Le moteur à jet d'impulsion est une sorte d'unité de puissance qui fonctionne sur le principe du mélange de l'air et de la force du jet d'impulsion. Ces moteurs sont facilement reconnaissables par leur son fort caractéristique. Parmi les avantages par rapport aux analogues figurent une conception extrêmement simplifiée et un faible poids. Nous examinerons les caractéristiques restantes des agrégats ci-dessous.
Histoire de la Création
Les premiers développements du moteur à réaction à impulsions (statoréacteur) sont officiellement datés de la seconde moitié du 19ème siècle. Dans les années 60, deux inventeurs, séparés l'un de l'autre, ont reçu des brevets pour une nouvelle conception d'hélices. Les développements de Teleshov N. A. et de Charles de Voilier pour cette période n'intéressaient guère personne. Mais au début du 20e siècle, les ingénieurs allemands y ont prêté attention, qui cherchaient une alternative valable aux moteurs à piston.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, l'aviation allemande a été réapprovisionnée avec un projectile d'avion de type FAA, quiéquipé d'un statoréacteur. Malgré le fait que l'élément spécifié était inférieur dans les paramètres techniques aux variations de piston, il était populaire. Ce fait est dû à la simplicité de conception et au faible coût. Dans l'histoire connue, c'était le seul cas où de tels moteurs étaient utilisés pour équiper des avions à l'échelle de série.
Tente d'amélioration
Après la fin de la guerre, le moteur à réaction à impulsions est resté en développement militaire pendant un certain temps. Il servait d'hélice pour les missiles air-sol. Une faible efficacité, une faible vitesse de lancement et la nécessité d'une accélération au lancement sont les raisons qui sont devenues essentielles dans la nouvelle réduction de la position du statoréacteur à zéro.
Ce type de moteur a récemment recommencé à intéresser les ingénieurs et les amateurs. Il y a de nouveaux développements, d'autres plans d'amélioration. Il est fort possible que les modifications mises à jour réapparaissent dans l'équipement de l'aviation militaire. Son application pratique aujourd'hui est la modélisation de prototypes de fusées et d'avions à l'aide de matériaux structurels modernes.
Dispositif de moteur à réaction à impulsions
L'unité considérée est une cavité ouverte des deux côtés. Une prise d'air est montée à l'entrée, derrière elle se trouve une unité de traction avec soupapes. La conception comprend également plusieurs chambres de combustion, une buse pour libérer un jet. La soupape d'admission est fabriquée en plusieurs configurations, de conception différente et externeécouter. L'une des options consiste en des plaques rectangulaires de type persienne qui sont montées sur un cadre, s'ouvrent ou se ferment sous des pertes de charge. La deuxième version, plus compacte - des "pétales" métalliques placés en cercle.
Il y a une bougie dans la chambre de combustion. Cet élément produit une série de décharges et après avoir atteint la concentration de carburant souhaitée, la charge s'enflamme. Étant donné que le moteur a une taille modeste, les parois en acier de l'unité chauffent intensément et sont capables d'activer le mélange de carburant de la même manière qu'une bougie.
Principe de fonctionnement
Parce qu'un moteur à réaction pulsé fonctionne par cycles, il a plusieurs cycles de base. Parmi eux:
- Processus d'admission. A ce stade, la soupape d'admission s'ouvre, l'air refoulé pénètre dans la chambre de combustion. Simultanément, à travers les buses, le carburant entre, à la suite de quoi une sorte de charge de carburant est créée.
- Le mélange résultant est enflammé par une bougie d'allumage, après quoi des gaz à haute pression sont observés. Sous leur action, la soupape d'admission se bouche.
- De plus, les produits de combustion sont soufflés à travers la tuyère, créant une poussée de jet. Cela crée un vide dans la chambre de combustion. La procédure est répétée - la soupape d'admission s'ouvre, laissant passer la portion d'air suivante.
Le carburant est fourni par des injecteurs avec mécanisme de clapet anti-retour. Lorsque la pression dans la chambre de combustion diminue, la prochaine dose de carburant entre. Après augmentation de la pression, l'alimentation s'arrête. Il est à noter que sur les modèles d'avions de faible puissance, les tuyèressont absents et le système fonctionne selon le schéma de carburateur traditionnel.
Caractéristiques de conception
Le moteur à réaction à impulsions, dont le dessin et le schéma sont présentés ci-dessous, a une soupape d'admission devant la chambre de combustion. C'est sa principale différence avec les "frères" les plus proches tels que le statoréacteur et le moteur à réaction. Cette partie est chargée d'empêcher le retour des produits de combustion, ce qui détermine leur direction directement dans la tuyère. Les variétés concurrentes n'ont pas particulièrement besoin de vannes, car l'air est immédiatement fourni sous pression avec pré-compression. Une telle "bagatelle" est en fait un énorme plus dans le fonctionnement de l'unité en question, en ce qui concerne l'amélioration des caractéristiques thermodynamiques.
Une autre différence est la nature cyclique du travail. Par exemple, dans un turboréacteur, le carburant est brûlé en continu, ce qui garantit une poussée uniforme et régulière. Dans un statoréacteur, les cycles produisent des oscillations au sein de la structure. Pour garantir une amplitude maximale, une synchronisation vibratoire de toutes les pièces est nécessaire. Ce point est atteint en sélectionnant la longueur de buse optimale.
Le moteur à réaction à impulsions est capable de fonctionner à basse vitesse ou en position inactive en l'absence de flux d'air venant en sens inverse. Cet avantage par rapport à la version à flux direct est très discutable, car une accélération initiale est nécessaire pour lancer une fusée ou un avion dans ces conditions.
Variétés
En plus de la version régulière du jet d'impulsion avec une soupape droite et une soupape d'admission, il existe également des versions sans soupape et à détonation.
La première modification n'est pas équipée d'une soupape d'admission. Cela est dû à la vulnérabilité et à l'usure rapide de la pièce supplémentaire. Dans ce mode de réalisation, la durée de vie de la centrale électrique est plus longue. De par sa conception, l'unité est une forme en forme de lettre U dont les extrémités sont dirigées vers l'aval de la poussée du jet (vers l'arrière). Le canal responsable de la traction est un peu plus long. Un tuyau court entre dans le flux d'air dans la chambre de combustion. À la suite de la combustion et de l'expansion des gaz, certains d'entre eux sont renvoyés par l'entrée indiquée. Un tel dispositif permet d'assurer une ventilation améliorée de la chambre de travail. Il n'y a pas de perte de charge de carburant à travers la soupape d'admission, ce qui crée un léger "gain" d'effort de traction.
Le statoréacteur à détonation est conçu pour brûler une charge de carburant par détonation. C'est-à-dire qu'à volume constant, une forte augmentation de la pression du mélange air-carburant se produit dans la chambre de combustion. Dans ce cas, le volume augmente à partir du moment où les gaz se déplacent le long de la partie tuyère. Cette solution permet d'augmenter le rendement thermique. Actuellement, cette configuration de moteur n'est pas en service, étant au stade de la recherche et des améliorations.
Pros
Le principe de fonctionnement d'un moteur à réaction pulsé, ainsi que la simplicité de conception et le faible coût, sont les principaux avantages du système en question. Celles-cila qualité a conduit à l'apparition de ces moteurs sur des missiles militaires, des cibles volantes et d'autres objets où la durabilité n'est pas importante, mais la livraison rapide de l'avion à la cible avec la configuration la plus simplifiée du «moteur». Les amateurs de modélisme aéronautique apprécient la modification en question pour les mêmes raisons. Les moteurs compacts, bon marché et légers sont parfaits pour les modèles d'avions. Un autre avantage est la possibilité de fabriquer de vos propres mains un moteur à réaction élémentaire à impulsions.
Inconvénients
Parmi les lacunes, il y a aussi de nombreux points, à savoir:
- degré élevé de bruit en fonctionnement;
- consommation excessive de carburant;
- présence de résidus de carburant après utilisation;
- vulnérabilité accrue de la soupape d'admission;
- limite de vitesse.
Malgré tous les inconvénients, le statoréacteur de son segment reste très demandé. Un tel moteur est indispensable pour les lancements ponctuels, surtout s'il n'est pas pratique de monter des versions puissantes et coûteuses.
DIY Detonation Pulse Jet Engine
Vous devez d'abord créer un dessin avec un développement des détails futurs. Si vous vous souvenez des bases de la géométrie scolaire et que vous avez un minimum de compétences en dessin, vous pouvez vous mettre au travail. Le schéma le plus simple est celui des tuyaux cylindriques. Des rectangles sont dessinés, dont un côté sera égal à la longueur et le second - au diamètre (multiplié par 3, 14 - le nombre "pi"). Les alésoirs coniques et cylindriques peuvent être réalisés en trouvantconseils nécessaires dans tout manuel de dessin.
La deuxième question importante est le choix du métal. Alternativement, de l'acier inoxydable ou de l'acier noir à faible teneur en carbone peut être utilisé. Arrêtons-nous sur la deuxième option, car elle est plus facile à traiter et à former. L'épaisseur minimale de la tôle est de 0,6 mm. Dans ce cas, la taille était de 1 mm.
Processus préparatoire
Avant de commencer à construire un moteur à réaction à impulsions de vos propres mains, vous devez nettoyer les ébauches de tôle de la rouille et de la poussière. Pour cela, un broyeur standard est tout à fait approprié. Pour votre sécurité, portez des gants car les bords des feuilles sont tranchants et pleins de bavures.
Avant de commencer le travail principal, vous devez préparer des dessins et des modèles en carton de pièces en taille réelle. Pour obtenir une configuration et des dimensions précises, les contours sont tracés au feutre indélébile. Il est fortement déconseillé de couper les alésoirs avec une machine à souder, aussi moderne soit-elle. Le fait est que les pièces ainsi obtenues sont très mal soudées sur les bords. Il est conseillé d'utiliser des cisailles à métaux électriques à cet effet, car dans la version manuelle, le risque de plier les bords des pièces est élevé. Vous devez couper soigneusement, en fixant solidement le gabarit traité avec une pince ou une autre méthode appropriée.
Scène principale
Lorsque vous fabriquez un moteur à réaction à impulsions à la maison, rappelez-vous que les tuyaux à diamètre fixe sont faciles à former lorsquel'aide d'un plus grand analogue. Il est tout à fait possible d'effectuer l'opération avec vos mains grâce au principe du levier, après quoi les bords de la pièce sont traités avec un maillet, en les pliant à l'état souhaité. Il est souhaitable que les extrémités forment un plan lorsqu'elles sont jointes, ce qui améliorera le placement de la soudure. Il est plus difficile de plier des feuilles dans un tuyau, vous aurez besoin d'une cintreuse ou de rouleaux. Cet outil professionnel n'est pas pour tout le monde. Les ifs peuvent être utilisés comme alternative.
Un moment important et laborieux est le soudage d'une fine feuille de métal. Des compétences particulières seront nécessaires ici, en particulier si le soudage à l'arc manuel est utilisé dans le processus. Il est préférable pour les débutants de ne pas essayer d'expérimenter (la moindre surexposition de l'électrode à un moment donné conduit à brûler un trou). De plus, des bulles peuvent pénétrer dans la zone de couture, ce qui garantit par la suite une fuite. Il est préférable de broyer la couture à une épaisseur minimale, ce qui vous permettra de voir immédiatement le "mariage" à l'œil nu. Les segments coniques sont pliés à la main, sertissant l'extrémité étroite de la pièce autour du tuyau de petit diamètre, en faisant plus d'effort que la partie large.
Recommandations
Savoir fabriquer soi-même un moteur à réaction à impulsions, vous pouvez l'utiliser sur des modèles d'avions ou pour accélérer un skateboard. Les utilisateurs expérimentés recommandent, afin d'obtenir la composition optimale du mélange de carburant, d'alimenter d'abord le moteur en gaz, en remplissant complètement la chambre de combustion. Ensuite, l'étincelle d'allumage est activée. L'air est fourni en dernier, après avoir atteintconcentration optimale de tous les composants - le lancement est en cours.
