Что такое пульсирующий реактивный двигатель

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Предлагаемый пульсирующий воздушно-реактивный двигатель предназначен, например, для геликоптеров, летающих моделей самолетов , учебных моделей и т. п.

Известные подобные двигатели, состоящие из воздушного диффузора , клапанной решетки с пластинчатыми клапанами, камеры сгорания и реактивного сопла, имеют тот недостаток, что у них клапанные пластины жестко закреплены одним концом. Срок службы таких клапанных пластин незначителен вследствие быстрого каклепа в месте закрепления , а также свободного конца, ударяющегося об упоры, что приводит к растрескиванию, выкрашиванию и излому свободного конца кланаипой пластины и обламыванию ее в месте закрепления.

В описываемом двигателе, с целью устранения указанных недостатков , клапанная решетка пульсирующего воздушно-реактивного двигателя с пластинчатыми клапанами выполнена без жесткого закрепления пружинящих пластин, что дает простую конструкцию решетки и обеспечивает больщую чувствительность пластин в работе при малых перепадах давлений и повышенной частоте вспышек в камере сгорания реактивного двигателя. Кроме того, в нем предусмотрены ограничители движения пластин, экранирующие их со стороны камеры сгорания.

На фиг. 1 схематически изображен двигатель в разрезе; на фиг. 2- клапанная рещетка, вид с торца; на фиг. 3-разрез по АА на фиг. 2.

Двигатель состоит из напорного сопла /, в узком месте которого установлен жиклер 2, перекрываемый иглой 3. Напорное сопло / крепится к корпусу 4 двигателя. В месте крепления сопла 1 к корпусу 4 устанавливается клапанная решетка 5, выполненная с пружинящими пластинами 6, не имеющими жесткого закрепления, и с ограничителями 7 в виде вогнутых перемычек, образующих со стороны камеры сгорания экранирующие поверхности. За пластинами 6 в рабочей камере установлена предохранительно-регулирующая решетка 8 s виде сталь М9 88284- 2 —

ного диска с отверстиями, которая разделяет рабочую камеру на две части.

Назначение предохранительно-регулирующей решетки 8-предохранять пластины (клапаны) и ограничители от перегрева, а также изменять количество вспышек в секунду путем изменения соотношения объемов рабочей камеры до решетки и после нее, осуществляемого удалением лли приближением решетки к клапанам.

Для запуска необходимо создать движение воздуха в напорном сопле /. Поток воздуха отсасывает бензин из жиклера 2, распыливает его и открывает пластины 5, через которые попадает в рабочую камеру, где от свечи, соединенной с вибратором (на чертеже не показан), происходиТ: -воспламенение . Далее двигатель начинает работать самостоятельно (зажигание выключается).

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, например, для геликоптеров, летающих моделей самолетов, учебных моделей и т. п., состоящий из воздушного диффузора, клапанной решетки с пластинчатыми клапанами, камеры сгорания и реактивного сопла, отличающийся тем, что клапанная решетка выполнена с пружинящими пластинами , не имеющими жесткого закрепления, и с ограничителями в виде вогнутых перемычек, образующих со стороны камеры сгорания экранирующие поверхности.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель с системой зажигания от Hobbyking

Данный товар исключен из продажи. Возможно, вы сможете найти похожие товары в той же категории (ссылка на на нее находится чуть выше).

Мы сохраняем такие товары, чтобы дать возможность Вам получать информацию из накопленных комментариев и отзывов.

К сожалению, у нас нет точной информации, когда ожидаются поставки конкретных товаров. Лучше не добавлять в посылку отсутствующие товары, либо быть готовым ожидать неходовые товары несколько месяцев. Были случаи, что отсутствующие товары исключались из продажи.
Имеет смысл разделить посылки. Одна полностью укомплектованная, другая с отсутствующими товарами.

Чтобы после прихода на склад отсутствующий товар автоматически зарезервировался за Вами, необходимо оформить и оплатить его в заказе.

Внимание. Данный двигатель следует эксплуатировать с предельной осторожностью, и постоянно помнить что он работает на взрыво и пожароопасном бензине. Обеспечьте безопасность себе и окружающим до, во время и после полетов модели с использованием данного двигателя!

Вы слышите это. Нет, это не импеллерник. Шутки кончились, это настоящий реактивный двигатель.

Сама конструкция данного типа реактивного двигателя не нова, и успешно используется аж с середины прошлого века. Наиболее успешно его использовала Нацистская Германия для оснащения им своих ракет V-1 (она же Фау-1), которые за характерный звук работы прозвали «жужжащими ракетами».

Простота конструкции данных типов реактивных двигателей позволило легко внедрить их в любительское авиамоделирование, и первые рекорды полетов были поставлены именно с ними. Их стоит один раз услышать, и больше Вы их ни с чем не спутаете!

Данный двигатель из эпохи полной новаторства, экспериментов и новых конструкторских идей. Теперь и у Вас появилась возможность повернуть время немного вспять и почувствовать с чего все начиналось!

Но несмотря на солидный возраст этого типа РД, данный комплект обладает высоким качеством исполнения и поставляется со всем необходимым к запуску, кроме топлива (обыкновенного бензина) и насоса (например велосипедного), необходимо лишь подключить его к баку посредством топливной магистрали.

Приобретая данный двигатель, Вы либо хотите поностальгировать, либо сильно насолить своим соседям…)))

Характеристики:

Длина: 550мм

Диаметр: 64мм

Топливные каналы/перепропускные мембраны: 10

Вес: 460г

Тяга: 1.6кг

Топливо: бензин (добавление масла не обязательно)

Воспламенение: посредством внешнего блока зажигания напряжением 20kv (участвует только в воспламенении факела)

В комплекте:

— пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПВРД)

— запасные части (в том числе лепестковый клапан и свеча зажигания)

— блок зажигания 20kv

Необходимо приобрести:

— 2-3 баночный аккумулятор литий-полимерный с разъемом XT60 (для зажигания)

— топливный бак и шланги для подачи топлива

— насос способный обеспечить давление в 2,79атм = 40psi (для запуска). Например велосипедный для накачки колес

Более подробно с устройством данного типа РД Вы можете ознакомиться например на http://ru.wikipedia.org

Have you heard the BUZZ? Pulse jets are the Bees-Knees.

Pulse Jets are not new, they were around before the turn of the century. They were made famous however when the Germans used them to power the V-1 flying bomb. These were dubbed the “buzz bomb” due to the distinctive sound made from the pulse cycle of the shutters and combustion at such a high rate.

Jumping forward a few years, due to their simple design they made their way into the early days of modeling. Pulse jets were used by the hardcore modeler breaking records and they strapped them to anything that moved! Anyone that has ever seen or heard one run in person will never forget it.

The HobbyKing Red Head Pulse Jet is a retro flash back to the days of modeling where nearly everything was an experiment and the possibilities were endless. Anyone that has ever seen the old pulse jets have instantly had ideas (some smart, some not so smart) of strapping one to something or another. Now is your opportunity!

The Red Head Hobbyking valve pulse jet is classic in design and yet modern in quality. It runs on just plain old gasoline (no oil needed), starts with a bicycle pump and comes with just about everything needed to fire it up including the ignition system to the mounting hardware, spare parts and reeds.

Hobbyking’s Red Head Pulse Jet Engine is perfect for anyone looking to feel nostalgic and strap it to a model, place it on their mantel, or take into the garage and upset their neighbors.

Specs:
length: 550mm
Diameter: 64mm
Ports/Reeds: 10
Weight: 460grams
Thrust: 1.6 kilograms (3.52 lbs)
Fuel: gasoline (no oil required)
Ignition: external igniter box 20kv (only needed for starting)

Included:
Red head Pulse jet engine
Spare parts (include reeds and CM6 style spark plug)
Mounting Clamps
20kv igniter

Required:
2

3 cell lipo with XT60 connector (for igniter)
Gasoline safe fuel tank and fuel line
Bicycle tire pump or other air source capable of 40psi (for starting)
Hearing protection

**Note: This is not a toy and gasoline is dangerous. Proper use and safety must be considered and exercised before, during and after use.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель — Вариант Воздушно-реактивного двигателя. В ПуВРД используется камера сгорания с входными клапанами и длинное цилиндрическое выходное сопло. Горючее и воздух подаются периодически.

Цикл работы ПуВРД состоит из следующих фаз:

Содержание

История

Первые патенты на пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) были получены (независимо друг от друга) в 60-х годах XIX века Шарлем де Луврье (Франция) и Николаем Афанасьевичем Телешовым (Россия) [1] . Немецкие конструкторы, ещё накануне Второй мировой войны проводившие широкий поиск альтернатив поршневым авиационным двигателям, не обошли вниманием и это изобретение, долгое время остававшееся невостребованным. Наиболее известным летательным аппаратом (и единственным серийным) c ПуВРД Argus As-014 производства фирмы Argus-Werken, явился немецкий самолёт-снаряд Фау-1. Главный конструктор Фау-1 Роберт Люссер выбрал для него ПуВРД не ради эффективности (поршневые авиационные двигатели той эпохи обладали лучшими характеристиками), а, главным образом, из-за простоты конструкции и, как следствие, малых трудозатрат на изготовление, что было оправдано при массовом производстве одноразовых снарядов, серийно выпущенных за неполный год (с июня 1944 по март 1945) в количестве свыше 10 000 единиц.

После войны исследования в области пульсирующих воздушно-реактивных двигателей продолжились во Франции (компания SNECMA) и в США (Pratt & Whitney, General Electric), Результаты этих разработок заинтересовали США и СССР. Был разработан ряд опытных и экспериментальных образцов. Первоначально основная проблема ракет «воздух-поверхность» заключалась в несовершенстве инерциальной системы наведения, точность которой считалась хорошей, если ракета с дальности в 150 километров попадала в квадрат со сторонами 3 километра. Это привело к тому, что с боезарядом на основе обычного взрывчатого вещества данные ракеты имели низкую эффективность, а ядерные заряды в то же время имели ещё слишком большую массу (несколько тонн). Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель обладает большим удельным импульсом по сравнению с ракетными двигателями, но уступает по этому показателю турбореактивным двигателям. Существенным ограничением является также то, что этот двигатель требует разгона до рабочей скорости 100 м/с и его использование ограничено скоростью порядка 250 м/с. Когда появились компактные ядерные заряды, уже была отработана конструкция более эффективных турбореактивных двигателей. Поэтому пульсирующие воздушно-реактивные двигатели не получили широкого распространения.

Представители ракет «воздух-поверхность» с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем.

• Fi-103
• 10Х · 14Х · 16Х — Благодаря использованию двух двигателей был достигнут практический предел скорости полета для ПуВРД — 980км/ч (270 м/с).
• JB-2

Принцип действия и устройство ПуВРД

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД, англоязычный термин Pulse jet), как следует из его названия, работает в режиме пульсации, его тяга развивается не непрерывно, как у ПВРД или ТРД, а в виде серии импульсов, следующих друг за другом с частотой от десятков герц, для крупных двигатателей, до 250 Гц — для малых двигателей, предназначенных для авиамоделей. [2]

Конструктивно, ПуВРД представляет собой цилиндрическую камеру сгорания с длинным цилиндрическим соплом меньшего диаметра [3] . Передняя часть камеры соединена со входным диффузором, через который воздух поступает в камеру.

Между диффузором и камерой сгорания установлен воздушный клапан, работающий под воздействием разницы давлений в камере и на выходе диффузора: когда давление в диффузоре превышает давление в камере клапан открывается и пропускает воздух в камеру; при обратном соотношении давлений он закрывается.

Клапан может иметь различную конструкцию: в двигателе Argus As-014 ракеты Фау-1 он имел форму и действовал наподобие оконных жалюзи и состоял из наклёпанных на раму гибких прямоугольных клапанных пластинкок из пружинной стали; в малых двигателях он выглядит как пластина в форме цветка с радиально расположенными клапанными пластинками в виде нескольких тонких, упругих металлических лепестков, прижатых к основанию клапана в закрытом положении и отгибающихся от основания под действием давления в диффузоре, превышающего давление в камере. Первая конструкция намного совершеннее — оказывает минимальное сопротивление потоку воздуха, но гораздо сложнее в производстве.

В передней части камеры имеются одна или несколько топливных форсунок, которые впрыскивают топливо в камеру, пока давление наддува в топливном баке превышает давление в камере; при превышении давлением в камере давления наддува, обратный клапан в топливном тракте перекрывает подачу топлива. Примитивные маломощные конструкции нередко работают без впрыска топлива, подобно поршневому карбюраторному двигателю. Для пуска двигателя в этом случае обычно используют внешний источник сжатого воздуха.

Для инициирования процесса горения в камере устанавливается свеча зажигания, которая создаёт высокочастотную серию электрических разрядов, и топливная смесь воспламеняется, как только концентрация горючего в ней достигает некоторого, достаточного для возгорания, уровня. Когда оболочка камеры сгорания достаточно прогревается (обычно, через несколько секунд после начала работы большого двигателя, или через доли секунды — малого; без охлаждения потоком воздуха, стальные стенки камеры сгорания быстро нагреваются докрасна), электрозажигание вовсе становится ненужным: топливная смесь воспламененяется от горячих стенок камеры.

При работе, ПуВРД издаёт очень характерный трещащий или жужжащий звук, обусловленный как раз пульсациями в его работе.

Цикл работы ПуВРД иллюстрируется рисунком справа:

• 1. Воздушный клапан открыт, воздух поступает в камеру сгорания, форсунка впрыскивает горючее, и в камере образуется топливная смесь.
• 2. Топливная смесь воспламеняется и сгорает, давление в камере сгорания резко возрастает и закрывает воздушный клапан и обратный клапан в топливном тракте. Продукты сгорания, расширяясь, истекают из сопла, создавая реактивную тягу.
• 3. Давление в камере уравнивается с атмосферным, под напором воздуха в диффузоре воздушный клапан открывается и воздух начинает поступать в камеру, топливный клапан тоже открывается, двигатель переходит к фазе 1.

Кажущееся сходство ПуВРД и ПВРД (возможно, возникающее из-за сходства аббревиатур названий) — ошибочно. В действительности ПуВРД имеет глубокие, принципиальные отличия от ПВРД или ТРД.

• Во-первых, наличие у ПуВРД воздушного клапана, очевидным назначением которого является предотвращение обратного движения рабочего тела вперёд по ходу движения аппарата (что свело бы на нет реактивную тягу). В ПВРД (как и в ТРД) этот клапан не нужен, поскольку обратному движению рабочего тела в тракте двигателя препятствует «барьер» давления на входе в камеру сгорания, созданный в ходе сжатия рабочего тела. В ПуВРД начальное сжатие слишком мало, а необходимое для совершения работы повышение давления в камере сгорания достигается благодаря нагреву рабочего тела (при сжигании горючего) в постоянном объёме, ограниченном стенками камеры, клапаном, и инерцией газового столба в длинном сопле двигателя. Поэтому ПуВРД с точки зрения термодинамики тепловых двигателей относится к иной категории, нежели ПВРД или ТРД — его работа описывается циклом Хамфри (Humphrey), в то время как работа ПВРД и ТРД описывается циклом Брайтона.

• Во-вторых, пульсирующий, прерывистый характер работы ПуВРД, также вносит существенные различия в механизм его функционирования, в сравнении с ВРД непрерывного действия. Для объяснения работы ПуВРД недостаточно рассматривать только газодинамические и термодинамические процессы, происходящие в нём. Двигатель работает в режиме автоколебаний, которые синхронизируют по времени работу всех его элементов. На частоту этих автоколебаний оказывают влияние инерционные характеристики всех частей ПуВРД, в том числе инерция газового столба в длинном сопле двигателя, и время распространения по нему акустической волны. Увеличение длины сопла приводит к снижению частоты пульсаций и наоборот. При определённой длине сопла достигается резонансная частота, при которой автколебания становятся устойчивыми, а амплитуда колебаний каждого элемента — максимальной. При разработке двигателя эта длина подбирается экспериментально в ходе испытаний и доводки.

Иногда говорят, что функционирование ПуВРД при нулевой скорости движения аппарата невозможно — это ошибочное представление, во всяком случае, оно не может быть распространено на все двигатели этого типа. Большинство ПуВРД (в отличие от ПВРД) может работать, «стоя на месте» (без набегающего потока воздуха), хотя тяга, развиваемая им в этом режиме, минимальна (и обычно недостаточна для старта приводимого им в движение аппарата без посторонней помощи — поэтому, например, V-1 запускали с паровой катапульты, при этом ПуВРД начинал устойчиво работать ещё до пуска [4] ).

Функционирование двигателя в этом случае объясняется следующим образом. Когда давление в камере после очередного импульса снижается до атмосферного, движение газа в сопле по инерции продолжается, и это приводит к понижению давления в камере до уровня ниже атмосферного. Когда воздушный клапан открывается под воздействием атмосферного давления (на что тоже требуется некоторое время), в камере уже создано достаточное разрежение, чтобы двигатель мог «вдохнуть свежего воздуха» в количестве, необходимом для продолжения следующего цикла. [5] Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом, являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя. В приведённой ниже диаграмме в графической форме представлены верхние значения этого показателя для разных типов реактивных двигателей, в зависимости от скорости полёта, выраженной в форме числа Маха, что позволяет видеть область применимости каждого типа двигателей.

• удельная тяга — отношение создаваемой двигателем тяги к массовому расходу топлива;
• удельная тяга по весу — отношение тяги двигателя к весу двигателя.

В отличие от ракетных двигателей, тяга которых не зависит от скорости движения ракеты, тяга воздушно-реактивных двигателей (ВРД) сильно зависит от параметров полета — высоты и скорости. Пока не удалось создать универсальный ВРД, поэтому эти двигатели рассчитываются под определенный диапазон рабочих высот и скоростей. Как правило, разгон ВРД до рабочего диапазона скоростей осуществляется самим носителем либо стартовым ускорителем.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель. Хорошо забытое старое: от Фау до наших дней

ВВС США выдали стартапу Wave Engine Corporation контракт на сумму 1 млн долларов на разработку дешевой авиационной ложной цели Versatile Air-Launched Platform (VALP), которая будет оснащена пульсирующим воздушно-реактивным двигателем (ПуВРД).

ПуВРД — это идеальный вариант для «одноразовых» целей, когда нет смысла устанавливать более эффективные, мощные и экономичные силовые агрегаты. Именно поэтому Wave Engine Corporation пытается возродить ПуВРД, заявляя, что на новом техническом уровне цифровое управление ПуВРД позволит получить экономичность на уровне ТРДД при очень низкой стоимости самого двигателя.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) – это одна из трех основных разновидностей воздушно-реактивных двигателей (ВРД), особенностью которой является пульсирующий режим работы. Пульсация создает характерный и очень громкий звук, по которому легко узнать эти моторы. В отличие от других типов силовых агрегатов ПуВРД имеет максимально упрощенную конструкцию и небольшой вес.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель – это полый канал, открытый с двух сторон. С одной стороны – на входе – установлен воздухозаборник, за ним – тяговый узел с клапанами, дальше расположена одна или несколько камер сгорания и сопло, через которое выходит реактивный поток.

Входной клапан двигателя может иметь разные конструкции и внешний вид. Как вариант, он может быть выполнен в виде жалюзи – прямоугольных пластин, закрепленных на раме, которые под действием перепада давления открываются и закрываются. Другая конструкция имеет форму цветка с металлическими «лепестками», расположенными по кругу. Первый вариант более эффективный, зато второй более компактный и может использоваться на небольших по размеру конструкциях, например, при авиамоделизме.

Подача топлива осуществляется форсунками, которые имеют обратный клапан. Когда давление в камере сгорания снижается, подается порция топлива, когда же давление увеличивается за счет горения и расширения газов, подача топлива прекращается. В некоторых случаях, например на маломощных моторах от авиамоделей, форсунок может и не быть, а система подачи топлива при этом напоминает карбюраторный двигатель.

Свеча зажигания расположена в камере сгорания. Она создает серию разрядов, и когда концентрация топлива в смеси достигает нужного значения, топливный заряд воспламеняется. Поскольку двигатель имеет небольшие размеры, его стенки, выполненные из стали, в процессе работы быстро нагреваются и могут поджигать топливную смесь не хуже свечи.

Первые официально зарегистрированные разработки ПуВРД относятся ко второй половине XIX века. Во время Второй мировой войны немцы активно использовали самолет-снаряд ФАУ-1, оснащенный ПуВРД, что объяснялось простотой конструкции этого силового агрегата и его дешевизной, хотя по своим рабочим характеристикам он уступал даже поршневым двигателям. Это был первый и единственный раз в истории, когда этот тип двигателя использовался в массовом производстве самолетов.

После окончания войны ПуВРД остались «в военном деле», где нашли применение в качестве силового агрегата для ракет типа «воздух-поверхность» КБ Южное . Но и здесь со временем они утратили свои позиции из-за ограничения по скорости, необходимости первоначального разгона и низкой эффективности.

Основными преимуществами пульсирующих воздушно-реактивных двигателей можно считать их простую конструкцию, что тянет за собой их невысокую стоимость. Именно эти качества и стали причиной их использования в качестве силовых агрегатов на военных ракетах, беспилотных самолетах, летающих мишенях, где важны не долговечность и сверхскорость, а возможность установки простого, легкого и дешевого мотора, способного развить нужную скорость и доставить объект к цели.

Недостатков у ПуВРД немало: повышенный уровень шума при работе, неэкономный расход топлива, неполное его сгорание, ограниченность по скорости, уязвимость некоторых конструктивных элементов, таки как входной клапан.