Động cơ phản lực xung là một loại động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc trộn lẫn không khí và lực phản lực xung. Có thể dễ dàng nhận ra những động cơ này bởi âm thanh mạnh mẽ đặc trưng của chúng. Trong số những lợi thế so với các thiết bị tương tự là một thiết kế cực kỳ đơn giản và trọng lượng thấp. Chúng tôi sẽ xem xét các tính năng còn lại của các tổng hợp bên dưới.
Lịch sử Sáng tạo
Những phát triển đầu tiên của động cơ phản lực xung (ramjet) chính thức có niên đại vào nửa sau của thế kỷ 19. Vào những năm 60, hai nhà phát minh cách xa nhau đã nhận được bằng sáng chế cho một thiết kế mới của cánh quạt. Sự phát triển của Teleshov N. A. và Charles de Voilier trong thời kỳ đó ít được ai quan tâm. Nhưng vào đầu thế kỷ 20, các kỹ sư Đức đã chú ý đến họ, những người đang tìm kiếm một giải pháp thay thế xứng đáng cho các đơn vị điện piston.
Trong Chiến tranh Thế giới thứ hai, hàng không Đức đã được bổ sung một loại đạn máy bay loại FAA,được trang bị một ramjet. Mặc dù thực tế rằng phần tử được chỉ định thấp hơn về các thông số kỹ thuật so với các biến thể của piston, nhưng nó vẫn được ưa chuộng. Thực tế này là do sự đơn giản của thiết kế và chi phí thấp. Trong lịch sử đã biết, đây là trường hợp duy nhất khi những động cơ như vậy được sử dụng để trang bị cho máy bay trên quy mô nối tiếp.
Nỗ lực cải thiện
Sau khi chiến tranh kết thúc, động cơ phản lực xung vẫn được phát triển trong quân đội một thời gian. Nó được dùng làm cánh quạt cho tên lửa đất đối không. Hiệu suất thấp, tốc độ phóng thấp và nhu cầu tăng tốc khi phóng là những lý do đã trở thành mấu chốt khiến vị trí của máy bay phản lực tiếp tục giảm xuống còn 0.
Loại động cơ này gần đây đã bắt đầu trở lại bắt đầu được các kỹ sư và nghiệp dư quan tâm. Có những phát triển mới, những đề án cải tiến khác. Rất có thể những sửa đổi cập nhật sẽ lại xuất hiện trong trang bị của hàng không quân sự. Ứng dụng thực tế của nó ngày nay là mô hình hóa các nguyên mẫu tên lửa và máy bay bằng vật liệu cấu trúc hiện đại.
Thiết bị động cơ phản lực xung
Đơn vị được coi là một khoang mở ở cả hai bên. Một bộ hút gió được gắn ở đầu vào, phía sau nó là bộ kéo có van. Thiết kế cũng bao gồm một số buồng đốt, một vòi phun để giải phóng dòng tia. Van đầu vào được sản xuất theo nhiều cấu hình, khác nhau về thiết kế và bên ngoàiquan tâm. Một trong những tùy chọn là các tấm kiểu cửa gió hình chữ nhật được gắn trên khung, mở hoặc đóng dưới áp suất giảm. Phiên bản thứ hai, nhỏ gọn hơn - "cánh hoa" bằng kim loại được đặt trong một vòng tròn.
Có bugi trong buồng đốt. Phần tử này tạo ra một loạt phóng điện, và sau khi đạt đến nồng độ nhiên liệu mong muốn, điện tích sẽ bốc cháy. Vì động cơ có kích thước khiêm tốn, các bức tường thép của thiết bị nóng lên mạnh mẽ và có thể kích hoạt hỗn hợp nhiên liệu theo cách giống như một ngọn nến.
Nguyên tắc làm việc
Vì động cơ phản lực xung hoạt động theo chu kỳ, nên nó có một số chu kỳ cơ bản. Trong số đó:
- Quy trình tiếp nhận. Ở giai đoạn này, van đầu vào mở ra, không khí xả đi vào buồng đốt. Đồng thời, thông qua các vòi phun, nhiên liệu đi vào, do đó một loại phí nhiên liệu được tạo ra.
- Hỗn hợp thu được được đánh lửa bằng bugi, sau đó quan sát thấy khí áp suất cao. Dưới tác động của chúng, van đầu vào bị tắc.
- Hơn nữa, các sản phẩm của quá trình đốt cháy được thổi ra ngoài qua vòi phun, tạo ra lực đẩy phản lực. Điều này tạo ra chân không trong buồng đốt. Quy trình được lặp lại - van đầu vào mở ra, đưa phần không khí tiếp theo vào.
Nhiên liệu được cung cấp bởi kim phun với cơ cấu van một chiều. Khi áp suất trong buồng đốt giảm, lượng nhiên liệu tiếp theo sẽ đi vào. Sau khi tăng áp suất, nguồn cung cấp dừng lại. Cần lưu ý rằng trên các mẫu máy bay công suất thấp, các vòi phunvắng mặt và hệ thống hoạt động theo sơ đồ chế hòa khí truyền thống.
Tính năng thiết kế
Động cơ phản lực xung, bản vẽ và sơ đồ được hiển thị bên dưới, có một van nạp phía trước buồng đốt. Đây là điểm khác biệt chính của nó so với những "người anh em" gần nhất như ramjet và động cơ phản lực. Bộ phận này có nhiệm vụ ngăn cản sự quay trở lại của các sản phẩm cháy, bộ phận này quyết định hướng của chúng đi thẳng vào vòi phun. Các giống cạnh tranh đặc biệt không cần van, vì không khí được cung cấp ngay lập tức dưới áp suất với quá trình nén trước. “Chuyện vặt” như vậy thực sự là một điểm cộng rất lớn trong hoạt động của thiết bị được đề cập, liên quan đến việc cải thiện các đặc tính nhiệt động lực học.
Điểm khác biệt nữa là tính chất chu kỳ của công việc. Ví dụ, trong động cơ tuốc bin phản lực, nhiên liệu được đốt cháy liên tục, điều này đảm bảo lực đẩy đồng đều và đồng đều. Trong một ramjet, các chu kỳ cung cấp các dao động bên trong cấu trúc. Để đảm bảo biên độ tối đa, cần phải đồng bộ hóa rung động của tất cả các bộ phận. Điểm này đạt được bằng cách chọn chiều dài vòi phun tối ưu.
Động cơ phản lực xung có khả năng hoạt động ở tốc độ thấp hoặc ở vị trí không hoạt động khi không có luồng gió thổi tới. Ưu điểm này so với phiên bản dòng trực tiếp còn nhiều tranh cãi, vì cần phải tăng tốc ban đầu để phóng tên lửa hoặc máy bay trong những điều kiện này.
Giống
Ngoài phiên bản thông thường của máy phun xung với van thẳng và đầu vào, còn có phiên bản không van và kích nổ.
Sửa đổi đầu tiên là không được trang bị van đầu vào. Điều này là do tính dễ bị tổn thương và mòn nhanh của bộ phận bổ sung. Theo phương án này, tuổi thọ sử dụng của nhà máy điện dài hơn. Theo thiết kế, đơn vị là một hình dạng của chữ U, các đầu của chúng được hướng về phía hạ lưu của lực đẩy phản lực (về phía sau). Kênh chịu trách nhiệm về lực kéo dài hơn một chút. Một đường ống ngắn đi vào luồng không khí vào buồng đốt. Kết quả của quá trình đốt cháy và giãn nở của các chất khí, một số trong số chúng được quay trở lại thông qua đầu vào được chỉ định. Một thiết bị như vậy có thể cải thiện khả năng thông gió cho buồng làm việc. Không có sự thất thoát nhiên liệu qua van đầu vào, điều này tạo ra một chút "tăng" trong nỗ lực kéo.
Máy bay phản lực kiểu kích nổ được thiết kế để đốt cháy nhiên liệu thông qua quá trình kích nổ. Nghĩa là, ở một thể tích không đổi, áp suất của hỗn hợp nhiên liệu-không khí xảy ra trong buồng đốt. Trong trường hợp này, thể tích tăng bắt đầu từ thời điểm các chất khí di chuyển dọc theo phần vòi phun. Giải pháp này cho phép tăng hiệu suất nhiệt. Hiện tại, cấu hình động cơ này không hoạt động, đang ở giai đoạn nghiên cứu và cải tiến.
Ưu
Nguyên lý hoạt động của động cơ tạo xung phản lực, cùng với sự đơn giản của thiết kế và chi phí thấp, là những ưu điểm chính của hệ thống đang được đề cập. Nàychất lượng dẫn đến sự xuất hiện của các động cơ này trên tên lửa quân sự, mục tiêu bay và các vật thể khác, nơi độ bền không quan trọng, mà là việc đưa máy bay đến mục tiêu nhanh chóng với cấu hình đơn giản nhất của “động cơ”. Những người hâm mộ mô hình máy bay đánh giá cao việc sửa đổi được đề cập vì những lý do tương tự. Động cơ nhỏ gọn, rẻ và nhẹ là rất tốt cho các mô hình máy bay. Một điểm cộng khác là khả năng chế tạo một động cơ phản lực xung động cơ bản bằng chính tay của bạn.
Nhược điểm
Trong số các khuyết điểm cũng có nhiều điểm, cụ thể là:
- độ ồn cao khi vận hành;
- tiêu hao nhiên liệu quá nhiều;
- sự hiện diện của cặn nhiên liệu sau khi sử dụng;
- tăng khả năng tổn thương của van đầu vào;
- giới hạn tốc độ.
Bất chấp tất cả những nhược điểm, máy bay ramjet trong phân khúc của nó vẫn có nhu cầu cao. Động cơ như vậy là không thể thiếu cho những lần ra mắt một lần, đặc biệt nếu lắp các phiên bản mạnh mẽ và đắt tiền là không thực tế.
Tự làm Động cơ phản lực xung kích nổ
Đầu tiên bạn cần tạo một bản vẽ với sự phát triển của các chi tiết trong tương lai. Nếu bạn nhớ những kiến thức cơ bản của hình học ở trường và có kỹ năng vẽ tối thiểu, bạn có thể bắt đầu làm việc. Sơ đồ đơn giản nhất là ống hình trụ. Các hình chữ nhật được vẽ, một cạnh của chúng sẽ bằng chiều dài và cạnh thứ hai - bằng đường kính (nhân với 3, 14 - số "pi"). Doa hình nón và hình trụ có thể được thực hiện bằng cách tìmhướng dẫn cần thiết trong bất kỳ sổ tay hướng dẫn vẽ nào.
Vấn đề quan trọng thứ hai là sự lựa chọn kim loại. Ngoài ra, có thể sử dụng thép không gỉ hoặc thép cacbon đen thấp. Hãy tập trung vào tùy chọn thứ hai, vì nó dễ dàng hơn để xử lý và hình thành. Độ dày tấm tối thiểu là 0,6 mm. Trong trường hợp này, kích thước là 1 mm.
Quá trình chuẩn bị
Trước khi bắt đầu chế tạo động cơ phản lực xung nhịp bằng tay của chính mình, bạn cần phải làm sạch các tấm kim loại để không bị gỉ và bám bụi. Đối với điều này, một máy mài tiêu chuẩn là khá phù hợp. Để đảm bảo an toàn cho bạn, hãy đeo găng tay vì các cạnh của tấm trải giường rất sắc và có nhiều gờ.
Trước khi bắt đầu công việc chính, bạn cần chuẩn bị bản vẽ và các mẫu bìa cứng của các bộ phận với kích thước đầy đủ. Để có được cấu hình và kích thước chính xác, các đường bao được phác thảo bằng điểm đánh dấu vĩnh viễn. Không nên cắt doa bằng máy hàn, cho dù máy có hiện đại đến đâu. Thực tế là các bộ phận thu được theo cách này được hàn rất kém ở các cạnh. Chúng tôi khuyến khích sử dụng kéo cắt kim loại bằng điện cho mục đích này, vì trong phiên bản thủ công có nhiều rủi ro làm cong các cạnh của phôi. Bạn cần cắt cẩn thận, cố định chắc chắn mẫu đã xử lý bằng kẹp hoặc phương pháp phù hợp khác.
Giai đoạn chính
Khi chế tạo động cơ phản lực xung tại nhà, hãy nhớ rằng các đường ống có đường kính cố định rất dễ hình thành khitrợ giúp của một chất tương tự lớn hơn. Hoàn toàn có thể thực hiện thao tác bằng tay của bạn do nguyên tắc đòn bẩy, sau đó các cạnh của phôi được xử lý bằng vồ, uốn chúng đến điều kiện mong muốn. Mong muốn rằng các đầu tạo thành một mặt phẳng khi nối, điều này sẽ cải thiện vị trí của mối hàn. Khó hơn để uốn các tấm thành một đường ống, bạn sẽ cần một máy uốn hoặc các con lăn. Công cụ chuyên nghiệp này không dành cho tất cả mọi người. Yews có thể được sử dụng thay thế.
Một thời điểm quan trọng và khó khăn là hàn một tấm kim loại mỏng. Các kỹ năng đặc biệt sẽ được yêu cầu ở đây, đặc biệt nếu sử dụng hàn hồ quang thủ công trong quá trình này. Tốt hơn hết là những người mới bắt đầu không nên thử thử nghiệm (sự tiếp xúc quá mức của điện cực tại một điểm nhỏ nhất sẽ dẫn đến việc đốt cháy một lỗ). Ngoài ra, bong bóng có thể xâm nhập vào khu vực đường nối, sau đó đảm bảo rò rỉ. Tốt nhất bạn nên mài đường may đến độ dày tối thiểu, điều này sẽ giúp bạn có thể nhìn thấy ngay "cuộc hôn nhân" bằng mắt thường. Các đoạn côn được uốn bằng tay, uốn phần đầu hẹp của phôi quanh ống đường kính nhỏ, tốn nhiều công sức hơn so với phần rộng.
Khuyến nghị
Biết cách tự chế tạo động cơ phản lực xung, bạn có thể sử dụng nó trên mô hình máy bay hoặc để tăng tốc độ ván trượt. Những người sử dụng có kinh nghiệm khuyên rằng, để có được thành phần tối ưu của hỗn hợp nhiên liệu, trước tiên hãy cung cấp khí cho động cơ, làm đầy buồng đốt hoàn toàn. Khi đó tia lửa điện được kích hoạt. Không khí được cung cấp cuối cùng, sau khi đạtnồng độ tối ưu của tất cả các thành phần - đang được khởi chạy.
