المحرك النفاث النفاث هو نوع من وحدات الطاقة التي تعمل على مبدأ خلط الهواء مع القوة النفاثة النفاثة. يمكن التعرف على هذه المحركات بسهولة من خلال صوتها القوي المميز. من بين المزايا التي تفوق نظائرها التصميم المبسط للغاية والوزن المنخفض. سننظر في الميزات المتبقية من المجاميع أدناه.
تاريخ الخلق
يعود تاريخ التطورات الأولى للمحرك النفاث النفاث (ramjet) رسميًا إلى النصف الثاني من القرن التاسع عشر. في الستينيات ، حصل اثنان من المخترعين ، بصرف النظر عن بعضهما البعض ، على براءات اختراع لتصميم جديد للمراوح. لم تكن التطورات في Teleshov N. A و Charles de Voilier في تلك الفترة ذات أهمية كبيرة لأي شخص. لكن في بداية القرن العشرين ، اهتم المهندسون الألمان بهم ، الذين كانوا يبحثون عن بديل مناسب لوحدات طاقة المكبس.
خلال الحرب العالمية الثانية ، تم تجديد الطيران الألماني بقذيفة طائرة من نوع FAA ، والتيمزودة بمحرك نفاث. على الرغم من حقيقة أن العنصر المحدد كان أدنى من حيث المعلمات التقنية لتغيرات المكبس ، إلا أنه كان شائعًا. هذه الحقيقة ترجع إلى بساطة التصميم والتكلفة المنخفضة. في التاريخ المعروف ، كانت هذه هي الحالة الوحيدة عندما تم استخدام هذه المحركات لتجهيز الطائرات بمقياس تسلسلي.
محاولات لتحسين
بعد انتهاء الحرب ، ظل المحرك النفاث النفاث قيد التطوير العسكري لبعض الوقت. تم استخدامه كمروحة دافعة لصواريخ جو - أرض. تعتبر الكفاءة المنخفضة وسرعة الإطلاق المنخفضة والحاجة إلى التسريع عند الإطلاق من الأسباب التي أصبحت أساسية في المزيد من التخفيض لموضع النفاثة النفاثة إلى الصفر.
بدأ هذا النوع من المحركات مؤخرًا في إثارة اهتمام المهندسين والهواة مرة أخرى. هناك تطورات جديدة ، وخطط تحسين أخرى. من المحتمل جدًا أن تظهر التعديلات المحدثة مرة أخرى في معدات الطيران العسكري. تطبيقه العملي اليوم هو نمذجة نماذج الصواريخ والطائرات باستخدام مواد هيكلية حديثة.
جهاز محرك نفاث نابض
الوحدة المدروسة عبارة عن تجويف مفتوح من كلا الجانبين. يتم تثبيت مدخل الهواء في المدخل ، وخلفه توجد وحدة جر مزودة بصمامات. يتضمن التصميم أيضًا العديد من غرف الاحتراق ، وفوهة لإطلاق تيار نفاث. يتم تصنيع صمام المدخل في العديد من التكوينات ، مختلفة في التصميم والخارجعقل _ يمانع. أحد الخيارات هو لوحات مستطيلة الشكل من نوع الفتحة مثبتة على إطار ، تفتح أو تغلق تحت ضغط قطرات. النسخة الثانية الأكثر إحكاما - "بتلات" معدنية موضوعة في دائرة.
هناك شمعة احتراق في غرفة الاحتراق. ينتج هذا العنصر سلسلة من التفريغ ، وبعد الوصول إلى التركيز المطلوب للوقود ، تشتعل الشحنة. نظرًا لأن المحرك ذو حجم متواضع ، فإن الجدران الفولاذية للوحدة تسخن بشكل مكثف وتكون قادرة على تنشيط خليط الوقود بنفس طريقة الشمعة.
مبدأ العمل
نظرًا لأن المحرك النفاث النابض يعمل في دورات ، فإن له عدة دورات أساسية. من بينها:
- عملية الاستيعاب. في هذه المرحلة ، يفتح صمام المدخل ، ويدخل الهواء المفرغ إلى غرفة الاحتراق. في نفس الوقت ، من خلال الفتحات ، يدخل الوقود ، ونتيجة لذلك يتم إنشاء نوع من شحنة الوقود.
- يتم إشعال الخليط الناتج بواسطة شمعة احتراق ، وبعد ذلك يتم ملاحظة غازات الضغط العالي. تحت تأثيرهم ، صمام المدخل مسدود.
- علاوة على ذلك ، يتم تفجير منتجات الاحتراق من خلال الفوهة ، مما يؤدي إلى دفع نفاث. هذا يخلق فراغ في غرفة الاحتراق. يتكرر الإجراء - يفتح صمام المدخل ويمرر الجزء التالي من الهواء.
يتم تزويد الوقود عن طريق الحقن بآلية فحص الصمام. عندما ينخفض الضغط في غرفة الاحتراق ، تدخل الجرعة التالية من الوقود. بعد زيادة الضغط ، يتوقف العرض. وتجدر الإشارة إلى أن الفوهات في نماذج الطائرات منخفضة الطاقةغائب ، والنظام يعمل وفق مخطط المكربن التقليدي.
ميزات التصميم
المحرك النفاث النفاث ، الرسم والمخطط الموضح أدناه ، به صمام سحب أمام غرفة الاحتراق. هذا هو اختلافها الرئيسي عن أقرب "الإخوة" مثل محرك نفاث ومحرك نفاث. هذا الجزء مسؤول عن منع عودة منتجات الاحتراق ، والتي تحدد اتجاهها مباشرة إلى الفوهة. لا تحتاج الأصناف المتنافسة بشكل خاص إلى الصمامات ، حيث يتم تزويد الهواء فورًا تحت ضغط مع ضغط مسبق. مثل هذا "التافه" هو في الواقع إضافة كبيرة في تشغيل الوحدة المعنية ، فيما يتعلق بتحسين الخصائص الديناميكية الحرارية.
اختلاف آخر هو الطبيعة الدورية للعمل. على سبيل المثال ، في المحرك التوربيني النفاث ، يتم حرق الوقود بشكل مستمر ، مما يضمن التوحيد وحتى الدفع. في المحرك النفاث النفاث ، توفر الدورات تذبذبات داخل الهيكل. لضمان أقصى سعة ، يلزم تزامن الاهتزاز لجميع الأجزاء. يتم تحقيق هذه النقطة عن طريق اختيار طول الفوهة الأمثل.
المحرك النفاث النفاث قادر على العمل بسرعات منخفضة أو في وضع غير نشط في حالة عدم وجود تدفق هواء قادم. هذه الميزة على نسخة التدفق المباشر قابلة للنقاش إلى حد كبير ، حيث أن التسارع الأولي مطلوب لإطلاق صاروخ أو طائرة في ظل هذه الظروف.
أصناف
بالإضافة إلى الإصدار العادي من النبضات ذات الصمام المستقيم والمدخل ، هناك أيضًا إصدارات الصمامات والتفجير.
التعديل الأول غير مجهز بصمام مدخل. هذا بسبب الضعف والتآكل السريع للجزء الإضافي. في هذا التجسيد ، تكون مدة خدمة محطة الطاقة أطول. حسب التصميم ، تكون الوحدة عبارة عن شكل على شكل الحرف U ، يتم توجيه نهاياته باتجاه اتجاه التدفق (للخلف). القناة المسؤولة عن الجر أطول قليلاً. يدخل أنبوب قصير تدفق الهواء إلى غرفة الاحتراق. نتيجة لاحتراق وتمدد الغازات ، يتم إرجاع بعضها مرة أخرى من خلال المدخل المشار إليه. مثل هذا الجهاز يجعل من الممكن توفير تهوية محسنة لغرفة العمل. لا يوجد فقدان لشحن الوقود من خلال صمام المدخل ، مما يخلق "زيادة" طفيفة في جهد الجر.
تم تصميم المحرك النفاث من نوع التفجير لحرق شحنة من الوقود من خلال التفجير. أي ، عند الحجم الثابت ، تحدث زيادة حادة في ضغط خليط الوقود والهواء في غرفة الاحتراق. في هذه الحالة ، يزداد الحجم بدءًا من اللحظة التي تتحرك فيها الغازات على طول جزء الفوهة. يسمح هذا الحل بزيادة الكفاءة الحرارية. حاليًا ، تكوين المحرك هذا ليس قيد التشغيل ، حيث أنه في مرحلة البحث والتحسين.
الايجابيات
مبدأ تشغيل المحرك النفاث النابض ، إلى جانب بساطة التصميم والتكلفة المنخفضة ، هي المزايا الرئيسية للنظام المعني. هؤلاءالجودة أدت إلى ظهور هذه المحركات على الصواريخ العسكرية والأهداف الطائرة والأشياء الأخرى حيث لا تكون المتانة مهمة ، ولكن التسليم السريع للطائرة إلى الهدف مع أبسط تكوين لـ "المحرك". يقدّر عشاق نمذجة الطائرات التعديل المعني للأسباب نفسها. تعتبر المحركات المدمجة والرخيصة والخفيفة رائعة لطرازات الطائرات. ميزة أخرى هي القدرة على صنع محرك نفاث نابض أولي بيديك.
سلبيات
ومن بين النواقص ايضا العديد من النقاط وهي:
- درجة عالية من الضوضاء أثناء التشغيل ؛
- الاستهلاك المفرط للوقود
- وجود مخلفات الوقود بعد الاستخدام ؛
- زيادة ضعف صمام المدخل ؛
- السرعة المحددة.
على الرغم من كل العيوب ، لا يزال الطلب على المحرك النفاث في فئته مرتفعًا. مثل هذا المحرك لا غنى عنه لعمليات الإطلاق لمرة واحدة ، خاصة إذا كان من غير العملي تركيب إصدارات قوية ومكلفة.
DIY التفجير نبض المحرك النفاث
تحتاج أولاً إلى إنشاء رسم مع تطوير التفاصيل المستقبلية. إذا كنت تتذكر أساسيات هندسة المدرسة ولديك الحد الأدنى من مهارات الرسم ، يمكنك البدء في العمل. أبسط مخطط هو الأنابيب الأسطوانية. يتم رسم المستطيلات ، أحد جوانبها يساوي الطول ، والثاني - للقطر (مضروبًا في 3 ، 14 - الرقم "بي"). يمكن إجراء موسعات الثقوب المخروطية والأسطوانية من خلال إيجادالتوجيه الضروري في أي دليل رسم.
المسألة الثانية المهمة هي اختيار المعدن. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الأسود منخفض الكربون. دعنا نتناول الخيار الثاني ، لأنه من الأسهل معالجته وتشكيله. الحد الأدنى لسماكة الورقة 0.6 مم. في هذه الحالة كان الحجم 1 ملم
العملية التحضيرية
قبل أن تبدأ في بناء محرك نفاث نابض بيديك ، تحتاج إلى تنظيف فراغات الصفائح المعدنية من الصدأ والغبار. لهذا ، فإن المطحنة القياسية مناسبة تمامًا. من أجل سلامتك ، ارتدِ القفازات لأن حواف الملاءات حادة ومليئة بالنتوءات.
قبل البدء في العمل الرئيسي ، تحتاج إلى إعداد رسومات وقوالب من الورق المقوى للأجزاء بالحجم الكامل. للحصول على تكوين وأبعاد دقيقة ، يتم تحديد الخطوط بعلامة دائمة. لا ينصح بشدة بقطع موسعات الثقوب بآلة لحام ، مهما كانت حديثة. الحقيقة هي أن الأجزاء التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة ملحومة بشكل سيئ للغاية عند الحواف. يُنصح باستخدام المقصات المعدنية الكهربائية لهذا الغرض ، حيث يوجد خطر كبير في ثني حواف قطع العمل في الإصدار اليدوي. تحتاج إلى قص القالب المعالج بعناية وإحكام بإحكام باستخدام مشبك أو طريقة أخرى مناسبة.
المرحلة الرئيسية
عند صنع محرك نفاث نبضي في المنزل ، تذكر أنه من السهل تشكيل الأنابيب ذات القطر الثابت متىمساعدة من التناظرية أكبر. من الممكن تمامًا إجراء العملية بيديك وفقًا لمبدأ الرافعة ، وبعد ذلك تتم معالجة حواف قطعة العمل بمطرقة ، وثنيها إلى الحالة المرغوبة. من المرغوب فيه أن تشكل الأطراف مستويًا عند الالتحام ، مما يحسن موضع اللحام. من الصعب ثني الأوراق في أنبوب ، ستحتاج إلى ثني أو بكرات. هذه الأداة الاحترافية ليست للجميع. يمكن استخدام Yews كبديل.
لحظة مهمة ومضنية هي لحام صفيحة رقيقة من المعدن. ستكون المهارات الخاصة مطلوبة هنا ، خاصةً إذا تم استخدام اللحام اليدوي بالقوس في العملية. من الأفضل للمبتدئين عدم محاولة التجربة (يؤدي التعرض المفرط للقطب في نقطة ما إلى حرق حفرة). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تدخل الفقاعات في منطقة التماس ، مما يضمن لاحقًا حدوث تسرب. من الأفضل طحن التماس إلى الحد الأدنى من السماكة ، مما يسمح لك برؤية "الزواج" بالعين المجردة على الفور. يتم ثني المقاطع المدببة يدويًا ، مما يؤدي إلى تجعيد الطرف الضيق من قطعة العمل حول الأنبوب ذي القطر الصغير ، مما يبذل مجهودًا أكبر من الجزء العريض.
توصيات
معرفة كيفية صنع محرك نفاث نبضي بنفسك ، يمكنك استخدامه على طرازات الطائرات أو لتسريع لوح التزلج. يوصي المستخدمون المتمرسون ، من أجل الحصول على التكوين الأمثل لخليط الوقود ، أولاً بتزويد المحرك بالغاز ، وملء غرفة الاحتراق به بالكامل. ثم يتم تفعيل شرارة الاشتعال. يتم توفير الهواء أخيرًا ، بعد الوصول إليهالتركيز الأمثل لجميع المكونات - الإطلاق قيد التقدم
