Παλλόμενος αέρας μηχανή αεροπλάνου(PuVRD) είναι ένας από τους τρεις κύριους τύπους κινητήρων αναπνοής αέρα (WRE), η ιδιαιτερότητα του οποίου είναι ο παλμικός τρόπος λειτουργίας. Ο παλμός δημιουργεί ένα χαρακτηριστικό και πολύ δυνατός θόρυβος, με την οποία είναι εύκολο να αναγνωριστούν αυτοί οι κινητήρες. Σε αντίθεση με άλλους τύπους μονάδων ισχύος, το PuVRD έχει τον πιο απλοποιημένο σχεδιασμό και χαμηλό βάρος.

Δομή και αρχή λειτουργίας του PuVRD

Ένας παλμικός κινητήρας εκτόξευσης είναι ένα κοίλο κανάλι, ανοιχτό και στις δύο πλευρές. Στη μία πλευρά - στην είσοδο - υπάρχει μια εισαγωγή αέρα, πίσω της υπάρχει μια μονάδα έλξης με βαλβίδες, στη συνέχεια υπάρχει ένας ή περισσότεροι θάλαμοι καύσης και ένα ακροφύσιο μέσω του οποίου εξέρχεται το ρεύμα πίδακα. Δεδομένου ότι η λειτουργία του κινητήρα είναι κυκλική, οι κύριοι κύκλοι του μπορούν να διακριθούν:

• η διαδρομή εισαγωγής, κατά την οποία ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής και ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο καύσης υπό την επίδραση κενού. Ταυτόχρονα, το καύσιμο ψεκάζεται μέσω των μπεκ ψεκασμού, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται φόρτιση καυσίμου.
• το προκύπτον φορτίο καυσίμου αναφλέγεται από έναν σπινθήρα από το μπουζί και κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης αέρια με υψηλή πίεση, υπό την επίδραση του οποίου κλείνει η βαλβίδα εισαγωγής.
• στο κλειστή βαλβίδατα προϊόντα καύσης εξέρχονται από το ακροφύσιο, παρέχοντας ώση πίδακα. Ταυτόχρονα, σχηματίζεται ένα κενό στο θάλαμο καύσης όταν εξέρχονται τα καυσαέρια, η βαλβίδα εισαγωγής ανοίγει αυτόματα και αφήνει ένα νέο τμήμα αέρα μέσα.

Η βαλβίδα εισαγωγής κινητήρα μπορεί να έχει διαφορετικά σχέδια και εμφάνιση. Εναλλακτικά, μπορεί να κατασκευαστεί με τη μορφή περσίδων - ορθογώνιων πλακών τοποθετημένων σε πλαίσιο, που ανοιγοκλείνουν υπό την επίδραση της διαφορικής πίεσης. Ένα άλλο σχέδιο έχει σχήμα λουλουδιού με μεταλλικά «πέταλα» τοποθετημένα σε κύκλο. Η πρώτη επιλογή είναι πιο αποτελεσματική, αλλά η δεύτερη είναι πιο συμπαγής και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κατασκευές μικρού μεγέθους, για παράδειγμα, σε μοντέλα αεροσκαφών.

Το καύσιμο παρέχεται από μπεκ που διαθέτουν βαλβίδα ελέγχου. Όταν η πίεση στο θάλαμο καύσης μειώνεται, τροφοδοτείται ένα μέρος του καυσίμου, αλλά όταν η πίεση αυξάνεται λόγω της καύσης και της διαστολής των αερίων, η παροχή καυσίμου σταματά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα, σε κινητήρες μοντέλων αεροσκαφών χαμηλής ισχύος, μπορεί να μην υπάρχουν μπεκ και το σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου μοιάζει με κινητήρα καρμπυρατέρ.

Το μπουζί βρίσκεται στο θάλαμο καύσης. Δημιουργεί μια σειρά από εκκενώσεις και όταν η συγκέντρωση του καυσίμου στο μείγμα φτάσει στην επιθυμητή τιμή, το φορτίο καυσίμου αναφλέγεται. Δεδομένου ότι ο κινητήρας είναι μικρός, τα τοιχώματά του, κατασκευασμένα από χάλυβα, θερμαίνονται γρήγορα κατά τη λειτουργία και μπορούν να αναφλέξουν το μείγμα καυσίμου όχι χειρότερα από ένα κερί.

Δεν είναι δύσκολο να καταλάβουμε ότι για να ξεκινήσει ένας κινητήρας PURD, χρειάζεται μια αρχική "ώθηση", κατά την οποία το πρώτο μέρος του αέρα εισέρχεται στον θάλαμο καύσης, δηλαδή, τέτοιοι κινητήρες απαιτούν προκαταρκτική επιτάχυνση.

Ιστορία της δημιουργίας

Οι πρώτες επίσημα καταγεγραμμένες εξελίξεις των PuVRD χρονολογούνται στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Στη δεκαετία του '60, δύο εφευρέτες, ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον, κατάφεραν να αποκτήσουν διπλώματα ευρεσιτεχνίας για νέου τύπουκινητήρας. Τα ονόματα αυτών των εφευρετών είναι N.A. Teleshov. και τον Σαρλ ντε Λουβριέ. Εκείνη την εποχή η ανάπτυξή τους δεν βρέθηκε ευρεία εφαρμογή, αλλά ήδη στις αρχές του εικοστού αιώνα, όταν έψαχναν για αντικατάσταση για κινητήρες εμβόλου για αεροσκάφη, οι Γερμανοί σχεδιαστές έδωσαν προσοχή στο PuVRD. Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, οι Γερμανοί χρησιμοποίησαν ενεργά το αεροσκάφος βλημάτων FAU-1 εξοπλισμένο με PuVRD, γεγονός που εξηγήθηκε από την απλότητα του σχεδιασμού αυτής της μονάδας ισχύος και το χαμηλό κόστος της, αν και τα χαρακτηριστικά απόδοσης ήταν κατώτερα ακόμη και από τους κινητήρες εμβόλου. Αυτή ήταν η πρώτη και μοναδική φορά στην ιστορία που χρησιμοποιήθηκε αυτός ο τύπος κινητήρα μαζική παραγωγήαεροπλάνα.

Μετά το τέλος του πολέμου, οι PuVRD παρέμειναν «σε στρατιωτικές υποθέσεις», όπου βρήκαν χρήση ως μονάδα ισχύος για πυραύλους αέρος-εδάφους. Όμως και εδώ με τον καιρό έχασαν τη θέση τους λόγω περιορισμών ταχύτητας, ανάγκης για αρχικό overclocking και χαμηλής απόδοσης. Παραδείγματα χρήσης PuVRD είναι οι πύραυλοι Fi-103, 10X, 14X, 16X, JB-2. Τα τελευταία χρόνια, υπάρχει ανανεωμένο ενδιαφέρον για αυτούς τους κινητήρες, εμφανίζονται νέες εξελίξεις που στοχεύουν στη βελτίωσή τους, οπότε, ίσως, στο εγγύς μέλλον, οι κινητήρες PURD θα γίνουν και πάλι σε ζήτηση στη στρατιωτική αεροπορία. Αυτή τη στιγμή, ο παλμικός κινητήρας jet επανέρχεται στη ζωή στον τομέα της προσομοίωσης, χάρη στη χρήση σύγχρονων δομικών υλικών στο σχεδιασμό.

Χαρακτηριστικά του PuVRD

Το κύριο χαρακτηριστικό του PuVRJE, που το διακρίνει από τους «στενούς συγγενείς» του turbojet (TRJ) και τους κινητήρες ramjet (RAMJET), είναι η παρουσία μιας βαλβίδας εισαγωγής μπροστά από τον θάλαμο καύσης. Είναι αυτή η βαλβίδα που δεν επιτρέπει στα προϊόντα καύσης να περάσουν πίσω, καθορίζοντας την κατεύθυνση της κίνησής τους μέσα από το ακροφύσιο. Σε άλλους τύπους κινητήρων δεν χρειάζονται βαλβίδες - εκεί ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο καύσης ήδη υπό πίεση λόγω προσυμπίεσης. Αυτή η, με την πρώτη ματιά, ασήμαντη απόχρωση παίζει τεράστιο ρόλο στη λειτουργία του προωθητή από την άποψη της θερμοδυναμικής.

Η δεύτερη διαφορά από τους κινητήρες turbojet είναι η κυκλική λειτουργία. Είναι γνωστό ότι σε έναν κινητήρα turbojet η διαδικασία καύσης του καυσίμου λαμβάνει χώρα σχεδόν συνεχώς, γεγονός που εξασφαλίζει ομαλή και ομοιόμορφη ώθηση πίδακα. Το PURD λειτουργεί κυκλικά, δημιουργώντας δονήσεις μέσα στη δομή. Για να επιτευχθεί μέγιστο πλάτος, είναι απαραίτητος ο συγχρονισμός των κραδασμών όλων των στοιχείων, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί επιλέγοντας το απαιτούμενο μήκος ακροφυσίου.

Σε αντίθεση με έναν κινητήρα ramjet, ένας παλμικός κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει ακόμη και σε χαμηλές ταχύτητεςκαι να βρίσκεται σε ακίνητη θέση, δηλαδή όταν δεν υπάρχει αντίθετη ροή αέρα. Είναι αλήθεια ότι η λειτουργία του σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας δεν είναι ικανή να παρέχει την ποσότητα ώθησης τζετ που απαιτείται για την εκτόξευση, επομένως τα αεροσκάφη και οι πύραυλοι που είναι εξοπλισμένοι με κινητήρα ramjet απαιτούν αρχική επιτάχυνση.

Ένα μικρό βίντεο από την έναρξη και τη λειτουργία του PuVRD.

Τύποι PuVRD

Εκτός από το συνηθισμένο PURD με τη μορφή ευθύγραμμου καναλιού με βαλβίδα εισαγωγής, όπως περιγράφεται παραπάνω, υπάρχουν επίσης οι ποικιλίες του: χωρίς βαλβίδα και έκρηξη.

Το PuVRD χωρίς βαλβίδες, όπως υποδηλώνει το όνομά του, δεν διαθέτει βαλβίδα εισαγωγής. Ο λόγος εμφάνισης και χρήσης του ήταν το γεγονός ότι η βαλβίδα είναι ένα αρκετά ευάλωτο μέρος που πολύ γρήγορα αστοχεί. Στην ίδια έκδοση, ο "αδύναμος σύνδεσμος" εξαλείφεται και επομένως η διάρκεια ζωής του κινητήρα παρατείνεται. Ο σχεδιασμός του PuVRD χωρίς βαλβίδες έχει σχήμα όπως το γράμμα U με τα άκρα να κατευθύνονται προς τα πίσω κατά μήκος της κατεύθυνσης της ώθησης του πίδακα. Ένα κανάλι είναι μακρύτερο, είναι «υπεύθυνο» για την πρόσφυση. το δεύτερο είναι μικρότερο, ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο καύσης μέσω αυτού και κατά την καύση και τη διαστολή των αερίων εργασίας, μερικά από αυτά εξέρχονται μέσω αυτού του καναλιού. Αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει τον καλύτερο αερισμό του θαλάμου καύσης, αποτρέπει τη διαρροή του φορτίου καυσίμου μέσω της βαλβίδας εισαγωγής και δημιουργεί πρόσθετη, αν και ασήμαντη, ώθηση.

χωρίς έκδοση βαλβίδας PuVRD
χωρίς βαλβίδα PuRVD σε σχήμα U

Έκρηξη Το PuVRD περιλαμβάνει την καύση μιας γόμωσης καυσίμου στη λειτουργία έκρηξης. Η έκρηξη περιλαμβάνει μια απότομη αύξηση της πίεσης των προϊόντων καύσης στον θάλαμο καύσης σε σταθερό όγκο και ο ίδιος ο όγκος αυξάνεται καθώς τα αέρια κινούνται μέσα από το ακροφύσιο. Σε αυτή την περίπτωση, το θερμικό Απόδοση κινητήρασε σύγκριση όχι μόνο με ένα συμβατικό PURD, αλλά και με οποιονδήποτε άλλο κινητήρα. Αυτή τη στιγμή, αυτός ο τύπος κινητήρα δεν χρησιμοποιείται, αλλά βρίσκεται σε στάδιο ανάπτυξης και έρευνας.

έκρηξη PuRVD

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του PuVRD, πεδίο εφαρμογής

Τα κύρια πλεονεκτήματα των παλλόμενων κινητήρων που αναπνέουν αέρα μπορεί να θεωρηθεί ο απλός σχεδιασμός τους, που οδηγεί στο χαμηλό κόστος τους. Ήταν αυτές οι ιδιότητες που έγιναν ο λόγος για τη χρήση τους ως μονάδες ισχύος σε στρατιωτικούς πυραύλους, μη επανδρωμένα αεροσκάφη, ιπτάμενους στόχους, όπου δεν είναι σημαντική η ανθεκτικότητα και η σούπερ ταχύτητα, αλλά η ικανότητα εγκατάστασης ενός απλού, ελαφρού και φθηνού κινητήρα ικανού να ανάπτυξη επιθυμητή ταχύτητακαι παραδώστε το αντικείμενο στον στόχο. Αυτές οι ίδιες ιδιότητες έκαναν το PuVRD δημοφιλές στους λάτρεις της μοντελοποίησης αεροσκαφών. Φως και συμπαγείς κινητήρες, το οποίο, αν θέλετε, μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας ή να το αγοράσετε λογική τιμή, ιδανικό για μοντέλα αεροπλάνων.

Τα PuVRD έχουν πολλά μειονεκτήματα: αυξημένο επίπεδο θορύβου κατά τη λειτουργία, μη οικονομική κατανάλωση καυσίμου, ατελής καύση, περιορισμένη ταχύτητα, ευπάθεια ορισμένων δομικών στοιχείων, όπως η βαλβίδα εισαγωγής. Όμως, παρά τον τόσο εντυπωσιακό κατάλογο μειονεκτημάτων, τα PuVRD εξακολουθούν να είναι απαραίτητα στην καταναλωτική θέση τους. Αποτελούν ιδανική επιλογή για σκοπούς «μιας χρήσης», όταν δεν υπάρχει λόγος να εγκαταστήσετε πιο αποδοτικές, ισχυρές και οικονομικές μονάδες ισχύος.

ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ PULSE JET.Παρουσιάζω στους αναγνώστες του περιοδικού «SAMIZDAT» ένα ακόμη πιθανός κινητήραςγια διαστημόπλοιο, που θάφτηκε επιτυχώς από το VNIIGPE στα τέλη του 1980. Μιλάμε για την εφαρμογή N 2867253/06 για «ΜΕΘΟΔΟΣ ΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΙΚΟΥ ΠΕΤΡΕΛΑΖΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ». Προτείνονται εφευρέτες από διάφορες χώρες ολόκληρη γραμμήμέθοδοι δημιουργίας κινητήρων αεριωθουμένων με παλμική ώθηση αεριωθουμένων. Στους θαλάμους καύσης και στις πλάκες απομόνωσης αυτών των κινητήρων, προτάθηκε η καύση διαφόρων τύπων καυσίμων με έκρηξη, μέχρι την έκρηξη ατομικών βομβών. Η πρότασή μου κατέστησε δυνατή τη δημιουργία ενός είδους κινητήρα εσωτερικής καύσης με μέγιστο πιθανή χρήσηκινητική ενέργεια του ρευστού εργασίας. Σίγουρα, καυσαέριατου προτεινόμενου κινητήρα θα ακουγόταν λίγο σαν εξάτμιση Μηχανή αυτοκινήτου. Ούτε θα έμοιαζαν με τους ισχυρούς πίδακες φλόγας που εκτοξεύονται από τα ακροφύσια των σύγχρονων πυραύλων. Για να μπορέσει ο αναγνώστης να πάρει μια ιδέα για τη μέθοδο που πρότεινα για την απόκτηση παλμικής ώθησης αεριωθουμένων και για τον απεγνωσμένο αγώνα του συγγραφέα για το αγέννητο πνευματικό του τέκνο, παρακάτω είναι μια σχεδόν κατά λέξη περιγραφή και τύπος εφαρμογής (αλλά, δυστυχώς, χωρίς σχέδια) καθώς και μία από τις ενστάσεις του αιτούντος στην επόμενη απορριπτική απόφαση της VNIIGPE. Ακόμα κι αυτό είναι από εμένα Σύντομη περιγραφή, παρά το γεγονός ότι έχουν περάσει περίπου 30 χρόνια, εκλαμβάνεται ως αστυνομική ιστορία στην οποία ο δολοφόνος του VNIIGPE ασχολείται εν ψυχρώ με ένα αγέννητο παιδί.

ΜΕΘΟΔΟΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΑΛΜΙΚΗΣ ΕΛΞΗΣ ΑΕΡΟΣ

ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΟΚ. Η εφεύρεση σχετίζεται με τον τομέα της κατασκευής κινητήρων αεριωθουμένων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην τεχνολογία του διαστήματος, των πυραύλων και της αεροπορίας. Υπάρχει μια γνωστή μέθοδος απόκτησης σταθερής ή παλμικής ώθησης πίδακα με μετατροπή διαφόρων τύπων ενέργειας στην κινητική ενέργεια κίνησης ενός συνεχούς ή παλλόμενου πίδακα λειτουργικού ρευστού, που ρίχνεται σε περιβάλλονπρος την αντίθετη κατεύθυνση από την κατεύθυνση της προκύπτουσας ώσης πίδακα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται ευρέως χημικές πηγέςενέργεια, η οποία είναι επίσης ένα λειτουργικό ρευστό. Σε αυτή την περίπτωση, ο μετασχηματισμός της πηγής ενέργειας σε κινητική ενέργεια κίνησης ενός συνεχούς ή παλλόμενου πίδακα του ρευστού εργασίας σε έναν ή περισσότερους θαλάμους καύσης με κρίσιμο (μειωμένο) άνοιγμα εξόδου, που μετατρέπεται σε διαστελλόμενο κωνικό ή προφίλ ακροφύσιο ( βλέπε, για παράδειγμα, V.E Alemasov: «Θεωρία πυραυλοκινητήρες", σελ. 32. M.V. Dobrovolsky: "Liquid rocket engines", σελ. 5. V.F. Razumeev, B.K. Kovalev: "Βασικές αρχές σχεδιασμού πυραύλων στερεών καυσίμων", σελ. 13). ένα χαρακτηριστικό που αντανακλά την αποτελεσματικότητα της απόκτησης ώθησης αεριωθουμένων είναι ειδική ώθηση, η οποία προκύπτει από την αναλογία ώθησης προς δεύτερη κατανάλωση καυσίμου (βλ., για παράδειγμα, V.E. Alemasov: «The Theory of Rocket Engines», σελ. 40 για να ληφθεί η ίδια ώθηση σε κινητήρες αεριωθουμένων μέθοδος απόκτησης ώθησης αεριωθουμένων με χρήση υγρών καυσίμων, η τιμή αυτή φθάνει σε τιμή μεγαλύτερη από 3000 nhsec/kg και με τη χρήση στερεών καυσίμων δεν υπερβαίνει τα 2800 nhsec/kg (βλ. M. Dobrovolsky: «Liquid rocket engines , σελ. 257. Η υπάρχουσα μέθοδος παραγωγής ώθησης τζετ είναι αντιοικονομική. Η μάζα εκτόξευσης των σύγχρονων πυραύλων, τόσο διαστημικών όσο και βαλλιστικών, αποτελείται από 90% ή περισσότερο μάζα καυσίμου. Επομένως, αξίζουν προσοχής οποιεσδήποτε μέθοδοι απόκτησης ώθησης αεριωθουμένων που αυξάνουν την ειδική ώθηση. Υπάρχει μια γνωστή μέθοδος για την παραγωγή παλμικής ώθησης πίδακα χρησιμοποιώντας κρουστικά κύματα μέσω διαδοχικών εκρήξεων απευθείας στον θάλαμο καύσης ή κοντά σε ειδική πλάκα απομόνωσης. Η μέθοδος που χρησιμοποιεί μια πλάκα ρυθμιστή εφαρμόστηκε, για παράδειγμα, στις ΗΠΑ σε μια πειραματική συσκευή που πέταξε χρησιμοποιώντας την ενέργεια των κρουστικών κυμάτων που παρήχθησαν από διαδοχικές εκρήξεις φορτίων τρινιτροτολουολίου. Η συσκευή αναπτύχθηκε για πειραματική επαλήθευση του έργου Orion. Η παραπάνω μέθοδος απόκτησης παλμικής ώθησης πίδακα δεν έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη, καθώς αποδείχθηκε αντιοικονομική. Η μέση ειδική ώθηση, σύμφωνα με τη λογοτεχνική πηγή, δεν ξεπερνούσε τα 1100 Nsec/kg. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι περισσότερο από το ήμισυ της εκρηκτικής ενέργειας σε σε αυτήν την περίπτωσηφεύγει αμέσως μαζί με τα ωστικά κύματα, χωρίς να συμμετέχει στην παραγωγή παλμικής ώθησης πίδακα. Επιπλέον, ένα σημαντικό μέρος της ενέργειας των κρουστικών κυμάτων που χτυπούσαν την πλάκα απομόνωσης ξοδεύτηκε για την καταστροφή και την εξάτμιση της επικάλυψης κατάλυσης, οι ατμοί της οποίας υποτίθεται ότι θα χρησιμοποιηθούν ως πρόσθετο ρευστό εργασίας. Επιπλέον, η πλάκα απομόνωσης είναι σημαντικά κατώτερη από τους θαλάμους καύσης με κρίσιμο τμήμα και με διαστελλόμενο ακροφύσιο. Στην περίπτωση δημιουργίας κρουστικών κυμάτων απευθείας σε τέτοιους θαλάμους, σχηματίζεται παλλόμενη ώθηση, η αρχή της οποίας δεν διαφέρει από την αρχή της απόκτησης της γνωστής σταθερής ώσης πίδακα. Επιπλέον, η άμεση πρόσκρουση των κρουστικών κυμάτων στα τοιχώματα του θαλάμου καύσης ή στην πλάκα απομόνωσης απαιτεί υπερβολική ενίσχυση και ειδική προστασία τους. (Βλ. «Γνώση» Νο. 6, 1976, σελ. 49, σειρά κοσμοναυτική και αστρονομία). Ο σκοπός αυτής της εφεύρεσης είναι να εξαλείψει αυτά τα μειονεκτήματα κατά περισσότερο πλήρη χρήσηενέργεια κρουστικών κυμάτων και σημαντική μείωση των κρουστικών φορτίων στα τοιχώματα του θαλάμου καύσης. Αυτός ο στόχος επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι η μετατροπή της πηγής ενέργειας και του ρευστού εργασίας σε διαδοχικά κρουστικά κύματα συμβαίνει σε μικρούς θαλάμους έκρηξης. Στη συνέχεια, τα κρουστικά κύματα των προϊόντων καύσης τροφοδοτούνται εφαπτομενικά στον θάλαμο στροβιλισμού κοντά στο ακραίο (μπροστινό) τοίχωμα και στροβιλίζονται με υψηλή ταχύτηταεσωτερικό κυλινδρικό τοίχωμα σε σχέση με τον άξονα αυτού του θαλάμου. Το προκύπτον κολοσσιαίο φυγόκεντρες δυνάμεις , ενισχύουν τη συμπίεση του κρουστικού κύματος των προϊόντων καύσης. Η συνολική πίεση αυτών των ισχυρών δυνάμεων μεταφέρεται στο ακραίο (μπροστινό) τοίχωμα του θαλάμου στροβιλισμού. Υπό την επίδραση αυτής της συνολικής πίεσης, το κρουστικό κύμα των προϊόντων καύσης ξεδιπλώνεται και ορμάει κατά μήκος μιας ελικοειδής γραμμής, με αυξανόμενο βήμα, προς το ακροφύσιο. Όλα αυτά επαναλαμβάνονται όταν κάθε επόμενο κρουστικό κύμα εισάγεται στον θάλαμο στροβιλισμού. Έτσι σχηματίζεται το κύριο συστατικό της ώθησης ώθησης. Για να αυξηθεί περαιτέρω η συνολική πίεση, η οποία αποτελεί το κύριο συστατικό της ώθησης ώσης, ένα εφαπτομενικό κρουστικό κύμα εισάγεται στον θάλαμο στροβιλισμού σε μια ορισμένη γωνία προς το ακραίο (μπροστινό) τοίχωμα του. Προκειμένου να ληφθεί ένα πρόσθετο στοιχείο της ώθησης ώθησης, η πίεση του κρουστικού κύματος των προϊόντων καύσης, ενισχυμένη από φυγόκεντρες δυνάμεις περιστροφής, χρησιμοποιείται επίσης στο διαμορφωμένο ακροφύσιο. Προκειμένου να αξιοποιηθεί πληρέστερα η κινητική ενέργεια της περιστροφής των κρουστικών κυμάτων, καθώς και να εξαλειφθεί η ροπή του θαλάμου στροβιλισμού σε σχέση με τον άξονά του, η οποία εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της εφαπτομενικής τροφοδοσίας, τα κρουστικά κύματα περιστροφής του τα προϊόντα καύσης, πριν φύγουν από το ακροφύσιο, τροφοδοτούνται σε πτερύγια με προφίλ, τα οποία τα κατευθύνουν σε ευθεία γραμμή κατά μήκος του άξονα του θαλάμου στροβιλισμού και του ακροφυσίου. Η προτεινόμενη μέθοδος για την παραγωγή ώθησης παλμικού πίδακα με χρήση στροβιλιζόμενων κρουστικών κυμάτων και φυγόκεντρων δυνάμεων περιστροφής δοκιμάστηκε σε προκαταρκτικά πειράματα. Το λειτουργικό ρευστό σε αυτά τα πειράματα ήταν τα κρουστικά κύματα των αερίων σκόνης που παράγονται από την έκρηξη 5-6 g μαύρης εμπορικής σκόνης N 3. Η πυρίτιδα τοποθετήθηκε σε ένα σωλήνα βουλωμένο στο ένα άκρο. Η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα ήταν 13 mm. Με το ανοιχτό άκρο του βιδώθηκε σε μια εφαπτομενική οπή με σπείρωμα στο κυλινδρικό τοίχωμα του θαλάμου στροβιλισμού. Η εσωτερική κοιλότητα του θαλάμου στροβιλισμού είχε διάμετρο 60 mm και ύψος 40 mm. Στο ανοιχτό άκρο του θαλάμου στροβιλισμού τοποθετήθηκαν εναλλακτικά εξαρτήματα ακροφυσίων: κωνικά, κωνικά, κωνικά, διαστελλόμενα και κυλινδρικά με εσωτερική διάμετρο ίση με την εσωτερική διάμετρο του θαλάμου στροβιλισμού. Τα ακροφύσια των ακροφυσίων ήταν χωρίς προφίλ λεπίδες στην έξοδο. Ο θάλαμος στροβιλισμού, με ένα από τα εξαρτήματα ακροφυσίου που αναφέρονται παραπάνω, εγκαταστάθηκε σε ένα ειδικό δυναμόμετρο με το εξάρτημα ακροφυσίου προς τα πάνω. Τα όρια μέτρησης του δυναμομέτρου είναι από 2 έως 200 kg. Δεδομένου ότι η αντιδραστική ώθηση ήταν πολύ μικρή (περίπου 0,001 sec), δεν καταγράφηκε η ίδια η αντιδραστική ώθηση, αλλά η δύναμη της ώθησης από τη συνολική μάζα του θαλάμου στροβιλισμού, του ακροφυσίου και του κινούμενου τμήματος της δομής του ίδιου του δυναμομέτρου που δέχτηκε κίνηση. Αυτή η συνολική μάζα ήταν περίπου 5 κιλά. Περίπου 27 γραμμάρια πυρίτιδας συσκευάστηκαν στον σωλήνα πλήρωσης, ο οποίος χρησίμευε ως θάλαμος έκρηξης στο πείραμά μας. Μετά την ανάφλεξη της πυρίτιδας από το ανοιχτό άκρο του σωλήνα (από την πλευρά της εσωτερικής κοιλότητας του θαλάμου στροβιλισμού), προέκυψε αρχικά μια ομοιόμορφη, ήρεμη διαδικασία καύσης. Τα αέρια σκόνης, εισερχόμενα εφαπτομενικά στην εσωτερική κοιλότητα του θαλάμου στροβιλισμού, στροβιλίστηκαν σε αυτό και, περιστρέφοντας, έβγαιναν με μια σφυρίχτρα προς τα πάνω μέσα από το ακροφύσιο του ακροφυσίου. Αυτή τη στιγμή, το δυναμόμετρο δεν κατέγραψε κραδασμούς, αλλά τα αέρια σκόνης, που περιστρέφονταν με μεγάλη ταχύτητα, υπό την επίδραση φυγόκεντρων δυνάμεων, πίεσαν το εσωτερικό κυλινδρικό τοίχωμα του θαλάμου στροβιλισμού και εμπόδισαν την είσοδό τους σε αυτόν. Στον σωλήνα, όπου συνεχίστηκε η διαδικασία καύσης, προέκυψαν στάσιμα κύματα πίεσης. Όταν η πυρίτιδα στον σωλήνα παρέμεινε όχι περισσότερο από 0,2 της αρχικής ποσότητας, δηλαδή 5-6 g, πυροδοτήθηκε. Το ωστικό κύμα που προέκυψε, μέσω μιας εφαπτομενικής οπής, ξεπερνώντας τη φυγόκεντρη πίεση των πρωτογενών αερίων σκόνης, ξέσπασε στην εσωτερική κοιλότητα του θαλάμου στροβιλισμού, στριμμένο μέσα σε αυτό, ανακλήθηκε από το μπροστινό τοίχωμα και, συνεχίζοντας να περιστρέφεται, όρμησε κατά μήκος ενός ελικοειδούς τροχιά με αυξανόμενο βήμα στο ακροφύσιο του ακροφυσίου, από όπου πέταξε προς τα έξω με έναν οξύ και δυνατό ήχο, σαν βολή κανονιού. Τη στιγμή της ανάκλασης του κρουστικού κύματος από το μπροστινό τοίχωμα του θαλάμου δίνης, το ελατήριο δυναμόμετρου κατέγραψε ένα σοκ, μεγαλύτερη αξία που (50 --60 kg) ήταν όταν χρησιμοποιούσαμε ακροφύσιο με διαστελλόμενο κώνο. Κατά την καύση ελέγχου 27 g πυρίτιδας σε σωλήνα φόρτισης χωρίς θάλαμο στροβιλισμού, καθώς και σε θάλαμο στροβιλισμού χωρίς σωλήνα φόρτισης (η εφαπτομενική οπή ήταν βουλωμένη) με ένα κυλινδρικό και κωνικό ακροφύσιο εκτόνωσης, δεν προέκυψε κρουστικό κύμα , αφού αυτή τη στιγμή η σταθερή ώθηση του πίδακα ήταν μικρότερη από το όριο ευαισθησίας του δυναμόμετρου, και δεν το κατέγραψε. Κατά την καύση της ίδιας ποσότητας πυρίτιδας σε θάλαμο στροβιλισμού με κωνικό κωνικό ακροφύσιο (σύσπαση 4: 1), καταγράφηκε σταθερή ώθηση πίδακα 8-10 kg. Η προτεινόμενη μέθοδος για τη λήψη ώθησης παλμικού πίδακα, ακόμη και στο προκαταρκτικό πείραμα που περιγράφηκε παραπάνω, (με αναποτελεσματική εμπορική πυρίτιδα ως καύσιμο, χωρίς ακροφύσιο με προφίλ και χωρίς πτερύγια οδηγούς στην έξοδο) καθιστά δυνατή τη λήψη μιας μέσης ειδικής ώθησης περίπου 3300 nxsec /kg, η οποία υπερβαίνει την τιμή αυτής της παραμέτρου στους καλύτερους πυραυλοκινητήρες που λειτουργούν με υγρό καύσιμο. Σε σύγκριση με το παραπάνω πρωτότυπο, η προτεινόμενη μέθοδος καθιστά επίσης δυνατή τη σημαντική μείωση του βάρους του θαλάμου καύσης και του ακροφυσίου και, κατά συνέπεια, του βάρους ολόκληρου του κινητήρα τζετ. Για να προσδιοριστούν πλήρως και με μεγαλύτερη ακρίβεια όλα τα πλεονεκτήματα της προτεινόμενης μεθόδου απόκτησης ώθησης παλμικής δέσμης, είναι απαραίτητο να διευκρινιστούν οι βέλτιστες σχέσεις μεταξύ των μεγεθών των θαλάμων έκρηξης και του θαλάμου στροβιλισμού, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί η βέλτιστη γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της εφαπτομενικής τροφοδοσίας και του μπροστινού τοιχώματος του θαλάμου στροβιλισμού κ.λπ., δηλαδή περαιτέρω πειράματα με τη διάθεση των κατάλληλων κονδυλίων και τη συμμετοχή διαφόρων ειδικών. ΑΠΑΙΤΗΣΗ. 1. Μέθοδος παραγωγής παλμικής ώθησης πίδακα με χρήση κρουστικών κυμάτων, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης θαλάμου στροβιλισμού με ακροφύσιο διαστελλόμενου προφίλ, μετατροπής της πηγής ενέργειας σε κινητική ενέργεια κίνησης του ρευστού εργασίας, εφαπτομενική παροχή του ρευστού εργασίας στη δίνη θάλαμος, απελευθέρωση του ρευστού εργασίας στο περιβάλλον προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κατεύθυνση που δέχεται η ώθηση πίδακα, που χαρακτηρίζεται από το ότι, προκειμένου να αξιοποιηθεί πληρέστερα η ενέργεια των κρουστικών κυμάτων, η μετατροπή της πηγής ενέργειας και του ρευστού εργασίας σε διαδοχικά κρουστικά κύματα διεξάγεται σε έναν ή περισσότερους θαλάμους έκρηξης, στη συνέχεια τα κρουστικά κύματα, μέσω μιας εφαπτομενικής τροφοδοσίας, συστρέφονται στον θάλαμο στροβιλισμού σε σχέση με τον άξονά του, ανακλώνται σε στριμμένη μορφή από το μπροστινό τοίχωμα και σχηματίζουν έτσι μια παλμική διαφορά πίεσης μεταξύ του μπροστινού τοιχώματος του θαλάμου και του ακροφυσίου, το οποίο δημιουργεί το κύριο συστατικό της παλμικής ώθησης εκτόξευσης στην προτεινόμενη μέθοδο και κατευθύνει τα κρουστικά κύματα κατά μήκος μιας ελικοειδούς τροχιάς με αυξανόμενο βήμα προς το ακροφύσιο. 2. Η μέθοδος παραγωγής παλμικής ώθησης πίδακα με χρήση κρουστικών κυμάτων σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι για να αυξηθεί η παλμική πτώση πίεσης μεταξύ του μπροστινού τοιχώματος του θαλάμου στροβιλισμού και του ακροφυσίου, η εφαπτομενική παροχή κρουστικών κυμάτων πραγματοποιείται σε συγκεκριμένη γωνία προς τον μπροστινό τοίχο. 3. Η μέθοδος παραγωγής παλμικής ώθησης εκτόξευσης με χρήση κρουστικών κυμάτων σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι για την επίτευξη πρόσθετης ώθησης παλμικού πίδακα, χρησιμοποιείται η πίεση των φυγόκεντρων δυνάμεων που προκύπτουν από την περιστροφή των κρουστικών κυμάτων στον θάλαμο στροβιλισμού και στο διευρυνόμενο ακροφύσιο με προφίλ. 4. Η μέθοδος λήψης ώθησης παλμικής δέσμης με χρήση κρουστικών κυμάτων σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι για την πλήρη χρήση της κινητικής ενέργειας της περιστροφής των κρουστικών κυμάτων για τη λήψη πρόσθετης ώθησης παλμικού πίδακα, καθώς και για την εξάλειψη της ροπής της δίνης θάλαμος σε σχέση με τον άξονά του που συμβαίνει κατά την εφαπτομενική τροφοδοσία, τα μη συστραμμένα κρουστικά κύματα πριν φύγουν από το ακροφύσιο τροφοδοτούνται σε πτερύγια με προφίλ, τα οποία τα κατευθύνουν σε ευθεία γραμμή κατά μήκος του κοινού άξονα του θαλάμου στροβιλισμού και του ακροφυσίου. Προς την Κρατική Επιτροπή της ΕΣΣΔ για Εφευρέσεις και Ανακαλύψεις, VNIIGPE. ΕΝΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΑΠΟΡΡΙΜΕΝΗ ΑΠΟΦΑΣΗ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑΣ 16.10.80 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗΝ ΑΙΤΗΣΗ N 2867253/06 ΓΙΑ «ΜΕΘΟΔΟ ΛΗΨΗΣ ΠΑΛΜΙΚΟΥ ΠΕΤΡΗΜΑΤΟΣ THROTTUS ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ». Έχοντας μελετήσει την απορριπτική απόφαση της 16.10.80, ο αιτών κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η εξέταση υποκινούσε την άρνησή του να εκδώσει πιστοποιητικό συγγραφέα για την προτεινόμενη μέθοδο παραγωγής jet thrust λόγω της έλλειψης καινοτομίας (σε αντίθεση με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Ηνωμένου Βασιλείου N 296108, κατηγορία F 11,1972), έλλειψη υπολογισμού ώσης, έλλειψη θετικό αποτέλεσμα σε σύγκριση με τη γνωστή μέθοδο απόκτησης ώσης εκτόξευσης λόγω αύξησης των απωλειών τριβής κατά την περιστροφή του ρευστού εργασίας και λόγω μείωσης των ενεργειακών χαρακτηριστικών του κινητήρα ως αποτέλεσμα της χρήσης στερεού καυσίμου. Στα παραπάνω, ο αιτών θεωρεί αναγκαίο να απαντήσει ως εξής: 1. Η εξέταση αναφέρεται στην έλλειψη καινοτομίας για πρώτη φορά και αντιφάσκει, καθώς στην ίδια αρνητική απόφαση σημειώνεται ότι η προτεινόμενη μέθοδος διαφέρει από τις γνωστές σε αυτό το σοκ. Τα κύματα συστρέφονται κατά μήκος του άξονα του θαλάμου στροβιλισμού.... Ο αιτών δεν ισχυρίζεται την απόλυτη καινοτομία, κάτι που αποδεικνύεται από το πρωτότυπο που δίνεται στην αίτηση. (Βλέπε δεύτερο φύλλο αίτησης). Στην αντίπαλη βρετανική ευρεσιτεχνία N 296108, cl. F 11, 1972, κρίνοντας από τα δεδομένα από την ίδια την εξέταση, τα προϊόντα καύσης εκτινάσσονται από τον θάλαμο καύσης μέσω ενός ακροφυσίου μέσω ευθύγραμμου καναλιού, δηλαδή δεν υπάρχει στροβιλισμός κρουστικών κυμάτων. Συνεπώς, στο καθορισμένο βρετανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, η μέθοδος για την απόκτηση ώθησης εκτόξευσης, κατ' αρχήν, δεν διαφέρει από τη γνωστή μέθοδο για την απόκτηση σταθερής ώθησης και δεν μπορεί να είναι αντίθετη με την προτεινόμενη μέθοδο. 2. Η εξέταση ισχυρίζεται ότι η ποσότητα της ώθησης στην προτεινόμενη μέθοδο μπορεί να υπολογιστεί και αναφέρεται στο βιβλίο του G. N. Abramovich “Applied Gas Dynamics”, Moscow, Nauka, 1969, σελ. 109 - 136. Στην καθορισμένη ενότητα εφαρμοσμένου αερίου δυναμική δίνονται μέθοδοι για τον υπολογισμό των άμεσων και λοξών κρουστικών κυμάτων στο μέτωπο του κρουστικού κύματος. Τα κρουστικά κύματα ονομάζονται άμεσα αν το μέτωπό τους σχηματίζει ορθή γωνία με τη διεύθυνση διάδοσης. Εάν το μέτωπο κραδασμών βρίσκεται σε μια ορισμένη γωνία "a" ως προς την κατεύθυνση διάδοσης, τότε τέτοια κρούσεις ονομάζονται λοξά. Διασχίζοντας το μπροστινό μέρος ενός λοξού κρουστικού κύματος, η ροή του αερίου αλλάζει την κατεύθυνσή της κατά μια ορισμένη γωνία "w". Οι τιμές των γωνιών "a" και "w" εξαρτώνται κυρίως από τον αριθμό Mach "M" και από το σχήμα του βελτιωμένου σώματος (για παράδειγμα, από τη γωνία του σφηνοειδούς πτερυγίου ενός αεροσκάφους), που είναι, τα "a" και "w" σε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση είναι σταθερές τιμές . Στην προτεινόμενη μέθοδο απόκτησης αντιδραστικής ώθησης, τα κρουστικά κύματα στο μπροστινό μέρος του κρουστικού κύματος, ειδικά στην αρχική περίοδο της παραμονής του στον θάλαμο στροβιλισμού, όταν η δράση στο μπροστινό τοίχωμα δημιουργεί μια ώθηση αντιδραστικής δύναμης, είναι μεταβλητά λοξά σοκ. Δηλαδή, το μπροστινό μέρος του κρουστικού κύματος και οι ροές αερίου τη στιγμή της δημιουργίας του αντιδραστικού παλμού ώθησης αλλάζουν συνεχώς τις γωνίες τους "a" και "w" σε σχέση τόσο με το κυλινδρικό όσο και προς το μπροστινό τοίχωμα του θαλάμου στροβιλισμού. Επιπλέον, η εικόνα περιπλέκεται από την παρουσία ισχυρών φυγόκεντρων δυνάμεων πίεσης, οι οποίες στην αρχική στιγμή δρουν τόσο στο κυλινδρικό όσο και στο μπροστινό τοίχωμα. Κατά συνέπεια, η μέθοδος υπολογισμού που υποδεικνύεται από την εξέταση δεν είναι κατάλληλη για τον υπολογισμό των δυνάμεων της ώσης παλμικού πίδακα στην προτεινόμενη μέθοδο. Είναι πιθανό ότι η μέθοδος υπολογισμού των κρουστικών κυμάτων που παρουσιάζεται στην εφαρμοσμένη δυναμική αερίων του G. N. Abramovich θα χρησιμεύσει ως το σημείο εκκίνησης για τη δημιουργία μιας θεωρίας για τον υπολογισμό των δυνάμεων ώθησης στην προτεινόμενη μέθοδο, αλλά, σύμφωνα με τους κανονισμούς για τις εφευρέσεις, η ανάπτυξη τέτοιες θεωρίες δεν είναι ακόμη ευθύνη του αιτούντος, καθώς δεν είναι ευθύνη του αιτούντος να δημιουργήσει κινητήρας λειτουργίας. 3. Υποστηρίζοντας τη συγκριτική αναποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθόδου για την παραγωγή ώθησης αεριωθουμένων, η εξέταση αγνοεί τα αποτελέσματα που έλαβε ο αιτών στα προκαταρκτικά πειράματά του και τα αποτελέσματα αυτά προέκυψαν με τόσο αναποτελεσματικό καύσιμο όπως η εμπορική πυρίτιδα (βλέπε το πέμπτο φύλλο της αίτησης). . Μιλώντας για τις μεγάλες απώλειες λόγω της τριβής και της περιστροφής του ρευστού εργασίας, η εξέταση δεν λαμβάνει υπόψη ότι το κύριο στοιχείο της ώθησης παλμικού πίδακα στην προτεινόμενη μέθοδο συμβαίνει σχεδόν αμέσως τη στιγμή που το κρουστικό κύμα εκρήγνυται στο θάλαμος στροβιλισμού, επειδή η εφαπτομενική οπή εισόδου βρίσκεται κοντά στο μπροστινό τοίχωμα (βλ. εφαρμογή Εικ. 2), δηλαδή αυτή τη στιγμή ο χρόνος διαδρομής και η διαδρομή των κρουστικών κυμάτων είναι σχετικά μικρός. Κατά συνέπεια, οι απώλειες τριβής στην προτεινόμενη μέθοδο δεν μπορούν να είναι μεγάλες. Μιλώντας για τις απώλειες λόγω της στροφής, η εξέταση αποτυγχάνει να λάβει υπόψη ότι ακριβώς όταν το κρουστικό κύμα περιστρέφεται, τόσο σε σχέση με το κυλινδρικό τοίχωμα όσο και σε σχέση με το μπροστινό τοίχωμα προς την κατεύθυνση του άξονα του θαλάμου στροβιλισμού, αυτό το ισχυρό φυγόκεντρο εμφανίζονται δυνάμεις, οι οποίες, όταν προστεθούν στην πίεση στα κρουστικά κύματα, δημιουργούν έλξη στην προτεινόμενη μέθοδο. 4. Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι ούτε στον τύπο της αίτησης ούτε στην περιγραφή του ο αιτών περιορίζει την παραγωγή ώσης παλμικού αεριωθούμενου πίδακα μόνο από στερεά καύσιμα. Ο αιτών χρησιμοποίησε στερεό καύσιμο (πυρίτιδα) μόνο κατά τα προκαταρκτικά πειράματά του. Με βάση όλα τα παραπάνω, ο αιτών ζητά από τη VNIIGPE να επανεξετάσει την απόφασή της για άλλη μια φορά και να στείλει τα υλικά της αίτησης για συμπέρασμα στον αρμόδιο οργανισμό με πρόταση για διεξαγωγή πειραμάτων επαλήθευσης και μόνο μετά από αυτό να αποφασίσει εάν θα αποδεχθεί ή θα απορρίψει την προτεινόμενη μέθοδο απόκτηση παλμικής πρόωσης αεριωθουμένων. ΠΡΟΣΟΧΗ! Ο συγγραφέας θα στείλει σε όλους, έναντι αμοιβής, με e-mail φωτογραφίες των δοκιμών που περιγράφηκαν παραπάνω της πειραματικής εγκατάστασης ενός παλμικού κινητήρα τζετ. Η παραγγελία θα πρέπει να γίνει στην ακόλουθη διεύθυνση: e-mail: [email προστατευμένο]. Μην ξεχάσετε να δώσετε τη διεύθυνση email σας. Οι φωτογραφίες θα σταλούν στη διεύθυνση email σας μόλις στείλετε 100 ρούβλια με ταχυδρομική μεταφορά στον Nikolai Ivanovich Matveev στο υποκατάστημα Rybinsk της Sberbank of Russia N 1576, Sberbank of Russia JSC N 1576/090, στον προσωπικό λογαριασμό N 4230681047703314/. MATVEEV, 19/11/80

Στα τέλη Ιανουαρίου, εμφανίστηκαν αναφορές για νέες επιτυχίες στη ρωσική επιστήμη και τεχνολογία. Έγινε γνωστό από επίσημες πηγές ότι ένα από τα εγχώρια έργα ενός πολλά υποσχόμενου κινητήρα αεριωθούμενου τύπου έκρηξης έχει ήδη περάσει το στάδιο δοκιμών. Αυτό φέρνει πιο κοντά τη στιγμή της πλήρους ολοκλήρωσης όλων των απαιτούμενων εργασιών, με αποτέλεσμα οι διαστημικοί ή στρατιωτικοί πύραυλοι που έχουν αναπτυχθεί από τη Ρωσία να μπορούν να δέχονται νέους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με βελτιωμένα χαρακτηριστικά. Επιπλέον, νέες αρχές λειτουργίας του κινητήρα μπορούν να βρουν εφαρμογή όχι μόνο στον τομέα των πυραύλων, αλλά και σε άλλους τομείς.

Στα τέλη Ιανουαρίου, ο αντιπρόεδρος της κυβέρνησης Ντμίτρι Ρογκόζιν μίλησε στον εγχώριο Τύπο για τις τελευταίες επιτυχίες των ερευνητικών οργανισμών. Μεταξύ άλλων θεμάτων, έθιξε τη διαδικασία δημιουργίας κινητήρων τζετ με βάση νέες αρχές λειτουργίας. Ένας πολλά υποσχόμενος κινητήρας με καύση έκρηξης έχει ήδη δοκιμαστεί. Σύμφωνα με τον αντιπρόεδρο της κυβέρνησης, η χρήση νέων αρχών λειτουργίας του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας επιτρέπει σημαντική αύξηση της απόδοσης. Σε σύγκριση με τα σχέδια παραδοσιακής αρχιτεκτονικής, παρατηρείται αύξηση της πρόσφυσης περίπου 30%.

Διάγραμμα μιας μηχανής πυραύλων έκρηξης

Σύγχρονοι πυραυλοκινητήρες διαφορετικές τάξειςκαι οι τύποι που χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς χρησιμοποιούν το λεγόμενο. ισοβαρικός κύκλος ή καύση αναφλεγμονής. Οι θάλαμοι καύσης τους διατηρούν σταθερή πίεση, στην οποία το καύσιμο καίγεται αργά. Ένας κινητήρας που βασίζεται σε αρχές εκτόνωσης δεν απαιτεί ιδιαίτερα ισχυρές μονάδες, αλλά έχει περιορισμένη μέγιστη απόδοση. Η αύξηση των βασικών χαρακτηριστικών, ξεκινώντας από ένα συγκεκριμένο επίπεδο, αποδεικνύεται αδικαιολόγητα δύσκολη.

Μια εναλλακτική λύση σε έναν κινητήρα ισοβαρικού κύκλου στο πλαίσιο της βελτίωσης της απόδοσης είναι ένα σύστημα με το λεγόμενο. καύση έκρηξης. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίδραση οξείδωσης του καυσίμου λαμβάνει χώρα πίσω από ένα κρουστικό κύμα που κινείται με υψηλή ταχύτητα μέσω του θαλάμου καύσης. Αυτό δημιουργεί ιδιαίτερες απαιτήσεις στη σχεδίαση του κινητήρα, αλλά προσφέρει επίσης προφανή πλεονεκτήματα. Από πλευράς απόδοσης καύσης καύση έκρηξης 25% καλύτερο από το deflagration. Διαφέρει επίσης από την καύση με σταθερή πίεση στην αυξημένη ισχύ απελευθέρωσης θερμότητας ανά μονάδα επιφάνειας του μετώπου αντίδρασης. Θεωρητικά, είναι δυνατό να αυξηθεί αυτή η παράμετρος κατά τρεις έως τέσσερις τάξεις μεγέθους. Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα των αντιδρώντων αερίων μπορεί να αυξηθεί κατά 20-25 φορές.

Έτσι, ο κινητήρας έκρηξης, που χαρακτηρίζεται από αυξημένη απόδοση, είναι ικανός να αναπτύξει μεγαλύτερη ώθηση με λιγότερη κατανάλωση καυσίμου. Τα πλεονεκτήματά του σε σχέση με τα παραδοσιακά σχέδια είναι προφανή, αλλά μέχρι πρόσφατα, η πρόοδος σε αυτόν τον τομέα άφηνε πολλά να είναι επιθυμητή. Οι αρχές ενός κινητήρα εκπυρσοκρότησης διατυπώθηκαν το 1940 από τον Σοβιετικό φυσικό Ya.B. Zeldovich, αλλά τελικά προϊόντα αυτού του είδους δεν έχουν ακόμη τεθεί σε χρήση. Οι κύριοι λόγοι για την έλλειψη πραγματικής επιτυχίας είναι τα προβλήματα με τη δημιουργία μιας αρκετά ισχυρής δομής, καθώς και η δυσκολία εκτόξευσης και στη συνέχεια διατήρησης ενός κρουστικού κύματος κατά τη χρήση υπαρχόντων καυσίμων.

Ένα από τα τελευταία εγχώρια έργα στον τομέα των κινητήρων πυραύλων έκρηξης ξεκίνησε το 2014 και αναπτύσσεται στο NPO Energomash που φέρει το όνομά του. Ο Ακαδημαϊκός Β.Π. Glushko. Σύμφωνα με τα διαθέσιμα δεδομένα, σκοπός του έργου με τον κρυπτογράφηση Ifrit ήταν η μελέτη των βασικών αρχών νέα τεχνολογίαακολουθούμενη από τη δημιουργία ενός υγρού πυραυλοκινητήρα που χρησιμοποιεί κηροζίνη και αέριο οξυγόνο. Ο νέος κινητήρας, που πήρε το όνομά του από τους δαίμονες της φωτιάς από την αραβική λαογραφία, βασίστηκε στην αρχή της καύσης με περιστροφική έκρηξη. Έτσι, σύμφωνα με τη βασική ιδέα του έργου, το ωστικό κύμα θα πρέπει να κινείται συνεχώς σε κύκλο μέσα στον θάλαμο καύσης.

Ο κύριος προγραμματιστής του νέου έργου ήταν το NPO Energomash, ή μάλλον ένα ειδικό εργαστήριο που δημιουργήθηκε στη βάση του. Επιπλέον, αρκετοί άλλοι ερευνητικοί και σχεδιαστικοί οργανισμοί συμμετείχαν στην εργασία. Το πρόγραμμα έλαβε υποστήριξη από το Foundation for Advanced Study. Μέσω κοινών προσπαθειών, όλοι οι συμμετέχοντες στο έργο Ifrit μπόρεσαν να διαμορφώσουν τη βέλτιστη εμφάνιση ενός πολλά υποσχόμενου κινητήρα, καθώς και να δημιουργήσουν ένα μοντέλο θαλάμου καύσης με νέες αρχές λειτουργίας.

Να μελετήσει τις προοπτικές ολόκληρης της κατεύθυνσης και τις νέες ιδέες, τα λεγόμενα μοντέλο θάλαμος εκρήξεωνκαύσης που πληροί τις απαιτήσεις του έργου. Ένας τέτοιος πειραματικός κινητήρας με μειωμένη διαμόρφωση υποτίθεται ότι χρησιμοποιεί υγρή κηροζίνη ως καύσιμο. Το αέριο οξυγόνο προτάθηκε ως οξειδωτικός παράγοντας. Τον Αύγουστο του 2016 ξεκίνησαν οι δοκιμές της πρωτότυπης κάμερας. Είναι σημαντικό ότι για πρώτη φορά ένα έργο αυτού του είδους μπόρεσε να φτάσει στο στάδιο των δοκιμών στον πάγκο. Προηγουμένως, εγχώριοι και ξένοι πυραυλοκινητήρες αναπτύχθηκαν αλλά δεν δοκιμάστηκαν.

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής του δείγματος του μοντέλου, κατέστη δυνατό να ληφθούν πολύ ενδιαφέροντα αποτελέσματα που δείχνουν την ορθότητα των προσεγγίσεων που χρησιμοποιήθηκαν. Έτσι, χρησιμοποιώντας τα σωστά υλικάκαι η τεχνολογία κατάφερε να φέρει την πίεση στο εσωτερικό του θαλάμου καύσης στις 40 ατμόσφαιρες. Η ώθηση του πειραματικού προϊόντος έφτασε τους 2 τόνους.

Θάλαμος μοντέλου σε πάγκο δοκιμών

Στο πλαίσιο του έργου Ifrit, επιτεύχθηκαν ορισμένα αποτελέσματα, αλλά ο εγχώριος κινητήρας έκρηξης υγρού καυσίμου απέχει ακόμη πολύ από την πλήρη πρακτική εφαρμογή. Πριν από την εισαγωγή τέτοιου εξοπλισμού σε έργα νέας τεχνολογίας, οι σχεδιαστές και οι επιστήμονες θα πρέπει να λύσουν μια σειρά από τα πιο σοβαρά προβλήματα. Μόνο μετά από αυτό η βιομηχανία πυραύλων και διαστήματος ή η αμυντική βιομηχανία θα μπορέσουν να αρχίσουν να συνειδητοποιούν τις δυνατότητες της νέας τεχνολογίας στην πράξη.

Στα μέσα Ιανουαρίου" Ρωσική εφημερίδα» δημοσίευσε μια συνέντευξη με τον επικεφαλής σχεδιαστή της NPO Energomash, Petr Levochkin, το θέμα της οποίας ήταν η τρέχουσα κατάσταση και οι προοπτικές για τους κινητήρες έκρηξης. Ο εκπρόσωπος της εταιρείας ανάπτυξης υπενθύμισε τις κύριες διατάξεις του έργου και έθιξε επίσης το θέμα των επιτυχιών που σημειώθηκαν. Επιπλέον, μίλησε για πιθανές περιοχέςτη χρήση «Ifrit» και παρόμοιων δομών.

Για παράδειγμα, οι κινητήρες έκρηξης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υπερηχητικά αεροσκάφη. Ο P. Levochkin υπενθύμισε ότι οι κινητήρες που προτείνονται επί του παρόντος για χρήση σε τέτοιο εξοπλισμό χρησιμοποιούν υποηχητική καύση. Στην υπερηχητική ταχύτητα του οχήματος πτήσης, ο αέρας που εισέρχεται στον κινητήρα πρέπει να επιβραδυνθεί σε λειτουργία ήχου. Ωστόσο, η ενέργεια πέδησης πρέπει να οδηγεί σε πρόσθετα θερμικά φορτία στο πλαίσιο του αεροσκάφους. Σε κινητήρες έκρηξης, ο ρυθμός καύσης καυσίμου φτάνει τουλάχιστον το M=2,5. Χάρη σε αυτό, καθίσταται δυνατή η αύξηση της ταχύτητας πτήσης του αεροσκάφους. Ένα τέτοιο μηχάνημα με κινητήρα τύπου έκρηξης μπορεί να επιταχύνει σε ταχύτητες οκτώ φορές την ταχύτητα του ήχου.

Ωστόσο, οι πραγματικές προοπτικές για πυραυλοκινητήρες τύπου έκρηξης δεν είναι ακόμη πολύ μεγάλες. Σύμφωνα με τον P. Levochkin, «μόλις ανοίξαμε την πόρτα στην περιοχή της καύσης έκρηξης». Οι επιστήμονες και οι σχεδιαστές θα πρέπει να μελετήσουν πολλά θέματα και μόνο μετά από αυτό θα είναι δυνατή η δημιουργία σχεδίων με πρακτικές δυνατότητες. Εξαιτίας αυτού, η διαστημική βιομηχανία θα πρέπει να χρησιμοποιεί υγρούς κινητήρες παραδοσιακού σχεδιασμού για μεγάλο χρονικό διάστημα, κάτι που ωστόσο δεν αναιρεί την πιθανότητα περαιτέρω βελτίωσής τους.

Ένα ενδιαφέρον γεγονός είναι ότι η αρχή της έκρηξης της καύσης χρησιμοποιείται όχι μόνο στον τομέα των κινητήρων πυραύλων. Υπάρχει ήδη εγχώριο έργοσύστημα αεροπορίας με θάλαμο καύσης τύπου έκρηξης που λειτουργεί σύμφωνα με αρχή της παρόρμησης. Ένα πρωτότυπο αυτού του είδους έχει δοκιμαστεί και στο μέλλον μπορεί να οδηγήσει σε μια νέα κατεύθυνση. Οι νέοι κινητήρες με καύση έκρηξης μπορούν να βρουν εφαρμογή σε διάφορους τομείς και να αντικαταστήσουν εν μέρει κινητήρες αεριοστροβίλου ή στροβιλοκινητήρες παραδοσιακού σχεδιασμού.

Το εγχώριο έργο ενός κινητήρα αεροσκάφους έκρηξης αναπτύσσεται στο Γραφείο Σχεδιασμού που φέρει το όνομά του. ΕΙΜΑΙ. Κούνια. Οι πληροφορίες σχετικά με αυτό το έργο παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά στο περσινό διεθνές στρατιωτικό-τεχνικό φόρουμ Army 2017. Στο περίπτερο της εταιρείας ανάπτυξης υπήρχαν υλικά για διάφορους κινητήρες, τόσο σειριακό όσο και υπό ανάπτυξη. Μεταξύ των τελευταίων ήταν ένα πολλά υποσχόμενο δείγμα έκρηξης.

Η ουσία της νέας πρότασης είναι η χρήση ενός μη τυποποιημένου θαλάμου καύσης ικανού να εκτελεί παλμική έκρηξη καύσης καυσίμου σε ατμόσφαιρα αέρα. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα των "εκρήξεων" μέσα στον κινητήρα πρέπει να φτάσει τα 15-20 kHz. Στο μέλλον, είναι δυνατό να αυξηθεί περαιτέρω αυτή η παράμετρος, με αποτέλεσμα ο θόρυβος του κινητήρα να ξεπεράσει το εύρος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί. Τέτοια χαρακτηριστικά κινητήρα μπορεί να έχουν κάποιο ενδιαφέρον.

Πρώτη κυκλοφορία του πειραματικού προϊόντος "Ifrit"

Ωστόσο, τα κύρια πλεονεκτήματα του νέου σταθμού ηλεκτροπαραγωγής συνδέονται με την αυξημένη απόδοση. Οι δοκιμές στον πάγκο των πρωτότυπων προϊόντων έχουν δείξει ότι είναι περίπου 30% ανώτεροι από τους παραδοσιακούς κινητήρες αεριοστροβίλου όσον αφορά συγκεκριμένους δείκτες. Μέχρι την πρώτη δημόσια επίδειξη υλικών στον κινητήρα OKB. ΕΙΜΑΙ. Οι κούνιες μπόρεσαν να φτάσουν αρκετά ψηλά χαρακτηριστικά απόδοσης. Ένας πειραματικός κινητήρας νέου τύπου μπόρεσε να λειτουργήσει για 10 λεπτά χωρίς διακοπή. Ο συνολικός χρόνος λειτουργίας αυτού του προϊόντος στο περίπτερο εκείνη τη στιγμή ξεπέρασε τις 100 ώρες.

Εκπρόσωποι της εταιρείας ανάπτυξης ανέφεραν ότι είναι ήδη δυνατή η δημιουργία ενός νέου κινητήρα έκρηξης με ώθηση 2-2,5 τόνων, κατάλληλου για εγκατάσταση σε ελαφρά αεροσκάφη ή μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα. Στο σχεδιασμό ενός τέτοιου κινητήρα προτείνεται η χρήση του λεγόμενου. συσκευές συντονισμού υπεύθυνες για τη σωστή πρόοδο της καύσης καυσίμου. Σημαντικό πλεονέκτημαΤο νέο έργο είναι η θεμελιώδης δυνατότητα εγκατάστασης τέτοιων συσκευών οπουδήποτε στο πλαίσιο του αεροσκάφους.

Ειδικοί από την OKB im. ΕΙΜΑΙ. Οι Cradles εργάζονται σε κινητήρες αεροσκαφών με καύση παλμικής έκρηξης για περισσότερες από τρεις δεκαετίες, αλλά μέχρι στιγμής το έργο δεν έχει εγκαταλείψει το ερευνητικό στάδιο και δεν έχει πραγματικές προοπτικές. Ο κύριος λόγος είναι η έλλειψη παραγγελίας και η απαραίτητη χρηματοδότηση. Εάν το έργο λάβει την απαραίτητη υποστήριξη, τότε στο άμεσο μέλλον μπορεί να δημιουργηθεί ένα δείγμα κινητήρα κατάλληλο για χρήση σε διάφορους εξοπλισμούς.

Μέχρι σήμερα, Ρώσοι επιστήμονες και σχεδιαστές έχουν καταφέρει να δείξουν πολύ αξιόλογα αποτελέσματα στον τομέα των κινητήρων αεριωθουμένων χρησιμοποιώντας νέες αρχές λειτουργίας. Υπάρχουν πολλά έργα κατάλληλα για χρήση στα πεδία πυραύλων, διαστήματος και υπερηχητικών. Επιπλέον, οι νέοι κινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην «παραδοσιακή» αεροπορία. Κάποια έργα είναι ακόμη σε εξέλιξη πρώιμα στάδιακαι δεν είναι ακόμη έτοιμοι για επιθεωρήσεις και άλλες εργασίες, ενώ τα πιο αξιοσημείωτα αποτελέσματα έχουν ήδη επιτευχθεί προς άλλες κατευθύνσεις.

Ερευνώντας το θέμα των κινητήρων αεριωθουμένων με καύση έκρηξης, Ρώσοι ειδικοί μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα μοντέλο πάγκου ενός θαλάμου καύσης με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Το πειραματικό προϊόν "Ifrit" έχει ήδη περάσει δοκιμές, κατά τις οποίες συλλέχτηκε μεγάλος αριθμός διαφόρων πληροφοριών. Με τη βοήθεια των δεδομένων που αποκτήθηκαν, η ανάπτυξη της κατεύθυνσης θα συνεχιστεί.

Η εκμάθηση μιας νέας κατεύθυνσης και η μετάφραση ιδεών σε μια πρακτικά εφαρμόσιμη μορφή θα πάρει πολύ χρόνο, και για το λόγο αυτό, στο άμεσο μέλλον, οι διαστημικοί και στρατιωτικοί πύραυλοι θα είναι εξοπλισμένοι μόνο με παραδοσιακούς κινητήρες υγρών για το άμεσο μέλλον. Ωστόσο, το έργο έχει ήδη εγκαταλείψει το καθαρά θεωρητικό στάδιο και τώρα κάθε δοκιμαστική εκτόξευση ενός πειραματικού κινητήρα φέρνει πιο κοντά τη στιγμή της κατασκευής πλήρους πυραύλων με νέους σταθμούς παραγωγής ενέργειας.

Με βάση υλικά από ιστότοπους:
http://engine.space/
http://fpi.gov.ru/
https://rg.ru/
https://utro.ru/
http://tass.ru/
http://svpressa.ru/

Γνωρίζατε ότι εάν βάλετε ξηρό οινόπνευμα σε έναν σωλήνα λυγισμένο σε τόξο, τον φυσήξετε με αέρα από έναν συμπιεστή και τροφοδοτήσετε αέριο από έναν κύλινδρο, θα θυμώσει, θα ουρλιάξει πιο δυνατά από ένα μαχητικό αεροσκάφος που απογειώνεται και θα κοκκινίσει από θυμό; Αυτή είναι μια εικονιστική, αλλά πολύ κοντά στην αλήθεια, περιγραφή της λειτουργίας ενός κινητήρα χωρίς βαλβίδες παλλόμενης αναπνοής αέρα - ενός πραγματικού κινητήρα τζετ που μπορεί να κατασκευάσει ο καθένας.

Σχηματικό διάγραμμα Το PURD χωρίς βαλβίδα δεν περιέχει ούτε ένα κινούμενο μέρος. Η βαλβίδα του είναι το μπροστινό μέρος των χημικών μετασχηματισμών που σχηματίζονται κατά την καύση του καυσίμου.

Σεργκέι Απρέσοφ Ντμίτρι Γκοριάτσκιν

Το PuVRD χωρίς βαλβίδες είναι εκπληκτικό σχέδιο. Δεν έχει κινούμενα μέρη, συμπιεστή, τουρμπίνα, βαλβίδες. Το πιο απλό PuVRD μπορεί να κάνει ακόμη και χωρίς σύστημα ανάφλεξης. Αυτός ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει σχεδόν με οτιδήποτε: αντικαταστήστε μια δεξαμενή προπανίου με ένα κουτί βενζίνης και θα συνεχίσει να πάλλεται και να παράγει ώθηση. Δυστυχώς, τα PURD έχουν αποδειχθεί ανεπιτυχή στην αεροπορία, αλλά πρόσφατα θεωρούνται σοβαρά ως πηγή θερμότητας για την παραγωγή βιοκαυσίμων. Και σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας λειτουργεί με σκόνη γραφίτη, δηλαδή με στερεό καύσιμο.

Τέλος, η στοιχειώδης αρχή λειτουργίας του παλλόμενου κινητήρα τον καθιστά σχετικά αδιάφορο για την ακρίβεια κατασκευής. Ως εκ τούτου, η κατασκευή του PURD έχει γίνει ένα αγαπημένο χόμπι για άτομα που δεν ασχολούνται με τα τεχνικά χόμπι, συμπεριλαμβανομένων των μοντελιστών αεροσκαφών και των αρχαρίων συγκολλητών.

Παρά την απλότητά του, το PuVRD εξακολουθεί να είναι ένας κινητήρας τζετ. Η συναρμολόγησή του σε ένα εργαστήριο στο σπίτι είναι πολύ δύσκολη και υπάρχουν πολλές αποχρώσεις και παγίδες σε αυτή τη διαδικασία. Ως εκ τούτου, αποφασίσαμε να κάνουμε την κύρια τάξη μας πολυμερή: σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τις αρχές λειτουργίας του PURD και θα σας πούμε πώς να φτιάξετε ένα περίβλημα κινητήρα. Το υλικό στο επόμενο τεύχος θα αφιερωθεί στο σύστημα ανάφλεξης και στη διαδικασία εκκίνησης. Τέλος, σε ένα από τα παρακάτω τεύχη θα εγκαταστήσουμε οπωσδήποτε τον κινητήρα μας σε ένα αυτοκινούμενο πλαίσιο για να δείξουμε ότι είναι πραγματικά ικανό να δημιουργήσει σοβαρή ώθηση.

Από τη ρωσική ιδέα στον γερμανικό πύραυλο

Η συναρμολόγηση ενός παλλόμενου κινητήρα τζετ είναι ιδιαίτερα ευχάριστη, γνωρίζοντας ότι η αρχή λειτουργίας του PuVRD κατοχυρώθηκε για πρώτη φορά από τον Ρώσο εφευρέτη Nikolai Teleshov το 1864. Η πατρότητα του πρώτου κινητήρα σε λειτουργία αποδίδεται επίσης σε έναν Ρώσο, τον Vladimir Karavodin. Το ΨΗΛΟΤΕΡΟ ΣΗΜΕΙΟΗ ανάπτυξη του PuVRD θεωρείται δικαίως ο διάσημος πύραυλος κρουζ V-1, ο οποίος ήταν σε υπηρεσία με τον γερμανικό στρατό κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου.

Για να κάνουμε την εργασία ευχάριστη και ασφαλή, καθαρίζουμε πρώτα τη λαμαρίνα από σκόνη και σκουριά χρησιμοποιώντας μια μηχανή λείανσης. Οι άκρες των φύλλων και των εξαρτημάτων είναι συνήθως πολύ αιχμηρές και γεμάτες γρέζια, επομένως θα πρέπει να εργάζεστε μόνο με μέταλλο ενώ φοράτε γάντια.

Φυσικά, μιλάμε γιασχετικά με τους παλλόμενους κινητήρες βαλβίδων, η αρχή της λειτουργίας των οποίων είναι σαφής από το σχήμα. Η βαλβίδα στην είσοδο του θαλάμου καύσης επιτρέπει στον αέρα να ρέει ελεύθερα μέσα του. Το καύσιμο παρέχεται στον θάλαμο και σχηματίζεται ένα εύφλεκτο μείγμα. Όταν το μπουζί ανάψει το μείγμα, υπερπίεσηκλείνει τη βαλβίδα στο θάλαμο καύσης. Τα διαστελλόμενα αέρια κατευθύνονται στο ακροφύσιο, δημιουργώντας ώθηση πίδακα. Η κίνηση των προϊόντων καύσης δημιουργεί ένα τεχνικό κενό στον θάλαμο, λόγω του οποίου η βαλβίδα ανοίγει και ο αέρας αναρροφάται στον θάλαμο.

Σε αντίθεση με έναν κινητήρα turbojet, σε ένα PURD το μείγμα δεν καίγεται συνεχώς, αλλά σε παλμική λειτουργία. Αυτό εξηγεί τον χαρακτηριστικό θόρυβο χαμηλής συχνότητας των παλλόμενων κινητήρων, που τους καθιστά ανεφάρμοστους στην πολιτική αεροπορία. Από την άποψη της απόδοσης, οι PuVRD είναι επίσης κατώτεροι από τους κινητήρες στροβιλοκινητήρων: παρά την εντυπωσιακή αναλογία ώσης προς βάρος (εξάλλου, τα PuVRD έχουν ελάχιστο αριθμό εξαρτημάτων), ο λόγος συμπίεσης σε αυτά φτάνει το 1,2:1 το πολύ, οπότε το καύσιμο καίγεται αναποτελεσματικά.

Πριν κατευθυνθούμε στο εργαστήριο, σχεδιάσαμε και κόψαμε σε χαρτί πρότυπα για τα μέρη σε φυσικό μέγεθος. Το μόνο που μένει είναι να τα εντοπίσουμε με μόνιμο μαρκαδόρο για να πάρουμε σημάδια για κοπή.

Αλλά τα PuVRD είναι ανεκτίμητα ως χόμπι: στο κάτω-κάτω, μπορούν να κάνουν χωρίς βαλβίδες καθόλου. Βασικά, ο σχεδιασμός ενός τέτοιου κινητήρα αποτελείται από έναν θάλαμο καύσης με σωλήνες εισόδου και εξόδου συνδεδεμένους σε αυτόν. Ο σωλήνας εισόδου είναι πολύ μικρότερος από τον σωλήνα εξόδου. Η βαλβίδα σε έναν τέτοιο κινητήρα δεν είναι τίποτα άλλο από το μπροστινό μέρος των χημικών μετασχηματισμών.

Το εύφλεκτο μείγμα στο PURD καίγεται με υποηχητική ταχύτητα. Τέτοια καύση ονομάζεται ξεφύσημα (σε αντίθεση με την υπερηχητική καύση - έκρηξη). Όταν το μείγμα αναφλέγεται, εύφλεκτα αέρια διαφεύγουν και από τους δύο σωλήνες. Γι' αυτό και οι σωλήνες εισόδου και εξόδου κατευθύνονται προς την ίδια κατεύθυνση και μαζί συμμετέχουν στη δημιουργία ώθησης πίδακα. Αλλά λόγω της διαφοράς στα μήκη, τη στιγμή που πέφτει η πίεση στον σωλήνα εισόδου, τα καυσαέρια εξακολουθούν να κινούνται κατά μήκος του σωλήνα εξόδου. Δημιουργούν ένα κενό στον θάλαμο καύσης και ο αέρας αναρροφάται σε αυτόν μέσω του σωλήνα εισόδου. Μερικά από τα αέρια από τον σωλήνα εξόδου κατευθύνονται επίσης στον θάλαμο καύσης υπό την επίδραση του κενού. Συμπιέζουν ένα νέο μέρος του εύφλεκτου μείγματος και το βάζουν φωτιά.

Όταν εργάζεστε με ηλεκτρικό ψαλίδι, ο κύριος εχθρός είναι η δόνηση. Επομένως, το τεμάχιο εργασίας πρέπει να στερεωθεί με ασφάλεια χρησιμοποιώντας σφιγκτήρα. Εάν είναι απαραίτητο, μπορείτε να αποσβέσετε πολύ προσεκτικά τους κραδασμούς με το χέρι σας.

Ο παλλόμενος κινητήρας χωρίς βαλβίδες είναι ανεπιτήδευτος και σταθερός. Δεν απαιτεί σύστημα ανάφλεξης για τη διατήρηση της λειτουργίας. Λόγω του κενού, αναρροφά τον ατμοσφαιρικό αέρα χωρίς να χρειάζεται πρόσθετη ώθηση. Εάν κατασκευάζετε έναν κινητήρα χρησιμοποιώντας υγρό καύσιμο (για απλότητα, προτιμήσαμε αέριο προπάνιο), τότε ο σωλήνας εισόδου εκτελεί τακτικά τις λειτουργίες ενός καρμπυρατέρ, ψεκάζοντας ένα μείγμα βενζίνης και αέρα στον θάλαμο καύσης. Η μόνη φορά που χρειάζεται το σύστημα ανάφλεξης και η εξαναγκασμένη επαγωγή είναι η εκκίνηση.

Κινέζικο σχέδιο, ρωσική συναρμολόγηση

Υπάρχουν πολλά κοινά σχέδια κινητήρων παλμικού εκτόξευσης. Εκτός από τον κλασικό "σωλήνα σε σχήμα U", που είναι πολύ δύσκολο να κατασκευαστεί, υπάρχει συχνά ένα " Κινέζικος κινητήρας"με έναν κωνικό θάλαμο καύσης, στον οποίο συγκολλάται ένας μικρός σωλήνας εισαγωγής υπό γωνία, και "ρωσικός κινητήρας", παρόμοιος σε σχεδιασμό με σιγαστήρα αυτοκινήτου.

Σωλήνες σταθερής διαμέτρου σχηματίζονται εύκολα γύρω από τον σωλήνα. Αυτό γίνεται κυρίως με το χέρι λόγω του φαινομένου του μοχλού και οι άκρες του τεμαχίου εργασίας στρογγυλεύονται χρησιμοποιώντας σφυρί. Είναι καλύτερα να διαμορφώσετε τις άκρες έτσι ώστε όταν ενώνονται να σχηματίζουν ένα επίπεδο - αυτό διευκολύνει την τοποθέτηση μιας συγκόλλησης.

Πριν πειραματιστείτε με τα δικά σας σχέδια PuVRE, συνιστάται να κατασκευάσετε έναν κινητήρα σύμφωνα με έτοιμα σχέδια: σε τελική ανάλυση, οι διατομές και οι όγκοι του θαλάμου καύσης, των σωλήνων εισόδου και εξόδου καθορίζουν πλήρως τη συχνότητα των συντονισμένων παλμών. Εάν δεν τηρηθούν οι αναλογίες, ο κινητήρας μπορεί να μην ξεκινήσει. Μια ποικιλία σχεδίων του PURD είναι διαθέσιμα στο Διαδίκτυο. Επιλέξαμε ένα μοντέλο που ονομάζεται «Giant Chinese Engine», οι διαστάσεις του οποίου δίνονται στην πλαϊνή μπάρα.

Τα ερασιτεχνικά PuVRD είναι κατασκευασμένα από λαμαρίνα. Επιτρέπεται η χρήση έτοιμων σωλήνων στην κατασκευή, αλλά δεν συνιστάται για διάφορους λόγους. Πρώτον, είναι σχεδόν αδύνατο να επιλέξετε σωλήνες με ακριβώς την απαιτούμενη διάμετρο. Είναι ακόμη πιο δύσκολο να βρούμε τις απαραίτητες κωνικές τομές.

Η κάμψη των κωνικών τμημάτων είναι εξ ολοκλήρου χειρωνακτική εργασία. Το κλειδί της επιτυχίας είναι να πιέσετε το στενό άκρο του κώνου γύρω από έναν σωλήνα μικρής διαμέτρου, ασκώντας περισσότερο φορτίο σε αυτόν παρά στο φαρδύ μέρος.

Δεύτερον, οι σωλήνες, κατά κανόνα, έχουν χοντρά τοιχώματα και αντίστοιχο βάρος. Για έναν κινητήρα που πρέπει να έχει καλή τιμήλαχτάρα για τις μάζες, αυτό είναι απαράδεκτο. Τέλος, κατά τη λειτουργία ο κινητήρας γίνεται κόκκινος. Εάν χρησιμοποιείτε σωλήνες και εξαρτήματα από διαφορετικά μέταλλα με διαφορετικούς συντελεστές διαστολής στη σχεδίαση, ο κινητήρας δεν θα διαρκέσει πολύ.

Έτσι, επιλέξαμε το μονοπάτι που ακολουθούν οι περισσότεροι λάτρεις του PURD - φτιάχνοντας το σώμα από λαμαρίνα. Και τότε βρεθήκαμε αντιμέτωποι με ένα δίλημμα: απευθυνθείτε σε επαγγελματίες με ειδικό εξοπλισμό (μηχανές κοπής CNC υδροξεσουάρ, κύλινδροι για έλαση σωλήνων, ειδική συγκόλληση) ή, οπλισμένοι με τα πιο απλά εργαλεία και τα πιο συνηθισμένα μηχανή συγκόλλησης, περάστε από τη δύσκολη διαδρομή ενός αρχάριου κατασκευαστή κινητήρων από την αρχή μέχρι το τέλος. Προτιμήσαμε τη δεύτερη επιλογή.

Πίσω στο σχολείο

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να σχεδιάσετε τις εξελίξεις των μελλοντικών τμημάτων. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να θυμάστε τη σχολική γεωμετρία και αρκετά πανεπιστημιακό σχέδιο. Η δημιουργία εξελίξεων για κυλινδρικούς σωλήνες είναι τόσο εύκολη όσο το ξεφλούδισμα των αχλαδιών - πρόκειται για ορθογώνια, η μία πλευρά των οποίων είναι ίση με το μήκος του σωλήνα και η άλλη με τη διάμετρο πολλαπλασιαζόμενη με το "pi". Ο υπολογισμός της ανάπτυξης ενός κόλουρου κώνου ή κόλουρου κυλίνδρου είναι μια ελαφρώς πιο περίπλοκη εργασία, για την οποία έπρεπε να εξετάσουμε ένα εγχειρίδιο σχεδίασης.

Η συγκόλληση λεπτής λαμαρίνας είναι μια λεπτή δουλειά, ειδικά αν χρησιμοποιείτε χειροκίνητη συγκόλληση τόξου όπως εμείς. Ίσως για αυτό το έργο θα ταίριαζε καλύτερασυγκόλληση με μη αναλώσιμο ηλεκτρόδιο βολφραμίου σε περιβάλλον αργού, αλλά ο εξοπλισμός για αυτό είναι σπάνιος και απαιτεί συγκεκριμένες δεξιότητες.

Η επιλογή του μετάλλου είναι ένα πολύ λεπτό θέμα. Από την άποψη της αντοχής στη θερμότητα, ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ο καταλληλότερος για τους σκοπούς μας, αλλά για πρώτη φορά είναι καλύτερο να χρησιμοποιούμε μαύρο χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: είναι ευκολότερο να σχηματιστεί και να συγκολληθεί. Το ελάχιστο πάχος ενός φύλλου που μπορεί να αντέξει τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου είναι 0,6 mm. Όσο πιο λεπτός είναι ο χάλυβας, τόσο πιο εύκολο είναι να σχηματιστεί και τόσο πιο δύσκολη είναι η συγκόλληση. Διαλέξαμε ένα φύλλο πάχους 1 mm και, όπως φαίνεται, είχαμε δίκιο.

Ακόμα κι αν το μηχάνημα συγκόλλησης μπορεί να λειτουργήσει σε λειτουργία κοπής πλάσματος, μην το χρησιμοποιείτε για να κόψετε μηχανές κοπής: οι άκρες των εξαρτημάτων που έχουν υποστεί επεξεργασία με αυτόν τον τρόπο δεν θα συγκολληθούν καλά. Ψαλίδι χειρός για μέταλλο επίσης δεν είναι η καλύτερη επιλογή, αφού λυγίζουν τις άκρες των τεμαχίων. Το ιδανικό εργαλείο είναι το ηλεκτρικό ψαλίδι, που κόβει φύλλα χιλιοστού σαν ρολόι.

Για να λυγίσετε ένα φύλλο σε έναν σωλήνα, υπάρχει ένα ειδικό εργαλείο - κύλινδροι ή κάμψη φύλλου. Ανήκει στον επαγγελματικό εξοπλισμό παραγωγής και επομένως είναι απίθανο να βρεθεί στο γκαράζ σας. Μια μέγγενη θα σας βοηθήσει να λυγίσετε έναν αξιοπρεπή σωλήνα.

Η διαδικασία συγκόλλησης μετάλλου μεγέθους χιλιοστού με μια μηχανή συγκόλλησης πλήρους μεγέθους απαιτεί κάποια εμπειρία. Κρατώντας ελαφρά το ηλεκτρόδιο σε ένα σημείο, είναι εύκολο να κάψετε μια τρύπα στο τεμάχιο εργασίας. Κατά τη συγκόλληση, μπορεί να μπουν φυσαλίδες αέρα στη ραφή, οι οποίες στη συνέχεια θα διαρρεύσουν. Επομένως, είναι λογικό να τρίβουμε τη ραφή με ένα μύλο σε ελάχιστο πάχος, ώστε οι φυσαλίδες να μην παραμένουν μέσα στη ραφή, αλλά να γίνονται ορατές.

Στα επόμενα επεισόδια

Δυστυχώς, είναι αδύνατο να περιγραφούν όλες οι αποχρώσεις του έργου σε ένα άρθρο. Είναι γενικά αποδεκτό ότι αυτά τα έργα απαιτούν επαγγελματικά προσόντα, αλλά με τη δέουσα επιμέλεια, όλα αυτά είναι προσβάσιμα από έναν ερασιτέχνη. Εμείς, οι δημοσιογράφοι, ενδιαφερόμασταν να κατακτήσουμε νέες ειδικότητες εργασίας και για αυτό διαβάσαμε σχολικά βιβλία, συμβουλευτήκαμε επαγγελματίες και κάναμε λάθη.

Μας άρεσε το σώμα που συγκολλήσαμε. Είναι ωραίο να το βλέπεις, είναι ωραίο να το κρατάς στα χέρια σου. Σας συμβουλεύουμε λοιπόν ειλικρινά να αναλάβετε μια τέτοια εργασία. Στο επόμενο τεύχος του περιοδικού θα σας πούμε πώς να φτιάξετε ένα σύστημα ανάφλεξης και να ξεκινήσετε έναν παλμικό κινητήρα χωρίς βαλβίδες.

Το Γραφείο Πειραματικού Σχεδιασμού Lyulka ανέπτυξε, κατασκεύασε και δοκίμασε ένα πρωτότυπο μιας μηχανής έκρηξης με παλμικό συντονισμό με καύση δύο σταδίων ενός μίγματος κηροζίνης-αέρα. Όπως αναφέρθηκε, η μέση μετρούμενη ώθηση του κινητήρα ήταν περίπου εκατό κιλά και η διάρκεια της συνεχούς λειτουργίας ήταν μεγαλύτερη από δέκα λεπτά. Μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους, το Γραφείο Σχεδίασης σκοπεύει να κατασκευάσει και να δοκιμάσει έναν παλμικό εκρηκτικό κινητήρα πλήρους μεγέθους.

Σύμφωνα με τον επικεφαλής σχεδιαστή του Γραφείου Σχεδιασμού Lyulka, Alexander Tarasov, κατά τη διάρκεια των δοκιμών, προσομοιώθηκαν τρόποι λειτουργίας που χαρακτηρίζουν τους κινητήρες turbojet και ramjet. Μετρημένες τιμές ειδικής ώσης και συγκεκριμένη κατανάλωσητα καύσιμα ήταν 30-50 τοις εκατό καλύτερα από τους συμβατικούς κινητήρες που αναπνέουν αέρα. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, ο νέος κινητήρας άνοιγε και σβήνε επανειλημμένα, καθώς και έλεγχος πρόσφυσης.

Με βάση την έρευνα που διεξήχθη, τα δεδομένα που προέκυψαν από τις δοκιμές, καθώς και την ανάλυση σχεδιασμού κυκλώματος, το Γραφείο Σχεδιασμού Lyulka σκοπεύει να προτείνει την ανάπτυξη μιας ολόκληρης οικογένειας παλλόμενων εκρήξεων κινητήρες αεροσκαφών. Ειδικότερα, μπορούν να δημιουργηθούν κινητήρες μικρής διάρκειας ζωής για μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα και πυραύλους και κινητήρες αεροσκαφών για υπερηχητικές πτήσεις κρουαζιέρας.

Στο μέλλον, με βάση τις νέες τεχνολογίες, κινητήρες για πυραυλικά και διαστημικά συστήματα και σε συνδυασμό σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςαεροσκάφη ικανά να πετούν στην ατμόσφαιρα και πέρα ​​από αυτήν.

Σύμφωνα με το γραφείο σχεδιασμού, οι νέοι κινητήρες θα αυξήσουν την αναλογία ώσης προς βάρος των αεροσκαφών κατά 1,5-2 φορές. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε τέτοιους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, το εύρος πτήσης ή το βάρος των όπλων των αεροσκαφών μπορεί να αυξηθεί κατά 30-50 τοις εκατό. Ταυτόχρονα, το ειδικό βάρος των νέων κινητήρων θα είναι 1,5-2 φορές μικρότερο από αυτό των συμβατικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής αεριωθουμένων.

Το γεγονός ότι διεξάγονται εργασίες στη Ρωσία για τη δημιουργία μιας παλλόμενης μηχανής έκρηξης τον Μάρτιο του 2011. Αυτό δήλωσε τότε ο Ilya Fedorov, διευθύνων σύμβουλος της ένωσης έρευνας και παραγωγής Saturn, η οποία περιλαμβάνει το Γραφείο Σχεδιασμού Lyulka. Ο Fedorov δεν διευκρίνισε ποιος τύπος μηχανής εκρηκτικότητας συζητείται.

Επί του παρόντος, είναι γνωστοί τρεις τύποι παλλόμενων κινητήρων: βαλβίδα, χωρίς βαλβίδες και έκρηξη. Η αρχή λειτουργίας αυτών των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι η περιοδική παροχή καυσίμου και οξειδωτικού στον θάλαμο καύσης, όπου το μίγμα καυσίμου αναφλέγεται και τα προϊόντα καύσης ρέουν έξω από το ακροφύσιο για να σχηματίσουν ώθηση πίδακα. Η διαφορά από τους συμβατικούς κινητήρες αεριωθουμένων είναι η εκρηκτική καύση του μείγματος καυσίμου, στην οποία απλώνεται το μέτωπο της καύσης μεγαλύτερη ταχύτηταήχος.

Η παλλόμενη μηχανή που αναπνέει αέρα εφευρέθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Σουηδό μηχανικό Martin Wiberg. Ένας παλλόμενος κινητήρας θεωρείται απλός και φθηνός στην κατασκευή, αλλά λόγω των χαρακτηριστικών της καύσης καυσίμου είναι αναξιόπιστος. Ο νέος τύπος κινητήρα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην παραγωγή κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου στους γερμανικούς πυραύλους κρουζ V-1. Εξοπλίστηκαν με τον κινητήρα Argus As-014 της Argus-Werken.

Επί του παρόντος, πολλές μεγάλες αμυντικές εταιρείες στον κόσμο ασχολούνται με έρευνα για την ανάπτυξη κινητήρων υψηλής απόδοσης παλμικού αεριωθούμενου. Ειδικότερα, τις εργασίες πραγματοποιεί η γαλλική εταιρεία SNECMA and American General Electricκαι Pratt & Whitney. Το 2012, το Εργαστήριο Έρευνας του Ναυτικού των ΗΠΑ ανακοίνωσε την πρόθεσή του να αναπτύξει έναν κινητήρα περιστροφικής έκρηξης, ο οποίος θα αντικαταστήσει τους συμβατικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων στα πλοία.

Οι κινητήρες περιστροφικής έκρηξης διαφέρουν από τους παλλόμενους στο ότι η εκρηκτική καύση του μείγματος καυσίμου σε αυτούς συμβαίνει συνεχώς - το μέτωπο καύσης κινείται στον δακτυλιοειδές θάλαμο καύσης, στον οποίο μίγμα καυσίμουενημερώνεται συνεχώς.