El motor de chorro pulsante es una especie de unidad de potencia que funciona según el principio de mezclar aire y fuerza de chorro pulsante. Estos motores son fácilmente reconocibles por su característico sonido fuerte. Entre las ventajas sobre los análogos se encuentran un diseño extremadamente simplificado y un bajo peso. Consideraremos las características restantes de los agregados a continuación.
Historia de la Creación
Los primeros desarrollos del motor de chorro pulsante (ramjet) datan oficialmente de la segunda mitad del siglo XIX. En los años 60, dos inventores, uno aparte del otro, recibieron patentes para un nuevo diseño de hélices. Los desarrollos de Teleshov N. A. y Charles de Voilier para ese período fueron de poco interés para cualquiera. Pero a principios del siglo XX, los ingenieros alemanes les prestaron atención y buscaban una alternativa digna a las unidades de potencia de pistón.
Durante la Segunda Guerra Mundial, la aviación alemana se reabasteció con un proyectil de avión tipo FAA, queequipado con un estatorreactor. A pesar de que el elemento especificado era inferior en parámetros técnicos a las variaciones de pistón, fue popular. Este hecho se debe a la simplicidad del diseño y bajo costo. En la historia conocida, este fue el único caso en el que dichos motores se utilizaron para equipar aeronaves a escala en serie.
Intentos de mejora
Después del final de la guerra, el motor a reacción permaneció en desarrollo militar durante algún tiempo. Fue utilizado como hélice para misiles aire-tierra. La baja eficiencia, la baja velocidad de lanzamiento y la necesidad de aceleración en el lanzamiento son las razones que se han vuelto clave en la reducción adicional de la posición del estatorreactor a cero.
Este tipo de motor ha vuelto a interesar recientemente a ingenieros y aficionados. Hay novedades, otros esquemas de mejora. Es muy posible que las modificaciones actualizadas aparezcan nuevamente en el equipo de la aviación militar. Su aplicación práctica hoy en día es el modelado de prototipos de cohetes y aeronaves utilizando materiales estructurales modernos.
Dispositivo de motor a reacción pulsante
La unidad considerada es una cavidad abierta por ambos lados. Se monta una toma de aire en la entrada, detrás de ella hay una unidad de tracción con válvulas. El diseño también incluye varias cámaras de combustión, una boquilla para liberar una corriente en chorro. La válvula de entrada se fabrica en varias configuraciones, diferentes en diseño y exteriormente. Una de las opciones son las placas rectangulares tipo persiana que se montan en un marco, se abren o cierran bajo caídas de presión. La segunda versión, más compacta: "pétalos" de metal colocados en un círculo.
Hay una bujía en la cámara de combustión. Este elemento produce una serie de descargas, y tras alcanzar la concentración de combustible deseada, la carga se enciende. Dado que el motor tiene un tamaño modesto, las paredes de acero de la unidad se calientan intensamente y pueden activar la mezcla de combustible de la misma manera que una vela.
Principio de funcionamiento
Debido a que un motor a reacción pulsante opera en ciclos, tiene varios ciclos básicos. Entre ellos:
- Proceso de admisión. En esta etapa, la válvula de entrada se abre, el aire descargado ingresa a la cámara de combustión. Simultáneamente, a través de las boquillas, ingresa combustible, como resultado de lo cual se crea una especie de carga de combustible.
- La mezcla resultante se enciende con una bujía, después de lo cual se observan gases a alta presión. Bajo su acción, la válvula de entrada se obstruye.
- Además, los productos de la combustión se expulsan a través de la tobera, creando un impulso de chorro. Esto crea un vacío en la cámara de combustión. Se repite el procedimiento: se abre la válvula de entrada y pasa la siguiente porción de aire.
El combustible se suministra mediante inyectores con mecanismo de válvula de retención. Cuando la presión en la cámara de combustión disminuye, ingresa la siguiente dosis de combustible. Después de aumentar la presión, el suministro se detiene. Cabe señalar que en los modelos de aviones de baja potencia, las boquillasestán ausentes y el sistema funciona según el esquema de carburador tradicional.
Características del diseño
El motor a reacción, cuyo dibujo y diagrama se muestra a continuación, tiene una válvula de admisión frente a la cámara de combustión. Esta es su principal diferencia con los "hermanos" más cercanos, como el estatorreactor y el motor a reacción. Esta parte es responsable de evitar el retorno de los productos de la combustión, lo que determina su dirección directamente en la boquilla. Las variedades de la competencia no necesitan particularmente válvulas, ya que el aire se suministra inmediatamente bajo presión con precompresión. Tal "bagatela" es en realidad una gran ventaja en el funcionamiento de la unidad en cuestión, con respecto a la mejora de las características termodinámicas.
Otra diferencia es la naturaleza cíclica del trabajo. Por ejemplo, en un motor turborreactor, el combustible se quema continuamente, lo que garantiza un empuje uniforme y uniforme. En un estatorreactor, los ciclos proporcionan oscilaciones dentro de la estructura. Para garantizar la máxima amplitud, se requiere la sincronización de vibraciones de todas las partes. Este punto se logra seleccionando la longitud óptima de la boquilla.
El motor a reacción es capaz de operar a bajas velocidades o en una posición inactiva en ausencia de flujo de aire que se aproxima. Esta ventaja sobre la versión de flujo directo es muy discutible, ya que se requiere una aceleración inicial para lanzar un cohete o un avión en estas condiciones.
Variedades
Además de la versión regular del pulsorreactor con válvula recta y de entrada, también hay versiones sin válvula y de detonación.
La primera modificación no está equipada con una válvula de entrada. Esto se debe a la vulnerabilidad y al rápido desgaste de la pieza adicional. En esta realización, la vida útil de la central eléctrica es más larga. Por diseño, la unidad tiene una forma en forma de letra U, cuyos extremos están dirigidos aguas abajo del empuje del chorro (hacia atrás). El canal que se encarga de la tracción es un poco más largo. Un tubo corto ingresa el flujo de aire a la cámara de combustión. Como consecuencia de la combustión y expansión de los gases, algunos de ellos son devueltos por la entrada indicada. Un dispositivo de este tipo permite ventilar mejor la cámara de trabajo. No hay pérdida de carga de combustible a través de la válvula de entrada, lo que crea una ligera "ganancia" en el esfuerzo de tracción.
El estatorreactor de tipo detonación está diseñado para quemar una carga de combustible a través de la detonación. Es decir, a un volumen constante, se produce un fuerte aumento de la presión de la mezcla aire-combustible en la cámara de combustión. En este caso, el volumen aumenta a partir del momento en que los gases se mueven a lo largo de la parte de la boquilla. Esta solución permite aumentar la eficiencia térmica. Actualmente, esta configuración de motor no se encuentra en operación, encontrándose en etapa de investigación y mejoras.
Ventajas
El principio de funcionamiento de un motor a reacción pulsante, junto con la sencillez del diseño y el bajo coste, son las principales ventajas del sistema en cuestión. Estosla calidad llevó a la aparición de estos motores en misiles militares, objetivos voladores y otros objetos donde no es importante la durabilidad, sino la entrega rápida de la aeronave al objetivo con la configuración más simplificada del "motor". Los fanáticos del modelismo aeronáutico aprecian la modificación en cuestión por las mismas razones. Los motores compactos, baratos y livianos son excelentes para los modelos de aviones. Otra ventaja es la capacidad de hacer un motor a reacción pulsante elemental con sus propias manos.
Contras
Entre las deficiencias también hay muchos puntos, a saber:
- alto grado de ruido en funcionamiento;
- consumo excesivo de combustible;
- presencia de residuos de combustible después del uso;
- mayor vulnerabilidad de la válvula de entrada;
- límite de velocidad.
A pesar de todas las desventajas, el ramjet en su segmento sigue teniendo una gran demanda. Tal motor es indispensable para lanzamientos únicos, especialmente si no es práctico montar versiones potentes y caras.
Motor de chorro de impulsos de detonación DIY
Primero necesitas crear un dibujo con un desarrollo de detalles futuros. Si recuerda los conceptos básicos de la geometría escolar y tiene habilidades mínimas de dibujo, puede ponerse a trabajar. El esquema más simple son las tuberías cilíndricas. Se dibujan rectángulos, un lado de los cuales será igual a la longitud y el segundo, al diámetro (multiplicado por 3, 14, el número "pi"). Los escariadores cónicos y cilíndricos se pueden realizar encontrandoorientación necesaria en cualquier manual de dibujo.
La segunda cuestión importante es la elección del metal. Alternativamente, se puede utilizar acero inoxidable o acero negro con bajo contenido de carbono. Detengámonos en la segunda opción, ya que es más fácil de procesar y formar. El espesor mínimo de chapa es de 0,6 mm. En este caso, el tamaño era de 1 mm.
Proceso preparatorio
Antes de comenzar a construir un motor a reacción pulsante con sus propias manos, debe limpiar las piezas de chapa de óxido y polvo. Para esto, un molinillo estándar es bastante adecuado. Para su seguridad, use guantes ya que los bordes de las láminas están afilados y llenos de rebabas.
Antes de comenzar el trabajo principal, debe preparar dibujos y plantillas de cartón de las piezas en tamaño completo. Para obtener una configuración y dimensiones precisas, los contornos se delinean con un marcador permanente. No es muy recomendable cortar los escariadores con una máquina de soldar, por muy moderna que sea. El hecho es que las piezas obtenidas de esta manera están muy mal soldadas en los bordes. Es recomendable utilizar cizallas eléctricas para metal para este propósito, ya que en la versión manual existe un alto riesgo de doblar los bordes de las piezas de trabajo. Debe cortar con cuidado, fijando de forma segura la plantilla procesada con una abrazadera u otro método adecuado.
Escenario principal
Cuando fabrique un motor a reacción en casa, recuerde que las tuberías de diámetro fijo son fáciles de formar cuandoayuda de un análogo más grande. Es bastante posible realizar la operación con las manos debido al principio de palanca, después de lo cual los bordes de la pieza de trabajo se procesan con un mazo, doblándolos a la condición deseada. Es deseable que los extremos formen un plano cuando se unen, lo que mejorará la colocación de la soldadura. Es más difícil doblar hojas en una tubería, necesitará un doblador o rodillos. Esta herramienta profesional no es para todos. Los tejos se pueden utilizar como alternativa.
Un momento importante y minucioso es la soldadura de una lámina delgada de metal. Se requerirán habilidades especiales aquí, especialmente si se usa soldadura por arco manual en el proceso. Es mejor que los principiantes no intenten experimentar (la más mínima sobreexposición del electrodo en un punto conduce a quemar un agujero). Además, pueden entrar burbujas en el área de la costura, lo que posteriormente garantiza una fuga. Lo mejor es moler la costura a un grosor mínimo, lo que le permitirá ver el "matrimonio" a simple vista de inmediato. Los segmentos cónicos se doblan a mano, engarzando el extremo angosto de la pieza de trabajo alrededor del tubo de diámetro pequeño, haciendo más esfuerzo que la parte ancha.
Recomendaciones
Sabiendo cómo hacer un motor de chorro de pulso usted mismo, puede usarlo en modelos de aviones o para acelerar una patineta. Los usuarios experimentados recomiendan que, para obtener la composición óptima de la mezcla de combustible, primero suministre gas al motor, llenando completamente con él la cámara de combustión. Entonces se activa la chispa de encendido. El aire se suministra en último lugar, después de alcanzarconcentración óptima de todos los componentes: el lanzamiento está en curso.
