O motor a jato de pulso é um tipo de unidade de potência que funciona com o princípio de misturar ar e força de jato de pulso. Estes motores são facilmente reconhecíveis pelo seu som forte característico. Entre as vantagens sobre os análogos estão um design extremamente simplificado e baixo peso. Consideraremos os recursos restantes dos agregados abaixo.
História da Criação
Os primeiros desenvolvimentos do motor a jato de pulso (ramjet) são oficialmente datados da segunda metade do século XIX. Na década de 60, dois inventores, separados um do outro, receberam patentes para um novo design de hélices. Os desenvolvimentos de Teleshov N. A. e Charles de Voilier naquele período eram de pouco interesse para ninguém. Mas no início do século 20, os engenheiros alemães prestaram atenção neles, que procuravam uma alternativa digna às unidades de potência de pistão.
Durante a Segunda Guerra Mundial, a aviação alemã foi reabastecida com um projétil de aeronave do tipo FAA, queequipado com um ramjet. Apesar do fato de que o elemento especificado era inferior em parâmetros técnicos às variações do pistão, era popular. Este fato se deve à simplicidade de projeto e baixo custo. Na história conhecida, este foi o único caso em que tais motores foram usados para equipar aeronaves em escala serial.
Tentativas de melhorar
Após o fim da guerra, o motor a jato de pulso permaneceu em desenvolvimento militar por algum tempo. Foi usado como uma hélice para mísseis ar-terra. Baixa eficiência, baixa velocidade de lançamento e a necessidade de aceleração no lançamento são as razões que se tornaram fundamentais para a redução da posição do ramjet para zero.
Este tipo de motor voltou a interessar engenheiros e amadores recentemente. Há novos desenvolvimentos, outros esquemas de melhoria. É bem possível que as modificações atualizadas apareçam novamente no equipamento da aviação militar. Sua aplicação prática hoje é a modelagem de protótipos de foguetes e aeronaves utilizando materiais estruturais modernos.
Dispositivo de motor a jato pulsante
A unidade considerada é uma cavidade aberta em ambos os lados. Uma entrada de ar é montada na entrada, atrás dela há uma unidade de tração com válvulas. O projeto também inclui várias câmaras de combustão, um bocal para liberar uma corrente de jato. A válvula de admissão é fabricada em várias configurações, diferentes em design emente. Uma das opções são as placas retangulares do tipo veneziana que são montadas em uma estrutura, abertas ou fechadas sob queda de pressão. A segunda versão mais compacta - "pétalas" de metal colocadas em um círculo.
Há uma vela de ignição na câmara de combustão. Este elemento produz uma série de descargas e, após atingir a concentração desejada de combustível, a carga se inflama. Como o motor tem um tamanho modesto, as paredes de aço da unidade aquecem intensamente e são capazes de ativar a mistura de combustível da mesma forma que uma vela.
Princípio de funcionamento
Como um motor a jato pulsante opera em ciclos, ele tem vários ciclos básicos. Entre eles:
- Processo de admissão. Nesta fase, a válvula de entrada abre, o ar descarregado entra na câmara de combustão. Simultaneamente, através dos bicos, o combustível entra, resultando em uma espécie de carga de combustível.
- A mistura resultante é inflamada por uma vela de ignição, após o que são observados gases de alta pressão. Sob sua ação, a válvula de entrada está entupida.
- Além disso, os produtos da combustão são expelidos pelo bocal, criando o empuxo do jato. Isso cria um vácuo na câmara de combustão. O procedimento é repetido - a válvula de entrada abre, passando a próxima porção de ar.
O combustível é fornecido por injetores com mecanismo de válvula de retenção. Quando a pressão na câmara de combustão diminui, a próxima dose de combustível entra. Depois de aumentar a pressão, o fornecimento é interrompido. Deve-se notar que em modelos de aeronaves de baixa potência, os bicosestão ausentes e o sistema funciona de acordo com o esquema tradicional do carburador.
Recursos de design
O motor a jato de pulso, cujo desenho e diagrama é mostrado abaixo, possui uma válvula de admissão na frente da câmara de combustão. Esta é a sua principal diferença em relação aos "irmãos" mais próximos, como ramjet e jet motor. Esta parte é responsável por evitar o retorno dos produtos da combustão, o que determina sua direção diretamente no bico. Variedades concorrentes não precisam particularmente de válvulas, pois o ar é fornecido imediatamente sob pressão com pré-compressão. Tal “ninharia” é, na verdade, uma grande vantagem no funcionamento da unidade em questão, no que diz respeito à melhoria das características termodinâmicas.
Outra diferença é a natureza cíclica do trabalho. Por exemplo, em um motor turbojato, o combustível é queimado continuamente, o que garante um empuxo uniforme e uniforme. Em um ramjet, os ciclos fornecem oscilações dentro da estrutura. Para garantir a amplitude máxima, é necessária a sincronização de vibração de todas as peças. Este ponto é alcançado selecionando o comprimento ideal do bico.
O motor a jato de pulso é capaz de operar em baixas velocidades ou em uma posição inativa na ausência de fluxo de ar em sentido contrário. Essa vantagem sobre a versão de fluxo direto é altamente discutível, pois a aceleração inicial é necessária para lançar um foguete ou aeronave nessas condições.
Variedades
Além da versão regular do pulsojato com válvula reta e de entrada, também existem versões sem válvula e detonação.
A primeira modificação não está equipada com uma válvula de entrada. Isso se deve à vulnerabilidade e ao desgaste rápido da peça adicional. Nesta modalidade, a vida útil da usina é mais longa. Por design, a unidade é uma forma na forma da letra U, cujas extremidades são direcionadas a jusante do empuxo do jato (para trás). O canal responsável pela tração é um pouco mais longo. Um tubo curto entra no fluxo de ar na câmara de combustão. Como resultado da combustão e expansão dos gases, alguns deles são devolvidos pela entrada indicada. Um tal dispositivo permite proporcionar uma ventilação melhorada da câmara de trabalho. Não há perda de carga de combustível pela válvula de entrada, o que cria um leve "ganho" no esforço de tração.
O ramjet do tipo detonador é projetado para queimar uma carga de combustível através da detonação. Ou seja, a um volume constante, ocorre um aumento acentuado na pressão da mistura ar-combustível na câmara de combustão. Neste caso, o volume aumenta a partir do momento em que os gases se movem ao longo da parte do bocal. Esta solução permite aumentar a eficiência térmica. Atualmente, esta configuração do motor não está em operação, encontrando-se em fase de pesquisas e melhorias.
Pros
O princípio de funcionamento de um motor a jato pulsante, aliado à simplicidade de projeto e baixo custo, são as principais vantagens do sistema em questão. Essesqualidade levou ao aparecimento desses motores em mísseis militares, alvos voadores e outros objetos onde não a durabilidade é importante, mas a entrega rápida da aeronave ao alvo com a configuração mais simplificada do “motor”. Os fãs de modelagem de aeronaves apreciam a modificação em questão pelos mesmos motivos. Motores compactos, baratos e leves são ótimos para modelos de aeronaves. Outra vantagem é a capacidade de fazer um motor a jato pulsante elementar com suas próprias mãos.
Contras
Entre as deficiências também há muitos pontos, a saber:
- alto grau de ruído na operação;
- consumo excessivo de combustível;
- presença de resíduos de combustível após o uso;
- aumento da vulnerabilidade da válvula de entrada;
- limite de velocidade.
Apesar de todas as desvantagens, o ramjet em seu segmento continua em alta demanda. Esse motor é indispensável para lançamentos únicos, especialmente se for impraticável montar versões potentes e caras.
Motor a Jato de Pulso de Detonação DIY
Primeiro você precisa criar um desenho com desenvolvimento de detalhes futuros. Se você se lembrar do básico da geometria escolar e tiver habilidades mínimas de desenho, poderá começar a trabalhar. O esquema mais simples são tubos cilíndricos. Retângulos são desenhados, um lado do qual será igual ao comprimento e o segundo - ao diâmetro (multiplicado por 3, 14 - o número "pi"). Alargadores cônicos e cilíndricos podem ser realizados encontrandoorientação necessária em qualquer manual de desenho.
A segunda questão importante é a escolha do metal. Alternativamente, pode-se usar aço inoxidável ou aço negro com baixo teor de carbono. Vamos nos debruçar sobre a segunda opção, pois é mais fácil de processar e formar. A espessura mínima da chapa é de 0,6 mm. Neste caso, o tamanho era 1 mm.
Processo preparatório
Antes de começar a construir um motor a jato pulsante com suas próprias mãos, você precisa limpar a ferrugem e a poeira das chapas de metal. Para isso, um moedor padrão é bastante adequado. Para sua segurança, use luvas, pois as bordas das folhas são afiadas e cheias de rebarbas.
Antes de iniciar o trabalho principal, você precisa preparar desenhos e modelos de papelão de peças em tamanho real. Para obter uma configuração e dimensões precisas, os contornos são delineados com um marcador permanente. É altamente desaconselhado cortar os alargadores com máquina de solda, por mais moderna que seja. O fato é que as peças obtidas dessa maneira são muito mal soldadas nas bordas. É aconselhável usar tesouras elétricas para metal para este fim, pois na versão manual há um alto risco de dobrar as bordas das peças de trabalho. Você precisa cortar com cuidado, fixando com segurança o modelo processado com um grampo ou outro método adequado.
Palco Principal
Ao fazer um motor a jato de pulso em casa, lembre-se de que tubos de diâmetro fixo são fáceis de formar quandoajuda de um análogo maior. É bem possível realizar a operação com as mãos devido ao princípio da alavanca, após o qual as bordas da peça são processadas com um martelo, dobrando-as na condição desejada. É desejável que as extremidades formem um plano quando unidas, o que melhorará a colocação da solda. É mais difícil dobrar folhas em um tubo, você precisará de um dobrador ou rolos. Esta ferramenta profissional não é para todos. O teixo pode ser usado como alternativa.
Um momento importante e minucioso é a soldagem de uma chapa fina de metal. Habilidades especiais serão necessárias aqui, especialmente se a soldagem a arco manual for usada no processo. É melhor que os iniciantes não tentem experimentar (a menor superexposição do eletrodo em um ponto leva à queima de um buraco). Além disso, bolhas podem entrar na área da costura, o que posteriormente garante um vazamento. É melhor moer a costura com uma espessura mínima, o que permitirá que você veja o "casamento" a olho nu imediatamente. Os segmentos cônicos são dobrados à mão, cravando a extremidade estreita da peça de trabalho em torno do tubo de diâmetro pequeno, fazendo mais esforço do que a parte larga.
Recomendações
Sabendo como fazer você mesmo um motor a jato de pulso, você pode usá-lo em modelos de aeronaves ou para acelerar um skate. Usuários experientes recomendam que, para obter a composição ideal da mistura de combustível, primeiro forneça gás ao motor, enchendo completamente a câmara de combustão com ele. Em seguida, a faísca de ignição é ativada. O ar é fornecido por último, após atingirconcentração ideal de todos os componentes - o lançamento está em andamento.
