เครื่องยนต์ระเบิด. ความสำเร็จและโอกาส เครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจ

อากาศเป็นจังหวะ- เครื่องยนต์ไอพ่น(PuVRD) เป็นหนึ่งในสามประเภทหลักของเครื่องยนต์เจ็ทแอร์ (VRD) ซึ่งเป็นลักษณะการทำงานที่เร้าใจ การเต้นเป็นจังหวะทำให้เกิดเสียงที่มีลักษณะเฉพาะและดังมาก ซึ่งง่ายต่อการจดจำมอเตอร์เหล่านี้ ไม่เหมือนแบบอื่นๆ หน่วยพลังงาน PUVRD มีการออกแบบที่เรียบง่ายที่สุดและน้ำหนักเบา

โครงสร้างและหลักการทำงานของ PuVRD

สั่น เครื่องยนต์ไอพ่นเป็นช่องกลวงเปิดทั้งสองด้าน ในอีกด้านหนึ่งที่ทางเข้ามีการติดตั้งช่องอากาศเข้าด้านหลังเป็นหน่วยฉุดลากพร้อมวาล์วจากนั้นจะมีห้องเผาไหม้หนึ่งห้องหรือมากกว่าและหัวฉีดที่กระแสเจ็ทไหลออก เนื่องจากการทำงานของเครื่องยนต์เป็นแบบวัฏจักร วัฏจักรหลักจึงสามารถแยกแยะได้:

• จังหวะไอดีในระหว่างที่วาล์วทางเข้าเปิดและอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ภายใต้การกระทำของสุญญากาศในนั้น ในเวลาเดียวกัน เชื้อเพลิงจะถูกฉีดผ่านหัวฉีด ส่งผลให้มีประจุเชื้อเพลิง
• ค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงที่เกิดขึ้นจะถูกจุดประกายโดยประกายไฟของหัวเทียนในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ก๊าซแรงดันสูงจะเกิดขึ้นภายใต้การกระทำที่วาล์วไอดีปิด
• เมื่อปิดวาล์ว ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะออกจากหัวฉีดโดยให้แรงขับของไอพ่น ในเวลาเดียวกัน สูญญากาศจะเกิดขึ้นในห้องเผาไหม้เมื่อก๊าซไอเสียออก วาล์วทางเข้าจะเปิดขึ้นโดยอัตโนมัติและปล่อยให้อากาศส่วนใหม่เข้ามา

วาล์วไอดีของเครื่องยนต์อาจมีการออกแบบและรูปลักษณ์ที่แตกต่างกัน อีกทางหนึ่งสามารถทำได้ในรูปแบบของมู่ลี่ - แผ่นสี่เหลี่ยมที่ติดตั้งบนเฟรมซึ่งเปิดและปิดภายใต้การกระทำของแรงดันตก อีกรูปแบบหนึ่งมีรูปร่างเหมือนดอกไม้ที่มี "กลีบ" โลหะเรียงเป็นวงกลม ตัวเลือกแรกมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่ตัวเลือกที่สองมีขนาดกะทัดรัดกว่าและใช้กับโครงสร้างขนาดเล็กได้ เช่น ในการสร้างแบบจำลองเครื่องบิน

เชื้อเพลิงถูกจ่ายโดยหัวฉีดที่มีเช็ควาล์ว เมื่อความดันในห้องเผาไหม้ลดลง เชื้อเพลิงส่วนหนึ่งจะถูกจ่ายไป เมื่อความดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเผาไหม้และการขยายตัวของก๊าซ การจ่ายเชื้อเพลิงจะหยุดลง ในบางกรณี ตัวอย่างเช่น ในเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานต่ำจากรุ่นเครื่องบิน อาจไม่มีหัวฉีด และระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงในเวลาเดียวกันนั้นคล้ายกับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์

หัวเทียนอยู่ในห้องเผาไหม้ มันสร้างชุดของการปล่อยประจุ และเมื่อความเข้มข้นของเชื้อเพลิงในส่วนผสมถึงค่าที่ต้องการ ประจุเชื้อเพลิงจะติดไฟ เนื่องจากเครื่องยนต์มีขนาดเล็ก ผนังเหล็กจึงร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วระหว่างการทำงาน และสามารถจุดไฟให้กับส่วนผสมของเชื้อเพลิงและเทียนได้

เข้าใจได้ง่ายว่าในการสตาร์ท PUVRD จำเป็นต้องมี "การผลัก" เริ่มต้น ซึ่งอากาศส่วนแรกเข้าสู่ห้องเผาไหม้ กล่าวคือ เครื่องยนต์ดังกล่าวจำเป็นต้องเร่งความเร็วล่วงหน้า

ประวัติความเป็นมาของการสร้าง

การพัฒนา PuVRD ที่จดทะเบียนอย่างเป็นทางการครั้งแรกเป็นของช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ในยุค 60 นักประดิษฐ์สองคนพร้อมกันโดยเป็นอิสระจากกันสามารถได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์ประเภทใหม่ ชื่อของนักประดิษฐ์เหล่านี้คือ Teleshov N.A. และชาร์ลส์ เดอ ลูฟริเยร์ ในเวลานั้นการพัฒนาของพวกเขาไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่เมื่อต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อพวกเขามองหาเครื่องยนต์ลูกสูบทดแทนสำหรับเครื่องบิน นักออกแบบชาวเยอรมันให้ความสนใจ PuVRD ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ชาวเยอรมันใช้ขีปนาวุธ FAU-1 ที่ติดตั้ง PuVRD อย่างแข็งขัน ซึ่งอธิบายได้จากความเรียบง่ายของการออกแบบหน่วยกำลังนี้และต้นทุนที่ต่ำ แม้ว่าในแง่ของประสิทธิภาพแล้ว มันยังด้อยกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ . นี่เป็นครั้งแรกและครั้งเดียวในประวัติศาสตร์ที่ใช้เครื่องยนต์ประเภทนี้ใน การผลิตจำนวนมากอากาศยาน.

หลังจากสิ้นสุดสงคราม PuVRDs ยังคงอยู่ "ในกิจการทหาร" ซึ่งพวกเขาถูกใช้เป็นหน่วยพลังงานสำหรับขีปนาวุธอากาศสู่พื้น แต่เมื่อเวลาผ่านไป พวกเขาสูญเสียตำแหน่งเนื่องจากการจำกัดความเร็ว ความจำเป็นในการเร่งความเร็วเริ่มต้น และประสิทธิภาพต่ำ ตัวอย่างการใช้ PuVRD ได้แก่ ขีปนาวุธ Fi-103, 10X, 14X, 16X, JB-2 ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีความสนใจในเครื่องยนต์เหล่านี้ขึ้นใหม่มีการพัฒนาใหม่ ๆ ที่มุ่งปรับปรุงเพื่อที่ว่าในอนาคตอันใกล้ PUVRD จะกลายเป็นความต้องการในการบินทหารอีกครั้ง ในขณะนี้ เครื่องยนต์พัลส์เจ็ทกลับมามีชีวิตอีกครั้งในด้านการสร้างแบบจำลอง ด้วยการใช้วัสดุก่อสร้างที่ทันสมัยในการดำเนินการ

คุณสมบัติของ PUVRD

คุณสมบัติหลักของ PuVRD ซึ่งแตกต่างจาก turbojet (TRD) "ญาติสนิท" และเครื่องยนต์ ramjet (ramjet) คือการมีอยู่ วาล์วทางเข้าที่หน้าห้องเผาไหม้ เป็นวาล์วนี้ที่ไม่อนุญาตให้ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ย้อนกลับโดยกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ผ่านหัวฉีด ในมอเตอร์ประเภทอื่น ไม่จำเป็นต้องใช้วาล์ว เพราะอากาศจะเข้าสู่ห้องเผาไหม้ภายใต้แรงดันอยู่แล้วเนื่องจากการบีบอัดล่วงหน้า เมื่อมองแวบแรก ความแตกต่างเล็กน้อยที่ไม่มีนัยสำคัญมีบทบาทอย่างมากในการทำงานของ PWR จากมุมมองของอุณหพลศาสตร์

ข้อแตกต่างประการที่สองจากเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทคือการทำงานแบบวัฏจักร เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท กระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงเกิดขึ้นเกือบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่าแรงขับของไอพ่นที่ราบรื่นและสม่ำเสมอ PUVRD ทำงานเป็นวงกลม ทำให้เกิดความผันผวนภายในโครงสร้าง เพื่อให้ได้แอมพลิจูดสูงสุด จำเป็นต้องซิงโครไนซ์การสั่นขององค์ประกอบทั้งหมด ซึ่งสามารถทำได้โดยการเลือกความยาวหัวฉีดที่ต้องการ

แอร์เจ็ทแบบพัลซิ่งต่างจากแรมเจ็ตตรงที่สามารถทำงานได้แม้ที่ความเร็วต่ำและอยู่ในตำแหน่งหยุดนิ่ง นั่นคือเมื่อไม่มีกระแสลมไหลเข้ามา จริงอยู่ การทำงานในโหมดนี้ไม่สามารถให้ปริมาณแรงขับเจ็ทที่จำเป็นสำหรับการเปิดตัว ดังนั้น เครื่องบินและขีปนาวุธที่ติดตั้ง PuVRD จึงต้องมีการเร่งความเร็วเริ่มต้น

วิดีโอสั้นๆ เกี่ยวกับการเปิดตัวและการทำงานของ PuVRD

ประเภทของ puwrje

นอกจาก PUVRD ปกติในรูปแบบของช่องตรงที่มีวาล์วทางเข้าตามที่อธิบายไว้ข้างต้นแล้วยังมีหลากหลายรูปแบบ: ไม่มีวาล์วและการระเบิด

PUVRD แบบไม่มีวาล์วตามความหมายของชื่อนั้นไม่มีวาล์วทางเข้า สาเหตุของรูปลักษณ์และการใช้งานเป็นเพราะวาล์วค่อนข้างมาก ส่วนที่เปราะบางซึ่งสลายไปอย่างรวดเร็ว ในเวอร์ชันเดียวกัน "ลิงก์ที่อ่อนแอ" จะถูกกำจัดและยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ การออกแบบ PUVRD แบบไม่มีวาล์วเป็นรูปตัวยูโดยให้ปลายชี้ไปข้างหลังตามแนวแรงขับของเครื่องบินไอพ่น ช่องหนึ่งยาวกว่า "รับผิดชอบ" สำหรับการลาก ประการที่สองสั้นกว่าอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ผ่านมันและในระหว่างการเผาไหม้และการขยายตัวของก๊าซที่ใช้งานได้บางคนออกจากช่องทางนี้ การออกแบบนี้ช่วยให้ระบายอากาศได้ดียิ่งขึ้นในห้องเผาไหม้ ป้องกันการรั่วไหลของประจุเชื้อเพลิงผ่านวาล์วทางเข้า และสร้างแรงขับเพิ่มเติมถึงแม้จะไม่มีนัยสำคัญก็ตาม

ไม่มีรุ่นวาล์ว
HPP .รูปตัวยูไม่มีวาล์ว

การระเบิด PUVRD ถือว่าการเผาไหม้ของประจุเชื้อเพลิงในโหมดการระเบิด การระเบิดทำให้ความดันของผลิตภัณฑ์เผาไหม้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในห้องเผาไหม้ที่ปริมาตรคงที่ และปริมาตรเองก็เพิ่มขึ้นเมื่อก๊าซเคลื่อนผ่านหัวฉีด ในกรณีนี้ ค่าความร้อน ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไม่เพียงแต่กับ PUVRD ทั่วไป แต่ยังรวมถึงเครื่องยนต์อื่นๆ ด้วย ปัจจุบันมอเตอร์ชนิดนี้ไม่ได้ใช้งานแต่อยู่ในขั้นตอนของการพัฒนาและวิจัย

การระเบิด PURVD

ข้อดีและข้อเสียของ PuVRD, ขอบเขต

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องยนต์เจ็ทแบบพัลซิ่งถือได้ว่าเป็นข้อดี การออกแบบที่เรียบง่ายซึ่งนำไปสู่ต้นทุนที่ต่ำ เป็นคุณสมบัติที่กลายมาเป็นเหตุผลสำหรับใช้เป็นหน่วยกำลังบนขีปนาวุธทางทหาร เครื่องบินไร้คนขับ เป้าหมายการบิน ซึ่งไม่สำคัญว่าความทนทานและซูเปอร์สปีดเป็นสิ่งสำคัญ แต่ความสามารถในการติดตั้งมอเตอร์ที่เรียบง่าย น้ำหนักเบา และราคาถูกที่สามารถพัฒนาได้ตามต้องการ ความเร็วและส่งวัตถุไปยังเป้าหมาย คุณสมบัติเดียวกันนี้ทำให้ PuVRD เป็นที่นิยมในหมู่แฟน ๆ ของการสร้างแบบจำลองเครื่องบิน แสงและ เครื่องยนต์ขนาดกะทัดรัดซึ่งหากต้องการสามารถทำเองหรือซื้อได้ที่ ราคาสมเหตุสมผล, เหมาะสำหรับเครื่องบินรุ่น

PuVRD มีข้อบกพร่องมากมาย: ระดับเสียงที่เพิ่มขึ้นระหว่างการทำงาน, การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ไม่ประหยัด, การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์, ความเร็วที่จำกัด, ช่องโหว่ขององค์ประกอบโครงสร้างบางอย่าง เช่น วาล์วทางเข้า แต่ถึงแม้จะมีรายการข้อเสียที่น่าประทับใจ PUVRD ก็ยังขาดไม่ได้ในกลุ่มผู้บริโภค เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์ "ครั้งเดียว" เมื่อไม่จำเป็นต้องติดตั้งหน่วยพลังงานที่มีประสิทธิภาพ ทรงพลัง และประหยัดมากขึ้น

คุณรู้หรือไม่ว่าถ้าคุณใส่แอลกอฮอล์แห้งลงในท่อที่งอโดยส่วนโค้ง เป่าด้วยลมจากคอมเพรสเซอร์และจ่ายก๊าซจากกระบอกสูบ มันก็จะบ้าระห่ำ จะตะโกนดังกว่านักสู้ที่ออกตัวแล้วหน้าแดงด้วยความโกรธ? นี่เป็นตัวอย่าง แต่ใกล้เคียงกับคำอธิบายความจริงของการทำงานของเครื่องยนต์พัลส์เจ็ทแบบไม่มีวาล์ว ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ไอพ่นจริงที่ใครๆ ก็สร้างขึ้นได้

แผนภูมิวงจรรวม Valveless PUVRD ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ วาล์วของมันคือด้านหน้าของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง

Sergey Apresov Dmitry Goryachkin

PUVRD ที่ไม่มีวาล์วคือการออกแบบที่น่าทึ่ง ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว คอมเพรสเซอร์ กังหัน วาล์ว PUVRD ที่ง่ายที่สุดสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ระบบจุดระเบิด เครื่องยนต์นี้สามารถทำงานบนอะไรก็ได้: เปลี่ยนถังโพรเพนด้วยน้ำมันเบนซินหนึ่งกระป๋อง แล้วเครื่องยนต์จะเต้นเป็นจังหวะและผลิตแรงขับต่อไป น่าเสียดายที่ HPJE ล้มเหลวในการบิน แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้พวกเขาได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังว่าเป็นแหล่งความร้อนในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ และในกรณีนี้ เครื่องยนต์ทำงานโดยใช้ฝุ่นกราไฟต์ ซึ่งก็คือเชื้อเพลิงแข็ง

สุดท้ายนี้ หลักการเบื้องต้นของการทำงานของเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะทำให้มันค่อนข้างไม่แยแสกับความแม่นยำในการผลิต ดังนั้นการผลิต PuVRD จึงเป็นงานอดิเรกที่โปรดปรานสำหรับผู้ที่ไม่สนใจงานอดิเรกทางเทคนิค รวมถึงนักสร้างโมเดลเครื่องบินและช่างเชื่อมสามเณร

แม้จะเรียบง่ายแต่ PuVRD ยังคงเป็นเครื่องยนต์ไอพ่น การประกอบในเวิร์กช็อปที่บ้านนั้นยากมาก และมีความแตกต่างและข้อผิดพลาดมากมายในกระบวนการนี้ ดังนั้นเราจึงตัดสินใจสร้างมาสเตอร์คลาสของเราแบบหลายส่วน: ในบทความนี้ เราจะพูดถึงหลักการทำงานของ PuVRD และบอกวิธีสร้างเคสเครื่องยนต์ เนื้อหาในฉบับต่อไปจะทุ่มเทให้กับระบบจุดระเบิดและขั้นตอนการสตาร์ท สุดท้ายนี้ ในประเด็นใดประเด็นหนึ่งต่อไปนี้ เราจะติดตั้งมอเตอร์ของเราบนแชสซีที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองเพื่อแสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์สามารถยึดเกาะถนนได้อย่างแท้จริง

จากความคิดของรัสเซียสู่จรวดเยอรมัน

การประกอบเครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจเป็นที่น่าพอใจอย่างยิ่ง โดยรู้ว่าหลักการทำงานของ PuVRD ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Nikolai Teleshov นักประดิษฐ์ชาวรัสเซียเป็นครั้งแรกในปี 1864 ผลงานของเอ็นจิ้นปฏิบัติการตัวแรกนั้นมาจากรัสเซีย - วลาดิมีร์คาราโวดิน จุดสูงสุดการพัฒนา PuVRD ถือเป็นขีปนาวุธล่องเรือ V-1 ที่มีชื่อเสียงซึ่งให้บริการกับกองทัพเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองอย่างถูกต้อง

เพื่อให้การทำงานเป็นไปอย่างราบรื่นและปลอดภัย เราได้ทำความสะอาดแผ่นโลหะล่วงหน้าจากฝุ่นและสนิมด้วยเครื่องเจียร ขอบของแผ่นงานและชิ้นส่วนต่างๆ มักจะคมมากและเต็มไปด้วยเสี้ยน ดังนั้นคุณต้องทำงานกับโลหะด้วยถุงมือเท่านั้น

แน่นอนว่าเรากำลังพูดถึงเครื่องยนต์ที่มีจังหวะวาล์วซึ่งมีหลักการทำงานที่ชัดเจนจากรูป วาล์วที่ทางเข้าไปยังห้องเผาไหม้ส่งอากาศเข้าไปอย่างอิสระ เชื้อเพลิงถูกจ่ายไปยังห้องเพาะเลี้ยงทำให้เกิดส่วนผสมที่ติดไฟได้ เมื่อหัวเทียนจุดประกายส่วนผสม แรงดันส่วนเกินในห้องเผาไหม้จะปิดวาล์ว ก๊าซที่ขยายตัวจะถูกส่งตรงไปยังหัวฉีด ทำให้เกิดแรงขับของไอพ่น การเคลื่อนที่ของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ทำให้เกิดสุญญากาศทางเทคนิคในห้องเพาะเลี้ยง เนื่องจากวาล์วจะเปิดขึ้นและอากาศจะถูกดูดเข้าไปในห้องเพาะเลี้ยง

ไม่เหมือนกับเครื่องยนต์ turbojet ส่วนผสมจะไม่เผาไหม้อย่างต่อเนื่องใน PuVRD แต่ใน โหมดชีพจร. สิ่งนี้จะอธิบายลักษณะเฉพาะของเสียงรบกวนความถี่ต่ำของมอเตอร์ที่เต้นเป็นจังหวะ ซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ในการบินพลเรือน จากมุมมองของประสิทธิภาพ PuVRD ยังแพ้ TRDs: แม้จะมีอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักที่น่าประทับใจ (หลังจากนั้น PuVRD มีชิ้นส่วนขั้นต่ำ) อัตราส่วนการอัดในพวกมันถึง 1.2:1 อย่างมากที่สุด ดังนั้นเชื้อเพลิง เผาไหม้อย่างไม่มีประสิทธิภาพ

ก่อนไปเวิร์คช็อป เราวาดบนกระดาษและตัดแม่แบบสำหรับชิ้นส่วนขนาดเต็ม เหลือเพียงการวนวงกลมด้วยเครื่องหมายถาวรเพื่อให้ได้มาร์กอัปสำหรับการตัด

แต่ PUVRD นั้นมีค่ามากสำหรับงานอดิเรก เนื่องจากพวกมันสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้วาล์วเลย โดยหลักการแล้วการออกแบบของเครื่องยนต์ดังกล่าวเป็นห้องเผาไหม้ที่มีท่อทางเข้าและทางออกเชื่อมต่ออยู่ ท่อทางเข้าสั้นกว่าทางออกมาก วาล์วในเครื่องยนต์นั้นไม่มีอะไรเลยนอกจากด้านหน้าของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

ส่วนผสมที่ติดไฟได้ใน PuVRD จะเผาไหม้ออกด้วยความเร็วแบบเปรี้ยงปร้าง การเผาไหม้ดังกล่าวเรียกว่า deflagration (ตรงกันข้ามกับการเผาไหม้ด้วยความเร็วเหนือเสียง - การระเบิด) เมื่อส่วนผสมติดไฟ ก๊าซที่ติดไฟได้จะหลบหนีออกจากท่อทั้งสอง นั่นคือเหตุผลที่ท่อทั้งขาเข้าและขาออกมีทิศทางเดียวกันและมีส่วนร่วมในการสร้างแรงขับของไอพ่น แต่เนื่องจากความแตกต่างของความยาวในขณะที่แรงดันในท่อทางเข้าลดลงพวกเขายังคงเคลื่อนที่ไปตามท่อทางออก ควันไฟจราจร. พวกเขาสร้างสุญญากาศในห้องเผาไหม้ และอากาศถูกดูดเข้าไปในนั้นผ่านทางท่อเข้า ส่วนหนึ่งของก๊าซจากท่อทางออกจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ภายใต้การกระทำของการทำให้หายาก พวกเขาบีบอัดส่วนใหม่ของส่วนผสมที่ติดไฟได้และจุดไฟ

เมื่อทำงานกับกรรไกรไฟฟ้า ศัตรูหลักคือการสั่นสะเทือน ดังนั้นชิ้นงานจะต้องยึดอย่างแน่นหนาด้วยแคลมป์ หากจำเป็น คุณสามารถลดแรงสั่นสะเทือนด้วยมือได้อย่างระมัดระวัง

เครื่องยนต์ที่ไร้วาล์วนั้นไม่โอ้อวดและมีเสถียรภาพ ไม่ต้องใช้ระบบจุดระเบิดเพื่อรักษาการทำงาน เนื่องจากหายาก ทำให้ดูดอากาศในบรรยากาศโดยไม่ต้องเพิ่มแรงดันเพิ่มเติม หากคุณสร้างมอเตอร์ด้วยเชื้อเพลิงเหลว (เพื่อความเรียบง่าย เราต้องการก๊าซโพรเพน) ท่อทางเข้าจะทำหน้าที่ของคาร์บูเรเตอร์เป็นประจำ โดยฉีดส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ ช่วงเวลาเดียวที่จำเป็นต้องใช้ระบบจุดระเบิดและบังคับบูสต์คือเมื่อสตาร์ทเครื่อง

การออกแบบของจีนการประกอบของรัสเซีย

มีการออกแบบทั่วไปหลายแบบสำหรับเครื่องยนต์พัลส์เจ็ท นอกเหนือจาก "ท่อรูปตัวยู" แบบคลาสสิกซึ่งผลิตได้ยากมากมักมี "เครื่องยนต์จีน" ที่มีห้องเผาไหม้ทรงกรวยซึ่งท่อทางเข้าขนาดเล็กเชื่อมเป็นมุมและ "เครื่องยนต์รัสเซีย ” ซึ่งมีลักษณะคล้ายท่อไอเสียรถยนต์ในการออกแบบ

ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่สามารถขึ้นรูปได้ง่ายรอบๆ ท่อ ส่วนใหญ่ทำด้วยมือเนื่องจากเอฟเฟกต์ของคันโยกและขอบของชิ้นงานถูกปัดด้วยค้อน มันจะดีกว่าที่จะสร้างขอบเพื่อให้เมื่อรวมกันเป็นระนาบ - ง่ายต่อการเชื่อม

ก่อนทำการทดลองกับการออกแบบ PUVRD ของคุณเอง ขอแนะนำอย่างยิ่งให้สร้างเครื่องยนต์ตามแบบสำเร็จรูป เนื่องจากส่วนและปริมาตรของห้องเผาไหม้ ท่อทางเข้าและทางออกจะกำหนดความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะโดยสมบูรณ์ หากไม่เป็นไปตามสัดส่วน เครื่องยนต์อาจไม่สตาร์ท ภาพวาดต่างๆ ของ PUVRD มีอยู่บนอินเทอร์เน็ต เราเลือกโมเดลที่เรียกว่า "Giant Chinese Engine" ซึ่งกำหนดขนาดไว้ที่แถบด้านข้าง

PUVRD มือสมัครเล่นทำจากแผ่นโลหะ เป็นที่ยอมรับในการใช้ท่อสำเร็จรูปในการก่อสร้าง แต่ไม่แนะนำให้ใช้ด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรกแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเลือกท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการ ยิ่งยากที่จะหาส่วนกรวยที่จำเป็น

การดัดโค้งของส่วนทรงกรวยนั้นใช้แรงงานคนทั้งหมด กุญแจสู่ความสำเร็จคือการจีบปลายกรวยแคบๆ รอบท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ทำให้รับน้ำหนักได้มากกว่าปลายกว้าง

ประการที่สอง ท่อมักจะมีผนังหนาและมีน้ำหนักเท่ากัน สำหรับเครื่องยนต์ที่ต้องมีอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักที่ดี เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ สุดท้าย ระหว่างการทำงาน เครื่องยนต์จะร้อนจัด หากการออกแบบใช้ท่อและข้อต่อที่ทำจากโลหะต่างกันที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่างกัน มอเตอร์จะมีอายุการใช้งานไม่นาน

ดังนั้นเราจึงเลือกเส้นทางที่แฟน ๆ ส่วนใหญ่ของ PuVRD เลือก - เพื่อสร้างตัวเครื่องจากแผ่นโลหะ และในทันใด เราก็พบกับอุปสรรค์: หันไปหามืออาชีพที่มีอุปกรณ์พิเศษ (เครื่องตัด CNC แบบน้ำ, ม้วนท่อ, การเชื่อมแบบพิเศษ) หรือติดอาวุธด้วยเครื่องมือที่ง่ายที่สุดและเครื่องเชื่อมทั่วไป ผ่านเส้นทางที่ยากลำบากของเครื่องยนต์สามเณร ผู้สร้างตั้งแต่ต้นจนจบ จบ. เราชอบตัวเลือกที่สอง

กลับไปที่โรงเรียน

สิ่งแรกที่ต้องทำคือการวาดรายละเอียดในอนาคต ในการทำเช่นนี้ คุณต้องจำเรขาคณิตของโรงเรียนและภาพวาดของมหาวิทยาลัยสักหน่อย การทำรีมเมอร์ของท่อทรงกระบอกนั้นง่ายพอๆ กับปลอกเปลือก - นี่คือรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ด้านหนึ่งเท่ากับความยาวของท่อ และส่วนที่สองคือเส้นผ่านศูนย์กลางคูณด้วย "pi" การคำนวณการพัฒนารูปกรวยที่ถูกตัดทอนหรือทรงกระบอกที่ถูกตัดทอนเป็นงานที่ยากกว่าเล็กน้อย ซึ่งเราต้องพิจารณาในหนังสือเรียนการวาดภาพ

การเชื่อมโลหะแผ่นบางเป็นงานที่ละเอียดอ่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณใช้การเชื่อมอาร์คแบบแมนนวลเหมือนที่เราทำ เป็นไปได้สำหรับงานนี้ เหมาะกว่าการเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดทังสเตนที่ไม่สิ้นเปลืองในสภาพแวดล้อมอาร์กอน แต่อุปกรณ์สำหรับมันหายากและต้องใช้ทักษะเฉพาะ

ทางเลือกของโลหะเป็นอย่างมาก เรื่องละเอียดอ่อน. ในแง่ของความทนทานต่อความร้อน เหล็กกล้าไร้สนิมเหมาะสำหรับจุดประสงค์ของเรามากที่สุด แต่เป็นครั้งแรกที่ดีกว่าที่จะใช้เหล็กคาร์บอนต่ำสีดำ: ขึ้นรูปและเชื่อมได้ง่ายกว่า ความหนาต่ำสุดของแผ่นที่สามารถทนต่ออุณหภูมิการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงคือ 0.6 มม. ยิ่งเหล็กยิ่งบาง ยิ่งขึ้นรูปง่าย และเชื่อมยากขึ้น เราเลือกแผ่นที่มีความหนา 1 มม. และดูเหมือนว่าตัดสินใจถูกต้องแล้ว

แม้ว่าเครื่องเชื่อมของคุณสามารถทำงานในโหมดตัดพลาสม่าได้ อย่าใช้มันเพื่อตัดรีมเมอร์: ขอบของชิ้นส่วนที่รับการรักษาด้วยวิธีนี้จะไม่สามารถเชื่อมได้ดี กรรไกรตัดโลหะ - ไม่ใช่ ทางเลือกที่ดีที่สุดขณะที่พวกเขางอขอบของช่องว่าง เครื่องมือในอุดมคติคือกรรไกรไฟฟ้าที่ตัดแผ่นมิลลิเมตรเหมือนเครื่องจักร

ในการดัดแผ่นให้เป็นท่อมีเครื่องมือพิเศษ - ลูกกลิ้งหรือเครื่องดัดแผ่น มันเป็นอุปกรณ์การผลิตระดับมืออาชีพ ดังนั้นจึงไม่น่าจะมีอยู่ในโรงรถของคุณ คีมจับจะช่วยดัดท่อที่เหมาะสม

กระบวนการเชื่อมโลหะ มม. กับเครื่องเชื่อมขนาดเต็มต้องใช้ประสบการณ์บ้าง จับอิเล็กโทรดไว้ในที่เดียวเล็กน้อย ทำให้เกิดรูในชิ้นงานได้ง่าย เมื่อทำการเชื่อม ฟองอากาศสามารถเข้าไปในรอยต่อ ซึ่งก็จะรั่วไหลออกมา ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะบดตะเข็บด้วยเครื่องบดให้มีความหนาน้อยที่สุดเพื่อไม่ให้ฟองอากาศอยู่ในตะเข็บ แต่จะมองเห็นได้

ในตอนต่อไป

น่าเสียดายที่ภายในกรอบของบทความหนึ่งไม่สามารถอธิบายความแตกต่างทั้งหมดของงานได้ เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่างานเหล่านี้ต้องมีคุณวุฒิวิชาชีพ แต่ด้วยความขยันเนื่องจากงานเหล่านี้สามารถเข้าถึงได้โดยมือสมัครเล่น เราซึ่งเป็นนักข่าวสนใจที่จะเรียนรู้การทำงานพิเศษแบบใหม่สำหรับตัวเราเอง และด้วยเหตุนี้ เราจึงอ่านหนังสือเรียน ปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญ และทำผิดพลาด

เราชอบกรณีที่เราเชื่อม มันเป็นเรื่องน่ายินดีเมื่อได้จับมันไว้ในมือ ดังนั้นเราจึงแนะนำให้คุณทำสิ่งนั้นอย่างจริงใจ ในนิตยสารฉบับต่อไป เราจะบอกคุณถึงวิธีสร้างระบบจุดระเบิดและใช้งานเครื่องยนต์พัลส์เจ็ทแบบไม่มีวาล์ว

บทที่ห้า

เครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจ

เมื่อมองแวบแรก ความเป็นไปได้ของการทำให้เครื่องยนต์เข้าใจง่ายขึ้นอย่างมากในช่วงเปลี่ยนผ่านเป็น ความเร็วสูงเที่ยวบินดูแปลกบางทีอาจไม่น่าเชื่อด้วยซ้ำ ประวัติศาสตร์การบินทั้งหมดยังคงพูดถึงสิ่งที่ตรงกันข้าม: การต่อสู้เพื่อเพิ่มความเร็วของการบินนำไปสู่ความซับซ้อนของเครื่องยนต์ ดังนั้นมันจึงเป็นกับเครื่องยนต์ลูกสูบ: เครื่องยนต์ทรงพลังเครื่องบินความเร็วสูงในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองมีความซับซ้อนมากกว่าเครื่องยนต์ที่ติดตั้งบนเครื่องบินในช่วงแรกของการพัฒนาการบิน สิ่งเดียวกันนี้กำลังเกิดขึ้นกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท: เพียงพอที่จะระลึกถึงปัญหาที่ซับซ้อนของการเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซที่อยู่ด้านหน้ากังหัน

และทันใดนั้นเอง การทำให้เครื่องยนต์เรียบง่ายขั้นพื้นฐานเช่นเดียวกับการกำจัดกังหันก๊าซอย่างสมบูรณ์ เป็นไปได้ไหม? คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์จะต้องถูกตั้งค่าให้หมุนวนอย่างไร - หลังจากที่ทั้งหมด เครื่องยนต์ turbojet ไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีการบีบอัดดังกล่าว?

แต่คอมเพรสเซอร์จำเป็นจริงหรือ? เป็นไปได้ไหมที่จะทำโดยไม่ใช้คอมเพรสเซอร์และให้การอัดอากาศที่จำเป็น?

ปรากฎว่ามีความเป็นไปได้ดังกล่าวอยู่ ไม่เพียงเท่านั้น: สามารถทำได้มากกว่าหนึ่งวิธี เครื่องยนต์แอร์เจ็ทซึ่งใช้วิธีใดวิธีหนึ่งที่ไม่มีการบีบอัดดังกล่าว การอัดอากาศได้พบการใช้งานจริงในการบิน นี่คือช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2487 ชาวลอนดอนได้ทำความคุ้นเคยกับอาวุธใหม่ของชาวเยอรมันเป็นครั้งแรก จากฝั่งตรงข้ามของช่องแคบ จากชายฝั่งของฝรั่งเศส เครื่องบินลำเล็กๆ ที่มีรูปร่างแปลก ๆ พร้อมเครื่องยนต์ที่ส่งเสียงดังกำลังพุ่งเข้าหาลอนดอน (รูปที่ 39) เครื่องบินแต่ละลำนั้นเป็นระเบิดลอยได้ - มันมีวัตถุระเบิดประมาณหนึ่งตัน ไม่มีนักบินใน "เครื่องบินหุ่นยนต์" เหล่านี้ พวกมันถูกควบคุมโดยอุปกรณ์อัตโนมัติและโดยอัตโนมัติ โฉบลงมาลอนดอนอย่างสุ่มสี่สุ่มห้า หว่านความตายและการทำลายล้าง พวกเขาเป็นเครื่องยิงจรวด

เครื่องยนต์ไอพ่นของโพรเจกไทล์ไม่มีคอมเพรสเซอร์ แต่กระนั้นก็พัฒนาแรงขับที่จำเป็นสำหรับการบินด้วยความเร็วสูง เครื่องยนต์พัลส์เจ็ทที่เรียกว่าเหล่านี้ทำงานอย่างไร

ควรสังเกตว่าในปี 1906 วิศวกรนักประดิษฐ์ชาวรัสเซีย V.V. Karavodin เสนอและในปี 1908 เขาได้สร้างและทดสอบเครื่องยนต์ที่เร้าใจคล้ายกับเครื่องยนต์สมัยใหม่ประเภทนี้

ข้าว. 39. เจ็ตโพรเจกไทล์ "เครื่องบินหุ่นยนต์" กว่า 8,000 ลำได้รับการปล่อยตัวโดยพวกนาซีในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อวางระเบิดลอนดอน

เพื่อทำความคุ้นเคยกับอุปกรณ์ของเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะ เราจะเข้าไปในสถานที่ของสถานีทดสอบของโรงงานที่ผลิตเครื่องยนต์ดังกล่าว อย่างไรก็ตาม มีการติดตั้งเครื่องยนต์ตัวหนึ่งบนแท่นทดสอบแล้ว และการทดสอบจะเริ่มขึ้นในไม่ช้า

ภายนอก เครื่องยนต์นี้เรียบง่าย - ประกอบด้วยท่อผนังบางสองท่อ ด้านหน้า - เส้นผ่านศูนย์กลางสั้นและใหญ่กว่า ด้านหลัง - เส้นผ่านศูนย์กลางยาวและเล็กกว่า ท่อทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยชิ้นส่วนทรานซิชันรูปกรวย ช่องเปิดทั้งด้านหน้าและด้านหลังของเครื่องยนต์เปิดอยู่ เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ - อากาศถูกดูดเข้าไปในเครื่องยนต์ผ่านรูด้านหน้า ก๊าซร้อนจะไหลออกสู่บรรยากาศผ่านรูด้านหลัง แต่แรงดันที่เพิ่มขึ้นนั้นจำเป็นสำหรับการทำงานที่สร้างขึ้นในเครื่องยนต์อย่างไร?

ลองดูเครื่องยนต์ผ่านช่องทางเข้า (รูปที่ 40) ปรากฎว่าด้านในด้านหลังทางเข้ามีตะแกรงขวางเครื่องยนต์ หากเรามองเข้าไปในเครื่องยนต์ผ่านช่องระบายอากาศ เราจะเห็นกระจังหน้าแบบเดียวกันอยู่ไกลๆ ไม่มีอะไรอื่นในเครื่องยนต์ มันกลับกลายเป็น ไม่ ดังนั้นตะแกรงนี้จึงเข้ามาแทนที่ทั้งคอมเพรสเซอร์และเทอร์ไบน์ของ turbojet หรือไม่? ตาราง "ผู้ทรงอำนาจ" นี้คืออะไร?

แต่เราถูกส่งสัญญาณผ่านหน้าต่างห้องสังเกตการณ์ - เราจำเป็นต้องออกจากกล่อง (นี่คือลักษณะห้องที่ปกติเรียกว่าห้องทดสอบ) ตอนนี้การทดสอบจะเริ่มขึ้น ไปนั่งที่แผงควบคุมข้างวิศวกรทดสอบกันเถอะ ที่นี่วิศวกรกดปุ่มสตาร์ท เชื้อเพลิงเริ่มไหลเข้าสู่ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ผ่านหัวฉีด - น้ำมันเบนซินซึ่งถูกจุดประกายทันทีด้วยประกายไฟฟ้าและลูกบอลก๊าซร้อนจะหลุดออกจากเต้าเสียบเครื่องยนต์ ลูกบอลอีกลูก อีกลูกหนึ่ง และตอนนี้เสียงป๊อบของแต่ละคนกลายเป็นเสียงก้องกังวาน ที่ได้ยินแม้ในห้องโดยสาร แม้จะมีฉนวนกันเสียงที่ดีก็ตาม

กลับไปชกมวยกันเถอะ เสียงคำรามคมตกลงมาที่เราทันทีที่เราเปิดประตู เครื่องยนต์สั่นสะเทือนอย่างรุนแรงและดูเหมือนว่าจะกำลังจะดับเครื่องภายใต้การกระทำของแรงขับที่พัฒนาขึ้น ไอพ่นของก๊าซร้อนจะไหลออกจากทางออก พุ่งเข้าไปยังช่องทางของอุปกรณ์ดูด เครื่องยนต์ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ระวังอย่าเอามือแตะตัวมัน - คุณจะไหม้!

ลูกศรบนหน้าปัดขนาดใหญ่ของอุปกรณ์สำหรับวัดแรงขับ - ไดนาโมมิเตอร์ที่ติดตั้งในอาคารเพื่อให้สามารถอ่านค่าได้ผ่านหน้าต่างของห้องสังเกตการณ์ซึ่งผันผวนไปรอบ ๆ รูปที่ 250 ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์พัฒนาแรงขับเท่ากับ 250 กิโลกรัม.แต่เราก็ยังไม่เข้าใจว่าเครื่องยนต์ทำงานอย่างไรและทำไมมันถึงพัฒนาแรงขับ ไม่มีคอมเพรสเซอร์ในเครื่องยนต์ และก๊าซหนีออกจากเครื่องยนต์ด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดการยึดเกาะ ซึ่งหมายความว่าแรงดันภายในเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้น แต่อย่างไร อะไรอัดอากาศ?

ข้าว. 40. เครื่องยนต์พัลส์เจ็ท:

เอ- แผนภาพ; ข- ไดอะแกรมการติดตั้งของ deflectors 1 และตารางอินพุต 2 (ในรูปด้านขวา ตะแกรงทางเข้าจะถูกลบออก); ใน - ด้านหน้าของเครื่องยนต์ G- อุปกรณ์ขัดแตะ

ครั้งนี้ แม้แต่มหาสมุทรสีเขียวของอากาศ ซึ่งเราเคยสังเกตการทำงานของใบพัดและเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทก่อนหน้านี้ ก็คงไม่ช่วยอะไรเรา ถ้าเราจะวางเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะที่มีผนังโปร่งใสในมหาสมุทรเช่นนั้น รูปภาพดังกล่าวก็จะปรากฏต่อหน้าเรา ที่ด้านหน้าของช่องระบายอากาศของเครื่องยนต์ อากาศที่มันดูดเข้าไป - ที่ด้านหน้าของรูนี้ กรวยที่เราคุ้นเคยก็ปรากฏขึ้น ซึ่งด้วยปลายที่แคบและมืดกว่า หันหน้าเข้าหาเครื่องยนต์ เครื่องบินเจ็ตไหลออกจากทางออกซึ่งมีสีเขียวเข้ม แสดงว่าความเร็วของก๊าซในไอพ่นนั้นสูง ภายในเครื่องยนต์ สีของอากาศจะค่อยๆ มืดลงเมื่อเคลื่อนเข้าหาทางออก ซึ่งหมายความว่าความเร็วลมจะเพิ่มขึ้น แต่ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น กระจังหน้าในเครื่องยนต์มีบทบาทอย่างไร? เรายังไม่สามารถตอบคำถามนี้ได้

ไม่กี่มหาสมุทรที่ได้รับความช่วยเหลือจากมหาสมุทรแห่งอากาศอื่น - สีแดงซึ่งเราใช้เมื่อศึกษาการทำงานของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท เราจะเชื่อเพียงว่าทันทีหลังตะแกรงสีของอากาศในเครื่องยนต์จะกลายเป็นสีแดงเข้มซึ่งหมายความว่าในสถานที่นี้อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้อธิบายได้ง่าย เนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเกิดขึ้นที่นี่อย่างเห็นได้ชัด เจ็ตสตรีมที่ไหลออกจากเครื่องยนต์ก็มีสีแดงเข้มเช่นกัน ซึ่งเป็นก๊าซร้อน แต่ทำไมก๊าซเหล่านี้จึงไหลออกจากเครื่องยนต์ด้วยความเร็วสูงขนาดนี้ เราไม่เคยรู้มาก่อน

บางทีปริศนาอาจจะถูกทำให้กระจ่างได้ถ้าเราใช้มหาสมุทรอากาศเทียมที่จะแสดงให้เราเห็นว่าความกดอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างไร ปล่อยให้มันเป็นตัวอย่างเช่นมหาสมุทรอากาศสีฟ้าและเพื่อให้สีของมันเป็นสีน้ำเงินเข้มยิ่งความกดอากาศมากขึ้น ด้วยความช่วยเหลือของมหาสมุทรนี้ เราจะพยายามค้นหาว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นนั้นเกิดขึ้นที่ใดและอย่างไรภายในเครื่องยนต์ ซึ่งทำให้ก๊าซไหลออกจากเครื่องยนต์ด้วยความเร็วสูงเช่นนี้ แต่อนิจจามหาสมุทรสีฟ้านี้ก็ไม่ได้ช่วยอะไรเรามากนักเช่นกัน เมื่อวางเครื่องยนต์ไว้ในมหาสมุทรแห่งอากาศ เราจะเห็นว่าอากาศที่อยู่ด้านหลังตะแกรงกลายเป็นสีน้ำเงินอย่างหนาแน่นในทันที ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์ถูกบีบอัดและแรงดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? เราจะยังไม่ได้รับคำตอบสำหรับคำถามนี้ จากนั้นในท่อทางออกยาว อากาศจะเปลี่ยนเป็นสีซีดอีกครั้ง จึงขยายตัวขึ้น เนื่องจากการขยายตัวนี้ทำให้ความเร็วของก๊าซออกจากเครื่องยนต์จึงสูงมาก

ความลับของการอัดอากาศ "ลึกลับ" ในเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะคืออะไร?

ความลับนี้สามารถคลี่คลายได้หากถ่ายทำด้วย "แว่นขยายแห่งเวลา" เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ในเครื่องยนต์ หากเครื่องยนต์วิ่งที่โปร่งใสถูกถ่ายภาพในมหาสมุทรสีฟ้าของอากาศ ถ่ายภาพหลายพันภาพต่อวินาที จากนั้นฟิล์มที่ได้จะแสดงที่ 24 เฟรมต่อวินาทีตามปกติ กระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในเครื่องยนต์จะค่อยๆ ปรากฏบนหน้าจอ . จึงไม่ยากที่จะเข้าใจว่าทำไมจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพิจารณากระบวนการเหล่านี้ในเอ็นจิ้นที่กำลังทำงาน - พวกมันติดตามกันอย่างรวดเร็วจนตาภายใต้สภาวะปกติไม่มีเวลาติดตามและแก้ไขเฉพาะปรากฏการณ์โดยเฉลี่ยบางอย่างเท่านั้น "แว่นขยายแห่งเวลา" ทำให้สามารถ "ช้าลง" กระบวนการเหล่านี้และทำให้สามารถศึกษากระบวนการเหล่านี้ได้

ที่นี่ในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ด้านหลังตะแกรงมีแฟลช - เชื้อเพลิงที่ฉีดแล้วติดไฟและความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (รูปที่ 41) แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นนี้จะไม่เกิดขึ้นแน่นอน หากห้องเผาไหม้ด้านหลังตะแกรงเชื่อมต่อโดยตรงกับบรรยากาศ แต่มันเชื่อมต่อกับท่อยาวและค่อนข้างแคบ: อากาศในท่อนี้ทำหน้าที่เป็นลูกสูบ ในขณะที่ "ลูกสูบ" นี้กำลังถูกเร่ง ความดันในห้องจะเพิ่มขึ้น แรงดันจะเพิ่มขึ้นอีกหากมีวาล์วบางชนิดที่ทางออกของห้องเพาะเลี้ยงที่ปิดลงในขณะที่แฟลช แต่วาล์วนี้ไม่น่าเชื่อถือมาก เพราะแก๊สร้อนจะล้างมัน

ข้าว. 41. นี่คือการทำงานของเครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจ:

เอ- มีน้ำมันเชื้อเพลิงวาวล์, วาล์วกระจังหน้าปิด; ข- มีการสร้างสุญญากาศในห้องเผาไหม้วาล์วเปิดออก ใน- อากาศเข้าสู่ห้องผ่านตะแกรงและผ่านท่อไอเสีย d - นี่คือความกดดันในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ที่ทำงานอยู่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

ภายใต้การกระทำของแรงดันที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้และก๊าซที่ยังคงเผาไหม้อย่างต่อเนื่องจะพุ่งออกสู่ชั้นบรรยากาศด้วยความเร็วสูง เรามาดูกันว่าก้อนก๊าซร้อนวิ่งไปตามท่อยาวไปยังทางออกได้อย่างไร แต่มันคืออะไร? ในห้องเผาไหม้ด้านหลังคอยล์นี้ ความดันลดลงในลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น หลังลูกสูบเคลื่อนที่ในกระบอกสูบ อากาศที่นั่นกลายเป็นสีฟ้าอ่อน ที่นี่เริ่มสว่างขึ้น และในที่สุดก็สว่างกว่ามหาสมุทรสีฟ้ารอบๆ เครื่องยนต์ ซึ่งหมายความว่ามีการสร้างสุญญากาศในห้องเพาะเลี้ยง ทันทีกลีบของวาล์วแผ่นเหล็กของตาข่ายซึ่งทำหน้าที่ปิดรูในนั้นจะถูกโค้งงอภายใต้ความกดดันของอากาศในบรรยากาศ รูในกระจังหน้าเปิดโล่งและมีอากาศบริสุทธิ์ไหลเข้าสู่เครื่องยนต์ เป็นที่ชัดเจนว่าหากปิดทางเข้าเครื่องยนต์ตามที่ศิลปินวาดภาพในการ์ตูน (รูปที่ 42) เครื่องยนต์จะไม่สามารถทำงานได้ ควรสังเกตว่าวาล์วตะแกรงเหล็กซึ่งดูเหมือนใบมีดโกนนิรภัยแบบบาง ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงชิ้นเดียวของเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะ มักจะจำกัดอายุการใช้งาน โดยจะล้มเหลวหลังจากใช้งานไปสองสามสิบนาที

ข้าว. 42. หากคุณหยุดการเข้าถึงอากาศไปยังเครื่องยนต์เจ็ทที่เต้นเป็นจังหวะ มันจะหยุดทันที (คุณสามารถ "ต่อสู้" ด้วยขีปนาวุธและอื่น ๆ ภาพวาดการ์ตูนที่วางไว้ในนิตยสารภาษาอังกฤษฉบับใดฉบับหนึ่งเกี่ยวกับการใช้ ขีปนาวุธโดยพวกนาซีเพื่อทิ้งระเบิดลอนดอน)

“ลูกสูบ” สีน้ำเงินเข้มของก๊าซร้อนเคลื่อนต่อไปตามท่อยาวไปยังทางออก อากาศบริสุทธิ์เข้าสู่เครื่องยนต์มากขึ้นเรื่อยๆ ผ่านตะแกรง แต่ก๊าซหนีออกจากท่อสู่ภายนอก เมื่อเราอยู่ในกล่องทดสอบ เราแทบจะไม่สามารถแยกแยะความพันกันของก๊าซร้อนในเครื่องเจ็ตได้ พวกมันไล่ตามกันอย่างรวดเร็ว ในเวลากลางคืน ในการบิน เครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะจะทิ้งเส้นประเรืองแสงที่มองเห็นได้ชัดเจนซึ่งเกิดจากก๊าซร้อนที่พันกัน (รูปที่ 43)

ข้าว. 43. เส้นประที่ส่องสว่างดังกล่าวทิ้งกระสุนปืนที่บินในเวลากลางคืนด้วยเครื่องยนต์เจ็ทที่เต้นเป็นจังหวะ

ทันทีที่ก๊าซออกจาก ท่อไอเสียเครื่องยนต์อากาศบริสุทธิ์จากบรรยากาศไหลเข้าสู่มันผ่านทางออก ตอนนี้พายุเฮอริเคนสองลูกกำลังพุ่งเข้าหากันในเครื่องยนต์ กระแสลมสองทาง หนึ่งในนั้นเข้าทางช่องลมเข้าและกระจังหน้า อีกทางหนึ่งผ่านทางออกเครื่องยนต์ อีกครู่หนึ่ง ความดันภายในเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น สีของอากาศในเครื่องยนต์ก็กลายเป็นสีน้ำเงินเหมือนกับในบรรยากาศโดยรอบ ใบพัดของวาล์วปิดกระแทก ทำให้อากาศไม่เข้าทางกระจังหน้า

แต่อากาศที่เข้าทางช่องระบายของเครื่องยนต์ยังคงเคลื่อนผ่านท่อเข้าสู่เครื่องยนต์ด้วยความเฉื่อย และส่วนอากาศถูกดูดเข้าไปในท่อจากชั้นบรรยากาศมากขึ้นเรื่อยๆ คอลัมน์ยาวของอากาศเคลื่อนที่ผ่านท่อเหมือนลูกสูบอัดอากาศในห้องเผาไหม้ใกล้กับตะแกรง สีของมันจะเป็นสีน้ำเงินมากกว่าในบรรยากาศ

นั่นคือสิ่งที่จะเปลี่ยนคอมเพรสเซอร์ในเครื่องยนต์นี้ แต่ความดันอากาศในเครื่องยนต์แบบพัลซิ่งนั้นต่ำกว่าในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะนั้นประหยัดน้อยกว่า มันใช้เชื้อเพลิงต่อแรงขับหนึ่งกิโลกรัมมากกว่าเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทอย่างมาก ท้ายที่สุด ยิ่งแรงดันในเครื่องยนต์เจ็ทแอร์เพิ่มขึ้นมากเท่าไร การทำงานก็จะยิ่งมีประโยชน์มากขึ้นเท่านั้นโดยใช้อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเท่าเดิม

ที่ อัดอากาศฉีดน้ำมันเบนซินอีกครั้ง แฟลช - และทุกอย่างจะทำซ้ำตั้งแต่ต้นด้วยความถี่หลายสิบครั้งต่อวินาที ในเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะบางตัว ความถี่ของรอบการทำงานถึงหนึ่งร้อยรอบหรือมากกว่าต่อวินาที ซึ่งหมายความว่ากระบวนการทำงานทั้งหมดของเครื่องยนต์ - การรับอากาศบริสุทธิ์ การอัด แฟลช การขยายตัวและการไหลของก๊าซ - ใช้เวลาประมาณ 1/100 วินาที ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่หากไม่มี "แก้วแห่งเวลา" เราไม่สามารถเข้าใจได้ว่าเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะทำงานอย่างไร

ความถี่ในการทำงานของเครื่องยนต์นี้และช่วยให้คุณทำโดยไม่ต้องใช้คอมเพรสเซอร์ จึงเป็นที่มาของชื่อเครื่องยนต์ที่เร้าใจ อย่างที่คุณเห็น ความลับของการทำงานของเครื่องยนต์นั้นเชื่อมโยงกับตะแกรงที่ทางเข้าเครื่องยนต์

แต่ปรากฎว่าเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีตะแกรง เมื่อมองแวบแรก มันดูน่าเหลือเชื่อ เพราะหากช่องทางเข้าไม่ได้ปิดด้วยตะแกรง ในระหว่างการแฟลช ก๊าซจะไหลทั้งสองทิศทาง ไม่ใช่แค่ย้อนกลับผ่านช่องทางออกเท่านั้น อย่างไรก็ตาม หากเราทำให้ทางเข้าแคบลง กล่าวคือ ลดหน้าตัด เราสามารถมั่นใจได้ว่าก๊าซจำนวนมากจะไหลออกทางทางออก ในกรณีนี้ เครื่องยนต์จะยังคงพัฒนาแรงขับ แม้ว่าจะมีขนาดน้อยกว่าเครื่องยนต์ที่มีกริดก็ตาม เครื่องยนต์ที่เร้าใจโดยไม่มีกริด (รูปที่ 44, ก)ไม่ได้ศึกษาในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่ยังติดตั้งในเครื่องบินทดลองบางรุ่นด้วย ดังแสดงในรูปที่ 44ข. เครื่องยนต์ประเภทเดียวกันอื่น ๆ กำลังถูกตรวจสอบเช่นกัน - ในนั้นทั้งสองรูทั้งทางเข้าและทางออกจะถูกหันกลับโดยเทียบกับทิศทางการบิน (ดูรูปที่ 44, ใน); เครื่องยนต์ดังกล่าวมีขนาดกะทัดรัดกว่า

เครื่องยนต์เจ็ทที่เต้นเป็นจังหวะนั้นง่ายกว่าเทอร์โบเจ็ทและ เครื่องยนต์ลูกสูบ. ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในนั้น ยกเว้นวาล์วแผ่นขัดแตะ ซึ่งสามารถจ่ายได้ตามที่ระบุไว้ข้างต้น

ข้าว. 44. เครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะที่ไม่มีตะแกรงที่ทางเข้า:

เอ- มุมมองทั่วไป (ภาพแสดงขนาดโดยประมาณของหนึ่งในเครื่องยนต์เหล่านี้) ข- เครื่องบินเบาที่มีเครื่องยนต์สี่จังหวะ คล้ายกับเครื่องยนต์ที่แสดงด้านบน ใน- หนึ่งในตัวแปรของอุปกรณ์เครื่องยนต์ที่ไม่มีตะแกรงป้อน

เนื่องจากความเรียบง่ายของการออกแบบ ต้นทุนต่ำและน้ำหนักเบา เครื่องยนต์แบบพัลซิ่งจึงถูกใช้ในอาวุธที่ใช้แล้วทิ้ง เช่น โพรเจกไทล์ บอกความเร็วได้ 700-900 กม./ชมและให้ระยะการบินหลายร้อยกิโลเมตร ด้วยเหตุนี้ เครื่องยนต์พัลส์เจ็ทจึงเหมาะสมกว่าเครื่องยนต์อากาศยานอื่นๆ ตัวอย่างเช่น หากบนเครื่องบินแบบโพรเจกไทล์ที่อธิบายข้างต้น แทนที่จะติดตั้งเครื่องยนต์แบบพัลซิ่ง จะต้องตัดสินใจติดตั้งเครื่องยนต์อากาศยานแบบลูกสูบแบบธรรมดา แล้วเพื่อให้ได้ความเร็วในการบินเท่ากัน (ประมาณ 650 กม./ชม) จะต้องมีเครื่องยนต์ที่มีกำลังประมาณ 750 ล. กับ.มันจะกินน้ำมันน้อยลงประมาณ 7 เท่า แต่จะหนักกว่าอย่างน้อย 10 เท่าและแพงกว่าอย่างมากมายมหาศาล ดังนั้น เมื่อช่วงการบินเพิ่มขึ้น เครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะจะไม่เกิดประโยชน์ เนื่องจากการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นไม่ได้ชดเชยด้วยการประหยัดน้ำหนัก เครื่องยนต์เจ็ทที่เต้นเป็นจังหวะยังสามารถใช้ในเครื่องบินเบา เฮลิคอปเตอร์ ฯลฯ

เครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะอย่างง่ายยังเป็นที่สนใจอย่างมากสำหรับการติดตั้งบนเครื่องบินรุ่นต่างๆ ในการสร้างเครื่องยนต์เจ็ทแอร์ขนาดเล็กที่เต้นเป็นจังหวะสำหรับโมเดลเครื่องบินนั้นอยู่ในอำนาจของแก้วจำลองเครื่องบิน ในปี 1950 เมื่ออยู่ในอาคาร Academy of Sciences ในมอสโกใน Kharitonevsky Lane ตัวแทนของชุมชนวิทยาศาสตร์และเทคนิคของเมืองหลวงรวมตัวกันในตอนเย็นเพื่ออุทิศให้กับความทรงจำของผู้ก่อตั้งเทคโนโลยีเจ็ท Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ตัวเล็ก เครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะดึงดูดความสนใจของผู้ที่อยู่ในปัจจุบัน เครื่องยนต์อากาศยานรุ่นนี้ถูกติดตั้งบนแท่นไม้ขนาดเล็ก เมื่อในระหว่างพักระหว่างการประชุม "ผู้ออกแบบ" ของเครื่องยนต์ซึ่งถือขาตั้งอยู่ในมือแล้วสตาร์ทเครื่อง จากนั้นเสียงที่ดังและแหลมคมก็ดังขึ้นทั่วทุกมุมของอาคารโบราณ เครื่องยนต์ได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วจนเป็นความร้อนแดง ระเบิดออกจากขาตั้งอย่างควบคุมไม่ได้ แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงพลังที่อยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีเจ็ทสมัยใหม่ทั้งหมด

เครื่องยนต์ไอพ่นที่เต้นเป็นจังหวะนั้นเรียบง่ายจนสามารถเรียกได้ว่าเป็นเรือนไฟบินได้ ในความเป็นจริง มีการติดตั้งท่อบนเครื่องบิน เชื้อเพลิงเผาไหม้ในท่อนี้ และมันพัฒนาแรงขับ ซึ่งทำให้เครื่องบินบินด้วยความเร็วสูง

อย่างไรก็ตาม ด้วยสิทธิที่มากกว่านั้น เครื่องยนต์ประเภทอื่นที่เรียกว่าเครื่องยนต์แรมเจ็ตสามารถเรียกได้ว่าเป็นเตาเผาแบบบินได้ หากเครื่องยนต์เจ็ทที่เต้นเป็นจังหวะสามารถพึ่งพาได้เพียงการใช้งานที่ค่อนข้างจำกัด โอกาสที่กว้างที่สุดก็จะถูกเปิดเผยสำหรับเครื่องยนต์แรมเจ็ท เป็นเครื่องยนต์แห่งอนาคตในการบิน นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าด้วยการเพิ่มความเร็วในการบินที่สูงกว่า 900-1000 กม./ชมเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะจะทำกำไรได้น้อยลงเนื่องจากมีแรงขับน้อยลงและใช้เชื้อเพลิงมากขึ้น ในทางกลับกัน เครื่องยนต์แบบไดเร็คโฟลว์จะมีประโยชน์มากที่สุดเมื่อบินด้วยความเร็วเหนือเสียง ที่ความเร็วการบินที่เร็วกว่าความเร็วเสียง 3-4 เท่า เครื่องยนต์ ramjet นั้นเหนือกว่าเครื่องยนต์อากาศยานอื่นๆ ที่เป็นที่รู้จัก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ เครื่องยนต์เหล่านี้ไม่มีใครเทียบได้

เครื่องยนต์ ramjet ดูเหมือนเครื่องยนต์ที่เร้าใจ นอกจากนี้ยังเป็นเครื่องยนต์ไอพ่นแบบไร้คอมเพรสเซอร์ แต่แตกต่างจากเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะโดยหลักการตรงที่เครื่องยนต์ไม่ทำงานเป็นระยะๆ กระแสอากาศที่สม่ำเสมอและไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง เหมือนกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท อากาศที่เข้ามาจะถูกบีบอัดในเครื่องยนต์ ramjet อย่างไรหากไม่มีคอมเพรสเซอร์ เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์ turbojet หรือการกะพริบเป็นระยะๆ เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะ

ปรากฎว่าความลับของการบีบอัดดังกล่าวเกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อการทำงานของเครื่องยนต์ซึ่งมีความเร็วลมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อิทธิพลนี้มีบทบาทสำคัญในการบินความเร็วสูงทั้งหมด และจะมีบทบาทเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของอากาศเพิ่มขึ้นอีก