Desigur, vorbim despre motoarele cu valve pulsate, al căror principiu de funcționare este clar din figură. Supapa de la intrarea în camera de ardere trece liber aer în ea. Combustibilul este furnizat în cameră, se formează un amestec combustibil. Când bujia aprinde amestecul, presiunea în exces din camera de ardere închide supapa. Gazele în expansiune sunt direcționate în duză, creând împingerea jetului. Mișcarea produselor de ardere creează un vid tehnic în cameră, datorită căruia supapa se deschide și aerul este aspirat în cameră.

Spre deosebire de un motor turboreactor, într-un PUVRD amestecul nu arde continuu, ci în regim de impulsuri. Acest lucru explică zgomotul caracteristic de joasă frecvență al motoarelor cu pulsații, ceea ce le face inaplicabile în aviatie Civila. Din punct de vedere al eficienței, PuVRD-urile pierd și în fața TRD-urilor: în ciuda raportului impresionant tracțiune-greutate (la urma urmei, PuVRD-urile au un minim de piese), raportul de compresie în ele ajunge la cel mult 1,2:1, deci combustibilul arde ineficient.

Dar PUVRD-urile sunt neprețuite ca hobby: la urma urmei, se pot descurca deloc fără supape. În principiu, proiectarea unui astfel de motor este o cameră de ardere cu țevi de admisie și de evacuare conectate la aceasta. Conducta de intrare este mult mai scurtă decât cea de ieșire. Supapa într-un astfel de motor nu este altceva decât o față transformări chimice.

Amestecul combustibil din PuVRD arde cu viteza subsonică. O astfel de ardere se numește deflagrație (spre deosebire de arderea supersonică - detonare). Când amestecul se aprinde, gazele combustibile ies din ambele conducte. De aceea, atât conductele de admisie, cât și cele de evacuare sunt direcționate în aceeași direcție și participă împreună la creare jet thrust. Dar, din cauza diferenței de lungimi, în momentul în care presiunea din conducta de admisie scade, gazele de eșapament încă se deplasează de-a lungul conductei de evacuare. Ele creează un vid în camera de ardere, iar aerul este aspirat în ea prin conducta de admisie. O parte din gazele din conducta de evacuare este trimisă și în camera de ardere sub acțiunea rarefării. Ei comprimă o nouă porțiune din amestecul combustibil și îi dau foc.

Motorul pulsat fără supape este nepretențios și stabil. Nu necesită un sistem de aprindere pentru a menține funcționarea. Din cauza rarefării, este nasol aerul atmosferic fără a necesita un impuls suplimentar. Dacă construiți un motor pe combustibil lichid (pentru simplitate, am preferat gazul propan), atunci conducta de admisie îndeplinește în mod regulat funcțiile unui carburator, pulverizând un amestec de benzină și aer în camera de ardere. Singurul moment în care este nevoie de un sistem de aprindere și de amplificare forțată este la pornire.

Design chinezesc, asamblare rusă

Există mai multe modele comune pentru motoarele cu reacție cu impulsuri. Pe lângă clasica „țeavă în formă de U”, care este foarte dificil de fabricat, există adesea un „motor chinezesc” cu o cameră de ardere conică, la care o conductă mică de admisie este sudată în unghi și un „motor rusesc”. ”, care seamănă cu un eșapament de mașină în design.

Înainte de a experimenta propriile modele PUVRD, este foarte recomandat să construiți un motor conform desenelor gata făcute: la urma urmei, secțiunile și volumele camerei de ardere, conductele de admisie și de evacuare determină complet frecvența pulsațiilor rezonante. Dacă nu sunt respectate proporțiile, este posibil ca motorul să nu pornească. Diverse desene ale PUVRD sunt disponibile pe Internet. Am ales un model numit „Giant Chinese Engine”, ale cărui dimensiuni sunt date în bara laterală.

Amateur PUVRD sunt realizate din tablă. Este acceptabilă utilizarea țevilor finite în construcții, dar nu este recomandată din mai multe motive. În primul rând, este aproape imposibil să selectați țevi cu exact diametrul necesar. Este cu atât mai dificil să găsești secțiunile conice necesare.

În al doilea rând, țevile tind să aibă pereți groși și o greutate corespunzătoare. Pentru un motor care trebuie să aibă un raport bun tracțiune-greutate, acest lucru este inacceptabil. În cele din urmă, în timpul funcționării, motorul este încins la roșu. Dacă în proiectare sunt utilizate țevi și fitinguri din diferite metale cu diferiți coeficienți de dilatare, motorul nu va dura mult.

Așadar, am ales calea pe care o aleg majoritatea fanilor PuVRD - de a face un corp din tablă. Și imediat ne-am confruntat cu o dilemă: apelați la profesioniști cu echipamente speciale (mașini CNC de tăiat cu apă abrazivă, role de țevi, sudură specială) sau, înarmați cu cele mai simple unelte și cea mai comună mașină de sudură, treceți pe calea dificilă a unui motor începător. constructor de la început până la sfârșit.sfârșit. Am preferat a doua variantă.

înapoi la școală

Primul lucru de făcut este să desenați o serie de detalii viitoare. Pentru a face acest lucru, trebuie să vă amintiți geometria școlii și un pic de desen universitar. Efectuarea alezoarelor din țevi cilindrice este la fel de ușoară ca decojirea perelor - acestea sunt dreptunghiuri, dintre care o parte este egală cu lungimea țevii, iar a doua este diametrul înmulțit cu „pi”. Calcularea dezvoltării unui trunchi de con sau a unui cilindru trunchiat este o sarcină puțin mai dificilă, pentru care a trebuit să ne uităm într-un manual de desen.

Alegerea metalului este o problemă foarte delicată. În ceea ce privește rezistența la căldură, oțelul inoxidabil este cel mai bun pentru scopurile noastre, dar pentru prima dată este mai bine să folosiți oțel negru cu conținut scăzut de carbon: este mai ușor de format și sudat. Grosimea minimă a unei foi care poate rezista la temperatura de ardere a combustibilului este de 0,6 mm. Cu cât oțelul este mai subțire, cu atât se formează mai ușor și cu atât este mai dificil de sudat. Am ales o foaie cu grosimea de 1 mm și, se pare, am luat decizia corectă.

Chiar dacă aparatul dvs. de sudură poate funcționa în modul de tăiere cu plasmă, nu îl utilizați pentru a tăia alezoare: marginile pieselor tratate în acest mod nu se sudează bine. Foarfecele de mână pentru metal nu sunt, de asemenea, cea mai bună alegere, deoarece îndoaie marginile pieselor de prelucrat. Instrumentul ideal este foarfecele electrice care taie foaia milimetrică ca un ceas.

Pentru a îndoi foaia într-o țeavă, există o unealtă specială - role sau un îndoitor de foi. Aparține echipamentelor profesionale de producție și, prin urmare, este puțin probabil să fie găsit în garaj. O menghină va ajuta la îndoirea unei țevi decente.

Procesul de sudare a metalului mm cu o mașină de sudură de dimensiune completă necesită ceva experiență. Ținând ușor electrodul într-un singur loc, este ușor să ardeți o gaură în piesa de prelucrat. La sudare, bulele de aer pot pătrunde în cusătură, care apoi se scurg. Prin urmare, este logic să șlefuiți cusătura cu o râșniță la o grosime minimă, astfel încât bulele să nu rămână în interiorul cusăturii, ci să devină vizibile.

În seria următoare

Din păcate, în cadrul unui articol este imposibil să descriem toate nuanțele lucrării. Este general acceptat că aceste lucrări necesită Recunoașterea calificărilor profesionale, cu toate acestea, cu diligența, toate sunt disponibile amatorului. Noi, jurnaliştii, eram interesaţi să învăţăm noi specialităţi de lucru pentru noi înşine, iar pentru aceasta am citit manuale, ne-am consultat cu profesionişti şi am făcut greşeli.

Ne-a plăcut carcasa pe care am sudat-o. Este plăcut să îl privești, este plăcut să îl ții în mâini. Așa că vă sfătuim sincer să vă ocupați de așa ceva. În numărul următor al revistei, vă vom spune cum să faceți un sistem de aprindere și să porniți un motor cu reacție fără supape.

Știați că, dacă puneți alcool uscat într-o țeavă îndoită de un arc, o suflați cu aer de la un compresor și furnizați gaz dintr-un cilindru, atunci va deveni înnebunit, va țipa mai tare decât un luptător care decolează și va înroși de furie? Aceasta este o descriere figurativă, dar foarte apropiată de adevărul funcționării unui motor cu reacție cu impulsuri fără supape - un adevărat motor cu reacție pe care oricine îl poate construi.

Diagrama schematică Valveless PUVRD nu conține o singură piesă mobilă. Supapa sa este partea frontală a transformărilor chimice formate în timpul arderii combustibilului.

O supapă mecanică ajută motorul să funcționeze mai eficient.

Pentru a face lucrul plăcut și sigur, curățăm în prealabil tabla de praf și rugină cu o râșniță. Marginile foilor și pieselor sunt de obicei foarte ascuțite și pline de bavuri, așa că trebuie să lucrați cu metal doar cu mănuși.

Înainte de a merge la atelier, am desenat pe hârtie și am decupat șabloane pentru piese la dimensiune completă. Rămâne doar să le încercuiești cu un marker permanent pentru a obține marcajul pentru tăiere.

Când lucrați cu foarfecele electrice, principalul inamic este vibrația. Prin urmare, piesa de prelucrat trebuie fixată în siguranță cu o clemă. Dacă este necesar, puteți atenua cu mare atenție vibrațiile manual.

Țevile cu diametru fix se modelează cu ușurință în jurul țevii. Acest lucru se face în principal manual datorită efectului pârghiei, iar marginile piesei de prelucrat sunt rotunjite cu un ciocan. Este mai bine să formați marginile, astfel încât, atunci când sunt unite, să formeze un plan - este mai ușor să puneți sudura.

Sudarea tablelor subțiri este o muncă delicată, mai ales dacă utilizați sudarea manuală cu arc ca noi. Poate că sudarea cu un electrod de tungsten neconsumabil într-un mediu cu argon este mai potrivită pentru această sarcină, dar echipamentul pentru aceasta este rar și necesită abilități specifice.

Îndoirea secțiunilor conice este în întregime muncă manuală. Cheia succesului constă în sertizarea capătului îngust al conului în jurul țevii cu diametru mic, oferindu-i mai multă sarcină decât capătul lat.

PUVRD fără supape este un design uimitor. Nu are piese mobile, compresor, turbina, supape. Cel mai simplu PUVRD poate face chiar și fără un sistem de aprindere. Acest motor poate funcționa cu aproape orice: înlocuiți un rezervor de propan cu o cutie de benzină și va continua să pulseze și să producă forță.

Din păcate, HPJE au eșuat în aviație, dar recent au fost considerate serios ca o sursă de căldură în producția de biocombustibili. Și în acest caz, motorul funcționează pe praf de grafit, adică pe combustibil solid. În cele din urmă, principiul elementar de funcționare al unui motor pulsatoriu îl face relativ indiferent față de precizia de fabricație. Prin urmare, fabricarea PuVRD a devenit o distracție preferată pentru oamenii care nu sunt indiferenți față de hobby-urile tehnice, inclusiv modelatorii de avioane și sudorii începători.

În ciuda simplității, PuVRD este încă un motor cu reacție. Este foarte dificil să-l asamblați într-un atelier de acasă și există multe nuanțe și capcane în acest proces. Prin urmare, am decis să facem clasa noastră de master în mai multe părți: în acest articol vom vorbi despre principiile de funcționare ale PuVRD și vă vom spune cum să faceți o carcasă a motorului. Materialul din numărul următor va fi dedicat sistemului de aprindere și procedurii de pornire. În cele din urmă, într-una dintre următoarele probleme, cu siguranță ne vom instala motorul pe un șasiu autopropulsat pentru a demonstra că este într-adevăr capabil să creeze o tracțiune serioasă.

De la ideea rusă la racheta germană

Este deosebit de plăcut să asamblați un motor cu reacție pulsatorie, știind că pentru prima dată a fost brevetat principiul de funcționare al PuVRD inventator rus Nikolai Teleshov în 1864. Autoritatea primului motor de funcționare este, de asemenea, atribuită unui rus - Vladimir Karavodin. Celebra rachetă de croazieră V-1, care a fost în serviciu cu armata germană în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, este considerată pe bună dreptate cel mai înalt punct în dezvoltarea PuVRD.

Desigur, vorbim despre motoarele cu supape pulsate, al căror principiu de funcționare este clar din figură. Supapa de la intrarea în camera de ardere trece liber aer în ea. Combustibilul este furnizat în cameră, se formează un amestec combustibil. Când bujia aprinde amestecul, presiunea în exces din camera de ardere închide supapa. Gazele în expansiune sunt direcționate în duză, creând împingerea jetului. Mișcarea produselor de ardere creează un vid tehnic în cameră, datorită căruia supapa se deschide și aerul este aspirat în cameră.

Spre deosebire de un motor turboreactor, într-un PUVRD amestecul nu arde continuu, ci în regim de impulsuri. Astfel se explică zgomotul caracteristic de joasă frecvență al motoarelor cu pulsații, ceea ce le face inaplicabile în aviația civilă. Din punct de vedere al eficienței, PuVRD-urile pierd și în fața TRD-urilor: în ciuda raportului impresionant tracțiune-greutate (la urma urmei, PuVRD-urile au un minim de piese), raportul de compresie în ele ajunge la cel mult 1,2:1, deci combustibilul arde ineficient.

Dar PUVRD-urile sunt neprețuite ca hobby: la urma urmei, se pot descurca deloc fără supape. În principiu, proiectarea unui astfel de motor este o cameră de ardere cu țevi de admisie și de evacuare conectate la aceasta. Conducta de intrare este mult mai scurtă decât cea de ieșire. Supapa dintr-un astfel de motor nu este altceva decât partea frontală a transformărilor chimice.

Amestecul combustibil din PuVRD arde cu viteza subsonică. O astfel de ardere se numește deflagrație (spre deosebire de arderea supersonică - detonare). Când amestecul se aprinde, gazele combustibile ies din ambele conducte. De aceea, atât conductele de admisie, cât și cele de evacuare sunt direcționate în aceeași direcție și participă împreună la crearea propulsiei jetului. Dar, din cauza diferenței de lungimi, în momentul în care presiunea din conducta de admisie scade, gazele de eșapament încă se deplasează de-a lungul conductei de evacuare. Ele creează un vid în camera de ardere, iar aerul este aspirat în ea prin conducta de admisie. O parte din gazele din conducta de evacuare este trimisă și în camera de ardere sub acțiunea rarefării. Ei comprimă o nouă porțiune din amestecul combustibil și îi dau foc.

Motorul pulsat fără supape este nepretențios și stabil. Nu necesită un sistem de aprindere pentru a menține funcționarea. Datorită rarefării, aspiră aerul atmosferic fără a necesita presurizare suplimentară. Dacă construiți un motor pe combustibil lichid (pentru simplitate, am preferat gazul propan), atunci conducta de admisie îndeplinește în mod regulat funcțiile unui carburator, pulverizând un amestec de benzină și aer în camera de ardere. Singurul moment în care este nevoie de un sistem de aprindere și de amplificare forțată este la pornire.

Design chinezesc, asamblare rusă

Există mai multe modele comune pentru motoarele cu reacție cu impulsuri. Pe lângă clasica „țeavă în formă de U”, care este foarte dificil de fabricat, există adesea un „motor chinezesc” cu o cameră de ardere conică, la care o conductă mică de admisie este sudată în unghi și un „motor rusesc”. ”, care seamănă cu un eșapament de mașină în design.

Înainte de a experimenta propriile modele PUVRD, este foarte recomandat să construiți un motor conform desenelor gata făcute: la urma urmei, secțiunile și volumele camerei de ardere, conductele de admisie și de evacuare determină complet frecvența pulsațiilor rezonante. Dacă nu sunt respectate proporțiile, este posibil ca motorul să nu pornească. Diverse desene ale PUVRD sunt disponibile pe Internet. Am ales un model numit „Giant Chinese Engine”, ale cărui dimensiuni sunt date în bara laterală.

Amateur PUVRD sunt realizate din tablă. Este acceptabilă utilizarea țevilor finite în construcții, dar nu este recomandată din mai multe motive. În primul rând, este aproape imposibil să selectați țevi cu exact diametrul necesar. Este cu atât mai dificil să găsești secțiunile conice necesare.

În al doilea rând, țevile, de regulă, au pereți groși și o greutate adecvată. Pentru un motor care trebuie să aibă un raport bun tracțiune-greutate, acest lucru este inacceptabil. În cele din urmă, în timpul funcționării, motorul este încins la roșu. Dacă în proiectare sunt utilizate țevi și fitinguri din diferite metale cu diferiți coeficienți de dilatare, motorul nu va dura mult.

Așadar, am ales calea pe care o aleg majoritatea fanilor PuVRD - de a face un corp din tablă. Și imediat ne-am confruntat cu o dilemă: apelați la profesioniști cu echipamente speciale (mașini CNC de tăiat cu apă abrazivă, role de țevi, sudură specială) sau, înarmați cu cele mai simple unelte și cea mai comună mașină de sudură, treceți pe calea dificilă a unui motor începător. constructor de la început până la sfârșit.sfârșit. Am preferat a doua variantă.

înapoi la școală

Primul lucru de făcut este să desenați o serie de detalii viitoare. Pentru a face acest lucru, trebuie să vă amintiți geometria școlii și un pic de desen universitar. Efectuarea alezoarelor din țevi cilindrice este la fel de ușoară ca decojirea perelor - acestea sunt dreptunghiuri, dintre care o parte este egală cu lungimea țevii, iar a doua este diametrul înmulțit cu „pi”. Calcularea dezvoltării unui trunchi de con sau a unui cilindru trunchiat este o sarcină puțin mai dificilă, pentru care a trebuit să ne uităm într-un manual de desen.

Alegerea metalului este o problemă foarte delicată. În ceea ce privește rezistența la căldură, oțelul inoxidabil este cel mai bun pentru scopurile noastre, dar pentru prima dată este mai bine să folosiți oțel negru cu conținut scăzut de carbon: este mai ușor de format și sudat. Grosimea minimă a unei foi care poate rezista la temperatura de ardere a combustibilului este de 0,6 mm. Cu cât oțelul este mai subțire, cu atât se formează mai ușor și cu atât este mai dificil de sudat. Am ales o foaie cu grosimea de 1 mm și, se pare, am luat decizia corectă.

Chiar dacă aparatul dvs. de sudură poate funcționa în modul de tăiere cu plasmă, nu îl utilizați pentru a tăia alezoare: marginile pieselor tratate în acest mod nu se sudează bine. Foarfecele de mână pentru metal nu sunt, de asemenea, cea mai bună alegere, deoarece îndoaie marginile pieselor de prelucrat. Instrumentul ideal este foarfecele electrice care taie foaia milimetrică ca un ceas.

Pentru a îndoi foaia într-o țeavă, există o unealtă specială - role sau un îndoitor de foi. Aparține echipamentelor profesionale de producție și, prin urmare, este puțin probabil să fie găsit în garaj. O menghină va ajuta la îndoirea unei țevi decente.

Procesul de sudare a metalului mm cu o mașină de sudură de dimensiune completă necesită ceva experiență. Ținând ușor electrodul într-un singur loc, este ușor să ardeți o gaură în piesa de prelucrat. La sudare, bulele de aer pot pătrunde în cusătură, care apoi se scurg. Prin urmare, este logic să șlefuiți cusătura cu o râșniță la o grosime minimă, astfel încât bulele să nu rămână în interiorul cusăturii, ci să devină vizibile.

În seria următoare

Din păcate, în cadrul unui articol este imposibil să descriem toate nuanțele lucrării. Este general acceptat că aceste lucrări necesită calificări profesionale, dar cu diligența necesară sunt toate accesibile amatorului. Noi, jurnaliştii, eram interesaţi să învăţăm noi specialităţi de lucru pentru noi înşine, iar pentru aceasta am citit manuale, ne-am consultat cu profesionişti şi am făcut greşeli.

Ne-a plăcut carcasa pe care am sudat-o. Este plăcut să îl privești, este plăcut să îl ții în mâini. Așa că vă sfătuim sincer să vă ocupați de așa ceva. În numărul următor al revistei, vă vom spune cum să faceți un sistem de aprindere și să porniți un motor cu reacție fără supape.