การวิจัยขั้นพื้นฐาน บทที่ห้า เครื่องยนต์พัลส์แอร์เจ็ท เครื่องยนต์พัลส์แอร์เจ็ทสำหรับรุ่น

ดาวน์โหลดหนังสือ zip 3Mb

คุณสามารถตรวจสอบเนื้อหาของหนังสือโดยสังเขป:

หลักการปฏิบัติการ

PUVRDมีองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้: ส่วนทางเข้า a - b (รูปที่ 1) (ต่อไปนี้ส่วนขาเข้าจะเรียกว่าส่วนหัว /) ลงท้ายด้วยตะแกรงวาล์วประกอบด้วยดิสก์ 6 และวาล์ว 7; ห้องเผาไหม้ 2 ส่วน c - d; หัวฉีดเจ็ท 3 ส่วน d - e ท่อไอเสีย 4 ส่วน e - e
ช่องทางเข้าของส่วนหัว / มีส่วน a - b และ diffuser b - c ที่สับสน ที่จุดเริ่มต้นของส่วนดิฟฟิวเซอร์ มีการติดตั้งท่อน้ำมันเชื้อเพลิง 8 พร้อมเข็มปรับ 5

อากาศที่ไหลผ่านส่วนที่สับสนจะเพิ่มความเร็วซึ่งเป็นผลมาจากแรงกดดันในบริเวณนี้ตามกฎหมายของเบอร์นูลลี ภายใต้การกระทำของแรงดันที่ลดลง เชื้อเพลิงเริ่มถูกดูดออกจากท่อ 8 ซึ่งจะถูกดูดเข้าไปโดยกระแสอากาศ แตกเป็นอนุภาคขนาดเล็กลงและระเหยโดยมัน ส่วนผสมของคาร์บูเรตที่ได้ผ่านส่วนดิฟฟิวเซอร์ของส่วนหัวจะถูกกดเล็กน้อยเนื่องจากความเร็วของการเคลื่อนที่ลดลง และในรูปแบบผสมสุดท้าย ผ่านช่องทางเข้า ตะแกรงวาล์วเข้าไปในห้องเผาไหม้
ในขั้นต้น ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่เติมปริมาตรของห้องเผาไหม้จะจุดไฟโดยใช้เทียนไขใน วิธีสุดท้ายด้วยความช่วยเหลือของเตาไฟแบบเปิดที่จ่ายให้กับการตัดท่อร่วมไอเสียเช่น ไปยังส่วน c - e เมื่อเครื่องยนต์เข้าสู่โหมดการทำงานส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะเข้าสู่ห้องเผาไหม้อีกครั้งไม่ได้ติดไฟ แหล่งต่างประเทศแต่จากก๊าซร้อน ดังนั้นจำเป็นต้องใช้หัวเทียนไฟฟ้าหรือแหล่งกำเนิดเปลวไฟอื่น ๆ ในช่วงสตาร์ทเครื่องยนต์เท่านั้น

ก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศจะเพิ่มความดันในห้องเผาไหม้อย่างรวดเร็วและแผ่นวาล์วของกริดวาล์วจะปิดลงและก๊าซจะพุ่งเข้า ส่วนเปิดห้องเผาไหม้ไปทางท่อไอเสีย เมื่อถึงจุดหนึ่ง ความดันและอุณหภูมิของก๊าซจะถึงค่าสูงสุด ในช่วงเวลานี้ ความเร็วของการไหลออกของก๊าซจากหัวฉีดเจ็ทและแรงขับที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์ก็สูงสุดเช่นกัน
ภายใต้การกระทำของแรงดันที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้ ก๊าซร้อนจะเคลื่อนที่ในรูปของ "ลูกสูบ" ของแก๊สซึ่งผ่านหัวฉีดเจ็ทจะได้รับพลังงานจลน์สูงสุด เนื่องจากมวลหลักของก๊าซออกจากห้องเผาไหม้ ความดันในนั้น
เริ่มตก "ลูกสูบ" ของแก๊สซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยทำให้เกิดสุญญากาศด้านหลัง การเกิดหายากนี้เริ่มต้นจากกริดวาล์ว และเมื่อมวลหลักของก๊าซเคลื่อนเข้าหาทางออก มันจะขยายไปถึงความยาวทั้งหมดของท่อการทำงานของเครื่องยนต์ t ไปที่ส่วน e - e ดังนั้นภายใต้การกระทำของ more ความดันสูงในดิฟฟิวเซอร์ที่ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของส่วนหัว วาล์วเพลตจะเปิดออกและห้องเผาไหม้จะเต็มไปด้วยส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศถัดไป
ในทางกลับกัน ความหายากที่ลามไปถึงขอบท่อไอเสียทำให้ความเร็วของก๊าซบางส่วนเคลื่อนที่ไปตาม ท่อไอเสียไปทางทางออก ลดลงเหลือศูนย์ และจากนั้นได้ค่าที่ตรงกันข้าม - ก๊าซที่ผสมกับอากาศดูดเริ่มเคลื่อนเข้าหาห้องเผาไหม้ ถึงเวลานี้ ห้องเผาไหม้เต็มไปด้วยส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศอีกส่วนหนึ่ง และก๊าซที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม (คลื่นแรงดัน) ค่อนข้างจะกดและจุดไฟ

ดังนั้นในท่อการทำงานของเครื่องยนต์ระหว่างการทำงาน คอลัมน์แก๊สจะแกว่ง: ในช่วงที่มีแรงดันเพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้ ก๊าซจะเคลื่อนไปทางทางออก ในช่วงระยะเวลาที่แรงดันลดลง - ไปทางห้องเผาไหม้ และยิ่งความผันผวนของคอลัมน์ก๊าซในท่อทำงานรุนแรงมากเท่าใด สุญญากาศในห้องเผาไหม้ยิ่งลึกมากเท่านั้น ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศซึ่งในทางกลับกันจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความดันและเป็นผลให้การเพิ่มขึ้นของแรงขับที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์ต่อรอบ
หลังจากส่วนถัดไปของส่วนผสมอากาศบนไลน์ด้านบนจุดไฟแล้ว วัฏจักรจะเกิดซ้ำ ในรูป 2 แผนผังแสดงลำดับการทำงานของเครื่องยนต์ในหนึ่งรอบ:
- เติมห้องเผาไหม้ด้วยส่วนผสมใหม่ที่มีวาล์วเปิดในช่วงเริ่มต้น a;
- โมเมนต์ของการจุดระเบิดของส่วนผสม b (ก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ขยายตัว ความดันในห้องเผาไหม้เพิ่มขึ้น วาล์วปิด และก๊าซไหลผ่านหัวฉีดเจ็ทเข้าไปในท่อไอเสีย)
- ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในปริมาณมากในรูปแบบของ "ลูกสูบ" ของแก๊สเคลื่อนไปที่ทางออกและสร้างสุญญากาศด้านหลังวาล์วเปิดและห้องเผาไหม้เต็มไปด้วยส่วนผสมที่สดใหม่
- ส่วนผสมที่สดใหม่ r ยังคงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ (ก๊าซจำนวนมาก - ก๊าซ "ลูกสูบ" - ออกจากท่อไอเสียและส่วนที่หายากกระจายไปที่ขอบของท่อไอเสียซึ่งการดูดของส่วนที่เหลือ ก๊าซและอากาศบริสุทธิ์จากบรรยากาศเริ่มต้นขึ้น);
- การเติมห้องเผาไหม้ด้วยส่วนผสมสด e สิ้นสุด (วาล์วปิดและจากด้านข้างของท่อไอเสียไปทางกระจังหน้าวาล์วคอลัมน์ของก๊าซตกค้างและอากาศเคลื่อนที่บีบอัดส่วนผสม);

- ส่วนผสม e ติดไฟและเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ (ก๊าซไหลผ่านหัวฉีดเจ็ทเข้าไปในท่อไอเสียและวงจรจะเกิดซ้ำ)
เนื่องจากความดันในห้องเผาไหม้แปรผันจากค่าสูงสุดบางค่า มากกว่าบรรยากาศ ไปจนถึงค่าต่ำสุด น้อยกว่าบรรยากาศ อัตราการไหลออกของก๊าซจากเครื่องยนต์จึงไม่คงที่ในระหว่างรอบการทำงาน ในช่วงเวลาที่มีแรงดันสูงสุดในห้องเผาไหม้ ความเร็วของการไหลออกจากหัวฉีดเจ็ทก็สูงสุดเช่นกัน จากนั้น เมื่อมวลหลักของก๊าซออกจากเครื่องยนต์ ความเร็วไอเสียจะลดลงเหลือศูนย์ จากนั้นจึงมุ่งตรงไปยังตะแกรงของวาล์ว ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการหมดอายุและมวลของก๊าซต่อรอบ แรงขับของเครื่องยนต์ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

ในรูป 3 แสดงลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของความดัน p และความเร็วของก๊าซออก Ce สำหรับวัฏจักรใน PUVRDกับท่อไอเสียแบบยาว จากรูปจะเห็นได้ว่าอัตราการไหลออกของก๊าซที่มีการกะเวลาเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและถึงค่าสูงสุดโดยประมาณที่ค่าความดันสูงสุด ในช่วงเวลาที่ความดันในท่อทำงานต่ำกว่าบรรยากาศ ความเร็วและแรงขับไอเสียจะเป็นลบ (ส่วน w) เนื่องจากก๊าซจะเคลื่อนไปตามท่อร่วมไอเสียไปยังห้องเผาไหม้

จากข้อเท็จจริงที่ว่าก๊าซที่เคลื่อนที่ผ่านท่อไอเสียทำให้เกิดสุญญากาศในห้องเผาไหม้ PUVRD จึงสามารถทำงานในตำแหน่งที่ไม่มีแรงดันความเร็วได้

ทฤษฎีเบื้องต้นของแบบจำลอง AIRJET

แรงขับที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์

แรงฉุดพัฒนา เครื่องยนต์ไอพ่น(รวมถึงการเต้นเป็นจังหวะ) ถูกกำหนดโดยกฎข้อที่สองและสามของกลไก
แรงผลักดันสำหรับหนึ่งรอบของ PUVRD เปลี่ยนจากค่าสูงสุด - ค่าบวกเป็นค่าต่ำสุด - ค่าลบ การเปลี่ยนแปลงของแรงขับต่อรอบดังกล่าวเกิดจากหลักการทำงานของเครื่องยนต์ กล่าวคือ ข้อเท็จจริงที่ว่าพารามิเตอร์ของแก๊ส - ความดัน ความเร็วไอเสีย และอุณหภูมิ - ไม่คงที่ตลอดวงจร ดังนั้น ในการดำเนินการตามคำจำกัดความของแรงขับ เราจึงแนะนำแนวคิดเกี่ยวกับความเร็วเฉลี่ยของการไหลออกของก๊าซจากเครื่องยนต์ ให้เรากำหนดความเร็ว Сavr นี้ (ดูรูปที่ 3)
ให้เรากำหนดแรงขับของเครื่องยนต์เป็นแรงปฏิกิริยาที่สอดคล้องกับความเร็วไอเสียเฉลี่ยที่สมมติขึ้น ตามกฎข้อที่สองของกลศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงในโมเมนตัมของการไหลของก๊าซใดๆ รวมถึงในเครื่องยนต์ จะเท่ากับโมเมนตัมของแรง กล่าวคือ ในกรณีนี้ แรงขับ:
P* = tg - C, cf - taU, (1)
โดยที่ tg คือมวลของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิง
มม. คือมวลของอากาศที่เข้าสู่เครื่องยนต์ С,ср คือความเร็วเฉลี่ยของการไหลออกของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้
V คือความเร็วในการบินของโมเดล P คือแรงฉุด; I คือเวลาของแรง สูตร (1) สามารถเขียนในรูปแบบอื่นได้โดยหารส่วนขวาและซ้ายด้วย I:
ท.. gpp
, (2)
ที่ไหน tg วินาที และ MB วินาที - แสดงถึงมวลของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้และอากาศที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ต่อวินาที ดังนั้นจึงสามารถแสดงเป็นวินาทีที่สอดคล้องกัน ค่าน้ำหนักจ. วินาที
ครั้งที่สอง วินาที T.S.
_ ^ก. วินาที _ "ร วินาที
. วินาที - ~~a "v- วินาที - ~~~a
เปลี่ยนเป็นสูตร (2) วินาที ใช้จ่ายมหาศาลแสดงในแง่ของการไหลของน้ำหนักที่สอง เราได้รับ:
g-ssk v-ssk
*-*
ก>-. น. วินาที
การถ่ายคร่อม - เราได้รับนิพจน์
. วินาที ก. วินาที
. วินาที
เป็นที่ทราบกันดีว่าสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน 1 กิโลกรัม (เช่น น้ำมันเบนซิน) อย่างสมบูรณ์ (เช่น น้ำมันเบนซิน) ต้องการอากาศประมาณ 15 กิโลกรัม หากตอนนี้เราคิดว่าเราเผาน้ำมันเบนซิน 1 กิโลกรัมและต้องใช้อากาศ 15 กิโลกรัมสำหรับการเผาไหม้ น้ำหนักของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ 6G จะเท่ากับ: และอัตราส่วนคือ ~ ในหน่วยน้ำหนัก
ที่
จะมีลักษณะดังนี้:
vg (?t + (?ใน] + 15
—^ . R
ค่าเดียวกันจะมีความสัมพันธ์กัน ^-1
ต่อวินาที
p g วินาที
สมมติว่าอัตราส่วน t^ - เท่ากับความสามัคคี เราได้รับสูตรที่ง่ายกว่าและแม่นยำในการกำหนดแรงผลักดัน:
ฉัน \u003d ^ (C, ep - V) (5)
เมื่อเครื่องยนต์ทำงานเมื่อ V \u003d O เราได้รับ
P \u003d ^ C "av- (6)
สูตร (5 และ 6) สามารถเขียนในรูปแบบขยายเพิ่มเติมได้:
, (ท)
โดยที่ St. c คือน้ำหนักของอากาศที่ไหลผ่านเครื่องยนต์
สำหรับหนึ่งรอบ;
n คือจำนวนรอบต่อวินาที
การวิเคราะห์สูตร (7 และ 8) เราสามารถสรุปได้ว่าแรงผลักดันของ PuVRD ขึ้นอยู่กับ:
- ปริมาณอากาศที่ไหลผ่านเครื่องยนต์ต่อรอบ
- ที่ความเร็วเฉลี่ยของก๊าซที่ไหลออกจากเครื่องยนต์
- จากจำนวนรอบต่อวินาที
ยิ่งจำนวนรอบเครื่องยนต์ต่อวินาทีมากขึ้น และส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศไหลผ่านมากขึ้นเท่าใด แรงขับที่พัฒนาขึ้นโดยเครื่องยนต์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
พารามิเตอร์ญาติ (เฉพาะ) พื้นฐาน
PUVRD
ประสิทธิภาพการบิน เร้าใจ เครื่องยนต์ไอพ่นสำหรับเครื่องบินรุ่นจะสะดวกที่สุดในการเปรียบเทียบโดยใช้พารามิเตอร์สัมพัทธ์
พารามิเตอร์เครื่องยนต์สัมพัทธ์หลัก ได้แก่ แรงขับจำเพาะ การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ ความถ่วงจำเพาะ และแรงขับเฉพาะส่วนหน้า
แรงขับเฉพาะเจาะจงคืออัตราส่วนของแรงขับ P [กก.] ที่เครื่องยนต์พัฒนาขึ้นต่อน้ำหนักต่อวินาทีที่อากาศไหลผ่านเครื่องยนต์

แทนค่าในสูตรนี้ค่าของแรงผลัก P จากสูตร (5) เราได้รับ
1
เมื่อเครื่องยนต์ทำงานในตำแหน่ง เช่น ที่ V = 0 นิพจน์สำหรับแรงขับเฉพาะจะมีรูปแบบที่ง่ายมาก:
n*sr
* อู๊ด - - .
ยูดี ^
ดังนั้น การได้รู้ว่า ความเร็วเฉลี่ยการไหลของก๊าซออกจากเครื่องยนต์ เราสามารถกำหนดแรงขับเฉพาะของเครื่องยนต์ได้อย่างง่ายดาย
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงจำเพาะ С?ud เท่ากับอัตราส่วนของการใช้เชื้อเพลิงรายชั่วโมงต่อแรงขับที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์
bt G * g H G g 1 aUD - ~ p ~ "|_" / ac-^ [hour -g] *
โดยที่ 6 จังหวะ - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะ
^ "g kg g] 6T - การบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงรายชั่วโมง - " - | .
รู้ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงที่สองเซนต์ วินาที คุณสามารถกำหนดการบริโภครายชั่วโมงโดยสูตร
6t = 3600 จ. วินาที
ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะเป็นสิ่งสำคัญ ลักษณะการทำงานเครื่องยนต์ แสดงความประหยัด 6UL ที่เล็กกว่า ระยะและระยะเวลาของการบินของโมเดลก็จะยิ่งมากขึ้น สิ่งอื่น ๆ ทั้งหมดจะเท่ากัน
ความถ่วงจำเพาะของเครื่องยนต์ -, "dp เท่ากับอัตราส่วนของน้ำหนักแห้งของเครื่องยนต์ต่อแรงขับสูงสุดที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์ในตำแหน่ง:
„
Tdv
__ ก«1GO
- p "["g] [g]"
โดยที่ 7dp คือความถ่วงจำเพาะของเครื่องยนต์
6DP คือน้ำหนักแห้งของเครื่องยนต์
สำหรับปริมาณแรงขับที่กำหนด น้ำหนักเฉพาะของเครื่องยนต์จะกำหนดน้ำหนัก ระบบขับเคลื่อนซึ่งดังที่ทราบกันดีว่าส่งผลกระทบอย่างมากต่อพารามิเตอร์การบินของแบบจำลองการบินและประการแรกคือความเร็ว ระดับความสูงและความสามารถในการบรรทุก ยิ่งแรงโน้มถ่วงจำเพาะของเครื่องยนต์ต่ำลงตามแรงขับที่กำหนด ยิ่งออกแบบได้สมบูรณ์แบบมากเท่าไหร่ เครื่องยนต์ก็จะยิ่งยกน้ำหนักขึ้นไปในอากาศได้มากเท่านั้น
R.™- แรงขับด้านหน้าเฉพาะ R.™- คืออัตราส่วนของแรงขับที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์ต่อพื้นที่หน้าตัดที่ใหญ่ที่สุด
โดยที่ Rlob เป็นแรงขับหน้าผากเฉพาะ
/""loo - พื้นที่หน้าตัดที่ใหญ่ที่สุดของเครื่องยนต์
การเล่นแบบเจาะจง บทบาทสำคัญเมื่อประเมินคุณสมบัติแอโรไดนามิกของเครื่องยนต์ โดยเฉพาะรุ่นบินด้วยความเร็วสูง ยิ่ง RLob มีขนาดใหญ่เท่าใด ส่วนแบ่งของแรงขับที่พัฒนาขึ้นโดยเครื่องยนต์ในขณะบินก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นจึงใช้เพื่อเอาชนะการต้านทานของมันเอง
PUVRD ซึ่งมีพื้นที่ด้านหน้าขนาดเล็ก สะดวกในการติดตั้งบนเครื่องบินรุ่น
พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง (เฉพาะ) ของเครื่องยนต์เปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงความเร็วและระดับความสูงของเที่ยวบิน เนื่องจากแรงขับที่เครื่องยนต์พัฒนาขึ้นและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงทั้งหมดไม่คงค่าไว้ ดังนั้น พารามิเตอร์สัมพัทธ์มักจะอ้างถึงการทำงานของเครื่องยนต์ที่อยู่กับที่ที่แรงขับสูงสุดบนพื้น
การเปลี่ยนแรงขับของ PUVRD ขึ้นอยู่กับความเร็ว
เที่ยวบิน
แรงขับของ PUVRD ขึ้นอยู่กับความเร็วในการบินอาจแตกต่างกันไปและขึ้นอยู่กับวิธีการควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงไปยังห้องเผาไหม้ การเปลี่ยนแปลงลักษณะความเร็วของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับกฎหมายในการจัดหาเชื้อเพลิง
เกี่ยวกับการออกแบบที่เป็นที่รู้จักของแบบจำลองการบินของเครื่องบินที่มี PuVRD ตามกฎพิเศษ อุปกรณ์อัตโนมัติเพื่อจ่ายเชื้อเพลิงไปยังห้องเผาไหม้โดยขึ้นอยู่กับความเร็วและความสูงของเที่ยวบิน และควบคุมเครื่องยนต์บนพื้นดินเพื่อให้ได้แรงขับสูงสุดหรือสำหรับโหมดการทำงานที่เสถียรและซ้อนทับที่สุด
สำหรับเครื่องบินขนาดใหญ่ที่มี PBRJ ระบบจ่ายเชื้อเพลิงอัตโนมัติจะติดตั้งอยู่เสมอ ซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วและระดับความสูงของเที่ยวบิน รักษาคุณภาพคงที่ของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ และรักษาคุณภาพให้คงที่และมีประสิทธิภาพสูงสุด การทำงานของเครื่องยนต์ ด้านล่างเราพิจารณา ลักษณะความเร็วเครื่องยนต์ในกรณีที่ติดตั้งตู้จ่ายน้ำมันและเมื่อไม่ได้ติดตั้ง
สำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ จำเป็นต้องมีปริมาณอากาศที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด สำหรับเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมันเบนซินและน้ำมันก๊าด อัตราส่วนของน้ำหนักของอากาศที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ต่อน้ำหนักของเชื้อเพลิงนั้นอยู่ที่ประมาณ 15 อัตราส่วนนี้มักจะแสดงด้วยตัวอักษร /, ดังนั้นเมื่อทราบน้ำหนักของเชื้อเพลิงแล้ว คุณจะสามารถกำหนดปริมาณอากาศที่ต้องการตามทฤษฎีได้ทันที:
6B \u003d / ^ ก. (13)
ค่าใช้จ่ายที่สองนั้นขึ้นอยู่กับการพึ่งพาเดียวกันทุกประการ:
^ ผม. วินาที ==<^^г. сек- (103.)
แต่เครื่องยนต์ไม่ได้รับอากาศมากเท่าที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยสมบูรณ์เสมอไป: อาจมากหรือน้อยก็ได้ อัตราส่วนของปริมาณอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ต่อปริมาณอากาศที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ตามทฤษฎีเรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน a
(14) * = ^- (H ก)

ในกรณีที่อากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้มากกว่าความจำเป็นตามทฤษฎีสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม แต่จะมีมากกว่าหนึ่งชนิดและเรียกว่าส่วนผสมแบบลีน หากอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้น้อยกว่าที่จำเป็นในทางทฤษฎี a จะน้อยกว่าหนึ่งและเรียกว่าส่วนผสมที่เข้มข้น
ในรูป 4 แสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงของแรงขับของ PUVRD ขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์กำลังทำงานบนพื้นดินหรือความเร็วลมคงที่
จากกราฟจะเห็นได้ว่าเมื่อปริมาณเชื้อเพลิงที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้เพิ่มขึ้น แรงขับก็จะเพิ่มขึ้นจนถึงขีดจำกัดหนึ่งก่อน จากนั้นเมื่อถึงค่าสูงสุดแล้วก็ลดลงอย่างรวดเร็ว
ลักษณะของเส้นโค้งนี้เกิดจากการที่ส่วนผสมไม่ติดมันมาก (กิ่งซ้าย) เมื่อห้องเผาไหม้
มีเชื้อเพลิงน้อย ความเข้มของเครื่องยนต์อ่อน และแรงขับของเครื่องยนต์ต่ำ ด้วยการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้ เครื่องยนต์เริ่มทำงานอย่างมั่นคงและเข้มข้นขึ้น และแรงขับก็เริ่มเพิ่มขึ้น ด้วยการฉีดเชื้อเพลิงจำนวนหนึ่งเข้าไปในห้องเผาไหม้ กล่าวคือ ด้วยคุณภาพของส่วนผสมบางอย่าง แรงขับจะถึงค่าสูงสุด
ด้วยการเสริมสมรรถนะของส่วนผสมให้มากขึ้น กระบวนการเผาไหม้จะหยุดชะงักและแรงขับของเครื่องยนต์ลดลงอีกครั้ง การทำงานของเครื่องยนต์ทางด้านขวาของคุณสมบัติ (ทางด้านขวาของจุด pH) มาพร้อมกับการเผาไหม้ที่ผิดปกติของส่วนผสมอันเป็นผลมาจากการหยุดการทำงานที่เกิดขึ้นเอง ดังนั้น PUVRD จึงมีช่วงการทำงานที่เสถียรในแง่ของคุณภาพของส่วนผสม และช่วงนี้คือ ~ 0.75–1.05 ดังนั้นในทางปฏิบัติ PuVRD เป็นเอ็นจิ้นโหมดเดียวและโหมดจะถูกเลือกเล็กน้อยทางด้านซ้ายของแรงขับสูงสุด (จุดРр) ในลักษณะที่รับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้และเสถียรทั้งด้วยการเพิ่มขึ้นและลดลง การบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิง.
หากเส้นโค้ง / (ดูรูปที่ 4) ถ่ายด้วยความเร็วเท่ากับศูนย์บนพื้นดิน จากนั้นที่กระแสลมคงที่บางส่วนหรือที่ความเร็วการบินคงที่บางช่วง เช่นเดียวกับบริเวณพื้นดิน เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงแรงขับ ขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อเพลิง การเข้าห้องเผาไหม้จะเลื่อนไปทางขวาและขึ้นเนื่องจากการสิ้นเปลืองอากาศที่เพิ่มขึ้นการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงก็เพิ่มขึ้นด้วยดังนั้นแรงขับสูงสุดจะเพิ่มขึ้น - โค้ง //
ในรูป 5 แสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงขับของ PUVRD พร้อมตัวป้อนเชื้อเพลิงอัตโนมัติขึ้นอยู่กับความเร็วในการบิน ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของแรงขับนี้เกิดจากการที่ความเร็วการบินเพิ่มขึ้นน้ำหนักของการไหลของอากาศผ่านเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงดันความเร็วในขณะที่ตัวป้อนเชื้อเพลิงอัตโนมัติเริ่มเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปใน ห้องเผาไหม้หรือเข้าไปในส่วนดิฟฟิวเซอร์ของศีรษะจึงรักษาคุณภาพเชื้อเพลิงให้คงที่ - ส่วนผสมของอากาศและค่าปกติ -
ข้าว. 5. เปลี่ยนแรงขับของ PUVRD ด้วยเครื่องจ่ายน้ำมันอัตโนมัติขึ้นอยู่กับความเร็วของเที่ยวบิน
ตอนนี้กระบวนการเผาไหม้
ส่งผลให้ด้วยความเร็วการบินที่เพิ่มขึ้น แรงผลักดันของ PuVRD
ด้วยตัวป้อนเชื้อเพลิงอัตโนมัติเริ่มสูงขึ้นและถึง
สูงสุดที่ความเร็วที่แน่นอน
เที่ยวบิน.
ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นในการบิน แรงขับของเครื่องยนต์เริ่มลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเฟสของการเปิดและปิดของวาล์วทางเข้าอันเนื่องมาจากผลกระทบของแรงดันความเร็วและการดูดก๊าซจากท่อไอเสียอย่างแรงอันเป็นผลมาจาก ซึ่งไหลย้อนกลับไปยังห้องเผาไหม้จะอ่อนลง รอบจะอ่อนแรงลง และด้วยความเร็วการบิน 700-750 กม./ชม. เครื่องยนต์สามารถสลับไปใช้การเผาไหม้ของส่วนผสมอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีวัฏจักรที่เด่นชัด ด้วยเหตุผลเดียวกัน แรงขับสูงสุดก็ลดลงบนเส้นโค้ง /// ด้วย (ดูรูปที่ 4) ดังนั้นด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นจึงจำเป็นต้องควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงไปยังห้องเผาไหม้ในลักษณะที่จะรักษาคุณภาพของส่วนผสมให้คงที่ ภายใต้เงื่อนไขนี้ แรงผลักดันของ PUVRD ในช่วงความเร็วการบินบางช่วงจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไม่มีนัยสำคัญ

การเปรียบเทียบลักษณะแรงขับของเครื่องบินรุ่น PUVRD และมอเตอร์ลูกสูบกับใบพัดระยะพิทช์คงที่ (ดูรูปที่ 5) เราสามารถพูดได้ว่าแรงขับ PUVRD ในช่วงความเร็วที่สำคัญยังคงที่ในทางปฏิบัติ แรงขับของมอเตอร์ลูกสูบที่มีใบพัดระยะพิทซ์คงที่เริ่มลดลงทันทีด้วยการเพิ่มความเร็วในการบิน จุดตัดของเส้นโค้งแรงขับที่มีอยู่ของ PUVRD และมอเตอร์ลูกสูบที่มีเส้นโค้งแรงขับที่จำเป็นสำหรับรุ่นที่เกี่ยวข้องซึ่งมีคุณสมบัติตามหลักอากาศพลศาสตร์เท่ากันจะกำหนดความเร็วในการบินสูงสุดที่โมเดลเหล่านี้สามารถทำได้ในการบินระดับ รุ่นที่มี PUVRD สามารถเข้าถึงความเร็วที่สูงกว่ารุ่นที่มีเครื่องยนต์ลูกสูบอย่างมาก สิ่งนี้เป็นตัวกำหนดข้อดีของ PUVRD
อันที่จริงแล้วในรุ่นที่มี PUVRD ซึ่งมีน้ำหนักการบินซึ่งถูก จำกัด ตามมาตรฐานกีฬาอย่างเคร่งครัดตามกฎแล้วพวกเขาไม่ได้ติดตั้งตัวป้อนเชื้อเพลิงอัตโนมัติเนื่องจากปัจจุบันยังไม่มีเครื่องจักรอัตโนมัติที่ออกแบบเรียบง่ายเชื่อถือได้ ในการใช้งานและที่สำคัญที่สุดคือมีขนาดเล็กและน้ำหนัก ดังนั้นจึงใช้ระบบเชื้อเพลิงที่ง่ายที่สุดซึ่งเชื้อเพลิงเข้าสู่ส่วนดิฟฟิวเซอร์ของหัวเนื่องจากสูญญากาศที่สร้างขึ้นในระหว่างทางเดินของอากาศหรือถูกจ่ายภายใต้แรงดันที่นำมาจากห้องเผาไหม้และส่งไปยังถังน้ำมันเชื้อเพลิงหรือ โดยใช้อุปกรณ์สูบน้ำ ไม่มีระบบเชื้อเพลิงใดที่ใช้รักษาคุณภาพคงที่ของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศด้วยการเปลี่ยนแปลงความเร็วและความสูงของเที่ยวบิน ในบทที่ 7 เมื่อพิจารณาระบบเชื้อเพลิง อิทธิพลของแต่ละคนที่มีต่อธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงแรงขับของ PWRJ ขึ้นอยู่กับความเร็วในการบิน นอกจากนี้ยังมีคำแนะนำที่เกี่ยวข้องอีกด้วย

การกำหนดพารามิเตอร์หลักของ PUVRD

เปรียบเทียบ เครื่องยนต์พัลส์เจ็ทสำหรับรุ่นเครื่องบิน เครื่องยนต์กันเอง และสะดวกที่สุดในการระบุข้อดีของอีกรุ่นหนึ่งโดยใช้พารามิเตอร์เฉพาะ เพื่อพิจารณาว่าจำเป็นต้องทราบข้อมูลเครื่องยนต์พื้นฐานใดบ้าง: แรงขับ P, ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง Cg และปริมาณการใช้อากาศ C0 ตามกฎแล้ว พารามิเตอร์หลักของ PUVRD จะถูกกำหนดโดยการทดลองโดยใช้อุปกรณ์ง่ายๆ
ให้เราวิเคราะห์วิธีการและอุปกรณ์ที่สามารถกำหนดพารามิเตอร์เหล่านี้ได้
คำจำกัดความของแรงขับ ในรูป 6 เป็นแผนผังของม้านั่งทดสอบสำหรับกำหนดแรงขับของ PuVRD ขนาดเล็ก
บนกล่องที่ทำด้วยไม้อัด 8 ม. มีชั้นวางโลหะสองอันติดอยู่ที่ด้านบนสุด บนวงแหวนครึ่งวงกลมนี้ ส่วนล่างของปลอกคอยึดเครื่องยนต์จะถูกระงับโดยหมุนแกน: หนึ่งในนั้นตั้งอยู่ที่จุดเปลี่ยนของห้องเผาไหม้ไปยังหัวฉีดเจ็ท และอีกอันอยู่บนท่อไอเสีย ส่วนล่าง

ชั้นวางถูกตรึงอย่างแน่นหนากับเพลาเหล็ก ปลายแหลมของแกนจะพอดีกับช่องทรงกรวยที่สอดคล้องกันในสกรูยึด ขันสกรูยึดเข้ากับโครงเหล็กยึดที่ด้านบนของกล่อง ดังนั้นเมื่อหมุนชั้นวางบนแกน เครื่องยนต์จะรักษาตำแหน่งในแนวนอน ปลายด้านหนึ่งของคอยล์สปริงติดกับเสาด้านหน้า ปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับห่วงบนลิ้นชัก เสาด้านหลังมีลูกศรที่เคลื่อนที่ไปตามมาตราส่วน
เครื่องชั่งสามารถปรับเทียบได้โดยใช้ไดนาโมมิเตอร์โดยเกี่ยวเข้ากับห่วงเชือกที่ผูกติดกับท่อน้ำมันเชื้อเพลิงในดิฟฟิวเซอร์ ไดนาโมมิเตอร์ต้องตั้งอยู่ตามแนวแกนของเครื่องยนต์
ในระหว่างการสตาร์ทเครื่องยนต์ สตรัทด้านหน้าจะยึดด้วยสต็อปเปอร์พิเศษ และเฉพาะเมื่อจำเป็นต้องวัดแรงขับ สต็อปเปอร์จะถูกลบออก
1
!
ชม
~P/77 .../77
ข้าว. 7. แผนภาพวงจรสตาร์ท
PUVRD:
B - สวิตช์ปุ่มกด; Tr - หม้อแปลงสเต็ปดาวน์;
K \ และ L "a - ขั้ว C - core; II", - ขดลวดปฐมภูมิ; №r - ขดลวดทุติยภูมิ C\ - ตัวเก็บประจุ; P - ผู้ขัดขวาง; ฯลฯ -
ฤดูใบไม้ผลิ; R - ช่องว่างประกายไฟ (เทียนไฟฟ้า); ม. - มวล
ภายในกล่องบรรจุถังอากาศที่มีปริมาตรประมาณ 4 ลิตร คาร์ทริดจ์สตาร์ทและหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้สตาร์ทเครื่องยนต์ กระแสไฟฟ้าจ่ายจากเครือข่ายไปยังหม้อแปลงไฟฟ้าที่ลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 24 0 และจากหม้อแปลงไปยังขดลวดสตาร์ท ตัวนำไฟฟ้าแรงสูงจากคอยล์สตาร์ทเชื่อมต่อผ่านด้านล่างสุดของกล่องกับหัวเทียนไฟฟ้าของเครื่องยนต์ แผนภาพวงจรของการจุดระเบิดแสดงในรูปที่ 7. เมื่อใช้แบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้า 12-24 V หม้อแปลงจะปิดและแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อกับขั้ว ^1 และ K%
แผนภาพที่ง่ายกว่าของเครื่องสำหรับวัดแรงขับของ PuVRD แสดงในรูปที่ 8. ตัวเครื่องประกอบด้วยฐาน (กระดานที่มีเหล็กสองมุมหรือมุมดูราลูมิน) รถเข็นพร้อมที่ยึดสำหรับเครื่องยนต์ ไดนาโมมิเตอร์ และถังน้ำมันเชื้อเพลิง ขาตั้งพร้อมถังเชื้อเพลิงถูกเปลี่ยนจากแกนของเครื่องยนต์ในลักษณะที่ไม่รบกวนการเคลื่อนที่ของเครื่องยนต์ระหว่างการทำงาน ล้อรถเข็นมีร่องนำที่มีความลึก 3 - 3.5 มม. และกว้างกว่าความกว้างของซี่โครงเข้ามุม 1 มม.

หลังจากสตาร์ทเครื่องยนต์และสร้างโหมดการทำงานแล้ว ห่วงล็อคจะถูกลบออกจากตะขอของรถเข็นและวัดแรงขับโดยใช้ไดนาโมมิเตอร์
ข้าว. 8. แบบแผนของเครื่องสำหรับกำหนดแรงขับของ PuVRD:
1 - เครื่องยนต์; 2 - ถังน้ำมันเชื้อเพลิง; 3 - ชั้นวาง; 4 - รถเข็น; 5 — ไดนาโมมิเตอร์; b - ห่วงล็อค; 7—กระดาน; 6" - มุม
การกำหนดปริมาณการใช้เชื้อเพลิง ในรูป 9 เป็นไดอะแกรมของถังเชื้อเพลิงซึ่งคุณสามารถกำหนดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงได้อย่างง่ายดาย ท่อแก้วติดอยู่กับถังนี้ มีเครื่องหมายสองจุด ระหว่างนั้น
-2
ข้าว. 9 แบบแผนของถังสำหรับกำหนดปริมาณการใช้เชื้อเพลิง:
/ - ถังน้ำมันเชื้อเพลิง; 2 — คอฟิลเลอร์; 3 - หลอดแก้วที่มีเครื่องหมายควบคุม a และ b; 4 - ท่อยาง; 5**ท่อน้ำมันเชื้อเพลิง
วัดปริมาตรถังได้อย่างแม่นยำ จำเป็นที่ก่อนกำหนดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงที่เครื่องยนต์ใช้ ระดับน้ำมันเชื้อเพลิงในถังต้องอยู่เหนือเครื่องหมายบนเล็กน้อย ก่อนสตาร์ทเครื่องยนต์ ถังน้ำมันเชื้อเพลิงต้องยึดไว้กับขาตั้งในแนวตั้งอย่างเคร่งครัด ทันทีที่ระดับน้ำมันเชื้อเพลิงในถังเข้าใกล้เครื่องหมายบน คุณต้องเปิดนาฬิกาจับเวลา จากนั้นเมื่อระดับน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าใกล้เครื่องหมายล่าง ให้ปิดเครื่อง เมื่อทราบปริมาตรของถังน้ำมันระหว่างเครื่องหมาย V ความถ่วงจำเพาะของเชื้อเพลิง 7t และเวลาการทำงานของเครื่องยนต์ ^ เราสามารถกำหนดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงมวลที่สองได้อย่างง่ายดาย:
*ท. วินาที
(15)
ข้าว. 10. แบบแผนการติดตั้งสำหรับกำหนดการไหลของอากาศผ่าน
เครื่องยนต์:
/ - เครื่องบินรุ่น PuVRD; 2 - ท่อทางออก; 3 - ผู้รับ; 4 - ท่อทางเข้า; 5 - ท่อสำหรับวัดความดันรวม 6 - ท่อสำหรับวัดแรงดันสถิต 7 - ไมโครมาโนมิเตอร์; 8 - ยาง
หลอด
เพื่อกำหนดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงที่แม่นยำยิ่งขึ้น ขอแนะนำให้สร้างถังจ่ายน้ำมันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 50 มม. และระยะห่างระหว่างเครื่องหมายควรมีอย่างน้อย 30-40 มม.
การกำหนดการไหลของอากาศ ในรูป 10 แสดงไดอะแกรมการติดตั้งเพื่อกำหนดการไหลของอากาศ ประกอบด้วยเครื่องรับ (คอนเทนเนอร์) ที่มีปริมาตรอย่างน้อย 0.4 l3 ท่อเข้า ท่อทางออก และไมโครมามิเตอร์แอลกอฮอล์ ตัวรับในการติดตั้งนี้มีความจำเป็นเพื่อลดความผันผวนของการไหลของอากาศที่เกิดจากการที่สารผสมเข้าสู่ห้องเผาไหม้เป็นระยะๆ และเพื่อสร้างการไหลของอากาศที่สม่ำเสมอในท่อทางเข้าทรงกระบอก ในท่อทางเข้าที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20-25 มม. และความยาวไม่น้อยกว่า 15 และไม่เกิน 20 เส้นผ่านศูนย์กลางด้านล่างของท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5-2.0 มม. ติดตั้งอยู่ตรงกลาง: หนึ่ง ของชิ้นส่วนเปิดถูกควบคุมอย่างเคร่งครัดต่อการไหล และออกแบบมาเพื่อวัดความดันรวม ส่วนอีกส่วนหนึ่งจะถูกประสานให้ล้างออกด้วยผนังด้านในของทางเข้าแรงดันสถิต ปลายทางออกของท่อเชื่อมต่อกับท่อไมโครมาโนมิเตอร์ ซึ่งเมื่ออากาศผ่านท่อไอดีจะแสดงหัวความเร็ว
เนื่องจากแรงดันในท่อทางเข้าลดลงเล็กน้อย ไมโครมามิเตอร์แอลกอฮอล์จึงไม่ได้ติดตั้งในแนวตั้ง แต่ทำมุม 30 หรือ 45 °
เป็นที่พึงประสงค์ว่าท่อทางออกที่จ่ายอากาศให้กับเครื่องยนต์ที่ทดสอบมีปลายยางสำหรับเชื่อมต่อหัวเครื่องยนต์กับขอบท่อทางออกอย่างแน่นหนา
ในการวัดการไหลของอากาศ ให้สตาร์ทเครื่องยนต์ เข้าสู่โหมดการทำงานที่เสถียร และค่อยๆ นำส่วนขาเข้าของส่วนหัวไปที่ท่อทางออกของเครื่องรับและกดให้แน่น หลังจากที่ไมโครมามิเตอร์วัดความดันแตกต่าง N[m] เครื่องยนต์จะถูกลบออกจากท่อทางออกของเครื่องรับและหยุดลง จากนั้นใช้สูตร:
".-"/"[=].
โดยที่ Yn คือความเร็วลมในท่อไอดี ^]1<р = 0,97 ч- 0, 98 — коэффициент микроманометра;
DR - หัวไดนามิกที่วัดได้ ||;
กับแอล! -ฉัน
\kg-วินาที?)
pw คือความหนาแน่นของอากาศ [^4];
ให้เรากำหนดความเร็วการไหลของอากาศ Va ในท่อทางเข้า เราพบความดันแบบไดนามิก AR จากนิพจน์ต่อไปนี้:
7s/15sha, (17)
|/sgt
โดยที่ Hs คือความถ่วงจำเพาะของแอลกอฮอล์ -,;
ฉันและ" ^
H คือแรงดันตกคร่อมไมโครมามิเตอร์ [m]\
a คือมุมเอียงของไมโครมามิเตอร์ เมื่อทราบความเร็วการไหลของอากาศVа [m/s] ในท่อทางเข้าและพื้นที่หน้าตัด Pa [m2] เราจะกำหนดน้ำหนักที่สองของการไหลของอากาศ.G = 0.465 ^ , , (19)
โดยที่ P คือการอ่านค่าบารอมิเตอร์ [mm rg. ศิลปะ.]; T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ °K
T \u003d 273 ° + I ° C โดยที่ I ° C คืออุณหภูมิอากาศภายนอก

ดังนั้นเราจึงได้กำหนดพารามิเตอร์หลักทั้งหมดของเครื่องยนต์ - แรงขับ การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สอง ปริมาณการใช้อากาศที่สอง - และเราทราบน้ำหนักแห้งและพื้นที่ด้านหน้า ตอนนี้เราสามารถค้นหาพารามิเตอร์เฉพาะหลักได้อย่างง่ายดาย: Ruya, Sud, ^sp รัก-
นอกจากนี้ เมื่อทราบพารามิเตอร์พื้นฐานของเครื่องยนต์แล้ว ก็สามารถกำหนดความเร็วเฉลี่ยของการไหลออกของก๊าซจากท่อไอเสียและคุณภาพของส่วนผสมที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ได้
ตัวอย่างเช่น เมื่อเครื่องยนต์วิ่งบนพื้น สูตรการหาแรงขับคือ:
ร__ ค. วินาที ร. ..
~~~จี~ เอสอาร์"
จากสูตรนี้ С,ср, เราได้รับ:
พี่เซส — ^------^, [m/s].
^ค. วินาที
เราพบคุณภาพของส่วนผสม a จากสูตร 14:

ปริมาณทั้งหมดในนิพจน์สำหรับ a เป็นที่รู้จัก
การหาความดันในห้องเผาไหม้และความถี่ของรอบ ในกระบวนการทดลอง ความดันสูงสุดและสุญญากาศสูงสุดในห้องเผาไหม้ ตลอดจนความถี่ของรอบ มักถูกกำหนดขึ้นเพื่อระบุตัวอย่างที่ดีที่สุดของเครื่องยนต์

ความถี่ของรอบถูกกำหนดโดยใช้เครื่องวัดความถี่เรโซแนนซ์ หรือใช้ออสซิลโลสโคปแบบวนซ้ำกับเซ็นเซอร์แบบเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งติดตั้งไว้ที่ผนังห้องเผาไหม้หรือแทนที่ด้วยการตัดท่อไอเสีย
ออสซิลโลแกรมที่ถ่ายเมื่อวัดความถี่ของมอเตอร์สองตัวที่ต่างกันจะแสดงในรูปที่ 11. เซ็นเซอร์ piezoquartz ในกรณีนี้เชื่อมต่อกับขอบท่อไอเสีย เส้นโค้งความสูงเดียวสม่ำเสมอ / แสดงถึงการนับถอยหลัง ระยะห่างระหว่างยอดที่อยู่ติดกันสอดคล้องกับ 1/30 วินาที เส้นโค้งตรงกลาง 2 แสดงความผันผวนในการไหลของก๊าซ ออสซิลโลสโคปไม่ได้บันทึกเฉพาะรอบหลักเท่านั้น - กะพริบในห้องเผาไหม้ (นี่คือเส้นโค้งที่มีแอมพลิจูดที่ใหญ่ที่สุด) แต่ยังมีการสั่นที่แอคทีฟน้อยกว่าอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของส่วนผสมและการดีดออกจากเครื่องยนต์

ความดันสูงสุดและสุญญากาศสูงสุดในห้องเผาไหม้สามารถกำหนดได้ด้วยความแม่นยำโดยประมาณโดยใช้เครื่องวัดปรอทเพียโซมิเตอร์และเซ็นเซอร์อย่างง่ายสองตัว (รูปที่ 12) และเซ็นเซอร์มีการออกแบบเหมือนกัน ความแตกต่างอยู่ที่การติดตั้งบนห้องเผาไหม้เท่านั้น เซ็นเซอร์ตัวหนึ่งถูกติดตั้งเพื่อปล่อยก๊าซออกจากห้องเผาไหม้ อีกตัวหนึ่งถูกติดตั้งเพื่อปล่อยก๊าซเข้าไป เซ็นเซอร์ตัวแรกเชื่อมต่อกับเพียโซมิเตอร์ที่วัดความดันสูงสุด เซ็นเซอร์ที่สอง - กับเพียโซมิเตอร์ที่วัดสุญญากาศ
ข้าว. 12. แบบแผนของอุปกรณ์สำหรับการพิจารณา
ความดันสูงสุดและต่ำสุดใน
ห้องเผาไหม้เครื่องยนต์:
/. 2 - เซ็นเซอร์และจับในห้องเผาไหม้; 3. 4 - ปรอทเพียโซมิเตอร์ 5 - ตัวเรือนเซ็นเซอร์ความดัน b1—วาล์ว (แผ่นเหล็กหนา 0.05—0.00 มม.)
ด้วยความดันและการเกิดแรเงาในห้องเผาไหม้และความถี่ของรอบ เราสามารถตัดสินความเข้มของรอบ โหลดที่ผนังห้องเผาไหม้และท่อทั้งหมดได้รับ รวมถึงวาล์วตะแกรงแผ่นลามิเนต ปัจจุบันในตัวอย่างที่ดีที่สุดของ PuVRD ความดันสูงสุดในห้องเผาไหม้ถึง 1.45-1.65 กก. / ซม. 2 ความดันต่ำสุด (สูญญากาศ) สูงถึง 0.8-t-0.70 กก.] "cm2 และความถี่ขึ้น ถึง 250 รอบขึ้นไปต่อวินาที
เมื่อทราบพารามิเตอร์หลักของเครื่องยนต์และสามารถระบุได้ ผู้ทำแบบจำลองเครื่องบินรุ่นทดลองจะสามารถเปรียบเทียบเครื่องยนต์ได้ และที่สำคัญที่สุดคือทำงานกับ PuVRD รุ่นที่ดีกว่า

โครงสร้างองค์ประกอบของ PUVRET รุ่นอากาศ

ตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ของรุ่นนั้น เครื่องยนต์ที่เกี่ยวข้องจะถูกเลือก (หรือออกแบบ)
ดังนั้นสำหรับรุ่นบินฟรีซึ่งมีน้ำหนักการบินถึง 5 กก. เครื่องยนต์ถูกสร้างขึ้นด้วยความปลอดภัยที่สำคัญและมีอัตรารอบที่ค่อนข้างต่ำซึ่งช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของวาล์วและพวกเขายังติดตั้งเปลวไฟ -โครงข่ายหน่วงหลังวาล์ว ซึ่งแม้ว่าจะลดกระแสลมสูงสุดที่เป็นไปได้บ้าง แต่ป้องกันวาล์วจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น
ข้อกำหนดอื่น ๆ ถูกกำหนดไว้สำหรับเครื่องยนต์ที่ติดตั้งในรุ่นสายไฟความเร็วสูง ซึ่งมีน้ำหนักการบินไม่ควรเกิน 1 กก. ต้องใช้เพื่อให้ได้แรงขับสูงสุดที่เป็นไปได้ น้ำหนักขั้นต่ำ และระยะเวลารับประกันการทำงานต่อเนื่องเป็นเวลา 3-5 นาที กล่าวคือ ในช่วงเวลาที่จำเป็นในการเตรียมตัวสำหรับการบินและผ่านฐานกิโลเมตรทดสอบ
น้ำหนักของเครื่องยนต์สำหรับรุ่นสายไฟไม่ควรเกิน 400 กรัม เนื่องจากการติดตั้งเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ขึ้นทำให้ยากต่อการผลิตรุ่นที่มีความแข็งแรงและคุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ตามที่กำหนด ตลอดจนการจ่ายเชื้อเพลิงที่จำเป็น ตามกฎแล้วเครื่องยนต์ของรุ่นสายไฟมีรูปทรงภายนอกที่เพรียวบางคุณภาพอากาศพลศาสตร์ที่ดีของส่วนการไหลภายในและพื้นที่การไหลขนาดใหญ่ของกริดวาล์ว
ดังนั้นการออกแบบ PUVRD แรงขับที่พัฒนาขึ้นและระยะเวลาการทำงานที่ต้องการจะพิจารณาจากประเภทของรุ่นที่ติดตั้งเป็นหลัก ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับ PUVRD มีดังนี้: ความเรียบง่ายและน้ำหนักเบาของโครงสร้าง ความน่าเชื่อถือในการใช้งานและความง่ายในการใช้งาน แรงผลักดันสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับมิติที่กำหนด และระยะเวลาการทำงานต่อเนื่องที่ยาวที่สุด

ตอนนี้ให้พิจารณาการออกแบบองค์ประกอบแต่ละอย่างของเครื่องยนต์ไอพ่นที่เต้นเป็นจังหวะ
อุปกรณ์อินพุต (หัว)
อุปกรณ์ทางเข้าของ PuVRD ได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการจ่ายอากาศที่ถูกต้องไปยังตะแกรงวาล์ว การแปลงหัวความเร็วเป็นแรงดันคงที่ (การอัดความเร็วสูง) และการเตรียมส่วนผสมของอากาศเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ขึ้นอยู่กับวิธีการจ่ายเชื้อเพลิงไปยังช่องทางเข้าของส่วนหัว - ไม่ว่าจะเกิดจากการหายากหรือภายใต้แรงดัน - ส่วนที่ไหลจะมีความแตกต่างกัน
ข้าว. 13. รูปร่างของส่วนการไหลของหัวป้อน
เชื้อเพลิง: a - เนื่องจากการหายาก; b - ภายใต้ความกดดัน
ข้อมูลส่วนตัว. ในกรณีแรก ช่องภายในมีส่วน confuser และ diffuser และร่วมกับท่อจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงและเข็มปรับ มันคือคาร์บูเรเตอร์ที่ง่ายที่สุด (รูปที่ 13, a) ในกรณีที่สอง ส่วนหัวมีเพียงส่วนดิฟฟิวเซอร์และท่อน้ำมันเชื้อเพลิงพร้อมสกรูปรับ (รูปที่ 13.6)
การจ่ายเชื้อเพลิงไปยังส่วนดิฟฟิวเซอร์ของส่วนหัวนั้นเรียบง่ายในเชิงโครงสร้าง และช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเตรียมส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้อย่างมีคุณภาพสูง สิ่งนี้ทำได้เนื่องจากการไหลในช่องทางเข้าไม่คงที่ แต่ผันผวนตามการทำงานของวาล์ว เมื่อปิดวาล์ว อัตราการไหลของอากาศจะเป็น 0 และเมื่อวาล์วเปิดเต็มที่ จะเป็นค่าสูงสุด ความผันผวนของความเร็วมีส่วนทำให้เชื้อเพลิงและอากาศผสมกัน นอกจากนี้ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้จะติดไฟจากก๊าซตกค้าง ความดันในท่อทำงานเพิ่มขึ้น และวาล์วจะปิดลงภายใต้การกระทำของแรงยืดหยุ่นของตัวเอง และภายใต้อิทธิพลของแรงดันที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้
เป็นไปได้สองกรณีที่นี่ อย่างแรกคือในขณะที่ปิดวาล์ว ก๊าซไม่แตกเข้าไปในช่องทางเข้าและมีเพียงวาล์วเท่านั้นที่ทำหน้าที่กับส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศซึ่งหยุดการเคลื่อนที่ของมันและแม้กระทั่งโยนมันไปทางทางเข้า ศีรษะ. ประการที่สองคือเมื่อในขณะที่ปิดวาล์วส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศได้รับผลกระทบไม่เฉพาะจากวาล์วเท่านั้น แต่ยังได้รับผลกระทบจากส่วนผสมที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้แล้ว แต่ยังไม่จุดไฟทะลุวาล์วเนื่องจาก เพื่อความแข็งแกร่งไม่เพียงพอหรือการเบี่ยงเบนมากเกินไป ในกรณีนี้ ส่วนผสมจะถูกโยนไปที่หัวจ่ายในปริมาณที่มากขึ้น
การทิ้งส่วนผสมออกจากจานตะแกรงวาล์วไปทางทางเข้าสามารถสังเกตได้ง่ายในหัวที่มีช่องภายในสั้น (ความยาวของช่องประมาณเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของหัว) ที่ด้านหน้าของทางเข้าของศีรษะ ระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ จะมี “เบาะรองอากาศเชื้อเพลิง” ประมาณเดียวกันกับที่แสดงในรูปที่ 13.6. ปรากฏการณ์นี้สามารถทนได้หาก "เบาะ" มีขนาดเล็กและเครื่องยนต์บนพื้นดินทำงานอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากในอากาศด้วยความเร็วการบินที่เพิ่มขึ้น ความดันความเร็วจะเพิ่มขึ้นและ "เบาะ" จะหายไป

อย่างไรก็ตาม หากไม่ใช่ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ แต่เป็นก๊าซร้อน เข้าไปในส่วนทางเข้าของส่วนหัวจากห้องเผาไหม้ เป็นไปได้ที่จะจุดไฟส่วนผสมในส่วนดิฟฟิวเซอร์และดับเครื่องยนต์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องหยุดพยายามสตาร์ทและซ่อมแซมข้อบกพร่องในโครงข่ายวาล์ว ดังที่จะกล่าวถึงในหัวข้อถัดไป สำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ ความยาวของช่องทางเข้าของส่วนหัวควรเท่ากับ 1.0–1.5 ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวาล์ว และอัตราส่วนของความยาวของส่วนตัวแยกส่วนและตัวกระจายอากาศควรอยู่ที่ประมาณ 1: 3.
โปรไฟล์ของช่องระบายอากาศด้านในและส่วนโค้งด้านนอกของส่วนหัวต้องเรียบ เพื่อไม่ให้มีการแยกไอพ่นออกจากสแต็คเมื่อเครื่องยนต์ทำงานทั้งในสถานที่และขณะบิน ในรูป 13a แสดงหัวที่มีโปรไฟล์ตอบสนองการไหลได้อย่างสมบูรณ์แบบ มีรูปทรงที่สามารถบู๊ตได้สะดวก และจะไม่มีการแยกกระแสน้ำออกจากผนัง พิจารณาการออกแบบหัวที่มีลักษณะเฉพาะจำนวนหนึ่ง PUVRD.
ในรูป 14 โชว์หัวที่มีคุณภาพแอโรไดนามิกค่อนข้างดี สร้างความสับสน*
ส่วนขาและดิฟฟิวเซอร์ รวมถึงขอบชั้นนำของแฟริ่งดังที่เห็นได้จากรูป ได้รับการจับคู่อย่างราบรื่น
เทคโนโลยีการผลิตองค์ประกอบแต่ละส่วนของหัวนี้อธิบายไว้ในบทที่ 5 ข้อดีของการออกแบบหัวรวมถึงน้ำหนักเบา ความสามารถในการเปลี่ยนตะแกรงวาล์วอย่างรวดเร็ว และการวางหัวฉีดที่กึ่งกลางของช่องทางเข้า ซึ่งก่อให้เกิดการไหลของอากาศที่สมมาตร
คุณภาพของส่วนผสมจะถูกควบคุมโดยการเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของปากเจ็ต คุณสามารถใช้เครื่องบินไอพ่นที่มีรูใหญ่กว่ารูปกติ และเมื่อปรับพื้นที่การไหล ให้ลดขนาดลงโดยใส่เส้นแยกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.15-0.25 มม. จากสายไฟ ปลายด้านนอกของเส้นเลือดจะงอไปที่ด้านนอกของเครื่องบินไอพ่น (รูปที่ 15) หลังจากนั้นให้วางท่อพีวีซีหรือยาง สามารถปรับการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงโดยใช้วาล์วสกรูทำเองขนาดเล็ก
หัวหน้าของหนึ่งในเครื่องยนต์ RAM-2 ในประเทศซึ่งผลิตจำนวนมากแสดงในรูปที่ 16. ร่างกายของหัวนี้มีช่องทางภายใน จุดยึดหัวฉีด ตะแกรงวาล์ว เกลียวสำหรับยึดกับห้องเผาไหม้ และที่นั่งสำหรับแฟริ่ง

หัวฉีดมีแกนเข็มเพื่อปรับคุณภาพของส่วนผสม
ข้อเสียรวมถึงอากาศพลศาสตร์ที่ไม่ดีของเส้นทางการไหลซึ่งช่วยลดแรงขับของเครื่องยนต์ - การเปลี่ยนการไหลจากทิศทางตามแนวแกนไปยังช่องทางเข้าของตะแกรงวาล์วและการมีอยู่ของช่อง (ส่วน b - d) ซึ่งเพิ่มความต้านทาน และทำให้การผสมเชื้อเพลิงกับอากาศเป็นเนื้อเดียวกันในเชิงคุณภาพแย่ลง
การออกแบบหัวแสดงในรูปที่ 17 แท่นยึดพิเศษพร้อมห้องเผาไหม้เครื่องยนต์ ที่นี่ใช้ปลอกคอรูปรางซึ่งแตกต่างจากรัดแบบเกลียวซึ่งทำจากแมนเดรลพิเศษโดยการบีบอัด ไหล่แบบพิเศษทำขึ้นที่ขอบด้านหน้าของห้องเผาไหม้ ตะแกรงวาล์วที่เสียบเข้าไปในห้องเผาไหม้ วางชิดกับส่วนที่ยื่นออกมาของไหล่นี้ จากนั้นใส่ร่างกายของอุปกรณ์ทางเข้าซึ่งมีปลอกหุ้มโปรไฟล์และสามโหนด - ส่วนหัว, ตะแกรงวาล์วและห้องเผาไหม้ถูกดึงเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาด้วยแคลมป์ 7 ด้วยสกรู 8 Mount B นั้นง่าย และเชื่อถือได้ในการใช้งาน
ช่องว่างระหว่างเปลือกทางเข้าและแฟริ่งมักใช้เป็นภาชนะสำหรับถังน้ำมันเชื้อเพลิง ในกรณีเหล่านี้ ความยาวของช่องทางเข้าจะเพิ่มขึ้นตามกฎเพื่อรองรับการจ่ายเชื้อเพลิงที่จำเป็น ในรูป 18 และ 19 แสดงหัวดังกล่าว คนแรกเข้ากันได้ดีกับห้องเผาไหม้ เชื้อเพลิงในนั้นแยกจากส่วนที่ร้อนได้อย่างน่าเชื่อถือ มันถูกยึดเข้ากับตัวกระจายแสงด้วยสกรู 4 หัวที่สองแสดงในรูปที่ 19 ความแตกต่างในความคิดริเริ่มของการยึดกับห้องเผาไหม้ ดังที่เห็นได้จากรูป หัวที่ 4 - แท็งก์ที่ทำโปรไฟล์ซึ่งบัดกรีจากดีบุกหรือฟอยล์ มีช่องวงแหวนพิเศษสำหรับยึดตำแหน่งบนหน้าแปลนของตะแกรงวาล์ว ตัวย่างวาล์ว 5 นั้นถูกขันเข้าไปในห้องเผาไหม้

ส่วนหัวถังเชื่อมต่อกับกริดวาล์วและห้องเผาไหม้โดยใช้สปริง 3 ซึ่งกระชับหู 2 การเชื่อมต่อไม่แข็ง แต่ไม่จำเป็นในกรณีนี้เนื่องจากหัวไม่ใช่ตัวจ่ายไฟ ; ไม่จำเป็นต้องปิดผนึกพิเศษด้วย
ข้าว. 16. หัวเครื่องยนต์ RAM-2:
/ - ช่องภายใน; 2 - แฟริ่ง; 3 - หัวฉีด; 4 - อะแดปเตอร์; 5 - สกรูเข็ม; b - ช่องทางเข้าของตะแกรงวาล์ว; 7 - เหมาะสำหรับ
ข้อต่อท่อน้ำมันเชื้อเพลิง
ระหว่างตะแกรงเปล่ากับกระจังหน้าวาล์ว ดังนั้นการยึดนี้ร่วมกับการออกแบบตะแกรงวาล์วและห้องเผาไหม้จึงเหมาะสมอย่างยิ่ง ผู้เขียนออกแบบหัวนี้คือ V. Danilenko (เลนินกราด)
หัวที่แสดงในรูปที่ 20 ออกแบบมาสำหรับเครื่องยนต์ที่มีแรงขับสูงสุด 3 กก. ขึ้นไป ลักษณะการออกแบบคือวิธีการยึดเข้ากับห้องเผาไหม้ การมีครีบระบายความร้อน และระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง หัวนี้ยึดติดกับห้องเผาไหม้ด้วยสกรูคัปปลิ้งต่างจากวิธีการก่อนหน้านี้ ที่ห้องเผาไหม้ หูหกหู 7 ที่มีเกลียวภายใน M3 ได้รับการแก้ไขแล้ว โดยขันสกรูคัปปลิ้ง 5 ไว้ ในขณะที่จับวงแหวนกำลังของดิฟฟิวเซอร์ด้วยแผ่นพิเศษ 4 แล้วกดไปที่ห้องเผาไหม้ แท่นยึดแม้ว่าจะต้องใช้ความพยายามในการผลิต แต่ก็แนะนำให้ใช้กับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ (ในกรณีนี้ เส้นผ่านศูนย์กลางของห้องเผาไหม้คือ 100 มม.)
8
1
ข้าว. 19. หัวติดกับห้องเผาไหม้ด้วย
สปริง:
/ - ห้องเผาไหม้; 2 - หู; 5—สปริง; 4 - หัว; 5 - ตะแกรงวาล์ว; b - ไหล่ของตะแกรงวาล์ว; 7 - คอฟิลเลอร์; d ท่อระบายน้ำ
ระหว่างการทำงาน เครื่องยนต์จะมีระบบการระบายความร้อนสูง และมีครีบระบายความร้อนสี่ตัวที่ส่วนด้านนอกของดิฟฟิวเซอร์ เพื่อป้องกันแฟริ่งที่ทำด้วยบัลซ่าหรือพลาสติกโฟม และระบบเชื้อเพลิงจากอุณหภูมิสูง
การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงดำเนินการโดยเครื่องบินไอพ่นสองลำ - หลัก 11 ที่มีรูที่ไม่สามารถปรับได้และตัวเสริม 12 พร้อมเข็ม 13 สำหรับการปรับอย่างละเอียด

การออกแบบตะแกรงวาล์ว

ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้เพียงอย่างเดียวของเครื่องยนต์คือวาล์วที่ช่วยให้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้ในทิศทางเดียว แรงขับของเครื่องยนต์ เช่นเดียวกับความเสถียรและระยะเวลาของการทำงานต่อเนื่องนั้น ขึ้นอยู่กับการเลือกความหนาและรูปร่างของวาล์ว คุณภาพของการผลิตและการปรับ เราได้กล่าวไปแล้วว่าเครื่องยนต์ที่ติดตั้งในรุ่นสายไฟต้องการแรงขับสูงสุดที่น้ำหนักต่ำ และเครื่องยนต์ที่ติดตั้งในรุ่นบินฟรีนั้นต้องการระยะเวลาการทำงานต่อเนื่องยาวนานที่สุด ดังนั้นกริดวาล์วที่ติดตั้งบนเครื่องยนต์เหล่านี้จึงมีโครงสร้างที่แตกต่างกันเช่นกัน
พิจารณาสั้น ๆ เกี่ยวกับการทำงานของตะแกรงวาล์ว ในการทำเช่นนี้ เรามาดูตะแกรงดิสก์วาล์วที่เรียกว่า (รูปที่ 21) ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดโดยเฉพาะกับเครื่องยนต์สำหรับรุ่นสายไฟ จากกริลล์วาล์วใดๆ รวมถึงดิสก์หนึ่ง พวกมันจะได้พื้นที่หน้าตัดสูงสุดที่เป็นไปได้และมีรูปร่างตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดี จะเห็นได้จากรูปว่าพื้นที่ดิสก์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับหน้าต่างทางเข้าที่คั่นด้วยสะพานที่ขอบของวาล์ว การปฏิบัติได้แสดงให้เห็นว่าการทับซ้อนกันขั้นต่ำที่อนุญาตของทางเข้าจะแสดงในรูปที่ 22; การลดลงของพื้นที่ติดตั้งวาล์วนำไปสู่การทำลายขอบของดิสก์ - เพื่อการเยื้องและการปัดเศษของวาล์ว ตามกฎแล้วดิสก์ทำจาก duralumin เกรด D-16T หรือ V-95 ที่มีความหนา 2.5–3.5 มม. หรือจากเหล็กที่มีความหนา 1.0–1.5 มม. ขอบนำมีความโค้งมนและขัดเงา ความใส่ใจเป็นพิเศษคือความแม่นยำและความสะอาดของการประมวลผลระนาบสัมผัสของวาล์ว ความแน่นที่ต้องการของวาล์วไปยังระนาบดิสก์นั้นเกิดขึ้นได้หลังจากเครื่องยนต์วิ่งเข้าสั้น ๆ เมื่อวาล์วแต่ละตัว "ทำงาน" เบาะนั่งของตัวเอง
ในช่วงเวลาที่เกิดประกายไฟของส่วนผสมและแรงดันที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้ วาล์วจะปิดลง แนบสนิทกับแผ่นดิสก์และไม่ให้ก๊าซผ่านเข้าไปในดิฟฟิวเซอร์ของศีรษะ เมื่อก๊าซจำนวนมากพุ่งเข้าไปในท่อร่วมไอเสียและเกิดสุญญากาศขึ้นหลังตะแกรงวาล์ว (จากด้านข้างของห้องเผาไหม้) วาล์วจะเริ่มเปิดขึ้นพร้อมกับต้านทานการไหลของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศสดด้วยเหตุนี้ สร้างระดับสูญญากาศในห้องเผาไหม้ซึ่งในแรงบิดที่ตามมาจะขยายไปถึงขอบท่อไอเสีย ความต้านทานที่สร้างขึ้นโดยวาล์วขึ้นอยู่กับ
ส่วนใหญ่มาจากความแข็งแกร่งของมัน ซึ่งควรจะเป็นเช่นนั้นเพื่อให้มีการไหลสูงสุดของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศและการปิดช่องรับอากาศในเวลาที่แฟลชทำได้อย่างเหมาะสม การเลือกความแข็งของวาล์วที่จะตอบสนองความต้องการที่กำหนดเป็นหนึ่งในกระบวนการหลักที่ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการออกแบบและปรับแต่งเครื่องยนต์
สมมติว่าเราได้เลือกวาล์วที่ทำจากเหล็กที่บางมาก และไม่มีการโก่งตัวของวาล์ว จากนั้นในขณะที่ส่วนผสมเข้าสู่ห้องเผาไหม้พวกเขาจะเบี่ยงเบนด้วยค่าที่เป็นไปได้สูงสุด (รูปที่ 23, a) และสามารถพูดได้อย่างมั่นใจอย่างเต็มที่ว่าค่าเบี่ยงเบนของแต่ละวาล์วจะมีค่าต่างกันเนื่องจากมัน เป็นเรื่องยากมากที่จะทำให้พวกมันมีความกว้างเท่ากันทุกประการ และพวกมันยังสามารถมีความหนาต่างกันได้อีกด้วย ซึ่งจะทำให้ปิดไม่พร้อมกัน

แต่สิ่งสำคัญคือต่อไปนี้ ในตอนท้ายของกระบวนการบรรจุในห้องเผาไหม้ มีช่วงเวลาหนึ่งที่แรงดันในเครื่องจะน้อยกว่าหรือเท่ากับแรงดันในดิฟฟิวเซอร์เล็กน้อย ขณะนี้วาล์วต้องอยู่ภายใต้การกระทำของแรงยืดหยุ่นของตัวเอง
เครื่องหมายการเผาไหม้
ข้าว. 23. การเบี่ยงเบนของวาล์วโดยไม่มีข้อ จำกัด
เครื่องซักผ้า
มีเวลาปิดทางเข้าเพื่อที่ว่าหลังจากการจุดระเบิดของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ ก๊าซจะไม่สามารถเจาะเข้าไปในดิฟฟิวเซอร์ของส่วนหัวได้ วาล์วที่มีความฝืดต่ำเบี่ยงเบนไปเป็นจำนวนมากจะไม่สามารถปิดทางเข้าได้ทันเวลาและก๊าซจะแตกเข้าไปในหัวกระจายอากาศ (รูปที่ 23.6) ซึ่งจะทำให้แรงขับลดลงหรือเป็นประกายวาบของ ส่วนผสมในดิฟฟิวเซอร์และดับเครื่องยนต์ นอกจากนี้ วาล์วบางที่เบี่ยงเบนไปในปริมาณมาก จะพบกับโหลดไดนามิกและความร้อนจำนวนมากและล้มเหลวอย่างรวดเร็ว
หากเราใช้วาล์วที่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์จะกลับกัน - วาล์วจะเปิดในภายหลังและปิดเร็วขึ้น ซึ่งจะทำให้ปริมาณของส่วนผสมเข้าสู่ห้องเผาไหม้ลดลงและแรงขับลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น เพื่อให้วาล์วเปิดได้เร็วที่สุดเมื่อเติมส่วนผสมลงในห้องเผาไหม้และปิดวาล์วได้ทันท่วงทีในระหว่างการกะพริบ พวกเขาจึงหันไปใช้การเปลี่ยนแปลงเทียมในแนวโค้งของวาล์วโดยการติดตั้งแหวนรองหรือสปริงที่มีข้อจำกัด

ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ สำหรับกำลังเครื่องยนต์ที่แตกต่างกัน ความหนาของวาล์วจะใช้ 0.06-0.25 มม. เหล็กกล้าสำหรับวาล์วยังใช้คาร์บอน U7, U8, U9, U10 และรีดเย็นอัลลอยด์ EI395, EI415, EI437B, EI598, EI 100, EI442
ในรูป 24 แสดงตะแกรงวาล์วพร้อมวงแหวนรอง / ทำตลอดความยาวของวาล์ว จุดประสงค์หลักคือเพื่อตั้งค่าวาล์วให้อยู่ในรูปแบบการดัดโค้งที่ได้เปรียบมากที่สุด โดยผ่านปริมาณส่วนผสมของอากาศเชื้อเพลิงและเชื้อเพลิงสูงสุดที่เป็นไปได้เข้าไปในห้องเผาไหม้และปิดทางเข้าให้ทันเวลา ในทางปฏิบัติจาก
ข้อควรพิจารณาทางเทคโนโลยี - รูปที่" 24- ตะแกรงวาล์ว "- d เมื่อเปิดเครื่องซักผ้าแบบจำกัด
nii โปรไฟล์ของเครื่องซักผ้าทำขึ้นตลอดความยาวของวาล์ว:
NYAYUT บนรัศมีด้วย /-จำกัด เครื่องซักผ้า; 2-, คำนวณเพื่อสิ้นสุดวาล์ว CLZ; 3 - ที่อยู่อาศัยย่าง
กระทะเคลื่อนออกจากระนาบสัมผัส 6-10 มม. จุดเริ่มต้นของรัศมีโปรไฟล์จะต้องนำมาจากจุดเริ่มต้นของหน้าต่างทางเข้า ข้อเสียของเครื่องซักผ้ารุ่นนี้: ไม่อนุญาตให้ใช้คุณสมบัติที่ยืดหยุ่นได้เต็มที่ของวาล์ว สร้างความต้านทานได้มากและมีน้ำหนักค่อนข้างมาก
ลิมิตเตอร์จำกัดการโก่งตัวของวาล์วที่ใช้กันอย่างแพร่หลายไม่ได้ทำขึ้นสำหรับความยาวเต็มของวาล์ว แต่สำหรับวาล์วที่เลือกทดลอง ภายใต้การกระทำของแรงดันจากด้านดิฟฟิวเซอร์และแรร์แฟกชันจากด้านข้างของห้อง วาล์วจะเบี่ยงเบนไปตามจำนวนหนึ่ง: โดยไม่มีตัวจำกัดการโก่งตัว - สูงสุดที่เป็นไปได้ (รูปที่ 25, a); ด้วยตัวจำกัดความเบี่ยงเบนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง A ไปยังอีกอันหนึ่ง (รูปที่ 25.6) ขั้นแรก วาล์วจะเบี่ยงเบนไปตามโปรไฟล์ของเครื่องซักผ้าเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง c?b จากนั้น - โดยไม่จำกัดจำนวนแหวน ในขณะที่ปิด ส่วนท้ายของวาล์วในตอนแรก ราวกับว่าเริ่มจากขอบของแหวนรองที่มีความยืดหยุ่นที่วาล์วมีบนเส้นผ่านศูนย์กลาง A\% ได้รับความเร็วการเคลื่อนที่ไปทางเบาะ มากกว่ามาก กว่าในกรณีที่ไม่มีเครื่องซักผ้า

หากตอนนี้เราเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของแหวนรองเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง d ^ และปล่อยให้ความสูงของแหวนรอง /11 ไม่เปลี่ยนแปลง ความยืดหยุ่นของวาล์วที่เส้นผ่านศูนย์กลาง c12 จะมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง d\\ เนื่องจากกากบาท - พื้นที่หน้าตัดเพิ่มขึ้นและพื้นที่ส่วนปลายของวาล์วซึ่งแรงดันกระทำจากด้านข้างของตัวกระจายแสงลดลงส่วนปลายจะเบี่ยงเบนไปแล้วด้วยค่าที่น้อยกว่า 62 (รูปที่ 25 , ค). ความสามารถในการ "ขับไล่" ของวาล์วจะลดลงและความเร็วในการปิดจะลดลงด้วย ดังนั้นผลที่ต้องการของเครื่องซักผ้าแบบจำกัดจะลดลง
ข้าว. 25. อิทธิพลของแหวนจำกัดต่อการเบี่ยงเบนของวาล์ว:
/—ตาข่ายวาล์วตาข่าย; 2 - วาล์ว: 3 - วงแหวนจำกัด; สี่ -
เครื่องซักผ้าหนีบ
ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าสำหรับความหนาที่เลือกของวาล์วสำหรับขนาดเครื่องยนต์ที่กำหนด จะมีค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของแหวนรอง c!0 (หรือความยาวของตัวจำกัด) และความสูง /11 ซึ่ง วาล์วมีค่าเบี่ยงเบนสูงสุดที่อนุญาตและปิดในเวลาที่แฟลช สำหรับ PUVRD สมัยใหม่ ขนาดของตัวจำกัดการโก่งตัวของวาล์วมีค่าดังต่อไปนี้: เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นรอบวงของวงแหวนจำกัด (หรือความยาวของตัวจำกัด) คือ 0.6–0.75 ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวาล์ว (หรือความยาวของ ส่วนการทำงาน): รัศมีการดัดคือ 50–75 มม. และความสูงของแหวนรองขอบ L| จากระนาบสัมผัสของวาล์วคือ 2-4 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางของระนาบหนีบต้องเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางตามส่วนรากของวาล์ว ในทางปฏิบัติ มีความจำเป็นต้องจัดหาเครื่องซักผ้าที่มีข้อจำกัดโดยมีค่าเบี่ยงเบนจากขนาดที่ระบุในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง และเมื่อเปลี่ยนวาล์ว ทดสอบเครื่องยนต์ ให้เลือกวาล์วที่เหมาะสมที่สุดซึ่งเครื่องยนต์ทำงานได้อย่างเสถียรและแรงขับ เป็นที่ยิ่งใหญ่ที่สุด
วาล์วชนิดสปริง (รูปที่ 26) ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน - สำหรับการเปิดวาล์วสูงสุดที่เป็นไปได้ในกระบวนการเติมห้องเผาไหม้ด้วยส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศและการปิดในเวลาที่เหมาะสมในขณะที่เกิดการเผาไหม้ของส่วนผสม . สปริงวาล์วช่วยเพิ่มความลึกของการเกิดแร่หายากและการไหลของส่วนผสมที่มากขึ้น สำหรับสปริงวาล์ว ความหนาของเหล็กแผ่นจะถูกถ่ายน้อยกว่า 0.05-0.10 มม. สำหรับวาล์วที่มีแหวนรองจำกัด และจำนวนแผ่นสปริง ความหนาและเส้นผ่านศูนย์กลางของพวกมันจะถูกเลือกในการทดลอง รูปร่างของใบไม้ผลิมักจะสอดคล้องกับรูปร่างของกลีบหลักที่ปิดทางเข้า แต่จะต้องตัดปลายให้ตั้งฉากกับรัศมีที่ลากผ่านตรงกลางของกลีบ เลือกจำนวนกลีบสปริงภายใน 3-5 ชิ้นและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (สำหรับ 5 ชิ้น) เท่ากับ 0.8-0.85 g / k, 0.75-0.80 s1k ข้าว. 26. ตะแกรงวาล์วที่มีความละเอียด-0.70-0.75<*„, 0,65—0,70 ^и, сорными клапанами
0.60-0.65 s?k โดยที่เมื่อใช้วาล์วชนิดสปริง สามารถจ่ายแหวนรองแบบจำกัด เนื่องจากสามารถหาเส้นดัดของวาล์วที่ได้เปรียบที่สุดได้จากจำนวนและเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นสปริง แต่ในบางครั้ง วาล์วแหนบยังคงติดตั้งแหวนรอง ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะทำให้ค่าเบี่ยงเบนสุดท้ายเท่ากัน
วาล์วระหว่างการทำงานจะมีไดนามิกและโหลดความร้อนสูง แท้จริงแล้ว วาล์วที่ถูกเลือกโดยปกติ ซึ่งเปิดได้จนถึงค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ (6-10 มม. จากเบาะนั่ง) ปิดกั้นทางเข้าออกอย่างสมบูรณ์เมื่อส่วนผสมติดไฟแล้ว และความดันในห้องเผาไหม้เริ่มเพิ่มขึ้น

ดังนั้นวาล์วจะเคลื่อนไปที่เบาะนั่งไม่เพียง แต่ภายใต้การกระทำของแรงยืดหยุ่นของตัวเองเท่านั้น แต่ยังอยู่ภายใต้การกระทำของแรงดันแก๊สและกระแทกเบาะนั่งด้วยความเร็วสูงและด้วยแรงมาก จำนวนจังหวะเท่ากับจำนวนรอบเครื่องยนต์
ผลกระทบของอุณหภูมิบนวาล์วเกิดขึ้นเนื่องจากการสัมผัสโดยตรงกับก๊าซร้อนและการให้ความร้อนแบบกระจาย และแม้ว่าวาล์วจะถูกล้างด้วยส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่ค่อนข้างเย็น
อุณหภูมิเฉลี่ยยังคงค่อนข้างสูง การกระทำของโหลดแบบไดนามิกและความร้อนทำให้เกิดความล้มเหลวของวาล์วโดยเฉพาะอย่างยิ่งปลาย หากวาล์วถูกสร้างขึ้นตามเส้นใยของเทป (ตามทิศทางของการม้วน) เส้นใยจะถูกแยกออกจากกันเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน ในทางตรงกันข้ามขอบปลายจะบิ่นตามขวาง ไม่ว่าในกรณีใด สิ่งนี้นำไปสู่ความล้มเหลวของวาล์วและการดับเครื่องยนต์ ดังนั้นคุณภาพของการแปรรูปวาล์วต้องสูงมาก
วาล์วคุณภาพสูงสุดผลิตโดยการตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม วาล์วส่วนใหญ่มักจะถูกตัดด้วยหินกรวดกลมพิเศษที่มีความหนา 0.8-1.0 มม. ในการทำเช่นนี้ช่องว่างจะถูกตัดออกจากเหล็กวาล์วก่อนวางในแมนเดรลพิเศษประมวลผลตามเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกจากนั้นในแมนเดรลร่องระหว่างวาล์วจะถูกตัดด้วยหินทราย ในที่สุด ในการผลิตเครื่องยนต์แบบต่อเนื่อง วาล์วจะถูกตัดด้วยตราประทับ แต่ไม่ว่าจะทำขึ้นอย่างไร ก็ต้องมีการเจียรขอบ ไม่อนุญาตให้มีครีบบนวาล์ว วาล์วไม่ควรโค้งงอและบิดงอ
บางครั้ง เพื่อบรรเทาสภาพการทำงานของวาล์ว ระนาบสัมผัสบนดิสก์จะถูกประมวลผลเป็นทรงกลม (รูปที่ 27) เมื่อปิดทางเข้า วาล์วจะได้รับการโค้งงอกลับเล็กน้อย เนื่องจากผลกระทบต่อที่นั่งจะอ่อนลงบ้าง ซีลหลวมระหว่างวาล์วและจานเบรกที่อยู่นิ่งช่วยให้สตาร์ทติดง่ายและเร็วขึ้น เนื่องจากส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศสามารถผ่านระหว่างวาล์วและจานเบรกได้อย่างอิสระ

เครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจ

ข้าว. 28. ตะแกรงวาล์วพร้อมแดมเปอร์กันไฟ
กริด
วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการปกป้องวาล์วจากผลกระทบของไดนามิกและโหลดความร้อนคือการติดตั้งกริดหน่วงหน่วงการติดไฟ หลายครั้งหลังเพิ่มอายุการใช้งานของวาล์ว แต่ลดแรงขับของเครื่องยนต์ลงอย่างมากเนื่องจากสร้างความต้านทานขนาดใหญ่ในเส้นทางการไหลของท่อทำงาน ดังนั้นจึงมีการติดตั้งตามกฎสำหรับเครื่องยนต์ที่ต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนานและแรงขับที่ค่อนข้างต่ำ
ตะแกรงวางอยู่ในห้องเผาไหม้ (รูปที่ 28) ด้านหลังตะแกรงวาล์ว พวกเขาทำจากแผ่นเหล็กทนความร้อนหนา 0.3-0.8 มม. มีรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8-1.5 มม. (ยิ่งวัสดุตาข่ายหนาเท่าไรเส้นผ่านศูนย์กลางของรูก็จะยิ่งใหญ่ขึ้น)
ก๊าซร้อนจะพยายามเจาะเข้าไปในช่อง L ผ่านรูตะแกรง ตะแกรงจะแยกเปลวไฟหลักออกเป็นลำธารบาง ๆ แยกจากกันและดับไฟ

สำนักออกแบบการทดลอง Lyulka พัฒนา ผลิต และทดสอบต้นแบบของเครื่องยนต์ระเบิดเรโซเนเตอร์แบบพัลซิ่งด้วยการเผาไหม้แบบสองขั้นตอนของส่วนผสมของน้ำมันก๊าดกับอากาศ ตาม แรงขับที่วัดได้โดยเฉลี่ยของเครื่องยนต์อยู่ที่ประมาณหนึ่งร้อยกิโลกรัม และระยะเวลาของการทำงานต่อเนื่องมากกว่าสิบนาที ภายในสิ้นปีนี้ สำนักออกแบบตั้งใจที่จะผลิตและทดสอบเครื่องยนต์ระเบิดแบบเร้าใจขนาดเต็ม

Alexander Tarasov หัวหน้านักออกแบบของ Lyulka Design Bureau กล่าวในระหว่างการทดสอบ โหมดการทำงานทั่วไปของเครื่องยนต์ turbojet และ ramjet ถูกจำลองขึ้น ค่าที่วัดได้ของแรงขับจำเพาะและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะนั้นดีกว่าค่าของเครื่องยนต์ไอพ่นทั่วไปถึง 30-50 เปอร์เซ็นต์ ในระหว่างการทดลอง เครื่องยนต์ใหม่ถูกเปิดและปิดซ้ำๆ เช่นเดียวกับระบบควบคุมการยึดเกาะถนน

บนพื้นฐานของการศึกษาที่ดำเนินการ ข้อมูลที่ได้รับระหว่างการทดสอบ เช่นเดียวกับการวิเคราะห์การออกแบบวงจร สำนักออกแบบ Lyulka ตั้งใจที่จะเสนอการพัฒนาเครื่องยนต์เครื่องบินระเบิดแบบพัลซิ่งทั้งครอบครัว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เครื่องยนต์ที่มีอายุการใช้งานสั้นสำหรับอากาศยานไร้คนขับและขีปนาวุธ และเครื่องยนต์อากาศยานที่มีโหมดการบินความเร็วเหนือเสียงสามารถสร้างขึ้นได้

ในอนาคต บนพื้นฐานของเทคโนโลยีใหม่ เครื่องยนต์สำหรับระบบจรวด-อวกาศและระบบขับเคลื่อนแบบรวมของเครื่องบินที่สามารถบินได้ในชั้นบรรยากาศและอื่น ๆ สามารถสร้างได้

ตามที่สำนักออกแบบ เครื่องยนต์ใหม่จะเพิ่มอัตราส่วนแรงขับต่อน้ำหนักของเครื่องบิน 1.5-2 เท่า นอกจากนี้ เมื่อใช้โรงไฟฟ้าดังกล่าว ระยะการบินหรือมวลของอาวุธอากาศยานจะเพิ่มขึ้น 30-50 เปอร์เซ็นต์ ในขณะเดียวกัน น้ำหนักเฉพาะของเครื่องยนต์ใหม่จะน้อยกว่าโรงไฟฟ้าเจ็ททั่วไป 1.5-2 เท่า

ข้อเท็จจริงที่ว่างานในรัสเซียกำลังดำเนินการเพื่อสร้างเครื่องยนต์ระเบิดแบบเร้าใจ ในเดือนมีนาคม 2011 สิ่งนี้ถูกระบุโดย Ilya Fedorov กรรมการผู้จัดการของสมาคมวิจัยและผลิตดาวเสาร์ ซึ่งรวมถึงสำนักออกแบบ Lyulka เครื่องยนต์ระเบิดประเภทใดที่เป็นปัญหา Fedorov ไม่ได้ระบุ

ปัจจุบันรู้จักเครื่องยนต์พัลซิ่งสามประเภท - วาล์ว, ไม่มีวาล์วและการระเบิด หลักการทำงานของโรงไฟฟ้าเหล่านี้คือการจ่ายเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์เป็นระยะไปยังห้องเผาไหม้ โดยที่ส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะติดไฟและผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จะไหลออกจากหัวฉีดพร้อมกับการเกิดแรงขับของไอพ่น ความแตกต่างจากเครื่องยนต์เจ็ททั่วไปอยู่ที่การเผาไหม้แบบจุดชนวนของส่วนผสมเชื้อเพลิง ซึ่งส่วนหน้าของการเผาไหม้จะแพร่กระจายเร็วกว่าความเร็วของเสียง

เครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 โดย Martin Wiberg วิศวกรชาวสวีเดน เครื่องยนต์ที่เต้นเป็นจังหวะนั้นถือว่าเรียบง่ายและราคาถูกในการผลิต แต่เนื่องจากลักษณะของการเผาไหม้เชื้อเพลิงจึงไม่น่าเชื่อถือ เป็นครั้งแรกที่เครื่องยนต์ชนิดใหม่ถูกนำมาใช้ในซีรีส์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองกับขีปนาวุธล่องเรือ V-1 ของเยอรมัน พวกเขาติดตั้งเครื่องยนต์ Argus As-014 จาก Argus-Werken

ปัจจุบัน บริษัทป้องกันภัยรายใหญ่หลายแห่งในโลกกำลังดำเนินการวิจัยด้านเครื่องยนต์ไอพ่นแบบพัลซิ่งประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง งานนี้ดำเนินการโดยบริษัทฝรั่งเศส SNECMA และ American General Electric และ Pratt & Whitney ในปี 2555 ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ประกาศความตั้งใจที่จะพัฒนาเครื่องยนต์ระเบิดแบบหมุน ซึ่งจะต้องมาแทนที่โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซแบบเดิมบนเรือ

เครื่องยนต์ระเบิดแบบหมุนแตกต่างจากเครื่องยนต์แบบกระตุ้นจังหวะตรงที่การเผาไหม้แบบจุดระเบิดของส่วนผสมเชื้อเพลิงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ─ ส่วนหน้าของการเผาไหม้จะเคลื่อนที่ในห้องเผาไหม้วงแหวน ซึ่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

เครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจ- รุ่นเครื่องยนต์แอร์เจ็ท HPJE ใช้ห้องเผาไหม้ที่มีวาล์วทางเข้าและหัวฉีดทางออกทรงกระบอกยาว มีการจ่ายเชื้อเพลิงและอากาศเป็นระยะ

วัฏจักรการทำงานของ PuVRD ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

วาล์วเปิดและอากาศและเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ทำให้เกิดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง
ส่วนผสมติดไฟด้วยประกายไฟของหัวเทียน แรงดันเกินที่เกิดขึ้นจะปิดวาล์ว
ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่ร้อนจะออกจากหัวฉีดทำให้เกิดแรงขับของไอพ่นและสุญญากาศทางเทคนิคในห้องเผาไหม้

เรื่องราว

Charles de Louvrier (ฝรั่งเศส) และ Nikolai Afanasyevich Teleshov (รัสเซีย) จดสิทธิบัตรครั้งแรกสำหรับเครื่องยนต์เจ็ทแอร์เจ็ท (PUVRD) (แยกจากกัน) (แยกจากกัน) นักออกแบบชาวเยอรมันในช่วงก่อนสงครามโลกครั้งที่สองทำการค้นหาทางเลือกอื่นแทนเครื่องยนต์อากาศยานลูกสูบไม่ได้ละเลยการประดิษฐ์นี้ซึ่งยังคงไม่มีผู้อ้างสิทธิ์มาเป็นเวลานาน เครื่องบินที่มีชื่อเสียงที่สุด (และเป็นเครื่องเดียวในการผลิต) กับ Argus As-014 PUVRD ที่ผลิตโดย Argus-Werken คือขีปนาวุธ V-1 ของเยอรมัน Robert Lusser หัวหน้านักออกแบบ V-1 เลือก PUVRD ให้เขาไม่ใช่เพราะประสิทธิภาพ (เครื่องยนต์เครื่องบินลูกสูบของยุคนั้นมีประสิทธิภาพดีที่สุด) แต่ส่วนใหญ่เป็นเพราะการออกแบบที่เรียบง่ายและเป็นผลให้ต้นทุนแรงงานต่ำสำหรับการผลิต ซึ่งได้รับการพิสูจน์ด้วยการผลิตจำนวนมากของโพรเจกไทล์แบบใช้แล้วทิ้งที่ผลิตจำนวนมากในเวลาน้อยกว่าหนึ่งปี (ตั้งแต่มิถุนายน 2487 ถึงมีนาคม 2488) ในจำนวนมากกว่า 10,000 หน่วย

หลังสงครามการวิจัยในด้านเครื่องยนต์ไอพ่นแบบเร้าใจยังคงดำเนินต่อไปในฝรั่งเศส (SNECMA) และในสหรัฐอเมริกา (Pratt & Whitney, General Electric) ผลของการพัฒนาเหล่านี้ทำให้สหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตสนใจ มีการพัฒนาตัวอย่างทดลองและทดลองจำนวนหนึ่ง ในขั้นต้น ปัญหาหลักของขีปนาวุธอากาศสู่พื้นคือความไม่สมบูรณ์ของระบบนำทางเฉื่อย ซึ่งความถูกต้องถือว่าดีหากขีปนาวุธจากระยะ 150 กิโลเมตรชนกับสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านยาว 3 กิโลเมตร สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าด้วยหัวรบที่มีพื้นฐานมาจากวัตถุระเบิดทั่วไป ขีปนาวุธเหล่านี้มีประสิทธิภาพต่ำ และในขณะเดียวกันประจุนิวเคลียร์ก็มีมวลมากเกินไป (หลายตัน) เครื่องยนต์ไอพ่นที่เต้นเป็นจังหวะมีแรงกระตุ้นจำเพาะเจาะจงมากเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์จรวด แต่จะด้อยกว่าในตัวบ่งชี้นี้สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท ข้อจำกัดที่สำคัญก็คือเครื่องยนต์นี้ต้องการการเร่งความเร็วเพื่อความเร็วในการทำงานที่ 100 ม./วินาที และการใช้งานจะถูกจำกัดที่ความเร็วประมาณ 250 ม./วินาที เมื่อประจุนิวเคลียร์ขนาดเล็กปรากฏขึ้น การออกแบบเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นก็เกิดขึ้นแล้ว ดังนั้นเครื่องยนต์เจ็ทแบบพัลซิ่งจึงไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย

โครงสร้าง PUVRD เป็นห้องเผาไหม้ทรงกระบอกที่มีหัวฉีดทรงกระบอกยาวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า ด้านหน้าของห้องเพาะเลี้ยงเชื่อมต่อกับตัวกระจายอากาศเข้าซึ่งอากาศเข้าสู่ห้องเพาะเลี้ยง

มีการติดตั้งวาล์วอากาศระหว่างดิฟฟิวเซอร์และห้องเผาไหม้ ซึ่งทำงานภายใต้อิทธิพลของความแตกต่างของแรงดันในห้องเพาะเลี้ยงและที่ทางออกของดิฟฟิวเซอร์: เมื่อแรงดันในดิฟฟิวเซอร์เกินแรงดันในห้อง วาล์วจะเปิดขึ้นและ ให้อากาศเข้าไปในห้อง; เมื่ออัตราส่วนความดันกลับด้านก็จะปิดลง

แบบแผนของเครื่องยนต์เจ็ทอัดลม (PUVRD): 1 - อากาศ; 2 - เชื้อเพลิง; 3 - ตะแกรงวาล์ว; ด้านหลังเป็นห้องเผาไหม้ 4 - หัวฉีด (เจ็ท) ทางออก

วาล์วสามารถมีการออกแบบที่แตกต่างกัน: ในเครื่องยนต์ Argus As-014 ของจรวด V-1 นั้นมีรูปร่างและทำหน้าที่เหมือนที่บังตาหน้าต่าง และประกอบด้วยแผ่นวาล์วสี่เหลี่ยมที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งทำจากเหล็กสปริงที่ตรึงบนเฟรม ในเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ดูเหมือนจานรูปดอกไม้ที่มีแผ่นวาล์วเรียงตามแนวรัศมี ในรูปแบบของกลีบโลหะยืดหยุ่นบางๆ หลายอันกดทับฐานวาล์วในตำแหน่งปิดและงอจากฐานภายใต้การกระทำของแรงดันในดิฟฟิวเซอร์เกิน ความดันในห้อง การออกแบบครั้งแรกนั้นสมบูรณ์แบบกว่ามาก - มีความต้านทานการไหลของอากาศน้อยที่สุด แต่ผลิตได้ยากกว่ามาก

แผ่นวาล์วสี่เหลี่ยมยืดหยุ่น

มีหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ที่ด้านหน้าของห้องเพาะเลี้ยงหนึ่งตัวหรือมากกว่าซึ่งฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในห้องเพาะเลี้ยงตราบเท่าที่แรงดันบูสต์ในถังเชื้อเพลิงเกินความดันในห้อง เมื่อความดันในห้องสูงกว่าแรงดันบูสต์ เช็ควาล์วในเส้นทางเชื้อเพลิงจะปิดการจ่ายเชื้อเพลิง การออกแบบที่ใช้พลังงานต่ำแบบดั้งเดิมมักจะทำงานโดยไม่ต้องฉีดเชื้อเพลิง เช่น เครื่องยนต์ลูกสูบคาร์บูเรเตอร์ ในกรณีนี้ มักใช้แหล่งอากาศอัดภายนอกเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์

ในการเริ่มต้นกระบวนการเผาไหม้ มีการติดตั้งหัวเทียนไว้ในห้อง ซึ่งจะสร้างชุดการปล่อยไฟฟ้าที่มีความถี่สูงและส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะจุดประกายทันทีที่ความเข้มข้นของเชื้อเพลิงภายในถึงระดับที่เพียงพอสำหรับการจุดไฟ เมื่อเปลือกของห้องเผาไหม้อุ่นขึ้นอย่างเพียงพอ (โดยปกติหลังจากไม่กี่วินาทีหลังจากสตาร์ทเครื่องยนต์ขนาดใหญ่หรือหลังจากเสี้ยววินาที - อันเล็ก ๆ โดยไม่ต้องระบายความร้อนด้วยการไหลของอากาศผนังเหล็กของห้องเผาไหม้ ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วสีแดง) การจุดระเบิดด้วยไฟฟ้าไม่จำเป็นเลย: ส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะจุดไฟจากกล้องที่มีผนังร้อน

ระหว่างการทำงาน PUVRD จะส่งเสียงแตกหรือเสียงหึ่งๆ ที่มีลักษณะเฉพาะ อันเนื่องมาจากการเต้นเป็นจังหวะอย่างแม่นยำในการทำงาน

แผนการดำเนินงานของ PUVRD

วงจรการทำงานของ PUVRD แสดงไว้ในรูปด้านขวา:

1. วาล์วอากาศเปิดอยู่ อากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ หัวฉีดจะฉีดเชื้อเพลิง และส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะก่อตัวขึ้นในห้องเผาไหม้
2. ส่วนผสมของเชื้อเพลิงติดไฟและไหม้ ความดันในห้องเผาไหม้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและปิดวาล์วอากาศและเช็ควาล์วในเส้นทางเชื้อเพลิง ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ขยายตัว ไหลออกจากหัวฉีด ทำให้เกิดแรงขับของไอพ่น
3. ความดันในห้องจะเท่ากันกับความดันบรรยากาศ ภายใต้ความดันของอากาศในดิฟฟิวเซอร์ วาล์วอากาศจะเปิดขึ้นและอากาศเริ่มไหลเข้าสู่ห้อง วาล์วเชื้อเพลิงก็เปิดขึ้นเช่นกัน เครื่องยนต์จะเข้าสู่เฟส 1

ความคล้ายคลึงกันอย่างชัดเจนของ PUVRD และ ramjet (อาจเกิดจากความคล้ายคลึงกันของตัวย่อของชื่อ) นั้นผิดพลาด ในความเป็นจริง PUVRD มีความแตกต่างพื้นฐานที่ลึกซึ้งจากเครื่องยนต์ ramjet หรือ turbojet

ประการแรก การมีอยู่ของวาล์วอากาศใน PUVRD จุดประสงค์ที่ชัดเจนคือเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ย้อนกลับของของไหลทำงานไปข้างหน้าในทิศทางของอุปกรณ์ (ซึ่งจะลบล้างแรงขับของไอพ่น) ใน ramjet (เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์ turbojet) ไม่จำเป็นต้องใช้วาล์วนี้เนื่องจากการเคลื่อนที่ย้อนกลับของของไหลทำงานในทางเดินเครื่องยนต์ถูกป้องกันโดย "สิ่งกีดขวาง" แรงดันที่ทางเข้าไปยังห้องเผาไหม้ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างการบีบอัดของ ของเหลวทำงาน ใน PuVRD การบีบอัดเริ่มต้นต่ำเกินไป และการเพิ่มความดันในห้องเผาไหม้ที่จำเป็นต่อการทำงานนั้นเกิดขึ้นได้เนื่องจากการให้ความร้อนของของเหลวทำงาน (ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง) ในปริมาณคงที่ ซึ่งถูกจำกัดโดยผนังห้องเผาไหม้ วาล์ว และความเฉื่อยของคอลัมน์แก๊สในหัวฉีดยาวของเครื่องยนต์ ดังนั้น PuVRD จากมุมมองของเทอร์โมไดนามิกส์ของเครื่องยนต์ความร้อนจึงอยู่ในหมวดหมู่ที่แตกต่างจากเครื่องยนต์แรมเจ็ตหรือเทอร์โบเจ็ท - การทำงานของมันถูกอธิบายโดยวัฏจักรฮัมฟรีย์ ในขณะที่วงจรเบรตันอธิบายการทำงานของเครื่องยนต์แรมเจ็ตและเทอร์โบเจ็ท

ประการที่สอง ลักษณะการทำงานของ PUWRJ ที่เต้นเป็นจังหวะและไม่ต่อเนื่องทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในกลไกการทำงานของมัน เมื่อเทียบกับ WPW ของการกระทำต่อเนื่อง เพื่ออธิบายการทำงานของ PUVRD การพิจารณาเฉพาะกระบวนการของแก๊สไดนามิกและอุณหพลศาสตร์ที่เกิดขึ้นนั้นไม่เพียงพอ เครื่องยนต์ทำงานในโหมดการสั่นในตัวเองซึ่งซิงโครไนซ์การทำงานขององค์ประกอบทั้งหมดในเวลา ความถี่ของการแกว่งตัวเองเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากลักษณะเฉื่อยของทุกส่วนของ PUVRD รวมถึงความเฉื่อยของคอลัมน์แก๊สในหัวฉีดแบบยาวของเครื่องยนต์ และเวลาการแพร่กระจายของคลื่นเสียงที่ผ่านเข้าไป การเพิ่มความยาวของหัวฉีดจะทำให้ความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะลดลงและในทางกลับกัน ที่ความยาวของหัวฉีดถึงความถี่เรโซแนนซ์ซึ่งการสั่นในตัวเองจะคงที่และแอมพลิจูดของการสั่นของแต่ละองค์ประกอบมีค่าสูงสุด ในการพัฒนาเอ็นจิ้น ความยาวนี้จะถูกเลือกระหว่างการทดสอบและการดีบัก

บางครั้งมีการกล่าวกันว่าการทำงานของ PUVRD ที่ความเร็วเป็นศูนย์นั้นเป็นไปไม่ได้ - นี่เป็นความคิดที่ผิดพลาด ไม่ว่าในกรณีใด จะไม่สามารถขยายไปยังเครื่องยนต์ประเภทนี้ได้ทุกประเภท แรมเจ็ตส่วนใหญ่ (ต่างจากแรมเจ็ตส์) สามารถทำงาน "หยุดนิ่ง" (โดยไม่มีกระแสลมไหลเข้ามา) แม้ว่าแรงขับที่พัฒนาขึ้นในโหมดนี้จะมีเพียงเล็กน้อย (และโดยปกติไม่เพียงพอที่จะสตาร์ทรถที่ขับโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากภายนอก - ตัวอย่างเช่น V- 1 ถูกปล่อยจากเครื่องยิงไอน้ำ ในขณะที่ PuVRD เริ่มทำงานอย่างต่อเนื่องแม้กระทั่งก่อนการเปิดตัว)

การทำงานของมอเตอร์ในกรณีนี้อธิบายได้ดังนี้ เมื่อความดันในห้องหลังจากพัลส์ถัดไปลดลงสู่ชั้นบรรยากาศ การเคลื่อนที่ของแก๊สในหัวฉีดด้วยความเฉื่อยจะดำเนินต่อไป ซึ่งจะทำให้ความดันในห้องลดลงจนถึงระดับที่ต่ำกว่าบรรยากาศ เมื่อวาล์วอากาศเปิดขึ้นภายใต้ความกดอากาศ (ซึ่งต้องใช้เวลาพอสมควร) มีการสร้างสุญญากาศเพียงพอในห้องเพาะเลี้ยงเพื่อให้เครื่องยนต์สามารถ "สูดอากาศบริสุทธิ์" ในปริมาณที่จำเป็นเพื่อดำเนินการต่อในรอบถัดไป เครื่องยนต์จรวดนอกเหนือจากแรงขับนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยแรงกระตุ้นซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ระดับความสมบูรณ์แบบหรือคุณภาพของเครื่องยนต์ ตัวบ่งชี้นี้เป็นตัวชี้วัดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ด้วย แผนภาพด้านล่างแสดงค่าสูงสุดของตัวบ่งชี้นี้แบบกราฟิกสำหรับเครื่องยนต์ไอพ่นประเภทต่างๆ ขึ้นอยู่กับความเร็วลมที่แสดงในรูปของเลขมัค ซึ่งช่วยให้คุณเห็นขอบเขตของเครื่องยนต์แต่ละประเภท

PuVRD - เครื่องยนต์แอร์เจ็ทที่เต้นเป็นจังหวะ, TRD - เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท, เครื่องยนต์แรมเจ็ต - เครื่องยนต์แรมเจ็ต, สแครมเจ็ต - เครื่องยนต์แรมเจ็ตไฮเปอร์โซนิก เครื่องยนต์มีพารามิเตอร์หลายประการ:

แรงขับเฉพาะ- อัตราส่วนของแรงขับที่เกิดจากเครื่องยนต์ต่อการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงโดยรวม
แรงขับเฉพาะตามน้ำหนักคือ อัตราส่วนของแรงขับของเครื่องยนต์ต่อน้ำหนักเครื่องยนต์

ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์จรวด แรงขับซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของจรวด แรงขับของเครื่องยนต์เจ็ทแอร์ (WJ) ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การบิน - ความสูงและความเร็ว จนถึงตอนนี้ ยังไม่สามารถสร้างเครื่องยนต์ไอพ่นอเนกประสงค์ได้ ดังนั้นเครื่องยนต์เหล่านี้จึงถูกคำนวณสำหรับช่วงความสูงและความเร็วในการทำงาน ตามกฎแล้ว การเร่งความเร็วของ WFD ไปยังช่วงความเร็วในการทำงานนั้นกระทำโดยตัวพาหะเองหรือโดยตัวเร่งการปล่อย

เครื่องบินไอพ่นพัลส์อื่น ๆ

PUVRD แบบไม่มีวาล์ว

ในวรรณคดีมีคำอธิบายของเครื่องยนต์ที่คล้ายกับ PuVRD

วาล์ว PUJEมิฉะนั้น - PuVRD รูปตัวยู ไม่มีวาล์วอากาศแบบกลไกในเครื่องยนต์เหล่านี้ และเพื่อให้การเคลื่อนที่ย้อนกลับของของไหลทำงานไม่นำไปสู่การลดแรงขับ ทางเดินของเครื่องยนต์จึงทำขึ้นในรูปของตัวอักษรละติน "U" ซึ่งส่วนปลายคือ หันกลับไปในทิศทางของอุปกรณ์ในขณะที่กระแสน้ำไหลเกิดขึ้นทันทีจากทางเดินทั้งสองข้าง การรับอากาศบริสุทธิ์เข้าสู่ห้องเผาไหม้เกิดขึ้นเนื่องจากคลื่นหายากที่เกิดขึ้นหลังจากแรงกระตุ้นและ "ระบายอากาศ" ภายในห้อง และรูปทรงที่ซับซ้อนของท่อทำหน้าที่ทำหน้าที่นี้ได้ดีที่สุด การไม่มีวาล์วช่วยให้คุณกำจัดข้อเสียเปรียบเฉพาะของ PuVRD ที่มีวาล์ว - ความทนทานต่ำ (บนขีปนาวุธ V-1 วาล์วถูกไฟไหม้หลังจากบินไปประมาณครึ่งชั่วโมงซึ่งเพียงพอสำหรับปฏิบัติภารกิจการต่อสู้ แต่ไม่อาจยอมรับได้สำหรับยานพาหนะที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้)

การระเบิด PUVRD

ขอบเขตของ PuVRD

PUVRD มีลักษณะเป็น เสียงดังและสิ้นเปลือง, แต่ เรียบง่ายและราคาถูก. เสียงและการสั่นสะเทือนในระดับสูงเป็นผลมาจากโหมดการทำงานที่เร้าใจมาก ลักษณะการใช้เชื้อเพลิงอย่างสิ้นเปลืองนั้นพิสูจน์ได้จากไฟฉายขนาดใหญ่ "ตี" จากหัวฉีดของ PuVRD ซึ่งเป็นผลมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในห้องที่ไม่สมบูรณ์

การเปรียบเทียบ PUVRD กับเครื่องยนต์อากาศยานอื่นๆ ทำให้สามารถกำหนดขอบเขตการบังคับใช้ได้อย่างแม่นยำ

puVRD มีราคาถูกกว่าการผลิตหลายเท่าเมื่อเทียบกับกังหันก๊าซหรือ ICE แบบลูกสูบ ดังนั้นด้วยการใช้งานเพียงครั้งเดียว มันจึงมีประสิทธิภาพสูงกว่าในเชิงเศรษฐกิจ (แน่นอนว่าต้อง "รับมือ" กับงานของพวกเขา) ในระหว่างการใช้งานระยะยาวของอุปกรณ์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ PuVRD จะสูญเสียประสิทธิภาพเชิงเศรษฐกิจให้กับเครื่องยนต์เดียวกันเนื่องจากการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงอย่างสิ้นเปลือง

PUVRD แบบไม่มีวาล์วและไม่มีวาล์วนั้นแพร่หลายในการบินสมัครเล่นและการสร้างแบบจำลองทางอากาศเนื่องจากความเรียบง่ายและต้นทุนต่ำ

เนื่องจากความเรียบง่ายและต้นทุนต่ำ เครื่องยนต์ขนาดเล็กประเภทนี้จึงกลายเป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่นักสร้างโมเดลเครื่องบินและการบินสมัครเล่น และบริษัทการค้าได้ปรากฏตัวขึ้นเพื่อจำหน่าย PuVRD และวาล์วสำหรับพวกเขา (ชิ้นส่วนสึกหรอ)

หมายเหตุ

วรรณกรรม

วีดีโอ

เครื่องจักรไอน้ำ เครื่องยนต์ของสเตอร์ลิง มอเตอร์ลม

ตามประเภทของหน่วยงาน

แก๊ส	โรงงานกังหันก๊าซ โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ เครื่องยนต์กังหันแก๊ส
ไอน้ำ	โรงงานวงจรรวม คอนเดนซิ่งเทอร์ไบน์
กังหันไฮโดรลิก	ใบพัดกังหัน

เครื่องยนต์ระเบิดเร้าใจ ทดสอบในรัสเซีย

สำนักออกแบบการทดลอง Lyulka พัฒนา ผลิต และทดสอบต้นแบบของเครื่องยนต์ระเบิดเรโซเนเตอร์แบบพัลซิ่งด้วยการเผาไหม้แบบสองขั้นตอนของส่วนผสมของน้ำมันก๊าดกับอากาศ จากข้อมูลของ ITAR-TASS แรงขับที่วัดได้โดยเฉลี่ยของเครื่องยนต์อยู่ที่ประมาณหนึ่งร้อยกิโลกรัม และระยะเวลาของการทำงานต่อเนื่องมากกว่าสิบนาที ภายในสิ้นปีนี้ สำนักออกแบบตั้งใจที่จะผลิตและทดสอบเครื่องยนต์ระเบิดแบบเร้าใจขนาดเต็ม

มีรายงานถึงข้อเท็จจริงที่ว่างานในรัสเซียกำลังดำเนินการสร้างเครื่องยนต์ระเบิดแบบเร้าใจในเดือนมีนาคม 2554 สิ่งนี้ถูกระบุโดย Ilya Fedorov กรรมการผู้จัดการของสมาคมวิจัยและผลิตดาวเสาร์ ซึ่งรวมถึงสำนักออกแบบ Lyulka เครื่องยนต์ระเบิดประเภทใดที่เป็นปัญหา Fedorov ไม่ได้ระบุ

ปัจจุบัน บริษัทป้องกันภัยรายใหญ่หลายแห่งในโลกกำลังดำเนินการวิจัยด้านเครื่องยนต์ไอพ่นแบบพัลซิ่งประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง งานนี้ดำเนินการโดยบริษัทฝรั่งเศส SNECMA และ American General Electric และ Pratt & Whitney ในปี 2555 ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ประกาศความตั้งใจที่จะพัฒนาเครื่องยนต์ระเบิดแบบหมุนที่จะมาแทนที่โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซแบบธรรมดาบนเรือ

โครงการ PUVRD แสดงในรูปที่ 3.16

มะเดื่อ 3.16 แผนผังของเครื่องยนต์ไอพ่นที่เร้าใจ:

ดิฟฟิวเซอร์, อุปกรณ์ 2 วาล์ว; 3- หัวฉีด; 4 - ห้องเผาไหม้ 5 - หัวฉีด; 6- ท่อไอเสีย.

เชื้อเพลิงถูกฉีดผ่านหัวฉีด 3 ก่อตัวเป็นเชื้อเพลิงผสมกับอากาศอัดในดิฟฟิวเซอร์ 1

การจุดไฟของส่วนผสมเชื้อเพลิงจะดำเนินการในห้องเผาไหม้ 4 จากเทียนไฟฟ้า การเผาไหม้ของส่วนผสมเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปในปริมาณที่กำหนดจะกินเวลาหนึ่งในร้อยของวินาที ทันทีที่ความดันในห้องเผาไหม้มากกว่าความดันอากาศที่ด้านหน้าของอุปกรณ์วาล์ว วาล์วกกจะปิดลง ด้วยปริมาณที่เพียงพอของหัวฉีด 5 และท่อร่วมไอเสีย 6 ซึ่งติดตั้งไว้เพื่อเพิ่มปริมาตรโดยเฉพาะ จึงทำให้เกิดน้ำนิ่งสำหรับก๊าซในห้องเผาไหม้ ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง การเปลี่ยนแปลงของปริมาณก๊าซในปริมาตรหลังห้องเผาไหม้นั้นเล็กน้อยมาก ดังนั้นจึงเชื่อว่าการเผาไหม้จะเกิดขึ้นที่ปริมาตรคงที่

หลังจากการเผาไหม้ส่วนหนึ่งของเชื้อเพลิง ความดันในห้องเผาไหม้จะลดลงเพื่อให้วาล์ว 2 เปิดออกและปล่อยให้อากาศส่วนใหม่จากดิฟฟิวเซอร์เข้ามา

ในรูปที่ 3.17 วงจรอุณหพลศาสตร์ในอุดมคติของ WFD ที่เต้นเป็นจังหวะถูกนำเสนอ

พี
กระบวนการวงจร:

1-2 - การอัดอากาศในดิฟฟิวเซอร์

2-3 - การจ่ายความร้อนแบบไอโซโคริกในห้องเผาไหม้;

3-4 - การขยายตัวแบบอะเดียแบติกของก๊าซในหัวฉีด

4-1 - การระบายความร้อนด้วยไอโซบาริกของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในบรรยากาศ ที่ พร้อมการกำจัดความร้อน

รูปที่ 3.17 วัฏจักร PUVRD

ดังต่อไปนี้จากรูปที่ 3.17 วัฏจักรของ PUVRD ไม่แตกต่างจากวัฏจักรของกังหันก๊าซที่มีการจ่ายความร้อนแบบไอโซคอริก จากนั้นเมื่อเปรียบเทียบกับ (3.8.) เราสามารถเขียนสูตรประสิทธิภาพเชิงความร้อนของ PuVRD . ได้ทันที

(3.20.)

ระดับของแรงดันที่เพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้;

- ระดับความดันเพิ่มขึ้นในดิฟฟิวเซอร์

ดังนั้น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของแรมเจ็ตที่เต้นเป็นจังหวะจึงสูงกว่าประสิทธิภาพของแรมเจ็ตเนื่องจากอุณหภูมิการจ่ายความร้อนรวมโดยเฉลี่ยที่สูงขึ้น

ความซับซ้อนของการออกแบบ PUVRJ ส่งผลให้มีมวลเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับแรมเจ็ต

3.5.3. เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทคอมเพรสเซอร์ (trd)

เครื่องยนต์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบิน ในเครื่องยนต์ turbojet มีการอัดอากาศแบบสองขั้นตอน (ในดิฟฟิวเซอร์และในคอมเพรสเซอร์) และการขยายตัวแบบสองขั้นตอนของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของส่วนผสมเชื้อเพลิง (ในเทอร์ไบน์แก๊สและในหัวฉีด)

แผนผังของเครื่องยนต์ turbojet แสดงในรูปที่ 3.18

รูปที่ 3.18 แผนผังของเครื่องยนต์ turbojet และลักษณะของการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์ของของไหลทำงานในเส้นทางก๊าซและอากาศ:

1-diffuser คอมเพรสเซอร์ 2 แกน 3- ห้องเผาไหม้; 4- กังหันก๊าซ; 5- หัวฉีด

ความดันของการไหลของอากาศที่เข้ามาก่อนจะสูงขึ้นในดิฟฟิวเซอร์ 1 จากนั้นในคอมเพรสเซอร์ 2 คอมเพรสเซอร์ขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซ 4 เชื้อเพลิงจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ 3 ซึ่งจะสร้างส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศและ เผาไหม้ที่ความดันคงที่ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะขยายตัวบนใบพัดของกังหันก๊าซ 4 ก่อนแล้วจึงขยายในหัวฉีด การไหลของก๊าซออกจากหัวฉีดด้วยความเร็วสูงจะสร้างแรงผลักดันที่ขับเคลื่อนเครื่องบิน

วัฏจักรเทอร์โมไดนามิกในอุดมคติของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทนั้นคล้ายกับวงจรแรมเจ็ต แต่เสริมด้วยกระบวนการในคอมเพรสเซอร์และเทอร์ไบน์ (รูปที่ 3.19)

รูปที่ 3.19 รอบเทอร์โบเจ็ทในอุดมคติในพี- วีไดอะแกรม

กระบวนการวงจร:

1-2 - การอัดอากาศแบบอะเดียแบติกในดิฟฟิวเซอร์

2-3 - การอัดอากาศแบบอะเดียแบติกในคอมเพรสเซอร์

3-4 - การจ่ายความร้อนแบบไอโซบาริกจากการเผาไหม้ของส่วนผสมเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้

4-5 - การขยายตัวแบบอะเดียแบติกของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้บนใบพัดกังหัน

5-6 - การขยายตัวแบบอะเดียแบติกของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในหัวฉีด

6-1 - การระบายความร้อนของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในบรรยากาศที่ความดันคงที่ด้วยการถ่ายเทความร้อน

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนถูกกำหนดโดยสูตร (3.19):

(3.21.)

- ระดับความดันอากาศที่เพิ่มขึ้นในตัวกระจายอากาศและคอมเพรสเซอร์

เนื่องจากอัตราส่วนการอัดที่สูงกว่าแรมเจ็ท เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทจึงมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกว่า หากไม่มีคันเร่งสตาร์ท เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทจะพัฒนาแรงขับที่จำเป็นเมื่อสตาร์ทแล้ว

บ้าน » การแพร่เชื้อ » การวิจัยขั้นพื้นฐาน บทที่ห้า เครื่องยนต์พัลส์แอร์เจ็ท เครื่องยนต์พัลส์แอร์เจ็ทสำหรับรุ่น