Как сделать клапан для пуврд
Как сделать клапан для пуврд
Всем привет, что если сделать “лепесток” вращающимся от небольшого б/к моторчика, дополнить все контроллером с датчиком воздужной скорости, зажиганием…и может быть форсункой?
Смысл в электронном управлении и “вечном” клапане (тк открываться/закрываться он будет за счет вращения) но вот что-то никто так не делает, а у меня опыта 0 и теории 1% в таких делах…
Ps. Просто давно хочу ПуВРД построить, но на пути стоит материал для клапанов 😃
материал для клапанов
мм что-то не видел авиамодели с бесклапанником… По моему у них меньше КПД при большей массе и температуре? (поправьте если не прав)
Ну по видюхам то видно, что бесколлекторнику с электроникой место на пенолетах, а не пульсирующем… 😒 Когда то очень давно один раз сам видел, как это работает (с клапаном), видюхи отдыхают 😒
Если хорошо дружите с математикой и есть реальный интерес, можно попытаться заменить клапан резонансом. Принципиально возможно, но на практике никто не решил пока
Теории я же говорю, 1%. Просто идея вращать лепесток пришла…Но тк теории не хватает и ничего не нагуглилось, решил спросить.
На счет резонанса, врятли он возможен в прямом пуврд при разной скорости набгающего потока
что-то не видел авиамодели с бесклапанником…
у них меньше КПД при большей массе
С современной электроникой управляя входом решить можно все. Другой вопрос, зачем. Стоит ли дывчинка вые…и? 😒
Но все равно при движении давление будет падать из-за увеличения разряженности воздуха у входа во всасывающую трубу? К тому же всасывается горячий воздух, что так же ведет в уменьшению давления? А в прямом пуврд, наоборот, вроде бы…
Стоит ли дывчинка вые…и?
вообще интересный у e95m двигатель, вот такой схемы u-пуврд я не видел…и чертежей тоже 😃
Не, я обычный прямоточный имел в виду
Не, я сначала на сообщение №6 отвечал
Кстати, на E08 они таки перевернули двигатель “всасывающими” трубаками вверх…
можно попробовать срисовать двигатель
А чем не нравиться АВТОМАТИЧЕСКИЙ КЛАПАН или лабиринтная система имеющая меньший КПД. Смысл какой во вращающемся клапане? Как вы собираетесь синхронизировать цикличность открытия и закрытия с циклическими характеристиками двигателя?
Из клапанов, я только лепестковый знаю… Хотя лабиринтную систему я где-то видел (довольно сложна в изготовлении если я правильно полял о чем речь). Синхронизировать за счет электронного управления и зажигания. Тоесть играясь формой клапана, частотой вращения и углом зажигания, можно же добиться чтобы окно открывалось в момент разряжения и закрывалось в момент сжатия… Ну а смысл в том чтобы клапан должго жил и просто изготавливался. Без всяких супер сплавов…
Вероятно, вы не представляете принцип работы ПуВРД. Зажигание производится единожды, а дальше идет цикличная подача горючей смеси, самовоспламенение от высокой температуры в камере. Повышение давления в камере приводит к закрытию клапанов. Расширенные газы устремляются в цилиндрическую часть двигателя, которая является резонатором, т.е. задает частоту или период цикла. Газы с большой скоростью устремляются из двигателя через сопло. Обладая инерцией газы создают разряжение в камере сгорания, клапаны открываются впуская новую порцию смеси и цикл повторяется без участия дополнительных синхронизирующих и зажегающих устройств. Лабиринтная или безклапанная система связана со сложными динамическими процессами в каналах переменного сечения, при одинаковых размерах двигателей тяга в 2 раза ниже, чем на классическом ПуВРД.
P.S. Клапан долго живет не от конструкции, а от жаропрочности материала. Жаропрочные нагартованные стали Я-1Т и ли Я-1Н.
мм я почему-то всегда думал что смысл резонатора в том чтобы направить часть газов назад, для создания сжатия в КС и именно в момент сжатия смесь и должна воспламеняться…ну почти как на 2х тактнике. Ещё почему-то думал что где-то 95й, 98й не должны самопоспламеняться… А лепесток долго не живет из-за быстрой усталости металла вызванной пульсирующими движениями под действием высоких температур…
… я почему-то всегда думал…
Пуврд-вопрос по клапанам
Опции темы
. Тарахтеть может и будет, но или малоэффективно
Собственно жуткой эффективности не ожидается,ведь тяга зависит от частоты,а при еЁ повышении растет скорость прокачки воздуха,и тут упираемся в газодинамику.А дальше в механизм перемешивания горючего с воздухом,надо впрыскивать не в одном месте,а как на ракете-полем форсунок.Кстати,нет ли у кого схемы мотора ФАУ-1.Думается,что там хитрого достаточно.
Лихо закручено!Возникает вопрос,с какой целью этим заниматься.С наци понятно,бомбить хотелось,и все точилось под это.Подешевле и попроще.А мы чего хотим,вопрос ко всем присутствующим,задачи определяют средства.
Конечно, мы хотим чего попроще, поэффективнее и подешевле.Желательно, прямо сейчас, на какую нибудь модельку.Но что делать? нет пока.В 50-е годы вот выпускали партиями, хотя стране, в целом, не до этого было, а мы вот сейчас не можем.Даже сталь на клапана просто так не найдешь!
Что касается показанной мной схемы, она предназначалась для оптимизации режимов, т.е. в зависимости от скорости, высоты, использ. топлива и др.параметров подбирался наиболее эффективный режим работы Пуврд. Может это смотриться громоздко, но на современ. уровне блок управления такого Пуврд для модели,занимал бы объем блока зажигания модельной бензинки.
Кто как представляет себе эту модель?Я вижу,при всем имеющемся и могущем появится,довольно большую,метра 2-3,аналогию с ФАУ.Мотор, к которому приделаны крылья,плюс еще аппаратный отсек,хотя он может быть и в крыле.Еще шасси,убирать-не убирать.На какую скорость расчитывать и как сажать,газ не шибко уберешь,значит с потухшим мотором.А отсюда конструкция крыла и требования к ВПП.
Вопросов предостаточно,плюс шум такой,что медведи разбегутся. Кто что думает?
Что то я на чешских соревнованиях подобное видел лет 10 назад.
И всё-таки он работает! Пульсирующий реактивный «двигатель»
Выставляю на суд толпы свое небольшое творение, если кто-то видел прошлые выпуски, то знает, что были проблемы с запуск, так вот: движок работает, гудит-пердит, только вот тяги нет, если есть знатоки-скажите, что по этому поводу думаете
Дубликаты не найдены
ваши мысли по воздуху сходятся с моими. отлично
Надо в этом направлении идти
Учиться у классиков
Разрушители легенд, качающиеся пираты серия там про эти двигатели есть материал.
в реактивных двигателях где в качестве окислителя используется воздух не зря делается турбина, прямотока им нихрена не хватает
так что либо добавляй еще один баллон, с кислородом( как сварщики делают) либо компрессор какой
вот собственно еще 60+ лет назад все было придумано
и кстати сопло в виде трубы не оптимально для разгона струи газа, хотя бы вытянутую воронку
p.s. рассмотрел поближе тему пульсирующих двигателей, хмм. штука своеобразная но вроде даже летают
да, сделать самому вполне реально, вот и решил попробовать. БУду дотачивать дальше, но ухх как клапаны хочется сделать
еще не измерял. поднимал руками деревяху, так он даже не отлкается
Реактивный двигатель своими руками
Вы знали, что если в согнутую дугой трубу положить сухого спирта, подуть воздухом из компрессора и подать газ из баллона, то она взбесится, будет орать громче взлетающего истребителя и краснеть от злости? Это образное, но весьма близкое к истине описание работы бесклапанного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя — настоящего реактивного двигателя, построить который под силу каждому.
Принципиальная схема Бесклапанный ПуВРД не содержит ни одной подвижной детали. Клапаном ему служит фронт химических превращений, образующийся при сгорании топлива.
Механический клапан помогает двигателю работать более эффективно.
Бесклапанный ПуВРД — удивительная конструкция. В ней нет движущихся частей, компрессора, турбины, клапанов. Простейший ПуВРД может обойтись даже без системы зажигания. Этот двигатель способен работать практически на чем угодно: замените баллон с пропаном канистрой с бензином — и он продолжит пульсировать и создавать тягу.
К сожалению, ПуВРД оказались несостоятельными в авиации, но в последнее время их всерьез рассматривают как источник тепла при производстве биотоплива. И в этом случае двигатель работает на графитовой пыли, то есть на твердом топливе. Наконец, элементарный принцип работы пульсирующего двигателя делает его относительно безразличным к точности изготовления. Поэтому изготовление ПуВРД стало излюбленным занятием для людей, неравнодушных к техническим хобби, в том числе авиамоделистов и начинающих сварщиков.
Несмотря на всю простоту, ПуВРД — это все-таки реактивный двигатель. Собрать его в домашней мастерской весьма непросто, и в этом процессе немало нюансов и подводных камней. Поэтому мы решили сделать наш мастер-класс многосерийным: в этой статье мы поговорим о принципах работы ПуВРД и расскажем, как изготовить корпус двигателя. Материал в следующем номере будет посвящен системе зажигания и процедуре запуска. Наконец, в одном из последующих номеров мы обязательно установим наш мотор на самодвижущееся шасси, чтобы продемонстрировать, что он действительно способен создавать серьезную тягу.
От русской идеи до немецкой ракеты
Собирать пульсирующий реактивный двигатель особенно приятно, зная, что впервые принцип действия ПуВРД запатентовал российский изобретатель Николай Телешов еще в 1864 году. Авторство первого действующего двигателя также приписывается россиянину — Владимиру Караводину. Высшей точкой развития ПуВРД по праву считается знаменитая крылатая ракета «Фау-1», состоявшая на вооружении армии Германии во время Второй мировой войны.
Конечно же, речь идет о клапанных пульсирующих двигателях, принцип действия которых понятен из рисунка. Клапан на входе в камеру сгорания беспрепятственно пропускает в нее воздух. В камеру подается топливо, образуется горючая смесь. Когда свеча зажигания поджигает смесь, избыточное давление в камере сгорания закрывает клапан. Расширяющиеся газы направляются в сопло, создавая реактивную тягу. Движение продуктов сгорания создает в камере технический вакуум, благодаря которому клапан открывается, и в камеру всасывается воздух.
В отличие от турбореактивного двигателя, в ПуВРД смесь горит не непрерывно, а в импульсном режиме. Именно этим объясняется характерный низкочастотный шум пульсирующих моторов, который делает их неприменимыми в гражданской авиации. С точки зрения экономичности ПуВРД также проигрывают ТРД: несмотря на впечатляющее отношение тяги к массе (ведь у ПуВРД минимум деталей), степень сжатия в них достигает от силы 1,2:1, поэтому топливо сгорает неэффективно.
Зато ПуВРД бесценны как хобби: ведь они могут обходиться вообще без клапанов. Принципиально конструкция такого двигателя представляет собой камеру сгорания с подсоединенными к ней входной и выходной трубами. Входная труба гораздо короче выходной. Клапаном в таком двигателе служит не что иное, как фронт химических превращений.
Горючая смесь в ПуВРД сгорает с дозвуковой скоростью. Такое горение называется дефлаграцией (в отличие от сверхзвукового — детонации). При воспламенении смеси горючие газы вырываются из обеих труб. Именно поэтому и входная, и выходная трубы направлены в одну сторону и сообща участвуют в создании реактивной тяги. Но за счет разницы длин в тот момент, когда давление во входной трубе падает, по выходной еще движутся выхлопные газы. Они создают разрежение в камере сгорания, и через входную трубу в нее затягивается воздух. Часть газов из выходной трубы также направляется в камеру сгорания под действием разрежения. Они сжимают новую порцию горючей смеси и поджигают ее.
Бесклапанный пульсирующий двигатель неприхотлив и стабилен. Для поддержания работы ему не требуется система зажигания. За счет разрежения он всасывает атмосферный воздух, не требуя дополнительного наддува. Если строить мотор на жидком топливе (мы для простоты предпочли газ пропан), то входная труба исправно выполняет функции карбюратора, распыляя в камеру сгорания смесь бензина и воздуха. Единственный момент, когда необходима система зажигания и принудительный наддув, — это запуск.
Китайский дизайн, российская сборка
Существует несколько распространенных конструкций пульсирующих реактивных двигателей. Кроме классической «U-образной трубы», весьма сложной в изготовлении, часто встречается «китайский двигатель» с конической камерой сгорания, к которой под углом приваривается небольшая входная труба, и «русский двигатель», по конструкции напоминающий автомобильный глушитель.
Прежде чем экспериментировать с собственными конструкциями ПуВРД, настоятельно рекомендуется построить двигатель по готовым чертежам: ведь сечения и объемы камеры сгорания, входной и выходной труб всецело определяют частоту резонансных пульсаций. Если не соблюдать пропорции, двигатель может не запуститься. Разнообразные чертежи ПуВРД доступны в интернете. Мы выбрали модель под названием «Гигантский китайский двигатель», размеры которой приводим во врезке.
Любительские ПуВРД делаются из листового металла. Применять в строительстве готовые трубы допустимо, но не рекомендуется по нескольким причинам. Во-первых, практически невозможно подобрать трубы точно требуемого диаметра. Тем более сложно найти необходимые конические секции.
Во-вторых, трубы, как правило, имеют толстые стенки и соответствующий вес. Для двигателя, который должен обладать хорошим соотношением тяги к массе, это неприемлемо. Наконец, во время работы двигатель раскаляется докрасна. Если применять в конструкции трубы и фитинги из разных металлов с разным коэффициентом расширения, мотор проживет недолго.
Итак, мы выбрали путь, который выбирает большинство любителей ПуВРД, — изготовить корпус из листового металла. И тут же встали перед дилеммой: обратиться к профессионалам со специальным оборудованием (станки для водно-абразивной резки с ЧПУ, вальцы для проката труб, специальная сварка) или, вооружившись простейшими инструментами и самым распространенным сварочным аппаратом, пройти нелегкий путь начинающего двигателестроителя от начала до конца. Мы предпочли второй вариант.
Первое, что необходимо сделать, — начертить развертки будущих деталей. Для этого необходимо вспомнить школьную геометрию и совсем немного вузовского черчения. Сделать развертки цилиндрических труб проще простого — это прямоугольники, одна сторона которых равна длине трубы, а вторая — диаметру, умноженному на «пи». Рассчитать развертку усеченного конуса или усеченного цилиндра — чуть более сложная задача, для решения которой нам пришлось заглянуть в учебник черчения.
Выбор металла — весьма деликатный вопрос. С точки зрения термостойкости для наших целей лучше всего подходит нержавейка, но для первого раза лучше использовать черную низкоуглеродистую сталь: ее проще формовать и варить. Минимальная толщина листа, способного выдержать температуру сгорания топлива, — 0,6 мм. Чем тоньше сталь, тем легче ее формовать и труднее варить. Мы выбрали лист толщиной 1 мм и, похоже, не прогадали.
Чтобы работать было приятно и безопасно, мы предварительно очищаем листовой металл от пыли и ржавчины с помощью шлифовальной машинки. Края листов и деталей, как правило, очень острые и изобилуют заусенцами, поэтому работать с металлом надо только в перчатках.
Прежде чем отправляться в мастерскую, мы начертили на бумаге и вырезали шаблоны разверток деталей в натуральную величину. Осталось лишь обвести их перманентным маркером, чтобы получить разметку для вырезания.
Даже если ваш сварочный аппарат может работать в режиме плазменной резки, не используйте его для вырезания разверток: края обработанных таким образом деталей плохо свариваются. Ручные ножницы по металлу — тоже не лучший выбор, так как они загибают края заготовок. Идеальный инструмент — электрические ножницы, которые режут миллиметровый лист как по маслу.
При работе с электрическими ножницами главный враг — вибрации. Поэтому заготовку нужно надежно фиксировать с помощью струбцины. При необходимости можно очень аккуратно погасить вибрации рукой.
Трубы фиксированного диаметра легко формуются вокруг трубы. В основном это делается руками за счет эффекта рычага, а края заготовки закругляются с помощью киянки. Края лучше формовать так, чтобы при состыковке они образовывали плоскость — так легче положить сварной шов.
Для сгибания листа в трубу есть специальный инструмент — вальцы, или листогиб. Он относится к профессиональному производственному оборудованию и поэтому вряд ли найдется у вас в гараже. Согнуть достойную трубу помогут тиски.
Сварка тонкого листового металла — тончайшая работа, особенно если вы используете ручную дуговую сварку, как мы. Возможно, для данной задачи лучше подойдет сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в аргонной среде, но оборудование для нее редкое и требует специфических навыков.
Процесс сварки миллиметрового металла полноразмерным сварочным аппаратом требует определенного опыта. Чуть передержав электрод на одном месте, легко прожечь в заготовке дыру. При сварке в шов могут попасть пузырьки воздуха, которые затем дадут течь. Поэтому имеет смысл шлифовать шов болгаркой до минимальной толщины, чтобы пузырьки не оставались внутри шва, а становились видимыми.
Сгибание конических секций — это исключительно ручной труд. Залог успеха — обжимать узкий конец конуса вокруг трубы малого диаметра, давая на него больше нагрузки, чем на широкую часть.
Настало время смонтировать на нем систему зажигания. Внимательный читатель может возразить, что, по нашим же собственным словам, система зажигания для работы ПуВРД не требуется.
Формально это действительно так: как только двигатель выходит на рабочий режим, зажигание выключается, так как тепла несгоревших газов вполне достаточно для воспламенения новой порции смеси. Однако для запуска ПуВРД необходима искра, причем надежная и постоянная.
Напомним, что во время рабочего такта смесь в камере сгорания интенсивно расширяется в результате дефлаграции — дозвукового горения.
Горючие газы вырываются и из выходной, и из входной трубы, однако из-за небольшой длины входной трубы давление в ней падает быстрее. Движущиеся по выходной трубе газы создают разрежение в двигателе, засасывая новую смесь в камеру сгорания. Разрежение возрастает настолько быстро, что часть газов возвращается по выхлопной трубе обратно в камеру, поджигая новую порцию топлива.
Как видите, весь цикл начинается с интенсивного расширения горючего состава. Чтобы положить начало череде скачков давления, самая первая порция смеси должна иметь идеальное соотношение газа и воздуха. В противном случае газ загорится, но не расширится, и вся конструкция превратится из двигателя в жалкое подобие огнемета.
Чтобы добиться идеального состава смеси на старте, опытные моделисты давно придумали специальную последовательность запуска. Сначала в двигатель подается газ, который полностью заполняет камеру сгорания. Затем включается искровое зажигание. Искра высекается непрерывно, но она не в силах поджечь переобогащенную смесь.
И лишь затем во впускную трубу подается сжатый воздух из компрессора. Как только в камере становится достаточно воздуха, чтобы газ воспламенился, происходит запуск. Богатая смесь на грани воспламенения — то что надо для первого рывка. Затем компрессор можно убрать, а систему зажигания выключить.
Вариантов системы зажигания для любительских ПуВРД придумано немало. Самый простой — установить в камере сгорания калильную свечу от дизельного двигателя и перед запуском разогревать ее до рабочей температуры таблеткой сухого спирта. Такая процедура имеет положительный побочный эффект в виде прогрева камеры сгорания. В более продвинутых вариантах калильная свеча запитывается от автомобильного аккумулятора.
Недостаток калильной свечи заключается в невозможности точно контролировать время зажигания. Подавая газ в камеру сгорания с уже работающей свечой, мы рискуем вместо дефлаграции получить обычный факел. Поэтому наиболее надежным и удобным считается искровое зажигание, которое можно включить после заполнения двигателя газом.
Простой и надежный источник искры — магнето от бензопилы, мотоблока или мопеда. Наш выбор пал на магнето от мотороллера «Муравей». С одной стороны, это готовый узел с собственным корпусом и приводным валом, тогда как в более современных двигателях статор магнето интегрируется в картер и не отделяется от него.
Правильный способ крепления свечи к двигателю — приварить к нему гайку, в которую вкручивается свеча. В этом вопросе мы потерпели фиаско: свечи зажигания имеют резьбу с уменьшенным шагом, и соответствующую гайку днем с огнем не сыщешь. Поэтому, да простят нас технологические пуристы, свечу пришлось просто приварить. На качестве контакта с массой это, к счастью, не сказалось.
Топливный инжектор делается из газовой горелки. Трубка диаметром 3 мм должна входить в трубу на глубину 4 см. Передвигая трубку ближе или дальше от камеры сгорания, можно в небольших пределах регулировать качество топливной смеси.
Неправильно Газ зажегся, но стремительного расширения горючей смеси не произошло. Пропан свободно проходит через двигатель, а из выходной трубы вырывается яркое пламя. Зрелищно, но не эффективно.
Правильно Интенсивное расширение правильно смешанного воздушно-пропанового коктейля привело к циклическим скачкам давления в камере сгорания, то есть к запуску двигателя. Раскаленный докрасна корпус — признак успеха.
На фотографиях нашего двигателя вы можете заметить две свечи. Дело в том, что классическая схема подразумевает установку свечи на торец камеры сгорания. Но, поступив таким образом, мы не смогли добиться зажигания смеси. По всей видимости, газ застаивался в камере, а подаваемый из компрессора воздух проходил мимо — прямо в выходную трубу.
Мы решили проблему, установив вторую свечу непосредственно на пути смеси в камеру. Этот способ не является классическим, поэтому мы настоятельно рекомендуем вам не ограничиваться им, а попробовать несколько вариантов.
Будем честны: в реальной жизни поездка на лонгборде с ПуВРД далеко не так зрелищна, как на фотографиях. Расчетная тяга нашего двигателя не дотягивает и до 10 кг, поэтому движется наш ракетный транспорт степенно и величественно, как грузовая баржа.
Зато звучит на все 140 дБ и раскаляется докрасна. Если вам удастся запустить ПуВРД, об этом незамедлительно узнают все в радиусе пары километров.
Так что имейте в виду: поездка на ракетной доске без шлема еще простительна, но запуск двигателя без защитных наушников вы не простите себе никогда.