojskowe, na ten moment są aktywnie wykorzystywane w armii amerykańskiej.

Najbardziej obiecującym obszarem zastosowania silników turboodrzutowych mini jest drony do transportu towarów między miastami i na całym świecie.

Instalacja i podłączenie

Instalacja silnika odrzutowego i podłączenie go do systemu to złożony proces. Do jednego obwodu należy podłączyć pompę paliwa, zawory obejściowe i sterujące, zbiornik i czujniki temperatury. Ze względu na wpływ wysokie temperatury, powszechnie stosowane są połączenia wyłożone materiałem ogniotrwałym i przewody paliwowe. Wszystko jest naprawione za pomocą domowej roboty okuć, lutownicy i uszczelek. Ponieważ rurka może być tak duża jak główka igły, połączenie musi być szczelne i izolowane. Nieprawidłowe podłączenie może spowodować zniszczenie lub wybuch silnika. Zasada łączenia łańcucha na modelach stołowych i latających jest inna i musi być przeprowadzona zgodnie z rysunkami roboczymi.

Zalety i wady RD

Wszystkie typy silników odrzutowych mają wiele zalet. Każdy z typów turbin służy do konkretnych celów, które nie boją się jego cech. W modelarstwie lotniczym zastosowanie silnika odrzutowego otwiera drzwi do pokonywania dużych prędkości i możliwości manewrowania niezależnie od wielu bodźców zewnętrznych. W przeciwieństwie do silników elektrycznych i spalinowych modele odrzutowe są mocniejsze i pozwalają samolotowi spędzać więcej czasu w powietrzu.
wnioski
Silniki odrzutowe do modeli samolotów mogą mieć różny ciąg, masę, strukturę i wygląd zewnętrzny. W przypadku modelowania samolotów zawsze pozostaną niezastąpione ze względu na ich wysoką wydajność i możliwość zastosowania turbiny wykorzystującej różne paliwa i zasady działania. Wybierając określone cele, projektant może dostosować moc znamionową, zasadę trakcji itp., Stosując różne rodzaje turbiny do różnych modeli. Praca silnika na spalaniu paliwa i ciśnieniu tlenu sprawia, że ​​jest on maksymalnie wydajny i ekonomiczny od 0,145 kg/l do 0,67 kg/l, co projektanci samolotów zawsze osiągali.

Co robić? Kup lub zrób to sam

To pytanie nie jest proste. Ponieważ silniki turboodrzutowe, bez względu na to, czy są to modele w pełnej skali, czy w zmniejszonej skali, są to skomplikowane technicznie urządzenia. Zrozumienie tego nie jest łatwym zadaniem. Z drugiej strony silniki mini turboodrzutowe są produkowane wyłącznie w USA lub krajach europejskich, dlatego ich średnia cena to 3000 USD plus minus 100 dolców. Tak więc zakup gotowego silnika turboodrzutowego będzie kosztować 3500 USD, łącznie z wysyłką i wszystkimi powiązanymi rurami i systemami. Możesz sam zobaczyć cenę, po prostu wpisz w google „silnik turboodrzutowy P180-RX”

Dlatego we współczesnych realiach lepiej podejść do tej sprawy w następujący sposób - to, co nazywa się zrób to sam. Nie jest to jednak do końca poprawna interpretacja, raczej oddaj pracę wykonawcom. Silnik składa się z części mechanicznych i elektronicznych. Kupujemy komponenty do części elektronicznej napędu w Chinach, część mechaniczną zamawiamy u lokalnych tokarzy, ale do tego potrzebne są rysunki lub modele 3D i w zasadzie część mechaniczna jest w kieszeni.

Część elektroniczna

Kontroler do podtrzymania trybów pracy silnika można zmontować na Arduino. Do tego potrzebny jest sflashowany układ Arduino, czujniki - czujnik prędkości oraz czujnik temperatury i siłowniki, elektronicznie sterowana przepustnica dopływu paliwa. Możesz sam sflashować układ, jeśli znasz języki programowania, lub udać się na forum Arduino, aby uzyskać usługę.

Mechaniczny

W przypadku mechaniki wszystkie części zamienne teoretycznie mogą być wykonane przez tokarzy i młynarzy, problem polega na tym, że do tego trzeba ich specjalnie poszukać. Nie jest problemem znalezienie tokarza, który wykona wał i tuleję wału, ale wszystko inne. Najtrudniejszą częścią do wyprodukowania jest koło sprężarki odśrodkowej. Jest wykonany albo przez odlewanie. lub na frezarce 5-osiowej. Najłatwiejszym sposobem na zdobycie wirnika pompy odśrodkowej jest zakup go jako części zamiennej do turbosprężarki silnika spalinowego samochodu. I już pod nim zorientować wszystkie inne szczegóły.

Czy wiesz, że jeśli wrzucisz suchy alkohol do wygiętej łukiem rury, nadmuchasz ją powietrzem z kompresora i doprowadzisz gaz z butli, to wpadnie w szał, wrzeszczy głośniej niż startujący myśliwiec i zarumieni się ze złości? Jest to symboliczny, ale bardzo bliski prawdy opis działania bezzaworowego silnika odrzutowego impulsowego - prawdziwego silnika odrzutowego, który każdy może zbudować.

Schemat ideowy Bezzaworowy PUVRD nie zawiera ani jednej ruchomej części. Przód służy jako zawór przemiany chemiczne powstają podczas spalania paliwa.

Zawór mechaniczny pomaga silnikowi pracować wydajniej.

Aby praca była przyjemna i bezpieczna, blachę wstępnie oczyszczamy z kurzu i rdzy za pomocą szlifierki. Krawędzie arkuszy i części są zwykle bardzo ostre i pełne zadziorów, dlatego z metalem należy pracować tylko w rękawiczkach.

Przed pójściem do warsztatu narysowaliśmy na papierze i wycinaliśmy szablony części w pełnym rozmiarze. Pozostaje tylko zakreślić je trwałym markerem, aby uzyskać znacznik do cięcia.

Podczas pracy z nożycami elektrycznymi głównym wrogiem są wibracje. Dlatego obrabiany przedmiot musi być bezpiecznie zamocowany za pomocą zacisku. W razie potrzeby można bardzo ostrożnie wytłumić drgania ręcznie.

Rury o stałej średnicy można łatwo formować wokół rury. Odbywa się to głównie ręcznie ze względu na działanie dźwigni, a krawędzie przedmiotu obrabianego zaokrągla się młotkiem. Lepiej uformować krawędzie tak, aby po połączeniu tworzyły płaszczyznę - łatwiej ułożyć spoinę.

Spawanie cienkich blach to delikatna praca, zwłaszcza jeśli używasz ręcznego spawania łukowego, tak jak my. Być może do tego zadania lepiej nadaje się spawanie nietopliwą elektrodą wolframową w środowisku argonu, ale sprzęt do tego jest rzadki i wymaga szczególnych umiejętności.

Gięcie odcinków stożkowych jest w całości ręczną pracą. Kluczem do sukcesu jest zaciśnięcie wąskiego końca stożka wokół rury o małej średnicy, co daje jej większe obciążenie niż szerokiego końca.

Bezzaworowy PUVRD to niesamowity projekt. Nie posiada ruchomych części, sprężarki, turbiny, zaworów. Najprostszy PUVRD może nawet obejść się bez układu zapłonowego. Ten silnik może działać na prawie wszystkim: zastąp zbiornik propanu puszką benzyny, a będzie nadal pulsował i wytwarzał ciąg.

Niestety, HPJE zawiodły w lotnictwie, ale ostatnio są poważnie rozważane jako źródło ciepła w produkcji biopaliw. I w tym przypadku silnik pracuje na pyle grafitowym, czyli na paliwie stałym. Wreszcie elementarna zasada działania silnika pulsacyjnego sprawia, że ​​jest on stosunkowo obojętny na precyzję wykonania. Dlatego produkcja PuVRD stała się ulubioną rozrywką dla osób, którym nie są obojętne hobby techniczne, w tym modelarzy samolotów i początkujących spawaczy.

Pomimo całej prostoty, PuVRD nadal jest silnikiem odrzutowym. Montaż w domowym warsztacie jest bardzo trudny, a w tym procesie jest wiele niuansów i pułapek. Dlatego zdecydowaliśmy się, aby nasza klasa mistrzowska była wieloczęściowa: w tym artykule omówimy zasady działania PuVRD i powiemy, jak zrobić obudowę silnika. Materiał w kolejnym numerze będzie poświęcony układowi zapłonowemu i procedurze rozruchu. Wreszcie, w jednym z poniższych problemów, na pewno zainstalujemy nasz silnik na podwoziu samobieżnym, aby zademonstrować, że jest naprawdę zdolny do tworzenia poważnej przyczepności.

Od rosyjskiego pomysłu do niemieckiej rakiety

Szczególnie przyjemnie jest montować pulsujący silnik odrzutowy, wiedząc, że po raz pierwszy opatentowano zasadę działania PuVRD rosyjski wynalazca Nikołaj Teleszow w 1864 roku. Autorstwo pierwszego działającego silnika przypisuje się także Rosjaninowi – Władimirowi Karawodinowi. Słynny pocisk manewrujący V-1, który służył armii niemieckiej podczas II wojny światowej, jest słusznie uważany za najwyższy punkt w rozwoju PuVRD.

Oczywiście, rozmawiamy o silnikach pulsacyjnych zaworowych, których zasada działania wynika z rysunku. Zawór na wlocie do komory spalania swobodnie przepuszcza do niej powietrze. Paliwo jest dostarczane do komory, powstaje palna mieszanka. Gdy świeca zapłonowa zapala mieszankę, nadciśnienie w komorze spalania zamyka zawór. Rozprężające się gazy kierowane są do dyszy, tworząc ciąg strumienia. Ruch produktów spalania wytwarza w komorze podciśnienie techniczne, dzięki czemu zawór otwiera się i do komory zostaje zassane powietrze.

W przeciwieństwie do silnika turboodrzutowego, w PUVRD mieszanina nie spala się w sposób ciągły, ale w trybie pulsacyjnym. Wyjaśnia to charakterystyczny dźwięk o niskiej częstotliwości pulsujących silników, który sprawia, że ​​nie mają one zastosowania w lotnictwo cywilne. Z punktu widzenia wydajności PuVRD również przegrywają z TRD: pomimo imponującego stosunku ciągu do masy (w końcu PuVRD mają minimum części), stopień sprężania w nich sięga co najwyżej 1,2:1, więc paliwo pali się nieefektywnie.

Ale PUVRD są nieocenione jako hobby: w końcu mogą w ogóle obejść się bez zaworów. W zasadzie konstrukcja takiego silnika to komora spalania z podłączonymi do niej rurami wlotowymi i wylotowymi. Rura wlotowa jest znacznie krótsza niż wylotowa. Zawór w takim silniku to nic innego jak front przemian chemicznych.

Mieszanina palna w PuVRD wypala się z prędkością poddźwiękową. Takie spalanie nazywamy deflagracją (w przeciwieństwie do spalania naddźwiękowego - detonacją). Gdy mieszanina się zapala, z obu rur wydostają się palne gazy. Dlatego zarówno rury wlotowe, jak i wylotowe skierowane są w tym samym kierunku i wspólnie uczestniczą w tworzeniu odrzutowiec. Jednak ze względu na różnicę długości, w momencie gdy ciśnienie w rurze dolotowej spada, spaliny nadal poruszają się wzdłuż rury wylotowej. Tworzą próżnię w komorze spalania, a powietrze jest do niej wciągane przez rurę wlotową. Część gazów z rury wylotowej jest również przesyłana do komory spalania pod wpływem rozrzedzenia. Ściskają nową porcję palnej mieszanki i podpalają ją.

Bezzaworowy, pulsujący silnik jest bezpretensjonalny i stabilny. Nie wymaga układu zapłonowego do utrzymania działania. Ze względu na rozrzedzenie jest do bani powietrze atmosferyczne bez konieczności dodatkowego doładowania. Jeśli budujesz silnik na paliwie płynnym (dla uproszczenia preferowaliśmy gaz propan), rura wlotowa regularnie pełni funkcje gaźnika, rozpylając mieszankę benzyny i powietrza do komory spalania. Jedynym momentem, w którym potrzebny jest układ zapłonowy i wymuszone doładowanie, jest rozruch.

Chiński projekt, rosyjski montaż

Istnieje kilka typowych konstrukcji silników odrzutowych impulsowych. Oprócz klasycznej „rury w kształcie litery U”, która jest bardzo trudna do wyprodukowania, często występuje „chiński silnik” ze stożkową komorą spalania, do której pod kątem przyspawana jest mała rura wlotowa, oraz „rosyjski silnik” ”, który konstrukcyjnie przypomina tłumik samochodowy.

Przed eksperymentowaniem z własnymi projektami PUVRD zdecydowanie zaleca się zbudowanie silnika według gotowych rysunków: w końcu przekroje i objętości komory spalania, rury wlotowej i wylotowej całkowicie określają częstotliwość pulsacji rezonansowych. Jeśli proporcje nie zostaną zachowane, silnik może się nie uruchomić. Różne rysunki PUVRD są dostępne w Internecie. Wybraliśmy model o nazwie „Giant Chinese Engine”, którego wymiary podane są na pasku bocznym.

Amatorskie PUVRD wykonane są z blachy. Dopuszczalne jest stosowanie gotowych rur w budownictwie, ale nie jest to zalecane z kilku powodów. Po pierwsze, wybór rur o dokładnie wymaganej średnicy jest prawie niemożliwy. Tym trudniej jest znaleźć potrzebne odcinki stożkowe.

Po drugie, rury z reguły mają grube ścianki i odpowiednią wagę. W przypadku silnika, który musi mieć dobry stosunek ciągu do masy, jest to niedopuszczalne. Wreszcie podczas pracy silnik jest rozgrzany do czerwoności. Jeśli w projekcie zostaną zastosowane rury i kształtki wykonane z różnych metali o różnych współczynnikach rozszerzalności, silnik nie wytrzyma długo.

Wybraliśmy więc drogę, którą wybiera większość fanów PuVRD - wykonanie korpusu z blachy. I od razu stanęliśmy przed dylematem: zwrócić się do profesjonalistów ze specjalnym sprzętem (przecinarki wodno-ścierne CNC, rolki do rur, specjalne spawanie) lub uzbrojeni w najprostsze narzędzia i najpopularniejszą spawarkę, przejść trudną ścieżkę nowicjusza konstruktor silników od początku do końca. Woleliśmy drugą opcję.

powrót do szkoły

Pierwszą rzeczą do zrobienia jest narysowanie szeregu przyszłych szczegółów. Aby to zrobić, musisz zapamiętać szkolną geometrię i sporo rysunku uniwersyteckiego. Wykonanie rozwiertaków do rur cylindrycznych jest tak proste, jak wyłuskanie gruszek - są to prostokąty, których jeden bok jest równy długości rury, a drugi to średnica pomnożona przez „pi”. Obliczenie rozwoju ściętego stożka lub ściętego walca to nieco trudniejsze zadanie, do którego musieliśmy zajrzeć do podręcznika rysunkowego.

Wybór metalu to bardzo delikatna kwestia. Pod względem odporności na ciepło najlepiej nadaje się do naszych celów stal nierdzewna, ale po raz pierwszy lepiej jest użyć czarnej stali niskowęglowej: łatwiej ją formować i spawać. Minimalna grubość blachy, która może wytrzymać temperaturę spalania paliwa, wynosi 0,6 mm. Im cieńsza stal, tym łatwiej ją formować i trudniej spawać. Wybraliśmy blachę o grubości 1 mm i wydaje się, że podjęliśmy słuszną decyzję.

Nawet jeśli Twoja spawarka może pracować w trybie cięcia plazmowego, nie używaj jej do cięcia rozwiertaków: krawędzie tak obrabianych części nie spajają się dobrze. Nożyce ręczne do metalu również nie są najlepszym wyborem, ponieważ wyginają krawędzie przedmiotów obrabianych. Idealnym narzędziem są nożyce elektryczne, które tną arkusze milimetrowe jak w zegarku.

Do wygięcia arkusza w rurę służy specjalne narzędzie - rolki lub giętarka do blachy. Należy do profesjonalnego sprzętu produkcyjnego i dlatego raczej nie znajdzie się w Twoim garażu. Imadło pomoże zgiąć przyzwoitą fajkę.

Proces spawania metalu mm pełnowymiarową zgrzewarką wymaga pewnego doświadczenia. Lekko trzymając elektrodę w jednym miejscu, łatwo wypalić dziurę w obrabianym przedmiocie. Podczas spawania do spoiny mogą dostać się pęcherzyki powietrza, które następnie przeciekają. Dlatego sensowne jest szlifowanie szwu szlifierką do minimalnej grubości, aby pęcherzyki nie pozostały wewnątrz szwu, ale stały się widoczne.

W kolejnej serii

Niestety w ramach jednego artykułu nie da się opisać wszystkich niuansów pracy. Powszechnie przyjmuje się, że prace te wymagają: Kwalifikacje zawodowe, jednak z należytą starannością wszystkie są dostępne dla amatora. My, dziennikarze, byliśmy zainteresowani poznawaniem nowych specjalności pracy dla siebie, w tym celu czytaliśmy podręczniki, konsultowaliśmy się z profesjonalistami i popełnialiśmy błędy.

Podobała nam się obudowa, którą spawaliśmy. Przyjemnie na niego patrzeć, przyjemnie trzymać go w dłoniach. Dlatego szczerze radzimy podjąć taką rzecz. W kolejnym numerze magazynu opowiemy, jak wykonać układ zapłonowy i uruchomić bezzaworowy silnik impulsowy.

Oczywiście mówimy o silnikach pulsacyjnych zaworowych, których zasada działania wynika z rysunku. Zawór na wlocie do komory spalania swobodnie przepuszcza do niej powietrze. Paliwo jest dostarczane do komory, powstaje palna mieszanka. Gdy świeca zapłonowa zapala mieszankę, nadciśnienie w komorze spalania zamyka zawór. Rozprężające się gazy kierowane są do dyszy, tworząc ciąg strumienia. Ruch produktów spalania wytwarza w komorze podciśnienie techniczne, dzięki czemu zawór otwiera się i do komory zostaje zassane powietrze.

W przeciwieństwie do silnika turboodrzutowego, w PUVRD mieszanina nie spala się w sposób ciągły, ale w trybie pulsacyjnym. Wyjaśnia to charakterystyczny dźwięk o niskiej częstotliwości pulsujących silników, który uniemożliwia ich zastosowanie w lotnictwie cywilnym. Z punktu widzenia wydajności PuVRD również przegrywają z TRD: pomimo imponującego stosunku ciągu do masy (w końcu PuVRD mają minimum części), stopień sprężania w nich sięga co najwyżej 1,2:1, więc paliwo pali się nieefektywnie.

Ale PUVRD są nieocenione jako hobby: w końcu mogą w ogóle obejść się bez zaworów. W zasadzie konstrukcja takiego silnika to komora spalania z podłączonymi do niej rurami wlotowymi i wylotowymi. Rura wlotowa jest znacznie krótsza niż wylotowa. Zawór w takim silniku to nic innego jak front przemian chemicznych.

Mieszanina palna w PuVRD wypala się z prędkością poddźwiękową. Takie spalanie nazywamy deflagracją (w przeciwieństwie do spalania naddźwiękowego - detonacją). Gdy mieszanina się zapala, z obu rur wydostają się palne gazy. Dlatego zarówno rura wlotowa, jak i wylotowa są skierowane w tym samym kierunku i wspólnie uczestniczą w tworzeniu ciągu strumieniowego. Jednak ze względu na różnicę długości, w momencie gdy ciśnienie w rurze dolotowej spada, spaliny nadal poruszają się wzdłuż rury wylotowej. Tworzą próżnię w komorze spalania, a powietrze jest do niej wciągane przez rurę wlotową. Część gazów z rury wylotowej jest również przesyłana do komory spalania pod wpływem rozrzedzenia. Ściskają nową porcję palnej mieszanki i podpalają ją.

Bezzaworowy, pulsujący silnik jest bezpretensjonalny i stabilny. Nie wymaga układu zapłonowego do utrzymania działania. Ze względu na rozrzedzenie zasysa powietrze atmosferyczne bez konieczności dodatkowego zwiększania ciśnienia. Jeśli budujesz silnik na paliwie płynnym (dla uproszczenia preferowaliśmy gaz propan), rura wlotowa regularnie pełni funkcje gaźnika, rozpylając mieszankę benzyny i powietrza do komory spalania. Jedynym momentem, w którym potrzebny jest układ zapłonowy i wymuszone doładowanie, jest rozruch.

Chiński projekt, rosyjski montaż

Istnieje kilka typowych konstrukcji silników odrzutowych impulsowych. Oprócz klasycznej „rury w kształcie litery U”, która jest bardzo trudna do wyprodukowania, często występuje „chiński silnik” ze stożkową komorą spalania, do której pod kątem przyspawana jest mała rura wlotowa, oraz „rosyjski silnik” ”, który konstrukcyjnie przypomina tłumik samochodowy.

Przed eksperymentowaniem z własnymi projektami PUVRD zdecydowanie zaleca się zbudowanie silnika według gotowych rysunków: w końcu przekroje i objętości komory spalania, rury wlotowej i wylotowej całkowicie określają częstotliwość pulsacji rezonansowych. Jeśli proporcje nie zostaną zachowane, silnik może się nie uruchomić. Różne rysunki PUVRD są dostępne w Internecie. Wybraliśmy model o nazwie „Giant Chinese Engine”, którego wymiary podane są na pasku bocznym.

Amatorskie PUVRD wykonane są z blachy. Dopuszczalne jest stosowanie gotowych rur w budownictwie, ale nie jest to zalecane z kilku powodów. Po pierwsze, wybór rur o dokładnie wymaganej średnicy jest prawie niemożliwy. Tym trudniej jest znaleźć potrzebne odcinki stożkowe.

Po drugie, rury mają zwykle grube ściany i odpowiednią wagę. W przypadku silnika, który musi mieć dobry stosunek ciągu do masy, jest to niedopuszczalne. Wreszcie podczas pracy silnik jest rozgrzany do czerwoności. Jeśli w projekcie zostaną zastosowane rury i kształtki wykonane z różnych metali o różnych współczynnikach rozszerzalności, silnik nie wytrzyma długo.

Wybraliśmy więc drogę, którą wybiera większość fanów PuVRD - wykonanie korpusu z blachy. I od razu stanęliśmy przed dylematem: zwrócić się do profesjonalistów ze specjalnym sprzętem (przecinarki wodno-ścierne CNC, rolki do rur, specjalne spawanie) lub uzbrojeni w najprostsze narzędzia i najpopularniejszą spawarkę, przejść trudną ścieżkę nowicjusza konstruktor silników od początku do końca. Woleliśmy drugą opcję.

powrót do szkoły

Pierwszą rzeczą do zrobienia jest narysowanie szeregu przyszłych szczegółów. Aby to zrobić, musisz zapamiętać szkolną geometrię i sporo rysunku uniwersyteckiego. Wykonanie rozwiertaków do rur cylindrycznych jest tak proste, jak wyłuskanie gruszek - są to prostokąty, których jeden bok jest równy długości rury, a drugi to średnica pomnożona przez „pi”. Obliczenie rozwoju ściętego stożka lub ściętego walca to nieco trudniejsze zadanie, do którego musieliśmy zajrzeć do podręcznika rysunkowego.

Wybór metalu to bardzo delikatna kwestia. Pod względem odporności na ciepło najlepiej nadaje się do naszych celów stal nierdzewna, ale po raz pierwszy lepiej jest użyć czarnej stali niskowęglowej: łatwiej ją formować i spawać. Minimalna grubość blachy, która może wytrzymać temperaturę spalania paliwa, wynosi 0,6 mm. Im cieńsza stal, tym łatwiej ją formować i trudniej spawać. Wybraliśmy blachę o grubości 1 mm i wydaje się, że podjęliśmy słuszną decyzję.

Nawet jeśli Twoja spawarka może pracować w trybie cięcia plazmowego, nie używaj jej do cięcia rozwiertaków: krawędzie tak obrabianych części nie spajają się dobrze. Nożyce ręczne do metalu również nie są najlepszym wyborem, ponieważ wyginają krawędzie przedmiotów obrabianych. Idealnym narzędziem są nożyce elektryczne, które tną arkusze milimetrowe jak w zegarku.

Do wygięcia arkusza w rurę służy specjalne narzędzie - rolki lub giętarka do blachy. Należy do profesjonalnego sprzętu produkcyjnego i dlatego raczej nie znajdzie się w Twoim garażu. Imadło pomoże zgiąć przyzwoitą fajkę.

Proces spawania metalu mm pełnowymiarową zgrzewarką wymaga pewnego doświadczenia. Lekko trzymając elektrodę w jednym miejscu, łatwo wypalić dziurę w obrabianym przedmiocie. Podczas spawania do spoiny mogą dostać się pęcherzyki powietrza, które następnie przeciekają. Dlatego sensowne jest szlifowanie szwu szlifierką do minimalnej grubości, aby pęcherzyki nie pozostały wewnątrz szwu, ale stały się widoczne.

W kolejnej serii

Niestety w ramach jednego artykułu nie da się opisać wszystkich niuansów pracy. Powszechnie przyjmuje się, że prace te wymagają kwalifikacji zawodowych, ale z należytą starannością wszystkie są dostępne dla amatora. My, dziennikarze, byliśmy zainteresowani poznawaniem nowych specjalności pracy dla siebie, w tym celu czytaliśmy podręczniki, konsultowaliśmy się z profesjonalistami i popełnialiśmy błędy.

Podobała nam się obudowa, którą spawaliśmy. Przyjemnie na niego patrzeć, przyjemnie trzymać go w dłoniach. Dlatego szczerze radzimy podjąć taką rzecz. W kolejnym numerze magazynu opowiemy, jak wykonać układ zapłonowy i uruchomić bezzaworowy silnik impulsowy.

W artykule opisano, jak zrobić paliwo do małej domowej rakiety własnymi rękami w domu.

Zapewne wielu z Was w dzieciństwie marzyło o stworzeniu rakiety, która mogłaby wznieść się na wyżyny. Jeśli szaleństwo jest domowe silniki odrzutowe jeśli to nie zadziałało dla ciebie, powiem ci, jak sam możesz zrobić proste paliwo do takiej rakiety. Wszystkie materiały do ​​​​wytwarzania paliwa do silników odrzutowych można łatwo kupić w sklepie ze sprzętem lub jest możliwe, że są już dostępne w twoim domu. Jak pokazuje praktyka, rakieta na tym domowe paliwo będzie mógł wystartować na wysokość około 300 - 400 metrów.

Zanim przejdziesz do chemii i spróbujesz zrobić własne paliwo rakietowe, zachęcam do ostrożności. Niektóre składniki tego paliwa rakietowego są szkodliwe dla zdrowia, dlatego zachęcam do obserwacji podstawowe zasady bezpieczeństwo. Nie wytwarzaj propelentu w niewentylowanych zamkniętych pomieszczeniach, zwłaszcza podczas pracy z amoniakiem. Ponadto azotan amonu w pewnych warunkach może być wybuchowy. Wszelkie zagrożenia dla Twojego zdrowia spoczywają tylko na Tobie, a ja nie odpowiadam za żadne konsekwencje. Ten artykuł jest publikowany wyłącznie w celach informacyjnych.

Jeśli po moich apelach o ostrożność chęć zrobienia paliwa rakietowego własnymi rękami jeszcze nie zniknęła, zapoznajmy się z procesem wytwarzania tego paliwa rakietowego. Do tego „procesu alchemicznego” potrzebujesz metalowego wiadra, miarki, sody oczyszczonej, cukru, azotanu amonu, gazety, maski do oddychania i wody. Jedyną możliwą trudnością jest zdobycie saletry amonowej, ale najprawdopodobniej znajdziesz ją w sklepie z nawozami. Azotan amonu jest powszechnie stosowany w rolnictwo jak dobry nawóz.

KROK 1

Za pomocą miarki wlej do wiadra 2 szklanki (po 200 ml) azotanu amonu i 2 takie same szklanki sody oczyszczonej. Na tym etapie ważne jest, aby mieszanka była proporcjonalna. 1: 1. Rozmiar miarki może się nieznacznie różnić, najważniejsze w całym procesie jest zachowanie wszystkich wskazanych proporcji. Do powstałej mieszanki dodaj 17 miarek wody, wszystko razem wymieszaj.

KROK 2

Gotuj wszystko bezpośrednio w wiadrze na małym ogniu, lekko mieszając podczas gotowania. Podczas gotowania poczujesz silny zapach amoniaku, więc tej procedury nigdy nie należy wykonywać w pomieszczeniu, a tym bardziej w mieszkaniu. Amoniak jest bardzo toksyczny, więc staraj się nim nie oddychać, jeszcze lepiej załóż maskę na twarz, coś w rodzaju respiratora. Woda nie powinna się całkowicie wygotować, powinno być jej jeszcze sporo.

KROK 3

Po zagotowaniu wody pozostaw do ostygnięcia przez 5-7 minut, następnie dodaj do niej szklankę cukru i wszystko dobrze wymieszaj. Włóż pokrojone kawałki gazety do roztworu i pozwól mu wsiąknąć w arkusze gazety przez około 3-5 minut. Gdy arkusze gazety są całkowicie nasycone roztworem, wyjmij je i pozostaw do całkowitego wyschnięcia. W rezultacie powinieneś otrzymać całkowicie suche gazety, które będą twoim paliwem rakietowym. To kończy produkcję paliwa rakietowego własnymi rękami.

Jak prawidłowo umieścić to paliwo rakietowe w rakiecie i jak je zapalić, napiszemy w innym artykule. Po opublikowaniu link zostanie opublikowany tutaj.

B Bezzaworowy silnik pulsacyjny jest najprostszym na świecie silnikiem odrzutowym. Niestety jego rozwój został wstrzymany wraz z początkiem powszechnego stosowania silników turboodrzutowych, ale nadal cieszy się zainteresowaniem amatorów, ponieważ można go zbudować w przydomowym warsztacie. Swój silnik zbudowałem studiując patent Lockwooda, zgodnie z którym urządzenie może mieć dowolny rozmiar, o ile zachowane są pewne proporcje. Silnik nie ma ruchomych części, może też pracować na dowolnym paliwie, jeśli wyparuje przed wejściem do komory spalania (użyłem mieszanki benzyny i oleju napędowego w równych częściach), ale start jest na gazie (jest to o wiele łatwiejsze) . Projekt jest prosty i stosunkowo niedrogi do powtórzenia. Nie wiem jak często dochodzi do wybuchów w komorze spalania mojego silnika, ale domyślam się, że dzieje się to około 30-50 razy na sekundę, pracy urządzenia towarzyszy bardzo głośny hałas. Mam nadzieję, że kiedyś zmierzę tę częstotliwość.

Silnik zasilany jest propanem, który wchodzi do komory spalania przez długą metalową rurkę, na końcu której znajduje się atomizer, który pomaga odparowywać płynne paliwo. Przy stosowaniu propanu nie jest potrzebny opryskiwacz, w moim przypadku gaz płynie bezpośrednio przez rurkę o średnicy wewnętrznej 4 mm. Rura połączona jest z komorą spalania za pomocą złączki 10mm. Zrobiłem trzy takie rury - jedną na propan, dwie pozostałe na olej napędowy i naftę.

Podczas procesu rozruchu do komory spalania podawany jest propan, a następnie wystarczy jedna iskra na świecy, aby uruchomić silnik.

Według patentu możliwe jest zbudowanie takiego silnika o dowolnej wielkości. Mój rysunek przedstawia moją wersję urządzenia, która nieco różni się od proponowanej w patencie konstrukcji rury wydechowej, co upraszcza produkcję, jednak ponieważ nie mierzyłem ciągu, mogło to mieć wpływ na wydajność. Prostownice przepływowe zwykle podwajają siłę ciągu, a ja spróbuję je wykonać.

Skróty rysunków:

• NL - długość dyszy
• NM - średnica dyszy
• CL - Długość komory spalania
• CM - średnica komory spalania
• TL - Długość rury wydechowej
• TM - Średnica rury wydechowej

Butle gazowe można kupić wszędzie, ja wybrałem 11 kg ze złączem przemysłowym. Nie używałem żadnych reduktorów, po prostu zainstalowałem zawór iglicowy, ponieważ przepływ gazu jest dość duży i zwykły reduktor nie da pożądanego przepływu. Szansa, że ​​propan w tubie i zbiorniku zapali się, jest bardzo mała, jeśli nie opróżnisz zbiornika do końca. Na poniższych zdjęciach możecie zobaczyć jak to wygląda.

Świeca zapłonowa jest wkręcana w część specjalnie wykonaną na tokarce i wspawana w komorę spalania. Możesz użyć dowolnej świecy zapłonowej, zamontowałem NGK BP6E S bez dodatkowego oporu, a szpulkę ze starego samochodu. Ja też zrobiłem obwód elektryczny aby uzyskać iskrę, którą trzeba zdobyć tylko raz, w momencie uruchomienia silnika.

Korpus rury jest spawany z 3mm stali nierdzewnej 316L. Nie wiedziałem, jak obliczyć grubość, a po prostu wziąłem grubszy arkusz, z marginesem. Silnik był wielokrotnie uruchamiany i nie znaleziono żadnych problemów.