Silnik mikro turboodrzutowy. Silnik odrzutowy do modeli samolotów

Silnik tego typu nie figuruje w aktualnym wykazie klasyfikacyjnym zespołów napędowych statków powietrznych i nie jest wykorzystywany w rzeczywistej eksploatacji. Wiele osób nigdy nawet o nim nie słyszało. Jednak on, w rzeczywistości, w tym samym wieku, co pierwsze samoloty, ma ciekawą historię praktycznego zastosowania i może zainteresować miłośników lotnictwa.

Elektrownia silnikowo-sprężarkowa samolotu I-250.

W inżynierii transportu od dawna istnieje taka koncepcja jak elektrownia kombinowana . Zwykle termin ten oznacza połączenie w jednym elemencie konstrukcyjnym silników (lub zasad ich działania) różnych typów, najczęściej dwóch lub więcej.

W przypadku pojazdów naziemnych dobrym przykładem są stosunkowo aktywnie eksploatowane obecnie samochody osobowe, autobusy i trolejbusy, które mogą pracować z tłokowymi silnikami spalinowymi i silnikami elektrycznymi w jednym, że tak powiem, zestawie. W ich przypadku najczęściej używa się terminu „silniki hybrydowe”.

Lotnictwo również nie uniknęło tego losu. Zespolone zespoły napędowe o różnej konstrukcji i zasadzie działania były projektowane i stosowane na samolotach dość intensywnie niemal od pierwszych etapów budowy samolotów.

Wszystko to zostało zrobione nie z dobrego życia, ale z niedopasowania między pożądanymi a dostępnymi możliwościami. Przecież nawet obecnie istniejące i rozwijane wysoce zaawansowane silniki lotnicze nie mogą uczynić samolotu absolutnie uniwersalnym, zarówno pod względem wysokich właściwości trakcyjnych, masy i doskonałości aerodynamicznej, jak i pod względem wysokiej efektywności paliwowej. Każdy z istniejących schematów napędowych, np. śrubowy i odrzutowy (RJD), ma swoje najkorzystniejsze dla siebie pole zastosowania.

A na pierwszych etapach rozwoju lotnictwa nie było jeszcze specjalnego wyboru elektrowni, ale było szerokie pole do innowacyjnej działalności. Zasada działania napędu odrzutowego, znana zresztą na długo przed pojawieniem się pierwszych samolotów, wydawała się jedną z najbardziej kuszących możliwości rozwiązywania problemów.

A w przyszłości, wraz ze wzrostem prędkości samolotów (zwłaszcza w latach 40.) i odpowiednim spadkiem zdolności trakcyjnych śmigła, a także możliwości mocy silnika tłokowego (bez zwiększania masy), po prostu stała się jedyną możliwą.

strumień silniki rakietowe, zarówno na paliwo ciekłe, jak i na paliwo stałe, nie mogły stać się głównymi silnikami samolotu ze względu na krótki czas ich eksploatacji, pewne cechy komplikujące obsługę (dotyczy LRE) oraz złożoność sterowania (RDTT). Dlatego były używane głównie w samolotach eksperymentalnych i jako dopalacze. Dotyczy to zwłaszcza silników na paliwa stałe. To jest napisane ().

Dość szybko stało się jasne, że silnik powietrzno-odrzutowy najbardziej nadaje się do głównego zespołu napędowego samolotu, a raczej ten silnik musi być dokładnie turboodrzutowy, aby móc wystartować z zerowej prędkości, czyli z parkingu działka.

Oto tylko akceptowalne urzeczywistnienie tego faktu w konkretnym urządzeniu technicznym, które mogło być z powodzeniem wykorzystane jako elektrownia atmosferycznego samolotu, spóźnionego z dobrze znanych powodów, zarówno naukowych, jak i technicznych. Oznacza to, że nie było wystarczającej wiedzy, nie było konkretnych opracowań teoretycznych i praktycznych doświadczeń, nie było specjalnych produkcji i materiałów.

Co masz i czego chcesz...

Ale kiedy proces rozwoju już się rozpoczął, był już nie do zatrzymania. Pierwszy czysto odrzutowy samolot napędzany silnikiem turboodrzutowym wykonał swój historyczny lot 27 sierpnia 1939 roku. Był to niemiecki samolot Heinkel He 178, wyposażony w silnik Heinkel HeS 3, który miał maksymalny ciąg 498 kgf.

Silnik turboodrzutowy NeS-3B

Samolot nie 178.

Samolot nie 178.

Silnik ten został ukończony na początku 1939 roku i przetestowany w locie w lipcu na tłokowym bombowcu nurkującym Heinkel He 118 używanym jako latające laboratorium. HeS 3 wisiał pod kadłubem i włączał się w locie (z wyjątkiem startu i lądowania).

Po raz pierwszy zastosowany praktycznie do pełnoprawnego lotu odrzutowego, silnik turboodrzutowy był oczywiście stosunkowo prymitywny, posiadał jednak wszystkie charakterystyczne dla swojego typu węzły, m.in. sprężarka (odśrodkowa z utrzymującym stopniem osiowym), turbina (promieniowa), urządzenie wylotowe. I pracował już jako pełnoprawny silnik odrzutowy. Jednak jego działanie pozostawiało wiele do życzenia.

Były to jednak wszystkie wczesne silniki turboodrzutowe, zarówno projekty, jak i te zbudowane z metalu. Niski ciąg, niska wydajność, skromne zasoby, niska niezawodność... To jasne, bo to były dopiero pierwsze kroki, a wszystkie osiągnięcia na tej drodze były jeszcze przed nami. Można to jednak powiedzieć teraz, ale wtedy absolutnie jasne perspektywy nie były jeszcze jasne.

Być może było to istnienie na początkowym etapie pewnej niepewności co do dalszego rozwoju silników turboodrzutowych i chęć szybkiego znalezienia prostszej, ale jednocześnie kompletnej, a co najważniejsze bardzo potrzebnej alternatywy, która poprawiłaby osiągi samolotów , zmusił inżynierów do rozważenia innych opcji dla silników odrzutowych.

W jednej z tych opcji zastosowano zasadę łączenia (lub hybrydowości). To jest o moto-sprężarka silnik odrzutowy (MKVRD). W ZSRR ten typ silnika w pierwszej połowie lat 40. otrzymał inną nazwę - VRDK(silnik odrzutowy ze sprężarką).

Za granicą ma kilka nazw. Najczęściej używany jest motorjet (dla porównania turboodrzutowy - turbojet), rzadziej używany (a także używany w języku niemieckim) - termojet. Jest jeszcze kilka mało używanych nazw - hybrydowe odrzutowce, tłokowo-odrzutowe, silniki złożone, silnik odrzutowy, a także wentylator kanałowy dopalający (wentylator kanałowy z dopalaniem), wentylator kanałowy obejściowy.

W silniku turboodrzutowym najbardziej obciążonym i złożonym zespołem jest turbina. W przeważającej części określa graniczną temperaturę gazu w komorze spalania dla konstrukcji, ponieważ sam jest nie tylko pod jej wpływem, ale także pod obciążeniem ogromnych sił odśrodkowych (wirników). Z kolei temperatura gazu bezpośrednio wpływa na przyczepność.

Ale jednocześnie turbina jest w jakiś sposób drugorzędna, a sam ciąg, że tak powiem, „nie działa”. Jego głównym celem jest wytworzenie mocy do obracania sprężarki. Czyli nie dość, że jest skomplikowany i nie da się bez niego obejść w silniku turboodrzutowym, to jeszcze jeśli on sam ma też niskie parametry, to i silnik nie będzie miał wysokich parametrów. Stałe problemy...

Aby się ich pozbyć „najłatwiej” jest pozbyć się samej turbiny. I tak właśnie jest w przypadku silnika-sprężarki. Jest to o tyle wygodne, że w latach 30. i na początku 40. nie było doświadczenia w tworzeniu wysokiej jakości turbin lotniczych o stosunkowo wysokich parametrach.

Tradycyjnie klasyczna elektrownia silnikowo-sprężarkowa składa się z trzy główne części: tłokowy silnik spalinowy (PD), sprężarka i, jeśli mogę tak powiedzieć, uproszczony silnik odrzutowy. W tym przypadku sprężarka napędzana jest silnikiem tłokowym (zwykle poprzez specjalną przekładnię lub wał) i może być różnego typu (najczęściej odśrodkowa lub osiowa).

Sprężarka jest zwykle niskociśnieniowa (zgodnie z projektem). Zamiast tego można również zastosować wentylator wysokociśnieniowy lub właściwie śmigło (lub kilka) w pierścieniowej powłoce.

WJE w tym zestawie jest rzeczywiście bardzo uproszczony w porównaniu do TJD. Nie ma ani własnej sprężarki, ani odpowiednio turbiny, a jedynie wtryskiwacze paliwa (lub ich kolektor), przez które dostarczane jest paliwo w celu podgrzania dopływającego powietrza, prowizoryczną komorę spalania i urządzenie wylotowe do wylotu gazu (dysza). Co więcej, przy użyciu i obecności komory spalania możliwe są również opcje (więcej na ten temat poniżej).

W ten sposób powietrze z zewnątrz przez specjalny kanał dostaje się do zewnętrznej sprężarki, która jest obracana przez silnik tłokowy. Następnie sprężone powietrze dostaje się do komory spalania, gdzie jest ogrzewane przez spalanie paliwa, a następnie uzbrojony w siłę mieszanina gazów przechodzi, aby przyspieszyć i wytworzyć ciąg odrzutowy.

W wersji klasycznej silnik-sprężarka uproszczona RDW swoim urządzeniem i zasadą działania przypomina silnik strumieniowy lub nawet bardziej komora spalania dopalacza do silników turboodrzutowych i turbowentylatorowych. To właśnie podczas tworzenia silników moto-sprężarek uzyskano pierwsze doświadczenie, które przydało się później w rozwoju FCS.

Według różnych źródeł udział komory spalania MKVRD w tworzeniu ciągu (oprócz sprężania powietrza przez sprężarkę) szacuje się od jednej trzeciej do połowy wartości całkowitej, w zależności od doskonałości konstrukcji. Pewien udział, w zależności od wariantu konstrukcyjnego, mogą mieć również spaliny z PD i ciepło jego nadwozia.

Ogólny ciąg samolotu z takiego elektrownia kombinowana można uzyskać nie tylko dzięki strumieniowi gazów z RDW, ale także za pomocą śmigła napędzanego silnikiem tłokowym (tym samym, który obraca sprężarkę). Istnieją różne przykłady projektowania i budowy samolotów z MKVRD zarówno ze śmigłem, jak i bez.

Używając obu rodzajów napędu na statku powietrznym, zarówno śmigła, jak i ciągu odrzutowego, można prześledzić pewną wszechstronność. Przy małych prędkościach (wysokościach) korzystniejsza jest praca ze śmigłem, a przy dużych prędkościach (wysokościach) - przy użyciu ciągu odrzutowego. Rosną możliwości wysokościowe i prędkościowe samolotu.

Warto powiedzieć, że istniały inne, już znacznie bardziej zaawansowane opcje układu silników moto-sprężarek, na przykład pod koniec lat 30., w latach 40. (głównie w Niemczech), kiedy powstawały one równolegle z silnikami turboodrzutowymi i działaniami ewaluacyjnymi były w pełnym rozkwicie, aby zrozumieć, która z tych dwóch zasad jest bardziej akceptowalna. W tej wersji wszystkie tradycyjnie oddzielne elementy klasycznego silnika odrzutowego zostały połączone w jedną całość, z zewnątrz bardzo przypominającą silnik turboodrzutowy (patrz przykłady poniżej). Jednak pomimo podobieństwa zasada działania pozostała niezmieniona.

Jako ciekawy dodatek...

Mówiąc o ogólnej zasadzie urządzenia MKVRD, nie można zignorować jednego ciekawego faktu. Niezależnie od tego, czy ludzie wiedzą co silnik-sprężarka czy nie, prawie każdy z nich ma w domu, można by rzec, swój miniaturowy model. Mała moc i nie jest przeznaczona do ruchu, ale jednak...

To jest zwykła domowa suszarka do włosów. Posiada, choć w prymitywnej formie, wszystkie niezbędne elementy: wentylator (minikompresor), grzałkę (komorę spalania), a nawet zwężającą się dyszę, która wieje dość intensywnie i gorąco :-) ...

Wskazówki…

Próby wprowadzenia „hybrydowości”, które ostatecznie doprowadziły do ​​zbudowania faktycznie działających modeli silników typu moto-sprężarka, miały miejsce niemal od pierwszych kroków w rozwoju lotnictwa, kiedy to „latające byle co” mniej lub bardziej zadomowiły się w powietrze.

Jednocześnie można powiedzieć, że w ramach samego typu istniało kilka kierunków i opcji rozwoju konstrukcji, które zmieniały konstrukcję (a czasem parametry pracy), ale nie zmieniały podstawowej zasady działania silnika.

Przykładem jest niecodzienny projekt silnika francuskiego inżyniera René Lorina, który ukończył w 1908 roku. Z uproszczonej WFD, która wydaje się być obecna w silniku odrzutowym, w silniku Lorina pozostało tylko urządzenie wyjściowe, czyli dysza.

Silnik Rene Lorin.

Silnik jako taki nie miał własnej komory spalania, a także oddzielnej sprężarki. Produkty spalania trafiały do ​​dyszy po zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze silnika tłokowego.

Oznacza to, że w rzeczywistości każdy cylinder miał własną dyszę do odprowadzania spalin i odpowiednio do generowania ciągu odrzutowego. Oczywiste jest, że ciąg został utworzony przez impulsy, chociaż oczywiście fakt ten nie ma nic wspólnego z PuVRD. Rozumieno, że takie silniki miały być instalowane bezpośrednio na skrzydle samolotu.

Jako następny w chronologii warto chyba wspomnieć o słynnym eksperymentalnym samolocie Coandă 1910, zaprojektowanym przez rumuńskiego inżyniera aerodynamiki i wynalazcę Henri Coandă (rum. Henri Coandă), słynnego odkrywcę efektu Coandă.

Samolot Coanda 1910 na paryskim pokazie lotniczym w 1910 roku.

Schemat silnika Coande. Układ zasilania paliwem i zapłonu, a także dodatkowe CS nie są pokazane. Przedstawiono proponowane zasilanie spalin PD do strumienia.

Elektrownia znajdowała się w przednim kadłubie. Miał on postać pierścieniowego okapu-kanału, którego przód wyposażony był w dopływ sprężającego powietrza, którego natężenie przepływu przez przedni wlot powietrza było regulowane za pomocą urządzenia płatkowego (Coanda nazywał je obturatorem).

Sprężarka miała prędkość obrotową około 4000 obr./min i była napędzana rzędowym silnikiem tłokowym Clerget (50 KM) zainstalowanym w górnej części kadłuba bezpośrednio za kanałem powietrznym, poprzez specjalną przekładnię.

Sam wynalazca początkowo nazwał taką elektrownię „turbo-propulseurem” (słowo „turbo” odnosi się tutaj konkretnie do sprężarki), a później, gdy silniki odrzutowe zajęły już pewnie wiodące miejsce w budowie silników lotniczych, zadeklarował, że jest to samolot odrzutowy silnik-sprężarka.

Mniej więcej w tym samym czasie mówiono, że Coandă 1910 był pierwszym samolotem z napędem odrzutowym, którego maksymalna wartość (około 220 kgf) stanowiła mniej więcej połowę ciągu wspomnianego Heinkla He 178.

Przyjęto, że powietrze sprężone za sprężarką miesza się z paliwem, które spala się, nadając samolotowi zwiększony ciąg odrzutowy. Paliwo było wtryskiwane w tylnych bocznych częściach kanału powietrznego i tam spalane. Później niektóre źródła wspominały również o dodatkowych komorach spalania na bokach kadłuba.

Elementy sprężarki silnika Coande.

Replika samolotu Coanda 1910. Zamontowany PD nie odpowiada oryginałowi.

Inny możliwy schemat układu napędowego samolotu Coanda 1910.

Ponadto zgłoszenia patentowe przewidywały doprowadzenie spalin z silnika tłokowego do wlotu do kanału powietrznego, co mogłoby zwiększyć przepływ powietrza przez silnik i temperaturę przepływu.

Jednak wypowiedzi o komorach spalania faktycznie pojawiły się już w okresie powojennym. Wyjątkowo niefortunna pod tym względem konstrukcja samolotu raczej nie pozwalałaby na zastosowanie takiego schematu bez ryzyka pożaru, który uszkodziłby drewnianą konstrukcję i całkowicie nieosłoniętego pilota.

Samolot został zaprezentowany na 2. Paryskiej Wystawie Lotniczej (październik 1910) bez dodatkowych komór spalania i deklarowanego układu wydechowego silnika tłokowego. Wielu badaczy i specjalistów od lotnictwa, zarówno w tamtym czasie, jak iw ostatnich latach, poważnie kwestionowało samo istnienie systemu spalania paliwa w strumieniu na Coandă 1910.

Poddano w wątpliwość nawet fakt wykonania jedynego lotu tego samolotu. Miał miejsce 16 grudnia 1910 i zakończył się niepowodzeniem z powodu uszkodzenia układu sterowania (lub nieuwagi pilota).

Według niektórych źródeł rumuńskich (i rzekomo ze słów samego Coande) lot odbył się przypadkowo. Inżynier nie zamierzał startować i tylko testował silnik. Niedbale przesuwane dźwignie zwiększały prędkość sprężarki i otwierały blokadę. Samolot zaczął startować i wystartował.

Zdziwienie, duży płomień spalin spod maski i brak doświadczenia w pilotowaniu doprowadziły do ​​utraty kontroli nad prędkością i wysokością. Samolot wylądował na ziemi i zapalił się. Sam inżynier odniósł pewne obrażenia. W przyszłości z powodu braku funduszy samolot nie został odrestaurowany.

Możliwe rozprzestrzenianie się gorących gazów z silnika samolotu Coanda 1910.

Ciekawe, że incydent ten jest czasami łączony z późniejszym odkryciem przez Henri Coandę zjawiska nazwanego jego imieniem - efektu Coandy. Strumień powietrza wydobywający się z pierścieniowej dyszy układu napędowego jego samolotu wraz z gorącymi gazami po spaleniu paliwa jakby „przykleił się” do kadłuba i uszkodził część ogonową. To rzekomo skłoniło inżyniera do pewnych przemyśleń. Jednak, czy tak było naprawdę, wydaje się, że nigdy się nie dowiemy ...

W tym przypadku jest jeszcze jedna ciekawa kwestia. W tym samym czasie na początku grudnia 1910 r. W Paryżu na polecenie wielkiego księcia Cyryla Władimirowicza (kuzyna cesarza Mikołaja II) zbudowano skutery śnieżne wyposażone w silnik Coande (był w to bezpośrednio zaangażowany), podobne w projekt do samolotu. Tak więc na tym urządzeniu nie było dodatkowego spalania paliwa, z wyjątkiem samego silnika tłokowego.

Skuter śnieżny Wielkiego Księcia Cyryla (projekt Koande).

A jednak… Teraz najwyraźniej nie jest tak ważne, czy układ spalania paliwa w strumieniu powietrza był obecny w silniku Coandă 1910. Jeśli tak, to był to, choć dość prymitywny, ale jednak typowy silnik odrzutowy o pełny zestaw charakterystycznych jednostek strukturalnych. Jeśli nie, to mimo wszystko ten projekt był wystarczająco zbliżony do tego typu silników, a raczej do ich konkretnej wersji, która tworzy tak zwany „zimny ciąg”.

Silnik sprężarki silnika z komorą spalania, podgrzewając powietrze, tworzy „górski pchnięcie”. Ale jeśli nie ma dodatkowej komory spalania, to ciąg jest po prostu zimny. W takim przypadku pewne ogrzewanie można przeprowadzić tylko poprzez sprężenie powietrza w sprężarce (trochę, ale jednak ...), skierowanie gorących spalin silnika tłokowego do strumienia, a także schłodzenie obudowy PD ( jeżeli projekt przewiduje obie te metody).

Silnik samolotu Coandă 1910 mógł być dość zbliżony do tej „zimnej” wersji (zakładając, że nie miał układu spalania paliwa w strumieniu lub nie był używany). Sama zasada rozmieszczenia jednostek, gdy sprężarka znajduje się przed silnikiem tłokowym i przedmuchuje go powietrzem, jest czasami nazywana „schematem Coandy”.

Ciekawe, że już w następnym roku 1911 ogłoszono projekt badawczy rosyjskiego inżyniera A. Gorochowa. Była to klasyczna wersja silnika motosprężarkowego z 2 komorami spalania i sprężarką napędzaną silnikiem tłokowym. Oznacza to, że silnik generował tylko gorący ciąg. Jednocześnie sama sprężarka była również jednostką tłokową, która spręża powietrze w cylindrach i kieruje je do komór spalania.

Projekt A. Gorochowa. 1 - wlot powietrza; 2 - sprężarka; 3 - komory spalania; 4 - dysze; 5 - silnik tłokowy.

Opcje…

Jednak później, w latach 30. i na samym początku lat 40., pojawiły się dość zaawansowane projekty silników odrzutowych, które pracowały właśnie na zimnej trakcji.

Przykładem jest niemiecki silnik HeS 60, zaprojektowany przez połączoną firmę Heinkel-Hirth w 1941 roku, jako ostatni model w całej linii podobnych silników. Ta jednostka nie miała komory spalania.

Powietrze było sprężane (z pewnym wzrostem temperatury) we własnej trzystopniowej sprężarce osiowej. 32-cylindrowy silnik wysokoprężny (moc 2000 KM) został również przystosowany do wprowadzania strumienia spalin, który obracał sprężarkę i odprowadzał ciepło z tego PD. Następnie sprężone powietrze kierowane było do sterowanej dyszy klapowej. Szacowany ciąg osiągnął 1250 kgf.

Schemat silnika HeS-60.

Model ten przewidywał dobór w razie potrzeby części energii przepływu na potrzeby wewnątrzsilnikowe przez specjalną turbinę promieniową.

Sam silnik tłokowy został „wbudowany” w HeS 60. Taki schemat był typowy dla projektów niemieckich, a później wykorzystano go również w projektach MKVRD wykorzystujących gorący ciąg (wspomniany poniżej).

Próbowano zastosować zasadę wytwarzania zimnego ciągu, jako jeden z trybów pracy silnika moto-sprężarki, na różnych eksperymentalnych samolotach, takich jak na przykład Focke-Wulf Fw 44.

Schemat silnika BMW Flugmotorenbau do samolotu Focke-Wulf Fw 44.

Schemat samolotu Focke-Wulf Fw 44 z zimnym silnikiem odrzutowym.

Samolot Focke-Wulf Fw 44.

Na nim specjaliści z BMW Flugmotorenbau w 1938 roku zamiast standardowego silnika i dwułopatowego śmigła zamontowali inny silnik (Bramo 325, później 329), czterołopatkowy wentylator i kierownicę z pierścieniową obudową (wg. zasada wirnika). Powietrze opuszczało silnik przez zbieżne kanały pierścieniowej dyszy.

Inżynier silników odrzutowych Harris. 1917

Później „zimny ciąg” znalazł zastosowanie w różnych konstrukcjach silników odrzutowych, głównie w silnikach turboodrzutowych, zwłaszcza w silnikach.

A sama koncepcja „silnika odrzutowego” została po raz pierwszy wspomniana w 1917 roku w opatentowanym projekcie brytyjskiego inżyniera Harrisa (H.S. Harris of Esher). Ten projekt był klasykiem silnik-sprężarka. W nim sprężarka odśrodkowa (A) była napędzana przez dwucylindrowy silnik tłokowy (C).

Sprężone powietrze kierowane było do dwóch bocznych komór spalania (D), gdzie paliwo (B) było wtryskiwane i spalane, po czym strumień gazu kierowany był do dysz w celu wytworzenia ciągu. Tutaj E jest dodatkowym wyrzucanym powietrzem.

Różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych silników odrzutowych ilustruje ciekawy projekt słynnego brytyjskiego projektanta Franka Whittle'a, stworzony przez niego w 1936 roku. Nazwał swój schemat „ podwójny cykl termiczny„(Rysunek). Miał dwie sprężarki. Jeden, osiowy, główny (B) na początku toru powietrza, a drugi, odśrodkowy (F), na jego końcu. Osiowy napędzany był turbiną (C), która z kolei obracała się od strumienia powietrza (H) wytwarzanego przez tylną sprężarkę odśrodkową.

A ta sprężarka CB z kolei napędzana była silnikiem tłokowym (E), który pobierał powietrze (J) do swojej pracy z tej samej sprężarki CB, oraz wysyłał spaliny (K) do turbiny w celu jej dodatkowego obrotu. Powietrze wywiewane z turbiny (L) kierowane było do kanału dyszy w celu uzyskania dodatkowego ciągu.

Schemat silnika-sprężarki silnikowej Whittle'a z „podwójnym cyklem termicznym”.

Do wczesnych lat 40. niemieccy inżynierowie dużo eksperymentowali na temat silnika-sprężarki. Pojawiła się nawet koncepcja ewentualnego zastosowania takich silników w bombowcach dalekiego zasięgu, zdolnych do dotarcia do wybrzeży Ameryki.

Projekt silnika Junkersa „reakcji odrzutowej”.

Junkers opracował własny duży projekt silnika o nazwie „ Zakład reakcji odrzutowej». W nim 4-stopniowa sprężarka osiowa była napędzana silnikiem Diesla z blokiem 16 cylindrów. Jednocześnie powietrze ochładzało korpus silnika tłokowego (w ten sposób nagrzewając się), aw tylnej komorze spalania paliwo mieszało się z nim i zapalało, zwiększając końcowy ciąg.

Pierwszy, który naprawdę lata...

Rozwój silników moto-sprężarek w tym czasie był prowadzony przez inżynierów z różnych krajów. Rok po locie Heinkla He 178, w sierpniu 1940 roku, wystartował kolejny z pierwszych samolotów odrzutowych. To był włoski Caproni Campini N.1/CC2.

Ale pomimo „reaktywności” nie zainstalowano na nim silnika turboodrzutowego, ale klasyczny silnik odrzutowy. Śmigłem była sama WFD, to znaczy samolot był wprawiany w ruch tylko przez ciąg odrzutowy, bez użycia śmigła.

Samoloty Caproni Campini nr 1/SS2.

Silnik odrzutowy był wyposażony w rzędowy silnik tłokowy Isotta Fraschini L.121/RC (wersja chłodzona powietrzem, 900 KM), który napędzał trzystopniową sprężarkę osiową umieszczoną w przednim kadłubie. Łopatki sprężarki mogą zmieniać kąt instalacji za pomocą układu hydraulicznego 1 .

————————

1 Notatka. Niestety nie udało mi się znaleźć jednoznacznych informacji na temat podstawowej konstrukcji kompresora. Według niektórych źródeł (włoskich) oprócz trzech stopni wirnika istniały również trzy stopnie stojana. To znaczy prawie pełnoprawna sprężarka osiowa. Według innych nie było stojana, ale były trzy stopnie wysokociśnieniowego śmigła (wentylatora) o zmiennym skoku w pierścieniowej powłoce.

Jednocześnie dwa pierwsze stopnie (tego ślimaka) zwiększały ciśnienie dynamiczne, a trzeci służył głównie do „korekty” przepływu, czyli nadania mu kierunku osiowego, aby ewentualnie zmniejszyć straty podczas turbulencja. W końcu przepływ nadal musiał dotrzeć do urządzenia wyjściowego przez cały kadłub.

Ale dla naszego tematu jako całości istota tej konstrukcji ogólnie nie odgrywa dużej roli. Zasada działania w każdym przypadku pozostaje taka sama. Zmieniają się tylko parametry wyjściowe.

———————

Powietrze atmosferyczne dostawało się do czerpni powietrza (typu dyfuzor), gdzie było hamowane wraz ze wzrostem ciśnienia statycznego. Następnie ciśnienie (pełne lub dynamiczne) wzrastało w sprężarce (wentylatorze), po czym powietrze opływało korpus silnika tłokowego, ogrzewając się i jednocześnie chłodząc PD. Jednocześnie strumień pochłaniał swoje spaliny, również o podwyższonej temperaturze, i przedostał się przez kadłub do części ogonowej.

Schemat konstrukcyjny samolotu Caproni Campini nr 1/SS2. Polecamy obejrzeć w powiększeniu (dwukrotne kliknięcie).

Stabilizatory płomienia i kolektory paliwowe w dopalaczu zespołu silnikowo-sprężarkowego samolotu Caproni Campini nr 1/CC2.

Tutaj, już podgrzany i sprężony, przedostał się do komory spalania, gdzie jego temperatura wzrosła jeszcze bardziej, a następnie wydostał się do atmosfery przez dyszę, tworząc ciąg strumienia. Dysza była sterowana poprzez przesuwanie centralnego korpusu za pomocą hydrauliki.

Dysza elektrowni silnikowo-sprężarkowej samolotu Caproni Campini nr 1 / CC2. Widoczny stożek kontrolowany (korpus centralny).

Pierwszy (wewnętrzny) obieg wysyłał powietrze do ogrzewania poprzez chłodzenie FP. Następnie powietrze mieszano z gorącymi spalinami, a następnie z odparowującym (ze względu na temperaturę tych gazów) paliwem (benzyną), po czym mieszaninę zapalano świecami. To był tzw pierwotna komora spalania.

Podgrzany gaz pierwotny, poruszając się wzdłuż osi silnika, odparowywał i zapalał wtórną (lub główną) porcję paliwa dostarczanego dalej (wtórnego lub głównego CS), mieszając się z powietrzem dostarczanym przez drugi (zewnętrzny) obieg. Ponadto całkowity przepływ był przesyłany do dyszy strumieniowej w celu wytworzenia ciągu.

Projekt samolotu Jeep NASA Jake'a (klikalny).

Przewidywano jednoczesne wykorzystanie obu komór spalania, wykorzystanie tylko pierwotnej lub pracę bez komory spalania na wspomnianym już ciągu zimnym. Umożliwiło to wydłużenie czasu przebywania samolotu w powietrzu i wykorzystanie gorącego ciągu tylko do wymuszonego przyspieszenia.

Ten projekt spotkał ten sam los, co większość innych z dziedziny silników odrzutowych. Już na etapie wstępnego opracowywania komór spalania miał problemy. Ale ich decyzja nie wpłynęła na ostateczne wyniki przeprowadzonych prac. Tak, najwyraźniej nie mogło to mieć wpływu, ponieważ były już działające i obiecujące silniki turboodrzutowe. Z tego właśnie powodu w marcu 1943 r. zamknięto program.

„Latający” VRDK ...

Do połowy lat 40. radzieckie samoloty z elektrownia kombinowana ta sama zasada. W ZSRR opracowywany typ otrzymał inną nazwę - VRDK.

W tym czasie silnik turboodrzutowy stawał się coraz bardziej pewny siebie. Powstawały coraz doskonalsze i dochodowe próbki. Jeśli w latach trzydziestych niemieckie firmy lotnicze zajmowały się równolegle z innymi VRD silnikami silnikowo-sprężarkowymi w różnych wersjach, to do 1941 r. budowa silnika. Dość intensywnie prace tego rodzaju prowadzono także w Ameryce i Anglii.

W ZSRR prace nad silnikami sprężarek silnikowych (VRDK) prowadzone są od 1941 r. Mniej więcej w tym czasie w CIAM (Centralny Instytut Silników Lotniczych) zorganizowano biuro projektowe w celu wypracowania najkorzystniejszego schematu VRDK. Biurem kierował słynny inżynier projektant K. V. Kholshchevnikov.

Jednak działalność projektowa bez priorytetyzacji prowadzona była dość wolno (podobnie jak w stosunku do innych typów silników odrzutowych). I dopiero w 1944 roku, kiedy niemieckie samoloty odrzutowe „nagle” zaczęły pojawiać się w rzeczywistych działaniach bojowych, wszelkie prace w tym zakresie zostały zintensyfikowane. Następnie w systemie ludowego komisariatu przemysłu lotniczego powstał nawet instytut badawczy do pracy nad problemami budowy silników odrzutowych - NII-1.

Myśliwiec I-250 z VRDK.

Schemat konstrukcyjny samolotu I-250. Wyświetlana jest lokalizacja VRDK.

Pod koniec maja 1944 r. Biuro projektowe PO Suchoj, a także AI Mikojan i MI Gurevich otrzymali zadanie zaprojektowania eksperymentalnego samolotu „z silnikiem tłokowym i dodatkowym silnikiem odrzutowym ze sprężarką”. Te dodatkowe „silniki powietrzne ze sprężarką” właśnie otrzymały swoją nazwę VRDK. Zostały one opracowane w CIAM przez grupę Kholshchevnikov.

W efekcie powstały dwa latające samoloty: I-250 (według niektórych źródeł MiG-13) i Su-5. Mieli zasadniczo podobny projekt elektrowni. Silnikiem głównym był tłok VK-107A (do Su-5 pierwotnie planowano silnik M-107), z którego przez specjalny wał napędzana była sprężarka osiowa. Powietrze dostało się do niego kanałem z przedniego kadłuba.

Komora spalania była w rzeczywistości i nie była przeznaczona do ciągłej pracy. Ciepło silnika tłokowego i jego spaliny nie były wykorzystywane do tworzenia ciągu odrzutowego.

Zatem VRDK włączył tylko tymczasowo, jeśli to konieczne, gwałtowny wzrost ciągu, to znaczy służył jako akcelerator (lub silnik pomocniczy). Na przykład dla I-250 czas ciągłej pracy wynosił nie więcej niż 10 minut. Stosowanym paliwem jest benzyna lotnicza.

Wstępny projekt Su-5VRDK.

Późny projekt Su-5VRDK.

Jednocześnie maksymalna prędkość została zaplanowana na wysokości około 7500 m dla I-250 – 825 km/h, dla Su-5 – 795 km/h.

Program Su-5 został zamknięty w 1946 roku, m.in. uznany za mało obiecujący. Prace nad I-250 trwały, że tak powiem, bez względu na wszystko. A latem 1945 roku postanowiono nawet zbudować eksperymentalną serię 10 samolotów. Jednak było na co „popatrzyć”…

Komora spalania (dopalacz) VRDK samolotu Su-5.

Dysza strumieniowa silnika moto-sprężarki samolotu Su-5.

I-250 z różnych powodów był niezwykle trudny do wprowadzenia do produkcji i okazał się bardzo niewygodny w eksploatacji ze względu na dużą liczbę wad i awarii związanych szczególnie z VRDK. W tym czasie w eksploatacji były już odrzutowe MiG-9 i Jak-15 z silnikami turboodrzutowymi. Pod koniec państwowych testów I-250, MiG-15, który później stał się sławny, był testowany na pełnych obrotach.

W ten sposób los I-250 został przesądzony. Nawet doświadczona dziesiątka seryjna, wydana notabene z trudem i przygodami, nie weszła (według niektórych źródeł) do bojowej siły lotnictwa Marynarki Wojennej, do której była przeznaczona. W 1950 roku samolot został oficjalnie wycofany z eksploatacji.

Projekty TsAGI…

Na początku lat 40. (przed powstaniem NII-1) TsAGI z własnej inicjatywy opracowało także kilka projektów samolotów z VRDK (niestety niezrealizowanych). Celem tych projektów było wypracowanie sposobów radykalnego zwiększenia prędkości samolotów. Jego znaczenie szczególnie wzrosło wraz z początkiem Wielkiej Wojny Ojczyźnianej.

Niektórzy z nich…

Projekt samolotu S-1VRDK-1. Wyposażony w silnik tłokowy M-82 z VRDK: sprężarkę osiową, komorę spalania (lub dopalacz), regulowaną dyszę z centralnym korpusem. Ciąg powstał tylko dzięki prądowi strumieniowemu. Nie dostarczono śmigła. Benzyna była używana jako paliwo.

Projekt S-1VRDK-1. 3 - sprężarka; 5 - PD; 7 - dopływ paliwa do komory spalania; 11 - centralny korpus regulowanej dyszy.

Według obliczeń na wysokości 4500 m prędkość powinna osiągnąć 800 km / h, na 7500 m - 820 km / h. W porównaniu do myśliwców napędzanych śmigłem, samolot miał zwiększoną prędkość wznoszenia, lepsze właściwości przyspieszenia i mógł utrzymywać stabilną prędkość maksymalną w całym zakresie wysokości.

Aby wydłużyć czas lotu, zastosowano wariant zimnego ciągu. W tym przypadku paliwo nie było podawane do komory spalania. Powietrze ogrzewano poprzez odprowadzanie ciepła z silnika tłokowego i kierowanie jego spalin do ogólnego przepływu przez kanały kadłuba i dalej do dyszy.

W rezultacie przy wykorzystaniu komory spalania przez nie więcej niż 15-20 minut na lot (a tym samym oszczędność paliwa) czas spędzony w powietrzu można wydłużyć do 3,5 godziny, czyli taki samolot mógłby służyć jako krążący na dużych wysokościach myśliwiec przechwytujący. Wariant samolotu dwusilnikowego z VRDK.

Kolejny projekt…. Na bazie myśliwca Jak-9 (silnik M-105f) opracowano projekt myśliwca z akceleratorem typu VDRK. W części ogonowej zamontowano komorę spalania oraz trzystopniową sprężarkę osiową, która napędzana była poprzez wały napędowe i przekładnie pośrednie z opracowanego wcześniej silnika tłokowego M-105REN (z systemem dodatkowych przekładni).

Projekt Jak-9VRDK.

Jednak samolot miał nadwagę z powodu instalacji dodatkowego wyposażenia. Moc nowego silnika M-105REN okazała się niższa niż oryginalnego M-105f. Szacunkowa prędkość w porównaniu do Jak-9 wzrosła tylko o 80 km/h, podczas gdy możliwości bojowe spadły ze względu na wymagany demontaż części uzbrojenia. Projekt uznano za nieudany, choć sam fakt jego istnienia jest interesujący pod względem zdobywania praktycznych doświadczeń.

Nieco później (do końca 1943 roku) pojawił się kolejny, bardziej zaawansowany projekt z VRDK oparty na Jak-9. Miał być wyposażony w wysokogórski silnik tłokowy AM-39f, który napędzał dwustopniową sprężarkę VRDK, kierującą sprężone powietrze do komory spalania. Według obliczeń samolot mógł osiągnąć prędkość 830 km/h na wysokości około 8100 m. Czas lotu z połączonym wykorzystaniem trybów zimnych i gorących wynosił około 2,5 godziny, czyli samolot mógł być używany jako wałęsający się myśliwiec przechwytujący.

Samolot (z Jak-9) z VRDK. Silnik tłokowy AM-39F

Był też projekt zakładający instalację VRDK na samolocie Ła-5. Tutaj jako sprężarkę zastosowano jednostopniowy wentylator zamontowany przed silnikiem (podobnie jak w niemieckim silniku tłokowym BMW-801) z dodaną kierownicą, co pozwoliło stworzyć niemal pełnoprawną sprężarkę osiową scena. Schemat projektu pokazano na rysunku.

Schemat samolotu Ła-5VRDK.

Były też inne ciekawe projekty w różnych wyspecjalizowanych sowieckich biurach projektowych ...

Na przykład przeprowadzono rozwój silników, strukturalnie nieco różniących się od tradycyjnych VRDK. Były to silniki, w których silnik tłokowy był zintegrowany z VRD, wyposażone we własną sprężarkę i nie było długiego wału napędowego. Jednostki tej konstrukcji zostały zaprojektowane w pierwszej połowie lat 40. przez niemieckich konstruktorów (wspomniany silnik zimnego ciągu HeS 60, a także reaktor odrzutowy Junkers). Po zakończeniu wojny ich doświadczenie i rozwój wykorzystano w ZSRR.

W 1947 r. w tzw. zakładzie pilotażowym nr 2 w OKB-1 (obwód kujbyszewski) opracowano już dość zaawansowany silnik „032” pod kierunkiem inżyniera konstruktora A. Shaibe. Była to jedna z „niemieckich” fabryk, powstała w 1946 roku i zajmowała się silnikami turbin gazowych (zwłaszcza TVD), wykorzystując sprzęt i specjalistów eksportowanych z Niemiec.

Schemat silnika „032”.

Silnik został wyposażony w 10-cylindrowy dwurzędowy wbudowany PD w kształcie gwiazdy i regulowaną dyszę. Szacowany maksymalny ciąg - 2000 kgf, nominalny - 1800 kgf. Wymiary gabarytowe: długość 4,0 m, średnica - 1,0 m. Paliwo - nafta lub olej napędowy. Prace nad silnikiem zostały wstrzymane w tym samym 1947 roku ze względu na bezcelowość wynikającą z wyraźnej przewagi silnika turboodrzutowego.

Japoński wkład we „wspólną sprawę”…

Był jednak inny kraj, którego inżynierowie lotnictwa poświęcili trochę uwagi wdrożeniu silniki sprężarek silnikowych do eksploatacji. To jest Japonia. Tutaj wszystko odbywało się z powodu skrajnej konieczności iw ogóle ze znacznym niedoborem czasu. Silnik odrzutowy został wybrany ze względu na swoją prostotę i wystarczającą skuteczność trakcyjną w istniejących warunkach.

W końcowym okresie II wojny światowej Japonia stworzyła i zaczęła wykorzystywać samolot miotający sterowany przez pilota kamikadze do walki z okrętami marynarki wojennej sojuszników ZSRR (głównie Stanów Zjednoczonych). Był to model Yokosuka MXY7 Ohka („Oka” to kwiat sakury).

Pocisk Ohka 22 z silnikiem Tsu 11 (Aerospace Museum w Waszyngtonie).

Jednak ten samolot (a dokładniej jego pierwotnie istniejąca wersja Ohka 11) był wyposażony w silniki rakietowe, które miały duży początkowy pęd, ale krótki czas pracy. Dlatego zasięg samolotu był niewielki - około 36 km.

Tak krótki zasięg był dużym mankamentem, ponieważ przewoźnicy pocisków, bombowce torpedowe Mitsubishi G4M2, zmuszeni byli zbliżać się do grup lotniskowców na krótkie odległości w celu wystrzelenia Ohki 11, narażając tym samym siebie i swój ładunek na niebezpieczeństwo zestrzelony przez wrogie myśliwce.

Często tak się działo i ginął nie tylko pocisk, ale i bombowiec z całą załogą. Z powodu tych powtarzających się incydentów Ohka 11 otrzymała nawet przydomek Waka od amerykańskich marynarzy, co po japońsku oznacza „głupiec”, „idiota”.

Aby naprawić tę wadę i zwiększyć zasięg, wymagany był inny silnik. Ponieważ wyraźnie brakowało czasu lub specjalnych środków na jego opracowanie, japońscy inżynierowie zwrócili uwagę na zasadę działania silnika-sprężarki.

Komora spalania silnika Tsu-11 samolotu Ohka-22.

Widok od strony dyszy. Samolot Ohka 22 (muzeum).

Silnik tłokowy z Tsu-11 i wloty powietrza do sprężarki.

Silnik tłokowy Motorjet Tsu-11. Wlot powietrza do sprężarki.

W rezultacie powstał Ishikawajima Tsu-11 MKVRD. Jego część powietrzno-strumieniowa składała się z jednostopniowej sprężarki osiowej oraz komory spalania z dyszą wylotową stałą. Sprężarka była napędzana 4-cylindrowym rzędowym silnikiem tłokowym odwróconym Hitachi Hatsukaze HA-11 (HA-47, licencjonowany przez niemiecki Hirth HM 504). Wlot powietrza przeprowadzono przez dwa boczne wloty powietrza w tylnej części kadłuba.

RDW była bardzo prosta, można powiedzieć prymitywna. Jego ciąg wynosił około 180 kgf, podczas gdy według amerykańskich inżynierów, którzy wyprodukowali próbkę tego silnika, udział komory spalania w całkowitym ciągu był niewielki. Większość ciągu została utworzona przez sprężarkę. Mimo to zasięg lotu w porównaniu z 11. modelem wzrósł ponad trzykrotnie. Samolot otrzymał nazwę Ohka 22.

Wyprodukowano dość niewielką liczbę silników Tsu-11. Planowano również zainstalować go na samolocie Yokosuka MXY9. Shuka , który miał służyć jako szkolno-treningowy samolot przechwytujący dla pilotów z silnikiem rakietowym Mitsubishi J8M (wersja morska, Ki-200 - wersja wojskowa).

Jednak żaden z tych samolotów nie latał - wojna się skończyła. Ohka 22 udało się zbudować około 50 sztuk (11 model - 755 sztuk). Jeden z silników Tsu-11 znajduje się w Waszyngtonie w National Aerospace Museum (NASM). Jest montowany na odnowionej Ohce 22.

Pod koniec lat czterdziestych zainteresowanie silnikami-sprężarkami praktycznie zmalało i zniknęły one z praktycznego pola widzenia inżynierów lotniczych. W przyszłości zdarzały się osobne przypadki stosowania jego zasady działania, najczęściej mało znane, odosobnione i niezwiązane już z dużym lotnictwem.

Eksperymentalny model samolotu (B-208T) z silnikiem-kompresorem (klikalny).

Silnik tego typu był eksperymentalnie używany (i nadal jest używany) w modelarstwie lotniczym (imitacja silników turboodrzutowych) czy w rozwoju małych bezzałogowych statków powietrznych. Przykładem jest tzw. program Rubicon (1968-1978) w ZSRR, poświęcony rozwojowi mikrosilników odrzutowych i powstałego wówczas modelu samolotu B-208T.

Model ten wyposażony był w wentylator (1) z kierownicą (2) napędzany przez konwencjonalny model silnika tłokowego (3) oraz komorę spalania (4).

Lub całkowicie niezwiązanych z lotnictwem. Na przykład użycie wylotowego strumienia gazu silnik-sprężarka do szybkiego czyszczenia powierzchni, a dokładniej torów kolejowych z lodu i śniegu. Jest to tak zwany „Hornet Project” małej kanadyjskiej firmy Nye Thermodynamics Corporation (1998).

W tym urządzeniu zastosowano płomień z seryjnego KS i sprężarkę diesla innej firmy.

Systemy napędowe oparte na zasadzie silnika odrzutowego są obecnie czasami używane w egzotycznych pojazdach na różnych pokazach samochodowych i podczas wyścigów rekordowych. Jako sprężarkę stosuje się zwykle turbosprężarki samochodowe lub podobne do nich jednostki.

Praktycznie już w naszych czasach pojawiły się pomysły wykorzystania ciągnionych na zimno silników moto-sprężarek ze zintegrowanymi silnikami wysokoprężnymi w małych taksówkach powietrznych. Najważniejsze w tych pomysłach było wykorzystanie najnowszych osiągnięć w budowie silników lotniczych, które pozwoliłyby uczynić eksploatację opłacalną i tanią dla zwykłych pasażerów.

I wciąż…

A jednak tak naprawdę dla lotnictwa era silników odrzutowych zakończyła się całkowicie do roku 50… Silnik moto-sprężarki pojawił się początkowo niejako na przełomie dwóch epok w rozwoju budowy silników lotniczych, na skręcić tam, gdzie nowe technologie zastępują stare. To była jednocześnie jego siła i słabość, a wszystkie z pozoru nowo powstające projekty bardzo szybko dezaktualizowały się.

W tym samym okresie (lata 30-te) również rozwijały się prace nad stworzeniem turbosprężarek (turboodrzutowców), jednak nadal istniejący poziom wiedzy naukowej, techniki oraz rozwój metalurgii nie pozwalały na jednoczesne stworzenie doskonałego , trwała, mocna i niezawodna turbina gazowa (jak w nowoczesnych silnikach turboodrzutowych).

Jednocześnie pomysł silnika odrzutowego, jako silnika tworzącego strumień powietrza, okazał się dość rewolucyjny i miał oczywiste zalety. Przy dobrym doborze mocy silnika tłokowego, wystarczających osiągach sprężarki (pod względem zużycia powietrza i stopnia sprężania), odpowiednim doborze i dobrze skoordynowanej wspólnej pracy komory spalania i dyszy, siła ciągu silnika-sprężarki mogłaby być większa niż siła ciągu śruby silnika jednotłokowego.

Dodatkowo nie można zapomnieć o tym, że ciąg śmigła spada z prędkością, która nie jest charakterystyczna dla WJ (a co za tym idzie MKVRD).

Ponadto, zgodnie z tym wszystkim, pierwsze silniki turboodrzutowe miały bardzo mały zasób operacyjny. Motorjet również mógłby mieć przewagę w tym zakresie. W końcu jego niezawodność i trwałość (w porównaniu z silnikiem turboodrzutowym) w dużej mierze zależała od dobrze rozwiniętego PD i dość prostej komory spalania. Dlatego zainteresowanie takim silnikiem było całkiem naturalne.

Wspomniana przenośność silnika zdeterminowała jednak również jego istotne wady, które ostatecznie (a zwłaszcza po szybkim wprowadzeniu silnika turboodrzutowego) sprawiły, że jego dalsze użytkowanie stało się po prostu niepraktyczne.

Procesy pracy w elektrowni kombinowanej działającej na zasadzie silnik-sprężarka, są opisane przez dwa cykle termodynamiczne jednocześnie. Silnik tłokowy to cykl Otto, a dla VRDK to cykl Braytona.

Jak wiadomo, im wyższe ciśnienie w cyklu, tym większa jego praca, a co za tym idzie moc wypadkowa. Przy wysokim ciśnieniu procesy termiczne w komorze spalania przebiegają bardziej jakościowo, zwiększa się kompletność spalania, co oznacza, że ​​\u200b\u200bzapotrzebowanie na paliwo maleje, a wydajność wzrasta.

Charakteryzuje się kompletnością użytecznego wykorzystania ciepła uzyskanego przez spalanie paliwa sprawność cyklu termicznego. Zależy to bezpośrednio od stopnia sprężenia powietrza wchodzącego do komory spalania. Im wyższy stopień sprężania, tym wyższa wydajność.

Dla silnika tłokowego stopień sprężania charakteryzuje się taką wartością jak „sprężanie”, a dla silnika odrzutowego ze sprężarką jest to π Do, czyli stopień wzrostu ciśnienia w sprężarce.

A to po prostu uzyskanie wysokiego π za pomocą kompresora VRDK okazało się trudne. Jedną z przyczyn tego stanu rzeczy jest niedoskonałość zastosowanych sprężarek. Złożoność technologii, niedostateczny w stosunku do chwili obecnej poziom wiedzy inżynierskiej i konstrukcyjnej w zakresie tworzenia sprężarek osiowych wymusił stosowanie głównie sprężarek odśrodkowych, w niektórych przypadkach nawet wentylatorów (śmigieł) w płaszczach pierścieniowych.

Sprężarki osiowe zaczęły pojawiać się częściej dopiero w niemieckich projektach z końca lat 30-tych, pierwszej połowy lat 40-tych. Ale nawet takie jednostki, aby uzyskać większą kompresję, muszą mieć większą liczbę stopni, co oznacza większe rozmiary i masy, co nie zawsze jest dopuszczalne (kolejny powód niskiego π do).

Jeden stopień dobrej sprężarki CB w zasadzie może zapewnić stosunkowo wysoki stopień wzrostu ciśnienia, jednak jej przepustowość jest 2,5-3 razy mniejsza niż sprężarki osiowej (ceteris paribus). A przepustowość to zużycie powietrza, jeden z głównych parametrów każdej RDW. Jest wprost proporcjonalny do ciągu.

Ponadto kompresja to ciężka praca. Im większy stopień sprężenia chcemy uzyskać i zapewnić większy przepływ powietrza, tym więcej pracy musi wykonać jednostka napędzająca sprężarkę.

Z okazji VRDK to silnik tłokowy, a dla niego większa moc bezpośrednio oznacza większą masę. Masa jest jedną z głównych wad elektrowni silnikowo-sprężarkowej, w której całkowicie oddzielna masywna jednostka (PD) jest używana do napędzania sprężarki o ogólnie małej mocy. Podwójnie gorzej jest, gdy napęd sprężarki jest jej jedyną funkcją, czyli nie wykorzystuje się śruby napędowej.

Pod tym względem turbina gazowa silników turboodrzutowych (zwłaszcza nowoczesnych) jest w znacznie lepszej sytuacji. Przy stosunkowo niewielkiej masie i gabarytach (kompaktowy), będąc częścią jednej jednostki, bardzo dobrze radzi sobie z napędzaniem sprężarki (i często ogromnego wentylatora), sprężaniem i przepuszczaniem dużych mas powietrza przez silnik.

W rezultacie, przy wszystkich możliwych plusach, mamy: niski stopień sprężania, niską wydajność, niską wydajność (jak z każdym dopalaczem), dość niskie zużycie powietrza i dużą masę. Jest całkiem jasne, że konkurencja z silnikiem turboodrzutowym byłaby poza mocą silnika-sprężarki. Jednak praktycznie nie istniał.

Żaden z samolotów wyposażonych w silnik odrzutowy nie był faktycznie w „poważnej” służbie. Wszyscy, nawet dochodząc do małej serii I-250, więc generalnie pozostali doświadczonymi, swoistymi demonstratorami innych, niestety, nie do końca udanych technologii.

Historię jak wiadomo piszą zwycięzcy...

W tym przypadku silnik turboodrzutowy stał się swego rodzaju zwycięzcą, jednak całkiem zasłużenie. W tym samym czasie silnik-sprężarka okazał się być w jakimś cieniu, więc jak już wspomniano, nawet nie wszyscy (zwłaszcza niedoświadczeni w sensie lotniczym) o tym wiedzą.

Jednak w rzeczywistości stał się ważnym ogniwem w historii rozwoju lotnictwa. Jest to fakt, którego znaczenia nie można lekceważyć. Praktyka stosowania nowoczesnych silników turbowentylatorowych (silników turboodrzutowych) wywodzi się zresztą z pierwszych silników odrzutowych. Wystarczy przypomnieć komorę spalania silnika lotniczego Caproni Campini N.1.

Drugi obwód nowoczesnych silników turbowentylatorowych, dzięki którym są one bardzo ekonomiczne i ciche, jest swoistym ucieleśnieniem silniki sprężarek silnikowych z tzw. zimnym przeciągiem.

Tym samym, wbrew opinii niektórych historyków lotnictwa o prymitywności i nieistotności silników odrzutowych, które są ślepą uliczką rozwoju RDW, nadal zasługują na szacunek i zajmują poczesne miejsce wśród osiągnięć lotnictwa światowego.

—————-

Na zakończenie kolejny film z projektu Hornet oraz ilustracje na ten temat, które nie znalazły się w głównej narracji.

Dopóki znów się nie spotkamy…

Układ elektrowni samolotu Caproni Campini nr 1/CC2.

Sprawdzenie działania dopalacza silnika lotniczego Caproni Campini nr 1/CC2. Kadłub jest oddokowany.

Demonstracja dopalacza na samolocie Caproni Campini nr 1/CC2 z odłączonym kadłubem.

Samolot Caproni Campini nr 1/CC2 na ekspozycji muzealnej.

Silnik turboodrzutowy HeS-3.

Schemat zespołu silnikowo-sprężarkowego samolotu I-250.

Samolot I-250 (MiG-13).

Pocisk Ohka 22 w Muzeum Lotnictwa.

Proces montażu silnika Tsu-11 na samolocie Ohka-22 (muzeum lotnicze).

Wlot powietrza do silnika Tsu-11. Widoczna sprężarka.

Samolot Su-5 z VRDK.

Kolejny projekt samolotu z silnikiem moto-sprężarki Biura Projektowego Suchoj.

Skuter śnieżny z silnikiem Coande.

Budowa wewnętrzna skutera śnieżnego z silnikiem Koande.

Komora spalania pracująca jako element silnika moto-sprężarki (projekt Hornet).

Schemat silnika „032”, widok silnika tłokowego.

Z otrzymanego e-maila (kopia oryginału):

"Drogi Witalij! Czy możesz mi powiedzieć trochę więcej

o modelowych silnikach turboodrzutowych, o co w tym wszystkim chodzi iz czym jedzą?

Zacznijmy od gastronomii, turbiny niczym nie jedzą, są podziwiane! Lub, parafrazując Gogola w nowoczesny sposób: „No cóż, jaki modelarz samolotów nie marzy o zbudowaniu myśliwca?!”.

Wielu marzy, ale nie ma odwagi. Dużo nowych, jeszcze bardziej niezrozumiałych, dużo pytań. Często czytacie na różnych forach, jak przedstawiciele renomowanych LII i instytutów badawczych o eleganckim wyglądzie doganiają strach i próbują udowodnić, jakie to wszystko trudne! Trudny? Tak, być może, ale nie niemożliwe! A dowodem na to są setki domowych i tysiące przemysłowych modeli mikroturbin do modelowania! Trzeba tylko podejść do tego zagadnienia filozoficznie: wszystko, co genialne, jest proste. Dlatego ten artykuł został napisany w nadziei, że zmniejszy obawy, podniesie zasłonę niepewności i doda więcej optymizmu!

Co to jest silnik turboodrzutowy?

Silnik turboodrzutowy (TRD) lub napęd turbiny gazowej opiera się na pracy rozprężania gazu. W połowie lat trzydziestych sprytny angielski inżynier wpadł na pomysł stworzenia silnika lotniczego bez śmigła. W tamtym czasie był to tylko przejaw szaleństwa, ale wszystkie nowoczesne silniki turboodrzutowe nadal działają na tej zasadzie.

Na jednym końcu obracającego się wału znajduje się sprężarka, która pompuje i spręża powietrze. Uwolnione ze stojana sprężarki powietrze rozpręża się, a następnie wpadając do komory spalania jest ogrzewane przez spalające się tam paliwo i jeszcze bardziej się rozpręża. Ponieważ nie ma innego wyjścia, powietrze to ma tendencję do opuszczania ograniczonej przestrzeni z dużą prędkością, przeciskając się przez wirnik turbiny znajdujący się na drugim końcu wału i wprawiając go w ruch obrotowy. Ponieważ energia tego ogrzanego strumienia powietrza jest znacznie większa niż wymaga tego sprężarka do swojej pracy, jej pozostała część zostaje uwolniona w dyszy silnika w postaci silnego impulsu wstecznego. A im więcej powietrza nagrzewa się w komorze spalania, tym szybciej ma tendencję do jej opuszczania, jeszcze bardziej rozpędzając turbinę, a co za tym idzie sprężarkę umieszczoną na drugim końcu wału.

Wszystkie turbosprężarki do silników benzynowych i wysokoprężnych, zarówno dwu-, jak i czterosuwowych, działają na tej samej zasadzie. Gazy spalinowe przyspieszają wirnik turbiny, obracając wał, na drugim końcu którego znajduje się wirnik sprężarki, który zaopatruje silnik w świeże powietrze.

Zasada działania jest prostsza niż możesz sobie wyobrazić. Ale gdyby to było takie proste!

TRD można wyraźnie podzielić na trzy części.

• A. Stopień sprężarki
• B. Komora spalania
• W. Stopień turbiny

Moc turbiny w dużej mierze zależy od niezawodności i wydajności jej sprężarki. Zasadniczo istnieją trzy rodzaje sprężarek:

• A. Osiowy lub liniowy
• B. Promieniowy lub odśrodkowy
• W. Przekątna

A. Wielostopniowe sprężarki liniowe stały się powszechne dopiero w nowoczesnych turbinach lotniczych i przemysłowych. Faktem jest, że możliwe jest osiągnięcie akceptowalnych wyników za pomocą sprężarki liniowej tylko wtedy, gdy umieścisz kilka stopni sprężania jeden po drugim, a to znacznie komplikuje projekt. Ponadto należy spełnić szereg wymagań dotyczących rozmieszczenia dyfuzora i ścianek kanału powietrznego, aby uniknąć utknięcia i spiętrzenia. Były próby stworzenia modelowych turbin na tej zasadzie, ale ze względu na złożoność produkcji wszystko pozostało na etapie eksperymentów i prób.

B. Sprężarki promieniowe lub odśrodkowe. Powietrze jest w nich rozpędzane przez wirnik i pod działaniem sił odśrodkowych jest sprężane - sprężane w układzie prostownika stojana. To od nich rozpoczął się rozwój pierwszych działających silników turboodrzutowych.

Prostota konstrukcji, mniejsza podatność na zatory przepływu powietrza i stosunkowo wysoka wydajność tylko jednego stopnia były zaletami, które wcześniej skłoniły inżynierów do rozpoczęcia prac rozwojowych nad tego typu sprężarką. Obecnie jest to główny typ sprężarki w mikroturbinach, ale o tym później.

B. Przekątna, lub sprężarka typu mieszanego, zwykle jednostopniowa, podobna w zasadzie do radialnej, ale dość rzadka, zwykle w turbosprężarkach silników spalinowych tłokowych.

Rozwój silników turboodrzutowych w modelarstwie lotniczym

Wśród modelarzy samolotów istnieje wiele kontrowersji co do tego, która turbina była pierwszą w modelarstwie lotniczym. Dla mnie pierwszym modelem samolotu turbinowego jest amerykański TJD-76. Po raz pierwszy zobaczyłem to urządzenie w 1973 roku, kiedy dwóch na wpół pijanych kadetów próbowało podłączyć butlę z gazem do okrągłego urządzenia o średnicy około 150 mm i długości 400 mm, przywiązanego zwykłym drutem dziewiarskim do sterowanej radiowo łodzi , ustalając cele dla piechoty morskiej. Na pytanie: „Co to jest?” odpowiedzieli: „To mini mama! Amerykanka… jej matka tak nie zaczyna… ”.

Dużo później dowiedziałem się, że to Mini Mamba, ważąca 6,5 ​​kg i dysponująca siłą ciągu około 240 N przy 96 000 obr./min. Został opracowany w latach 50. jako silnik pomocniczy do lekkich szybowców i dronów wojskowych. Osobliwością tej turbiny jest to, że zastosowano w niej sprężarkę diagonalną. Ale w modelowaniu samolotów nie znalazł szerokiego zastosowania.

Pierwszy „ludowy” silnik latający został opracowany przez przodka wszystkich mikroturbin Kurta Schrecklinga w Niemczech. Rozpoczynając ponad dwadzieścia lat temu pracę nad stworzeniem prostego, łatwego w produkcji i taniego silnika turboodrzutowego, stworzył kilka próbek, które były stale ulepszane. Powtarzając, uzupełniając i ulepszając swoje osiągnięcia, drobni producenci stworzyli nowoczesny wygląd i konstrukcję modelu silnika turboodrzutowego.

Ale wracając do turbiny Kurta Schrecklinga. Wyjątkowa konstrukcja z drewnianym wirnikiem sprężarki wzmocnionym włóknem węglowym. Pierścieniowa komora spalania z odparowującym układem wtryskowym, w której paliwo było podawane przez wężownicę o długości około 1 m. Domowe koło turbiny z blachy 2,5 mm! Przy długości zaledwie 260 mm i średnicy 110 mm silnik ważył 700 gramów i wytwarzał 30 niutonów ciągu! To wciąż najcichszy silnik turboodrzutowy na świecie. Ponieważ prędkość gazu opuszczającego dyszę silnika wynosiła zaledwie 200 m/s.

W oparciu o ten silnik powstało kilka opcji zestawów do samodzielnego montażu. Najbardziej znanym był FD-3 austriackiej firmy Schneider-Sanchez.

Jeszcze 10 lat temu modelarz lotniczy stanął przed poważnym wyborem – wirnik czy turbina?

Charakterystyka trakcji i przyspieszenia turbin pierwszego modelu samolotu pozostawiała wiele do życzenia, ale miały one nieporównywalną przewagę nad wirnikiem - nie traciły przyczepności wraz ze wzrostem prędkości modelu. Tak, a dźwięk takiego napędu był już prawdziwą „turbiną”, co od razu zostało docenione przez kopistów, a przede wszystkim przez publiczność, która z pewnością była obecna na wszystkich lotach. Pierwsze turbiny Shreklinga spokojnie uniosły w powietrze 5-6 kg masy modelu. Premiera była najbardziej krytycznym momentem, ale w powietrzu wszystkie inne modele zniknęły w tle!

W tamtym czasie model samolotu z mikroturbiną można było porównać do samochodu stale poruszającego się na czwartym biegu: trudno było go rozpędzić, ale wtedy taki model nie dorównywał już ani wśród wirników, ani wśród śmigieł.

Muszę powiedzieć, że teoria i rozwój Kurta Schrecklinga przyczyniły się do tego, że rozwój wzorów przemysłowych po opublikowaniu jego książek poszedł drogą upraszczania konstrukcji i technologii silników. Co w sumie doprowadziło do tego, że ten typ silnika stał się dostępny dla szerokiego grona modelarzy samolotów o przeciętnym portfelu i rodzinnym budżecie!

Pierwszymi próbkami seryjnych turbin modeli samolotów były JPX-T240 francuskiej firmy Vibraye oraz japoński J-450 Sophia Precision. Były bardzo podobne zarówno pod względem konstrukcji, jak i wyglądu, posiadały stopień sprężarki odśrodkowej, pierścieniową komorę spalania i stopień turbiny promieniowej. Francuski JPX-T240 działał na gaz i miał wbudowany regulator zasilania gazem. Rozwijała ciąg do 50 N, przy 120 000 obr./min, a waga aparatu wynosiła 1700 gr. Kolejne próbki, T250 i T260, miały ciąg do 60 N. Japońska Sophia, w przeciwieństwie do Francuzki, pracowała na paliwie płynnym. Na końcu jej komory spalania znajdował się pierścień z dyszami rozpylającymi, była to pierwsza przemysłowa turbina, która znalazła miejsce w moich modelach.

Turbiny te były bardzo niezawodne i łatwe w obsłudze. Jedyną wadą była ich charakterystyka przetaktowywania. Faktem jest, że sprężarka promieniowa i turbina promieniowa są stosunkowo ciężkie, to znaczy mają dużą masę w porównaniu z wirnikami osiowymi, a co za tym idzie, większy moment bezwładności. Dlatego przyspieszyli od niskiego gazu do pełnej prędkości powoli, około 3-4 sekund. Model reagował na gaz odpowiednio jeszcze dłużej, co trzeba było wziąć pod uwagę podczas lotu.

Przyjemność nie była tania, jedna Sofia kosztowała w 1995 roku 6.600 marek niemieckich czyli 5.800 "wiecznie zielonych prezydentów". A trzeba było mieć bardzo dobre argumenty, żeby udowodnić żonie, że dla modelki turbina jest o wiele ważniejsza niż nowa kuchnia, a stare rodzinne auto może jeszcze parę lat wytrzymać, ale z turbiną nie można czekać .

Dalszym rozwinięciem tych turbin jest sprzedawana przez firmę Thunder Tiger turbina P-15.

Różnica polega na tym, że wirnik turbiny jest teraz osiowy zamiast promieniowego. Ale ciąg pozostał w granicach 60 N, ponieważ cała konstrukcja, stopień sprężarki i komora spalania pozostały na poziomie przedwczoraj. Chociaż za swoją cenę jest realną alternatywą dla wielu innych sampli.

W 1991 roku dwaj Holendrzy, Benny van de Goor i Han Enniskens, założyli firmę AMT, aw 1994 roku wyprodukowali pierwszą turbinę klasy 70N, Pegasus. Turbina posiadała promieniowy stopień sprężarki z wirnikiem turbosprężarki Garret o średnicy 76 mm oraz bardzo dobrze przemyślaną pierścieniową komorę spalania i osiowy stopień turbiny.

Po dwóch latach uważnego studiowania prac Kurta Schrecklinga i licznych eksperymentów osiągnęli optymalne osiągi silnika, ustalone próbnie wymiary i kształt komory spalania oraz optymalną konstrukcję koła turbiny. Pod koniec 1994 roku na jednym z zaprzyjaźnionych spotkań, po lotach, wieczorem w namiocie na kufel piwa, Benny mrugnął chytrze w rozmowie i poufnie oznajmił, że kolejny produkcyjny model Pegasusa Mk-3 „ nadmuchu” już 10 kg, ma maksymalną prędkość 105 000 i stopień sprężania 3,5 przy natężeniu przepływu powietrza 0,28 kg/s i prędkości wylotu gazu 360 m/s. Masa silnika ze wszystkimi jednostkami wynosiła 2300 g, średnica turbiny wynosiła 120 mm, a długość 270 mm. Wtedy te liczby wydawały się fantastyczne.

Zasadniczo wszystkie dzisiejsze próbki kopiują i powtarzają, w takim czy innym stopniu, jednostki wbudowane w tę turbinę.

W 1995 roku ukazała się książka Thomasa Kampsa „Modellstrahltriebwerk” (Model Jet Engine), zawierająca obliczenia (więcej zapożyczone w skróconej formie z książek K. Schrecklinga) i szczegółowe rysunki turbiny do własnej produkcji. Od tego momentu monopol firm produkcyjnych na technologię wytwarzania modeli silników turboodrzutowych zakończył się całkowicie. Chociaż wielu małych producentów po prostu bezmyślnie kopiuje jednostki turbinowe Kamps.

Thomas Kamps poprzez eksperymenty i próby, poczynając od turbiny Schrecklinga, stworzył mikroturbinę, w której połączył wszystkie osiągnięcia w tej dziedzinie z tamtego okresu i dobrowolnie lub nieświadomie wprowadził standard dla tych silników. Jego turbina, lepiej znana jako KJ-66 (KampsJetengine-66mm). 66 mm - średnica wirnika sprężarki. Dziś można zobaczyć różne nazwy turbin, które prawie zawsze wskazują rozmiar wirnika sprężarki 66, 76, 88, 90 itd. Lub ciąg - 70, 80, 90, 100, 120, 160 N.

Gdzieś przeczytałem bardzo dobrą interpretację wartości jednego niutona: 1 niuton to tabliczka czekolady 100 gramów plus opakowanie do niej. W praktyce liczba w Newtonach jest często zaokrąglana w górę do 100 gramów, a ciąg silnika jest warunkowo określany w kilogramach.

Konstrukcja modelu silnika turboodrzutowego

1. Wirnik sprężarki (promieniowy)
2. Układ sterowania sprężarką (stojan)
3. Komora spalania
4. Układ prostownika turbiny
5. Koło turbiny (osiowe)
6. Namiar
7. tunel szybowy
8. Dysza
9. stożek dyszy
10. Osłona przednia sprężarki (dyfuzor)

Gdzie zacząć?

Oczywiście modelarz od razu ma pytania: Gdzie zacząć? Gdzie dostać? Jaka jest cena?

1. Możesz zacząć od zestawów. Prawie wszyscy producenci oferują dziś pełną gamę części zamiennych i zestawów do budowy turbin. Najczęściej spotykane są zestawy powtarzające KJ-66. Ceny zestawów w zależności od konfiguracji i wykonania wahają się od 450 do 1800 euro.
2. Możesz kupić gotową turbinę, jeśli Cię na to stać, a do tego uda Ci się przekonać współmałżonka o znaczeniu takiego zakupu bez doprowadzania sprawy do rozwodu. Ceny gotowych silników zaczynają się od 1500 Euro za turbiny bez autostartu.
3. Możesz zrobić to samemu. Nie powiem, że jest to najbardziej idealny sposób, nie zawsze najszybszy i najtańszy, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Ale dla majsterkowiczów najciekawsze, pod warunkiem, że jest warsztat, dostępna jest również dobra baza tokarsko-frezarska oraz urządzenie do zgrzewania oporowego. Najtrudniejszą rzeczą w warunkach produkcji rzemieślniczej jest wyrównanie wału z kołem sprężarki i turbiną.

Zacząłem od samodzielnej budowy, ale na początku lat 90. po prostu nie było takiego wyboru turbin i zestawów do ich budowy jak dzisiaj, a wygodniej jest zrozumieć działanie i subtelności takiej jednostki, gdy jest ona wykonywana samodzielnie.

Oto zdjęcia samodzielnie wykonanych części do turbiny modelu samolotu:

Kto chce zapoznać się z urządzeniem i teorią silnika mikroturbinowego, mogę tylko polecić następujące książki, z rysunkami i obliczeniami:

• Kurta Schrecklinga. Strahlturbine fur Flugmodelle im Selbstbau. ISDN 3-88180-120-0
• Kurta Schrecklinga. Modellturbinen im Eigenbau. ISDN 3-88180-131-6
• Kurta Schrecklinga. Turbośmigłowy Triebwerk. ISDN 3-88180-127-8
• Thomas Kamps Modellstrahltriebwerk ISDN 3-88180-071-9

Do tej pory znam firmy produkujące turbiny do modeli samolotów, ale jest ich coraz więcej: AMT, Artes Jet, Behotec, Digitech Turbines, Funsonic, FrankTurbinen, Jakadofsky, JetCat, Jet-Central, A.Kittelberger, K Koch, PST-Jets, RAM, Raketeturbine, Trefz, SimJet, Simon Packham, F. Walluschnig, Wren-Turbines. Wszystkie ich adresy można znaleźć w Internecie.

Praktyka stosowania w modelarstwie lotniczym

Zacznijmy od tego, że masz już turbinę, najprostszą, jak możesz teraz nią zarządzać?

Istnieje kilka sposobów na uruchomienie silnika turbiny gazowej w modelu, ale najlepszym sposobem jest zbudowanie najpierw małego stanowiska testowego, takiego jak to:

Uruchomienie ręcznepoczątek) - najprostszy sposób sterowania turbiną.

1. Turbina rozpędzana jest za pomocą sprężonego powietrza, suszarki do włosów, rozrusznika elektrycznego do minimalnych roboczych 3000 obr./min.
2. Gaz jest dostarczany do komory spalania, a napięcie jest podawane na świecę żarową, gaz zapala się, a turbina wchodzi w tryb w zakresie 5000-6000 obr./min. Wcześniej po prostu zapalaliśmy mieszankę gazowo-powietrzną przy dyszy, a płomień „przelatywał” do komory spalania.
3. Przy prędkości roboczej uruchamiany jest regulator skoku, który kontroluje prędkość pompy paliwowej, która z kolei dostarcza paliwo do komory spalania - naftę, olej napędowy lub olej opałowy.
4. W przypadku stabilnej pracy następuje zatrzymanie dopływu gazu i turbina pracuje wyłącznie na paliwie płynnym!

Łożyska są zwykle smarowane paliwem z dodatkiem oleju turbinowego w ilości około 5%. Jeżeli układ smarowania łożysk jest oddzielny (z pompą olejową), to lepiej włączyć zasilanie pompy przed podaniem gazu. Najlepiej wyłączyć go na końcu, ale NIE ZAPOMNIJ go wyłączyć! Jeśli uważasz, że kobiety to słabsza płeć, to spójrz, w co się zamieniają na widok strumienia oleju spływającego z dyszy modelki na tapicerkę tylnego siedzenia rodzinnego samochodu.

Wadą tej najprostszej metody sterowania jest niemal całkowity brak informacji o pracy silnika. Do pomiaru temperatury i prędkości potrzebne są osobne przyrządy, przynajmniej termometr elektroniczny i obrotomierz. Czysto wizualnie można tylko w przybliżeniu określić temperaturę na podstawie koloru ciepła wirnika turbiny. Centrowanie, jak w przypadku wszystkich mechanizmów obrotowych, sprawdza się na powierzchni obudowy za pomocą monety lub paznokcia. Przykładając paznokieć do powierzchni turbiny można wyczuć nawet najmniejsze wibracje.

W danych paszportowych silników zawsze podawana jest ich maksymalna prędkość, na przykład 120 000 obr./min. Jest to maksymalna dopuszczalna wartość podczas pracy, której nie należy lekceważyć! Po tym jak w 1996 roku moja własna jednostka roztrzaskała się na stojaku i koło turbiny rozerwało obudowę silnika, przebiło 15 mm sklejkę stojącego trzy metry od stojaka kontenera, doszedłem do wniosku, że bez urządzeń kontrolnych do rozproszone własnoręcznie wykonane turbiny zagrażają życiu! Obliczenia wytrzymałościowe wykazały później, że prędkość wału powinna mieścić się w granicach 150 000. Lepiej więc było ograniczyć prędkość roboczą przy pełnym otwarciu przepustnicy do 110 000 - 115 000 obr./min.

Kolejny ważny punkt. Do systemu zarządzania paliwem KONIECZNIE musi być włączony awaryjny zawór odcinający sterowany oddzielnym kanałem! Odbywa się to w celu zatrzymania dopływu paliwa do silnika w przypadku awaryjnego lądowania, nieplanowanego lądowania i innych problemów w celu uniknięcia pożaru.

Rozpocznijkontrola(Półautomatyczny start).

Aby opisane powyżej kłopoty nie zdarzały się na boisku, gdzie (nie daj Boże!) dookoła są też widzowie, używają dość dobrze sprawdzonego rozpocząć kontrolę. Tutaj kontrola startu - otwarcie gazu i dopływ nafty, monitorowanie temperatury i prędkości silnika odbywa się za pomocą jednostki elektronicznej ECU (mi elektroniczny- u gnida- C kontrola) . Zbiornik gazu dla wygody można już umieścić wewnątrz modelu.

W tym celu czujnik temperatury i czujnik prędkości, zwykle optyczny lub magnetyczny, są podłączone do ECU. Ponadto ECU może odczytywać zużycie paliwa, zapisywać parametry ostatniego rozruchu, odczyty napięcia zasilania pompy paliwowej, odczyty napięcia akumulatora itp. Wszystko to można następnie obejrzeć na komputerze. Aby zaprogramować ECU i usunąć zgromadzone dane, użyj terminala ręcznego (terminal kontrolny).

Do tej pory najszerszą dystrybucję otrzymały dwa konkurencyjne produkty w tej dziedzinie, Jet-tronics i ProJet. Który preferować - każdy decyduje sam, ponieważ trudno się spierać, który jest lepszy: Mercedes czy BMW?

To wszystko działa tak:

1. Gdy wał turbiny (sprężone powietrze/suszarka/rozrusznik elektryczny) jest rozkręcony do prędkości roboczej, ECU automatycznie steruje dopływem gazu do komory spalania, zapłonem i dopływem nafty.
2. Po przesunięciu manetki na pilocie, turbina najpierw automatycznie przechodzi w tryb pracy, a następnie monitoruje najważniejsze parametry całego układu, od napięcia akumulatora po temperaturę silnika i prędkość obrotową.

Automatycznypoczątek(Automatyczny start)

W przypadku szczególnie leniwego startu procedura jest uproszczona do granic możliwości. Turbinę uruchamia się z pulpitu sterowniczego, również poprzez ECU jeden przełącznik. Bez sprężonego powietrza, bez rozrusznika, bez suszarki do włosów!

1. Przestawiasz przełącznik dwustabilny na pilocie zdalnego sterowania.
2. Rozrusznik elektryczny obraca wał turbiny do prędkości roboczej.
3. ECU steruje uruchomieniem, zapłonem i wyjściem turbiny do trybu pracy, a następnie monitoruje wszystkie wskaźniki.
4. Po wyłączeniu turbiny ECU jeszcze kilka razy automatycznie obraca wał turbiny za pomocą rozrusznika elektrycznego w celu obniżenia temperatury silnika!

Najnowszym osiągnięciem w dziedzinie automatycznego startu był Kerostart. Start na nafcie, bez podgrzewania na gazie. Montując inny typ świecy żarowej (większej i mocniejszej) oraz minimalnie zmieniając zasilanie paliwem w układzie udało nam się całkowicie zrezygnować z gazu! Taki system działa na zasadzie grzejnika samochodowego, jak na Zaporożcu. W Europie jak dotąd tylko jedna firma konwertuje turbiny z rozruchu gazowego na naftę, niezależnie od producenta.

Jak już zauważyłeś, na moich rysunkach w obwodzie znajdują się jeszcze dwie jednostki, jest to zawór sterujący hamulca i zawór sterujący podwozia. Nie są to opcje obowiązkowe, ale bardzo przydatne. Faktem jest, że w przypadku „zwykłych” modeli podczas lądowania śmigło przy niskich prędkościach jest rodzajem hamulca, podczas gdy modele odrzutowe nie mają takiego hamulca. Ponadto turbina zawsze ma szczątkowy ciąg, nawet przy „jałowych” obrotach, a prędkość lądowania modeli odrzutowych może być znacznie wyższa niż „śmigłowych”. Dlatego, aby zmniejszyć rozbieg modelu, zwłaszcza na krótkich odcinkach, bardzo pomagają hamulce kół głównych.

System paliwowy

Drugim dziwnym atrybutem na rysunkach jest zbiornik paliwa. Przypomina mi butelkę Coca-Coli, prawda? Jak to jest!

Jest to najtańszy i najbardziej niezawodny zbiornik, pod warunkiem, że stosowane są butelki wielokrotnego użytku, grube, a nie pogniecione jednorazowe. Drugim ważnym punktem jest filtr na końcu rury ssącej. Wymagany przedmiot! Filtr nie służy do filtrowania paliwa, ale do zapobiegania przedostawaniu się powietrza do układu paliwowego! Już niejeden model zaginął z powodu samoistnego wyłączenia się turbiny w powietrzu! Najlepiej sprawdziły się tutaj filtry z pił łańcuchowych marki Stihl lub podobnych wykonane z porowatego brązu. Ale odpowiednie są również zwykłe filcowe.

Skoro mowa o paliwie, to od razu możemy dodać, że turbiny są bardzo głodne, a spalanie paliwa kształtuje się średnio na poziomie 150-250 gramów na minutę. Oczywiście największy wydatek jest na starcie, ale wtedy manetka gazu rzadko wychodzi poza 1/3 swojego położenia do przodu. Z doświadczenia możemy powiedzieć, że przy umiarkowanym stylu lotu trzy litry paliwa wystarczą na 15 minut. czasu lotu, podczas gdy w zbiornikach jest jeszcze zapas na kilka podejść do lądowania.

Samo paliwo to zwykle nafta lotnicza, znana na zachodzie jako Jet A-1.

Można oczywiście stosować olej napędowy lub olej do lamp, ale niektóre turbiny, jak te z rodziny JetCat, źle to znoszą. Ponadto silniki turboodrzutowe nie lubią źle rafinowanego paliwa. Wadą substytutów nafty jest duże tworzenie się sadzy. Silniki muszą być częściej rozbierane w celu czyszczenia i przeglądu. Zdarzają się przypadki eksploatacji turbin na metanol, ale znam tylko dwóch takich entuzjastów, sami produkują metanol, więc stać ich na taki luksus. Należy kategorycznie zrezygnować z benzyny w jakiejkolwiek postaci, bez względu na to, jak atrakcyjna może się wydawać cena i dostępność tego paliwa! To dosłownie igranie z ogniem!

Zasób usługowy i motoryczny

Tak więc następne pytanie dojrzało samo - usługa i zasoby.

Konserwacja polega bardziej na utrzymywaniu silnika w czystości, oględzinach wizualnych i sprawdzaniu wibracji przy uruchamianiu. Większość modelarzy lotniczych wyposaża turbiny w jakiś filtr powietrza. Zwykłe metalowe sito przed dyfuzorem ssącym. Moim zdaniem - integralna część turbiny.

Silniki utrzymywane w czystości, z dobrym systemem smarowania łożysk, mogą pracować bezawaryjnie przez 100 i więcej godzin pracy. Wprawdzie wielu producentów radzi po 50 roboczogodzinach odesłać turbiny na przegląd kontrolny, ale to bardziej dla oczyszczenia sumienia.

Pierwszy model reaktywny

Krócej o pierwszym modelu. Najlepiej żeby był to "trener"! Obecnie na rynku dostępnych jest wiele trenażerów turbinowych, większość z nich to modele ze skrzydłami naramiennymi.

Dlaczego delta? Ponieważ są to modele same w sobie bardzo stabilne, a jeśli w skrzydle zastosowano tzw. profil w kształcie litery S, to zarówno prędkość lądowania, jak i prędkość przeciągnięcia są minimalne. Trener musi, że tak powiem, latać sam. Powinieneś skupić się na nowym typie silnika i funkcjach sterowania.

Trener musi być przyzwoitej wielkości. Ponieważ prędkości 180-200 km/h w modelach odrzutowych są oczywistością, twój model bardzo szybko oddali się na przyzwoite odległości. Dlatego należy zapewnić dobrą kontrolę wizualną modelu. Lepiej jest, jeśli turbina na trenażerze jest zamontowana w sposób otwarty i osadzona niezbyt wysoko w stosunku do skrzydła.

Dobrym przykładem tego, kim trener NIE POWINIEN być, jest najpopularniejszy trener, Kangur. Kiedy FiberClassics (dziś Composite-ARF) zamawiał ten model, koncepcja opierała się przede wszystkim na sprzedaży turbin Sofia i jako ważny argument dla modelarzy, że po zdjęciu skrzydeł z modelu można go wykorzystać jako stanowisko testowe. Tak ogólnie jest, ale producent chciał pokazać turbinę jak na wystawie sklepowej i dlatego turbina jest zamontowana na swoistym "podium". Ale ponieważ wektor ciągu okazał się być zastosowany znacznie wyżej niż CG modelu, dysza turbiny musiała zostać podniesiona. Nośność kadłuba została przez to prawie całkowicie zniszczona, a do tego mała rozpiętość skrzydeł, która powodowała duże obciążenie skrzydła. Klient odmówił innych proponowanych wówczas rozwiązań układu. Dopiero zastosowanie Profilu TsAGI-8, zredukowanego do 5%, dało mniej lub bardziej akceptowalne wyniki. Ci, którzy już latali Kangurem, wiedzą, że jest to model dla bardzo doświadczonych pilotów.

Biorąc pod uwagę wady kangura, stworzono trenażer sportowy do bardziej dynamicznych lotów „HotSpot”. Ten model wyróżnia się bardziej przemyślaną aerodynamiką, a Ogonyok lata znacznie lepiej.

Dalszym rozwinięciem tych modeli był „BlackShark”. Został zaprojektowany do cichych lotów, z dużym promieniem skrętu. Z możliwością szerokiej gamy akrobacji, a jednocześnie z dobrymi właściwościami szybowcowymi. W przypadku awarii turbiny model ten można wylądować jak szybowiec, bez nerwów.

Jak widać rozwój trenażerów poszedł drogą zwiększania rozmiaru (w rozsądnych granicach) i zmniejszania obciążenia skrzydła!

Austriacki zestaw z balsy i pianki Super Reaper może również służyć jako doskonały trener. Kosztuje 398 euro. W powietrzu model prezentuje się bardzo dobrze. Oto mój ulubiony film z serii Super Reaper: http://www.paf-flugmodelle.de/spunki.wmv

Ale dotychczasowym mistrzem niskich cen jest Spukaroo. 249 Euro! Bardzo prosta konstrukcja z balsy pokryta włóknem szklanym. Do sterowania modelem w powietrzu wystarczą tylko dwa serwa!

Skoro mowa o serwach, to od razu trzeba powiedzieć, że standardowe trzykilogramowe serwa nie mają w takich modelach nic wspólnego! Mają ogromne obciążenia na kierownice, więc musisz stawiać samochody z siłą co najmniej 8 kg!

Podsumować

Oczywiście każdy ma swoje priorytety, dla niektórych jest to cena, dla kogoś gotowy produkt i oszczędność czasu.

Najszybszym sposobem na posiadanie turbiny jest po prostu jej zakup! Ceny dzisiejszych gotowych turbin o ciągu 8 kg z elektroniką zaczynają się od 1525 euro. Biorąc pod uwagę, że taki silnik można od razu bez problemu uruchomić, nie jest to wcale zły wynik.

Zestawy, Zestawy. W zależności od konfiguracji, zwykle zestaw układu kierowniczego sprężarki, wirnika sprężarki, nienawierconego koła turbiny i stopnia kierowniczego turbiny kosztuje średnio 400-450 euro. Do tego trzeba dodać, że wszystko inne trzeba albo kupić, albo zrobić samemu. Do tego elektronika. Ostateczna cena może być nawet wyższa niż gotowej turbiny!

Na co należy zwrócić uwagę przy zakupie turbiny lub zestawów - lepiej, jeśli jest to typ KJ-66. Takie turbiny okazały się bardzo niezawodne, a możliwości zwiększenia mocy nie zostały jeszcze wyczerpane. Często więc wymieniając komorę spalania na nowocześniejszą, czy też zmieniając łożyska i montując inny rodzaj układów kierujących, można uzyskać wzrost mocy od kilkuset gramów do 2 kg, a charakterystyki przyspieszenia często znacznie się poprawiają. Ponadto tego typu turbina jest bardzo łatwa w obsłudze i naprawie.

Podsumowując, jaki rozmiar kieszeni jest potrzebny do zbudowania nowoczesnego modelu odrzutowca w najniższych europejskich cenach:

• Montaż turbiny z elektroniką i drobiazgami - 1525 Euro
• Trenażer o dobrych właściwościach latających - 222 Euro
• 2 serwa 8/12 kg - 80 Euro
• Odbiornik 6 kanałów - 80 Euro

Podsumowując, twoje marzenie: około 1900 Euro czyli około 2500 zielonych prezydentów!

artykuł o tym, jak Do silnik odrzutowy ich ręce.

Uwaga! Budowa własnego silnika odrzutowego może być niebezpieczna. Zdecydowanie zalecamy podjęcie wszelkich niezbędnych środków ostrożności podczas pracy z pod drzewem i zachować szczególną ostrożność podczas obchodzenia się z narzędziami. W domowej roboty występują ekstremalne ilości energii potencjalnej i kinetycznej (wybuchowe materiały pędne i ruchome części), które mogą spowodować poważne obrażenia podczas pracy silnika turbiny gazowej. Zawsze zachowuj ostrożność i rozwagę podczas pracy przy silniku i maszynach oraz noś odpowiednią ochronę oczu i słuchu. Autor nie ponosi odpowiedzialności za wykorzystanie lub błędną interpretację informacji zawartych w tym artykule.

Krok 1: Praca nad podstawowym projektem silnika

Rozpocznijmy proces montażu silnika od modelowania 3D. Produkcja części CNC znacznie upraszcza proces montażu i zmniejsza liczbę godzin spędzonych na dopasowywaniu części. Główną zaletą korzystania z procesów 3D jest możliwość zobaczenia, jak części będą ze sobą oddziaływać, zanim zostaną wykonane.

Jeśli chcesz stworzyć działający silnik, koniecznie zarejestruj się na odpowiednich forach. W końcu firma podobnie myślących ludzi znacznie przyspieszy proces produkcyjny domowej roboty i znacznie zwiększyć szanse na pomyślny wynik.

Krok 2:

Zachowaj ostrożność przy wyborze turbosprężarki! Chcesz dużego „turbo” z pojedynczą (nie dzieloną) turbiną. Im większa turbosprężarka, tym większy ciąg gotowego silnika. Lubię turbiny z dużych diesli.

Z reguły ważna jest nie tyle wielkość całej turbiny, co wielkość wzbudnika. Induktor to widoczny obszar łopatek sprężarki.

Turbosprężarka na zdjęciu to Cummins ST-50 z dużej 18-kołowej ciężarówki.

Krok 3: Oblicz rozmiar komory spalania

Krok zawiera krótki opis zasady działania silnika oraz pokazuje zasadę obliczania wymiarów komory spalania (CC), którą należy wykonać dla silnika odrzutowego.

Sprężone powietrze (ze sprężarki) dostaje się do komory spalania (CC), które miesza się z paliwem i zapala. „Gorące gazy” wydostają się przez tylną część CS i przemieszczają się nad łopatkami turbiny, gdzie pobierają energię z gazów i przekształcają ją w energię obrotową wału. Wał ten obraca sprężarkę, która jest przymocowana do innego koła, które usuwa większość gazów spalinowych. Każda dodatkowa energia, która pozostaje z procesu przepuszczania gazów, tworzy ciąg turbiny. Dość proste, ale w rzeczywistości zbudowanie tego wszystkiego i pomyślne uruchomienie jest trochę trudne.

Komora spalania wykonana jest z dużego kawałka stalowej rury z zaślepkami na obu końcach. Wewnątrz COP zainstalowany jest dyfuzor. Dyfuzor to rurka wykonana z rury o mniejszej średnicy, która biegnie przez cały CS i ma wiele wywierconych otworów. Otwory umożliwiają przedostanie się sprężonego powietrza do objętości roboczej i wymieszanie z paliwem. Po powstaniu pożaru dyfuzor obniża temperaturę strumienia powietrza stykającego się z łopatkami turbiny.

Aby obliczyć wymiary dyfuzora, wystarczy podwoić średnicę cewki indukcyjnej turbosprężarki. Pomnóż średnicę cewki indukcyjnej przez 6, a otrzymasz długość dyfuzora. Podczas gdy koło sprężarki może mieć średnicę 12 lub 15 cm, induktor będzie znacznie mniejszy. Cewka indukcyjna turbin (modele ST-50 i BT-50) ma średnicę 7,6 cm, więc wymiary dyfuzora będą wynosić: średnica 15 cm i długość 45 cm. Chciałem aby CS był trochę mniejszy więc zdecydowałem się na dyfuzor 12 cm o długości 25 cm Wybrałem taką średnicę przede wszystkim dlatego, że wymiary rury są takie same jak wymiary rury wydechowej ciężarówka z silnikiem Diesla.

Ponieważ dyfuzor będzie umieszczony wewnątrz CC, zalecam, aby jako punkt wyjścia przyjąć minimalną wolną przestrzeń 2,5 cm wokół dyfuzora. W moim przypadku wybrałem średnicę KS 20 cm, ponieważ mieści się ona w założonych parametrach. Wewnętrzny prześwit wyniesie 3,8 cm.

Teraz masz przybliżone wymiary, które można już wykorzystać do produkcji silnika odrzutowego. Wraz z zaślepkami i wtryskiwaczami paliwa, te części razem utworzą komorę spalania.

Krok 4: Przygotowanie pierścieni końcowych KC

Zamocuj pierścienie końcowe za pomocą śrub. Dzięki temu pierścieniowi dyfuzor będzie trzymany na środku aparatu.

Średnica zewnętrzna pierścieni wynosi 20 cm, a średnice wewnętrzne odpowiednio 12 cm i 0,08 cm. Dodatkowa przestrzeń (0,08 cm) ułatwi montaż nawiewnika, a także będzie pełniła funkcję bufora ograniczającego rozszerzanie się nawiewnika (podczas grzania).

Pierścienie wykonane są z blachy stalowej o grubości 6 mm. Grubość 6 mm pozwoli na pewne zespawanie pierścieni i zapewni stabilną podstawę do zamocowania zaślepek.

12 otworów na śruby rozmieszczonych na obwodzie pierścieni zapewnia pewne dopasowanie podczas montażu zaślepek. Nakrętki należy przyspawać z tyłu otworów, aby śruby można było po prostu wkręcić w nie. Wszystko to zostało wymyślone tylko ze względu na fakt, że tylna część będzie niedostępna dla klucza. Innym sposobem jest nacięcie nici w otworach na pierścieniach.

Krok 5: Zespawaj pierścienie końcowe

Najpierw musisz skrócić korpus do pożądanej długości i odpowiednio wszystko wyrównać.

Zacznijmy od owinięcia dużego arkusza papieru rysunkowego wokół stalowej rury, tak aby końce się stykały, a papier był mocno naciągnięty. Zróbmy z tego cylinder. Umieść papier na jednym końcu rury, tak aby krawędzie rury i papierowego cylindra były wyrównane. Upewnij się, że jest wystarczająco dużo miejsca (aby zrobić znak wokół rury), abyś mógł zeszlifować metal równo ze znakiem. Pomoże to wyrównać jeden koniec rury.

Następnie należy zmierzyć dokładne wymiary komory spalania i dyfuzora. Od pierścieni do spawania należy odjąć 12 mm. Ponieważ RC będzie miał 25 cm długości, warto wziąć pod uwagę 24,13 cm.Zaznacz rurę i użyj papieru, aby zrobić dobry szablon wokół rury, tak jak robiłeś to wcześniej.

Odetnij nadmiar za pomocą szlifierki. Nie martw się o dokładność cięcia. W rzeczywistości powinieneś zostawić trochę materiału i posprzątać później.

Zróbmy skos na obu końcach rury (aby uzyskać dobrej jakości spoinę). Użyj magnetycznych zacisków spawalniczych, aby wyśrodkować pierścienie na końcach rury i upewnić się, że są wyrównane z rurą. Chwyć pierścienie z 4 stron i pozwól im ostygnąć. Wykonaj spaw, a następnie powtórz czynności po drugiej stronie. Nie przegrzewaj metalu, aby uniknąć deformacji pierścienia.

Gdy oba pierścienie są zespawane, przetwórz szwy. Jest to opcjonalne, ale sprawi, że CS będzie bardziej estetyczny.

Krok 6: Robienie czapek

Do zakończenia pracy nad COP potrzebujemy 2 zaślepek. Jeden korek będzie umieszczony z boku wtryskiwacza paliwa, a drugi będzie kierował gorące gazy do turbiny.

Zróbmy 2 talerze o tej samej średnicy co CS (w moim przypadku 20,32 cm). Wywierć 12 otworów na śruby na obwodzie i wyrównaj je z otworami w pierścieniach końcowych.

Na nasadce wtryskiwacza należy wykonać tylko 2 otwory. Jeden będzie dla wtryskiwacza paliwa, a drugi dla świecy zapłonowej. Projekt wykorzystuje 5 dysz (jedną w środku i 4 wokół niej). Jedynym wymaganiem jest takie umiejscowienie wtryskiwaczy, aby po ostatecznym zmontowaniu znalazły się wewnątrz dyfuzora. W przypadku naszego projektu oznacza to, że muszą pasować do środka 12-centymetrowego okręgu na środku zaślepki. Wiercimy otwory 12 mm do montażu dysz. Nieco poza środkiem, aby dodać otwór na świecę zapłonową. Otwór należy wywiercić pod gwint 14 mm x 1,25 mm, który będzie pasował do świecy zapłonowej. Projekt na zdjęciu będzie miał 2 świece (jedna w rezerwie, jeśli pierwsza się nie powiedzie).

Rury wystają z nasadki wtryskiwacza. Wykonane są z rur o średnicy 12 mm (zewnętrzna) i 9,5 mm (średnica wewnętrzna). Są cięte na długość 31 mm, po czym wykonuje się skosy na krawędziach. Na obu końcach będzie gwint 3 mm. Zostaną one później zespawane razem z rurami 12 mm wystającymi z każdej strony płyty. Zasilanie paliwem będzie odbywać się z jednej strony, a wtryskiwacze będą wkręcane z drugiej.

Aby wykonać okap wyciągowy, musisz wyciąć otwór na „gorące gazy”. W moim przypadku wymiary powtarzają wymiary wlotu do turbiny. Mały kołnierz powinien mieć takie same wymiary jak otwarta turbina, plus cztery otwory na śruby, aby go do niego przymocować. Kołnierz końcowy turbiny można zespawać z prostego prostokątnego pudełka, które będzie przebiegać między nimi.

Kolano przejściowe powinno być wykonane z blachy stalowej. Zgrzej ze sobą kawałki. Konieczne jest, aby spoiny przebiegały na zewnętrznej powierzchni. Jest to konieczne, aby przepływ powietrza nie miał żadnych przeszkód i nie powstawały turbulencje wewnątrz spoin.

Krok 7: Łączenie wszystkiego w całość

Zacznij od zamocowania kołnierza i zaślepek (kolektora wydechowego) do turbosprężarki. Następnie zamocuj korpus komory spalania, a na końcu pokrywę wtryskiwacza korpusu głównego. Jeśli zrobiłeś wszystko dobrze, to twój rzemiosło powinien wyglądać jak na drugim obrazku poniżej.

Należy zauważyć, że sekcje turbiny i sprężarki można obracać względem siebie, poluzowując zaciski pośrodku.

Na podstawie orientacji części będziesz musiał wykonać rurę, która połączy wylot sprężarki z obudową komory spalania. Rura ta powinna mieć taką samą średnicę jak wylot sprężarki i ewentualnie być do niej przymocowana złączem węża. Drugi koniec będzie musiał być połączony równo z komorą spalania i przyspawany na miejsce po wycięciu otworu. Do aparatu używam kawałka wygiętej rury wydechowej o długości 9 cm. Poniższy rysunek przedstawia sposób wykonania rury, która ma za zadanie spowolnić prędkość przepływu powietrza przed wejściem do komory spalania.

Do normalnej pracy wymagany jest znaczny stopień szczelności, sprawdź spawy.

Krok 8: Wykonanie dyfuzora

Dyfuzor umożliwia dopływ powietrza do środka komory spalania, jednocześnie utrzymując i utrzymując płomień w miejscu, tak aby wychodził w kierunku turbiny, a nie w kierunku sprężarki.

Otwory mają specjalne nazwy i funkcje (od lewej do prawej). Małe otwory po lewej stronie są pierwszorzędne, środkowe otwory są drugorzędne, a największe otwory po prawej stronie są trzeciorzędowe.

• Otwory główne doprowadzają powietrze, które jest mieszane z paliwem.
• Otwory wtórne dostarczają powietrze, które dopełnia proces spalania.
• Trzeciorzędne otwory zapewniają chłodzenie gazów przed opuszczeniem komory, dzięki czemu nie przegrzewają one łopatek turbiny.

Aby ułatwić proces obliczania otworów, poniżej znajduje się narzędzie, które wykona to zadanie za Ciebie.

Ponieważ nasza komora spalania ma 25 cm długości, konieczne będzie przycięcie dyfuzora na taką długość. Chciałbym zasugerować skrócenie go o prawie 5 mm, aby umożliwić rozszerzanie się metalu podczas nagrzewania. Dyfuzor nadal będzie można zacisnąć wewnątrz pierścieni końcowych i „unosić się” w nich.

Krok 9:

Teraz masz gotowy dyfuzor, otwórz obudowę CC i wsuń ją między pierścienie, aż będzie dobrze dopasowana. Założyć nasadkę wtryskiwacza i dokręcić śruby.

Układ paliwowy musi być wyposażony w pompę zapewniającą przepływ pod wysokim ciśnieniem (co najmniej 75 l/h). Aby dostarczyć olej, musisz użyć pompy zdolnej do zapewnienia ciśnienia 300 cisów. Pa przy przepływie 10 l/h. Na szczęście ten sam typ pompy może być używany do obu celów. Moja oferta Shurflo #8000-643-236.

Przedstawiam schemat układu paliwowego oraz układu zasilania olejem do turbiny.

Aby zapewnić niezawodne działanie systemu, zaleca się stosowanie regulowanego układu ciśnieniowego z instalacją zaworu obejściowego. Dzięki niemu przepływ, który pompują pompy będzie zawsze pełny, a niewykorzystana ciecz wróci do zbiornika. Ten system pomoże uniknąć przeciwciśnienia na pompie (zwiększy żywotność komponentów i zespołów). System równie dobrze sprawdzi się w układach paliwowych jak i układach zasilania olejem. W przypadku układu olejowego konieczne będzie zainstalowanie filtra i chłodnicy oleju (oba zostaną zainstalowane w linii za pompą, ale przed zaworem obejściowym).

Upewnij się, że wszystkie rury prowadzące do turbiny są wykonane z „twardego materiału”. Używanie elastycznych węży gumowych może być katastrofalne w skutkach.

Zbiornik paliwa może być dowolnego rozmiaru, a zbiornik oleju musi mieć co najmniej 4 litry.

W swoim układzie olejowym stosowałem w pełni syntetyczny olej Castrol. Ma znacznie wyższą temperaturę zapłonu, a niska lepkość pomoże turbinie zacząć się obracać. W celu obniżenia temperatury oleju należy zastosować chłodnice.

Jeśli chodzi o układ zapłonowy, w Internecie jest wystarczająco dużo takich informacji. Jak mówią, nie ma przyjaciela dla smaku i koloru.

Krok 10:

Na początek podnieś ciśnienie oleju do minimum 30 MPa. Załóż słuchawki i przedmuchaj silnik dmuchawą. Włączyć obwody zapłonu i powoli podawać paliwo, zamykając zawór iglicowy w układzie paliwowym, aż do usłyszenia „trzasku” w komorze spalania. Zwiększaj zapas paliwa, a zaczniesz słyszeć ryk swojego nowego silnika odrzutowego.

Dziękuję za uwagę

Chołodnyj Maksym Witalijowycz

National Aerospace University im. MY Żukowskiego „Charkowski Instytut Lotniczy”

Mikro-GTE

7.1. Lotnictwo i astronautyka

Rysunki zmienione przez administrację konkursu, mogą być podane w wersji oryginalnej według uznania eksperta.

Wstęp

Trafność tematu badań. Miniaturyzacja wyposażenia pokładowego, stworzenie układów sterowania i docelowego ładunku o masie setek gramów umożliwia tworzenie bezzałogowych statków powietrznych (BSP) o masie startowej kilku kilogramów, wyposażonych w systemy nawigacji satelitarnej i radiokomunikacji , z możliwością działania w niemal każdym obszarze globu w ramach złożonego zdalnie sterowanego systemu lotniczego (DUAS).

Jednym z najważniejszych problemów w tworzeniu UAV na każdą pogodę jest stworzenie układu napędowego (PS), który z jednej strony zapewnia dużą prędkość przelotową UAV, a z drugiej wystarczający lot czas trwania. Wymagania dotyczące pokonywania znoszenia wiatru, lotu w warunkach turbulencji powierzchniowej, sprawności pozyskiwania informacji wskazywały na konieczność zapewnienia prędkości przelotowej M = 0,5 i czasu lotu co najmniej 30 minut.

Biorąc pod uwagę spadek liczby Reynoldsa, a także wzrost powierzchni omywanej przez przepływ w stosunku do objętości i masy, wraz ze zmniejszaniem się wymiarów fizycznych statku powietrznego, zadanie osiągnięcia dużych prędkości lotu komplikuje nieproporcjonalny zwiększenie wymaganego ciągu przy zmniejszeniu wymiarów UAV. Zastosowanie silnika odrzutowego (AJE) jako układu napędowego otwiera możliwości zapewnienia wysokich charakterystyk prędkościowych, jednak stworzenie mikro-AJE o tradycyjnych schematach o ciągu do 50-200 N, nadającego się do instalacja na ultralekkim UAV napotyka na znaczne trudności, związane przede wszystkim z degeneracją przepływu pracy na dużą skalę.

W związku z tym zadanie stworzenia RDW (LTW) o niskim ciągu wydaje się być istotne.

Kwestia tworzenia małe silniki odrzutowe oparte na silnikach turboodrzutowych są zaangażowane w prywatne firmy: Francja - Vibraye (JPX-t240 ...), Japonia - Sophia-Precision (J-450 ...), Niemcy - JetCat (P-80 ... ), Austria - Schneidtr-Sanchez (FD-3). Silniki wymienionych firm są przeznaczone do modeli samolotów, ale najwyraźniej z braku lepszego są stosowane w cywilnych i wojskowych bezzałogowych statkach powietrznych.

Pomimo pozornej prostoty konstrukcji mikro-GTE w porównaniu z pełnowymiarowymi, ich wytwarzanie wiąże się również z trudnościami produkcyjnymi ze względu na to, że zawierają te same podstawowe elementy konstrukcyjne, co pełnowymiarowe odpowiedniki: sprężarkę, aparat dyszowy, turbina (pracująca w temperaturze powyżej 700 stopni Celsjusza i obwodowych prędkościach obwodowych 500 m/s).

Przy tak wysokich temperaturach i prędkościach obwodowych naprężenia pękające w części nasieniowej łopatki mogą sięgać 700 MPa i więcej. Z czego możemy wyciągnąć prosty wniosek: do produkcji turbin tego typu RDW zastosowano stale lub stopy żaroodporne - analogi stali krajowych: KhN62BMKTYU o tymczasowej rezystancji 520-550 MPa w temperaturze roboczej 700 stopni Celsjusza, KhN50VMKTSR -540 MPa przy 900 stopniach, co determinuje wysoki koszt końcowy pilota.

W naszym kraju nie produkuje się silników z turbiną gazową o niskim ciągu, nadających się do montażu na UAV o masie startowej do 100 kg.

Cel badań było opracowanie zdalnego sterowania dla UAV w oparciu o silniki mikroturboodrzutowe.

Podczas opracowywania jako analog wybrano seryjny silnik firmy AMT-Olimpus o ciągu 230 N i średnicy 130 mm.

Tabela. Charakterystyka autorskiego silnika i szeregowego analogu

Charakterystyka	AMT Olimp	TRD z PPM
Średnica DN (mm) Długość DN (mm) Średnica sprężarki (mm) Średnica turbiny (mm) Prędkość (rpm) Stopień sprężania Zużycie paliwa (ml/min) Masowy przepływ powietrza (kg/s)

Ze względu na wysoki koszt i rzadkość wyżej wymienionych stali zdecydowano się wykorzystać dostępne materiały i zmniejszyć maksymalne prędkości obwodowe z 475m/s (analogowo) do 300m/s, co jest nieuniknione przy takim samym przekroju środkowym PS, co pociąga za sobą spadek zużycia powietrza, a co za tym idzie przy tej samej prędkości wylotu z dyszy - spadek ciągu czołowego.

Dążąc do opracowania silnika o takim samym ciągu czołowym, ale o mniejszych prędkościach obwodowych na obrzeżach łopatek turbiny oraz opierając się na doświadczeniach w tworzeniu pełnowymiarowych silników z turbiną gazową ze sprężarką odśrodkową, zdecydowano się na podwójny dwustronna sprężarka odśrodkowa (PPM), która jest innowacją w klasie micro-GTE. To rozwiązanie konstrukcyjne podwaja przepływ powietrza bez zwiększania średnicy dyfuzora.

nowość - polega na nowym rozwiązaniu konstrukcyjno-technologicznym, które umożliwia maksymalne ztechnologizowanie najbardziej złożonej jednostki silnika turboodrzutowego z celulozownią i papiernią - dyfuzorem oraz całkowitą rezygnację z połączeń śrubowych i spawanych (ryc. 3, 6).

Metody badawcze były numeryczne symulacje procesów pracy w samolotowych silnikach odrzutowych w oparciu o złożone modele procesu pracy oraz pełnowymiarowe badania działającej próbki GTE.

Zespół wirnika: kuchenka, dwukierunkowa turbosprężarka odśrodkowa, wał, turbina.

Turbina – aktywno-reaktywne osiowe jednostopniowe o stopniu reaktywności 0,5.

Przedstawiono jeden z wariantów dysku, obliczenia wytrzymałościowe przeprowadzono za pomocą pakietu CosmosWorks – rys. 9.

Model 3D zespołu turbiny przedstawiono na rysunku 10. Widoczne są poszczególne segmenty wieńca łopatkowego. Jeden z trzech segmentów jest zaznaczony ciemnym tonem. Taka konstrukcja korony łopaty pozwala, w przeciwieństwie do litego odlewu, na zastosowanie niezbędnych stali w różnych strefach obciążenia, co oszczędza materiał. W obszarach łączenia korony segmentowej znajdują się szczeliny dylatacyjne, które zmniejszają naprężenia wstępne w dysku. Podczas odlewania segmentu występuje prawie całkowity brak wnęk skurczowych w porównaniu z litą tarczą, ze względu na mniejsze względne grubości. Taka konstrukcja turbiny w mikro-GTE o małym ciągu została opracowana po raz pierwszy.

Wyposażenie technologiczne użyte do produkcji silnika pokazano na ryc. 10-11. Poszczególne etapy procesów technologicznych przedstawiono na rys. 13.

Kompresor - jednostopniowe odśrodkowe dwustronne z półotwartym wirnikiem.

Wybrane elementy procesu technologicznego wytwarzania turbosprężarki rys. 15-18.

Komora spalania - typu pierścieniowego, przepływ bezpośredni. Na ryc. 19,20.

https://pandia.ru/text/79/124/images/image007_8.jpg" width="624" height="162 src=">

Pompa zębata z pływającym tuleją sama w sobie warta jest osobnego opisu, nie ustępuje konstrukcjom przemysłowym stosowanym w motoryzacji, zapewnia spadek ciśnienia do 1 MPa przy natężeniu przepływu zaledwie 20 ml/s, prędkości obrotowej 12 000 obr./min.

Testy ogniowe.

Wdrażanie rozwiązań projektowych. Widok ogólny zaprojektowanego mikro-GTE oraz poszczególnych jego zespołów przedstawionych na rysunkach. Wszystkie elementy konstrukcyjne są wykonane osobiście przez autora artykułu.

Wnioski. Na dzień dzisiejszy najbardziej rozsądną perspektywą wydaje się zastosowanie mikro-GTE w pojazdach o masie startowej około 100 kg i większej. Przy poziomie ciągu 200-300 N mikro-GTE mogą zapewnić wysokie poddźwiękowe prędkości lotu dla lekkich UAV klasy. Z punktu widzenia doskonałości masy atrakcyjny jest układ napędowy z małogabarytowym silnikiem turbinowym. Niski ciężar właściwy mikro-GTE jest szczególnie wyraźny przy krótkim czasie lotu (do 30 minut). Kiedy czas lotu jest ograniczony do 15-20 minut. W oparciu o mikro-GTE można stworzyć bardzo zwrotny UAV o stosunku ciągu do masy większym niż 0,5.

Lista wykorzystanych źródeł

1. . Teoria silników lotniczych. - Oborongi. –1958

2. . Modelowanie numeryczne procesów termofizycznych w budowie silników. -Charków, KhAI. –2005

3. , . Turbiny promieniowo-osiowe małej mocy. – Moskwa, Maszgiz. –1963

4. . Mikroturbiny powietrzne. - Moskwa, Inżynieria mechaniczna. –1970

5., Borovsky i obliczanie jednostek napędowych silników rakietowych na paliwo ciekłe. – Moskwa, inżynieria mechaniczna. –1986

6. , . Testy silników odrzutowych samolotów. – Moskwa, inżynieria mechaniczna. –1967

7. Artyomenko N. P. i wsp. Łożyska hydrostatyczne wirników maszyn szybkobieżnych. -Charków, Osnowa. –1992

8. . Teoria, obliczenia i projektowanie silników lotniczych i elektrowni. – Moskwa, inżynieria mechaniczna. –2003

9. , . Obliczenia turbin silników lotniczych. – Moskwa, inżynieria mechaniczna. –1974

10. Siłownie śmigłowcowe// wyd. . – Oborongiz, Moskwa. –1959

11. Zbiór - technologie przetwarzania w produkcji samolotów lotniczych / / Podręcznik itp. -Charków, KhAI. –1999

12. Projektowanie lotniczych silników turbinowych// wyd. . – Moskwa, Wydawnictwo Wojskowe. –1961

Wielu konstruktorów silników lotniczych było przekonanych, że nawet teoretycznie niemożliwe jest zbudowanie prawdziwego silnika turboodrzutowego do modeli samolotów. Niemniej jednak takie silniki nie tylko istnieją, ale latają od ponad dziesięciu lat.

Aleksander Grek

MiG-29 to jeden z najpopularniejszych samolotów wśród modelarzy samolotów „odrzutowych”. Ta miłość wynika z doskonałej aerodynamiki prototypu.

Najbardziej skomplikowany na świecie zestaw do montażu modelu odrzutowca MiG-29 z dwoma silnikami turboodrzutowymi i hydraulicznym układem podwozia jest produkowany przez niemiecką firmę Composite-ARF. Na opracowanie i udoskonalenie modelu poświęcono trzy lata. Cena zestawu bez silników i sterowania radiem to 8500 euro. Dokładność modeli jest po prostu fantastyczna! Wszystko jest skrupulatnie imitowane, aż do skali na dyszach myśliwca

Jetcat P-160: seryjny model turboodrzutowego silnika lotniczego z odchylanym wektorem ciągu i faktycznie ciągiem 16 kg

Gdyby nie pilot w pobliżu, model odrzutowca na zdjęciu można by łatwo pomylić z prawdziwym samolotem.

Napełnianie układu pneumatycznego samolotu

Gdyby nie walizki i ludzie na pasie startowym, to wszystko można by pomylić ze zdjęciem linii samolotów na drodze kołowania zwykłego lotniska

Do sterowania samolotem odrzutowym używany jest sprzęt o maksymalnej liczbie kanałów. Wielu modelarzy samodzielnie projektuje takie konsole. Rekordzista wśród pilotów szeregowych - 14-kanałowy Futaba

Legenda w świecie modelarstwa odrzutowego, projektant z Niemiec, Peter Michel, zasłynął z tworzenia wielosilnikowych modeli turboodrzutowych – kopii dużych samolotów pasażerskich: Concorde, Ił-62, Boeing-747, Airbus A-380. Budowę tych drogich modeli latających finansują albo producenci samolotów, albo linie pasażerskie.

Nasi mistrzowie: zespół RUSJET ze swoim rekordowym samolotem, który zdobył srebro na Mistrzostwach Świata 2007

Najnowszy super zwrotny MiG-29OVT zamarł na pasie startowym, lekko poruszając dyszami silników wektorowania ciągu. Potem rozległ się gwizd turbin, a po przykucnięciu samolot rozpoczął szybki bieg wzdłuż pasa startowego lotniska wojskowego. Start - i poszedł w niebo jak świeca, po czym na oczach podziwiających widzów zaczął skręcać akrobacje: kobra Pugaczowa, dzwonek, podwójne salto i inne, których nazw nawet nie wymyślono już. Po ukończeniu programu myśliwiec podszedł do lądowania i płynnie dotoczył się do najlepszego pilota pokazowego we Włoszech, Sebastiano Silvestre. Dopiero wtedy stało się jasne, że ogon MiG-a ledwo sięga pasa pilota.

Pionierzy z gaśnicami

Wprowadzenie na rynek pierwszych modeli silników turboodrzutowych, jak mówi Witalij Robertus, pionier tej technologii w Rosji, było jak mały wyczyn. Do startu potrzebny był czteroosobowy zespół. Otoczyli model samolotu, pierwszy trzymał w dłoniach butlę do nurkowania ze sprężonym powietrzem, drugi butlę z domowym gazem, trzeci większą gaśnicę, a czwarty z panelem kontrolnym był samym pilotem . Kolejność uruchamiania była następująca. Najpierw sprężone powietrze zostało wdmuchnięte na wirnik sprężarki, obracając go do 3000 obr./min. Następnie dostarczono gaz i podpalono, starając się uzyskać stabilne spalanie w komorach spalania. Potem trzeba było przejść na dostawę nafty. Prawdopodobieństwo pomyślnego wyniku było bardzo małe. Z reguły w połowie przypadków doszło do pożaru, gaśnica nie zadziałała na czas, az modelu turboodrzutowego pozostały tylko podpałki. Na początkowym etapie próbowano sobie z tym poradzić prostymi metodami – zwiększając skład startowy o jeszcze jedną osobę z dodatkową gaśnicą. Z reguły po obejrzeniu filmów z takimi wyczynami entuzjazm potencjalnych modelarzy turboodrzutowych szybko wyparował.

Ojciec modelu silnika turboodrzutowego

Narodziny modeli samolotów turboodrzutowych, jak i pełnowymiarowych, zawdzięczamy niemieckim inżynierom. Za ojca mikroturbin uważa się Kurta Schrecklinga, który dwadzieścia lat temu stworzył prosty, zaawansowany technologicznie i tani silnik. Warto zauważyć, że szczegółowo powtórzył pierwszy niemiecki silnik turboodrzutowy HeS 3, stworzony przez Pabsta von Ohaina już w 1939 roku (patrz artykuł na stronie 46). Jednoobwodowa sprężarka odśrodkowa zamontowana na tym samym wale z turbiną jednoobwodową. Projekt był tyleż prosty, co wyjątkowy. Firma Schreckling wybrała sprężarkę odśrodkową ze względu na łatwość wykonania i mniejsze wymagania tolerancji - zapewniła ona całkowicie wystarczający wzrost ciśnienia o 2,4-2,7 razy.

Schreckling wykonał wirnik sprężarki z drewna (!), wzmocnionego włóknem węglowym. Własnoręcznie wykonane koło turbiny zostało wykonane z blachy o grubości 2,5mm. Prawdziwym odkryciem inżynierskim była komora spalania z układem wtrysku odparowującego, w którym paliwo było dostarczane przez wężownicę o długości około 1 m. Przy długości zaledwie 260 mm i średnicy 110 mm silnik ważył 700 g i wytwarzał ciąg 30 N! Jest to nadal najcichszy silnik turboodrzutowy na świecie, ponieważ prędkość gazu opuszczającego dyszę silnika wynosiła zaledwie 200 m/s. Aż trudno w to wszystko uwierzyć – jedna osoba sama przeszła drogę, której pół wieku wcześniej państwa nie były w stanie pokonać. Mimo to powstał silnik Shreklinga, latały na nim modele samolotów, a kilka krajów rozpoczęło produkcję zestawów do samodzielnego montażu na licencji. Najbardziej znanym był FD-3 austriackiej firmy Schneider-Sanchez.

Pierwszymi w pełni zmontowanymi seryjnymi turbinami modelu samolotu były JPX-T240 francuskiej firmy Vibraye i japoński J-450 Sophia Precision. Przyjemność nie była tania, jedna "Sofia" kosztowała w 1995 roku 5800 dolarów. I trzeba było mieć bardzo mocne argumenty, żeby udowodnić żonie, że turbina jest o wiele ważniejsza niż nowa kuchnia i że stary samochód rodzinny spokojnie wytrzyma parę lat, ale z turbiną nie można czekać na samolot.

Prawie statek kosmiczny

Drugiej rewolucji w budowie miniturbin dokonała niemiecka firma JetCat. „W 2001 roku w jakimś zachodnim sklepie z modelami samolotów natknąłem się na katalog Graupnera” – wspomina Witalij Robertus – „natknąłem się w nim na opis turbiny JetCat P-80 z automatycznym startem. „Naciśnij przełącznik na nadajniku, w ciągu 45 sekund turbina sama się rozkręci, uruchomi i przekaże sterowanie nadajnikowi” - zapewniał katalog. Ogólnie nie wierząc, ale po zebraniu niezbędnych 2500 USD wróciłem do Rosja jako szczęśliwy posiadacz pierwszego w kraju modelu silnika turboodrzutowego. Cieszyłem się niewypowiedzianie, jakby kupił własny statek kosmiczny! Ale co najważniejsze, katalog nie kłamał! Turbinę naprawdę uruchamiano jednym przyciskiem. "

inteligentna turbina

Głównym know-how niemieckiej firmy jest elektroniczny układ sterowania turbiną, opracowany przez Hursta Lehnerza. Jak działa nowoczesna turbina lotnicza?

JetCat dodał do już standardowej turbiny Schreckling rozrusznik elektryczny, czujnik temperatury, optyczny czujnik prędkości, regulator pompy i elektroniczne „mózgi”, które sprawiły, że wszystko to działało razem. Po wydaniu polecenia startu jako pierwszy włącza się rozrusznik elektryczny, który rozpędza turbinę do 5000 obr./min. Ponadto przez sześć dysz (cienkie stalowe rurki o średnicy 0,7 mm) mieszanina gazów (35% propanu i 65% butanu) zaczyna wpływać do komory spalania, która jest zapalana przez konwencjonalną świecę żarową modelu samolotu. Po pojawieniu się stabilnego frontu spalania nafta zaczyna być dostarczana do dysz jednocześnie z gazem. Po osiągnięciu 45 000-55 000 obr./min silnik przełącza się wyłącznie na naftę. Następnie spada do niskich (jałowych) obrotów (33 000-35 000). Zapala się zielona lampka na pilocie - oznacza to, że elektronika pokładowa przekazała sterowanie turbiną do panelu sterowania radiowego. Wszystko. Możesz wystartować.

Najnowszym piskiem mody na mikroturbiny jest zastąpienie świecy żarowej modelu samolotu specjalnym urządzeniem rozpylającym naftę, która z kolei zapala gorącą spiralę. Taki schemat pozwala całkowicie zrezygnować z gazu na starcie. Taki silnik ma dwie wady: wzrost ceny i zużycie energii elektrycznej. Dla porównania: rozruch na nafcie zużywa akumulator 700-800 mAh, a rozruch gazem 300-400 mAh. A na pokładzie samolotu z reguły znajduje się akumulator litowo-polimerowy o pojemności 4300 mAh. Jeśli używasz rozruchu gazowego, nie będziesz musiał go ładować w ciągu dnia lotów. Ale w przypadku „nafty” będzie to konieczne.

wnętrzności

Odrzutowce wyróżniają się w świecie modelarstwa lotniczego, federacja lotnictwa odrzutowego nie jest nawet częścią FAI. Powodów jest wiele: sami piloci są młodsi, a „bilet wstępu” droższy, a prędkości wyższe, a samoloty bardziej skomplikowane. Samoloty turbinowe nigdy nie są małe - 2-2,5 m długości. Silniki turboodrzutowe pozwalają osiągać prędkości od 40 do 350 km/h. Jest to możliwe i szybsze, ale wtedy nie jest jasne, jak zarządzać. Zwykła prędkość pilota to 200-250 km/h. Start odbywa się z prędkością 70-80 km / h, lądowanie - 60-70 km / h.

Takie prędkości narzucają bardzo szczególne wymagania wytrzymałościowe - większość elementów konstrukcyjnych jest 3-4 razy mocniejsza niż w lotnictwie tłokowym. W końcu obciążenie rośnie proporcjonalnie do kwadratu prędkości. W lotnictwie odrzutowym zniszczenie źle obliczonego modelu w powietrzu jest dość powszechne. Ogromne obciążenia narzucają również specyficzne wymagania dla maszyn sterujących: od siły 12-15 kgf do 25 kgf na klapach i klapach.

Mechanizacja samolotu to osobna rozmowa. Bez mechanizacji skrzydeł prędkość lądowania może wynosić 120-150 km/h, co prawie na pewno grozi utratą samolotu. Dlatego samoloty odrzutowe są wyposażone przynajmniej w klapy. Z reguły jest hamulec pneumatyczny. W najbardziej skomplikowanych modelach instalowane są również listwy, które działają zarówno podczas startu i lądowania, jak iw locie. Podwozie - oczywiście chowane - wyposażone w hamulce tarczowe lub bębnowe. Czasami samoloty są wyposażone w spadochrony hamulcowe.

Wszystko to wymaga wielu serwomechanizmów, które zużywają dużo energii elektrycznej. Awaria zasilania prawie na pewno doprowadzi do awarii modelu. Dlatego całe okablowanie elektryczne na pokładzie jest zduplikowane, a źródła zasilania również są zduplikowane: z reguły są dwa z nich, każdy po 3-4 A. Plus - osobny akumulator do rozruchu silników.

Nawet cała bateria serwomechanizmów nie rozwiązuje wszystkich problemów samolotu: osłony, podwozie, drzwi podwozia i inne mechanizmy serwisowe są wyposażone w zawory elektroniczne, sekwencery i siłowniki pneumatyczne, które są zasilane przez pokładową butlę ze sprężonym powietrzem o ciśnieniu 6-8 atmosfer . Z reguły pełne naładowanie wystarcza na 5-6 wypuszczeń podwozia w powietrzu.

W bardzo złożonych i ciężkich modelach pneumatyka już nie działa - nie ma wystarczającego ciśnienia powietrza. Wykorzystują hydrauliczne układy hamulcowe i systemy czyszczenia podwozia. Aby to zrobić, na pokładzie zainstalowana jest mała pompa, aby utrzymać stałe ciśnienie w układzie. Modelarze wciąż nie mogą sobie poradzić z ciągłym wyciekiem miniaturowych układów hydraulicznych.

Z pudełka

Modele odrzutowe to nie hobby dla początkujących, czy nawet zaawansowanych modelarzy, ale dla profesjonalistów. Cena błędu jest zbyt wielka, zbyt trudno jest go nie popełnić. Na przykład Witalij zepsuł dziesięć modeli w ciągu pięciu lat. Ale to srebrny medalista mistrzostw świata!

Samodzielna produkcja gotowego modelu to kosztowny, długi (około trzech lat) i żmudny biznes. Jest to praktycznie produkcja prawdziwego samolotu: z planami, tunelami aerodynamicznymi i eksperymentalnymi prototypami. Z reguły wykonują kopie dobrze latających „dorosłych” samolotów w skali od 1:4 do 1:9, najważniejsze jest tutaj osiągnięcie ostatecznego rozmiaru dwóch do trzech metrów. Prosta kopia będzie latać źle, jeśli w ogóle - w aerodynamice proste skalowanie nie działa. Dlatego zachowując proporcje, całkowicie przeliczają profile skrzydeł, powierzchnie sterowe, wloty powietrza itp. - nie bez powodu wielu modelarzy odrzutowców ukończyło Moskiewski Instytut Lotniczy. Ale nawet staranne obliczenia nie uchronią cię przed pomyłkami - musisz rozbić od trzech do pięciu prototypów, zanim model zostanie „wylizany”. Pierwszy prototyp jest z reguły tracony z powodu problemów z wyrównaniem, drugi - z powierzchniami sterowymi, wytrzymałością itp.

Jednak większość modelarzy samolotów składa modele nie po to, aby je zbudować, ale aby nimi latać. Dlatego bardzo udane modele są powielane w nowoczesnych fabrykach i sprzedawane jako zestawy do samodzielnego montażu. Najbardziej renomowanym producentem jest niemiecka firma Composite-ARF, w której fabryce wykonywane są kadłuby i skrzydła na prawdziwym przenośniku o niemieckiej jakości. W pierwszej trójce znalazły się także niemiecko-węgierskie AIRWORLD i amerykańskie BVM Jets. Wykonane z najnowocześniejszych materiałów - włókna szklanego i węglowego - zestawy do produkcji samolotów turboodrzutowych różnią się kosztem o rząd wielkości od podobnych zestawów do modelowania samolotów tłokowych: ceny zaczynają się od 2000 euro. Jednocześnie, aby zrobić latający model z zestawu, trzeba poświęcić ogromną ilość wysiłku - początkujący po prostu nie mogą tego zrobić. Ale to zrozumiałe - to naprawdę nowoczesny samolot. Na przykład na zawodach nikogo nie zaskoczysz modelami z silnikami z odchylanymi wektorami ciągu. W przeciwieństwie, niestety, do walczących jednostek wojskowych, gdzie nie znajdziesz takiego samolotu w ciągu dnia z ogniem.

Nasi mistrzowie

Modelarze samolotów odrzutowych to wyjątkowe miejsce spotkań na całym świecie. Ich sztandarowa organizacja, IJMC International Jet Model Committee, co dwa lata organizuje najważniejsze pokazy odrzutowców, Mistrzostwa Świata. Po raz pierwszy rosyjska drużyna RUSJET wzięła w nim udział w 2003 roku w RPA (50 uczestników). Potem były Węgry-2005 (73 uczestników) i tegoroczna Irlandia Północna (100 uczestników).

IJMC to chyba najbardziej nieformalne stowarzyszenie modelarskie - nawiasem mówiąc, nie ma ono nic wspólnego z FAI szybowca tłokowego. Była próba zjednoczenia, ale po spotkaniu strony rozstały się bez żalu. „Komitet Reaktywny” jest młodszy i ambitniejszy, stawia na show, „stary” FAI jest zwolennikiem klasyki. Właśnie dlatego zawody IJMC gromadzą ponad stu uczestników, aw niektórych starożytnych dyscyplinach FAI jest pięciu zawodników. Ale zostawmy nieporozumienia federacjom, a my sami wrócimy do lotnictwa odrzutowego.

Najbardziej spektakularne mistrzostwa świata w modelach replik sterowanych radiowo odbywają się w dwóch etapach, w każdym z nich uczestnik zdobywa 50% punktów. Pierwszym z nich jest ocena modelu na ławce, gdzie sędziowie skrupulatnie oceniają zgodność z oryginałem, porównując wystawiony model z rysunkami i fotografiami. Nawiasem mówiąc, na ostatnich Mistrzostwach Świata, które odbyły się w Irlandii Północnej w dniach 3-15 lipca 2007 r., nasz zespół RUSJET z egzemplarzem BAe HAWK TMk1A 208 SQUADRON RAF Valley 2006 Display Team (tak brzmi pełna nazwa) zdobył najwięcej punktów na Stojak. Ale o wszystkim oczywiście decydują loty. Każdy uczestnik wykonuje trzy loty testowe, z których dwa najlepsze awansują do klasyfikacji końcowej. Nie każdy samolot dotrwa do końcowej klasyfikacji. Osiem modeli rozbiło się w Afryce, cztery na Węgrzech i dwa w tych mistrzostwach. Nawiasem mówiąc, RUSJET w swoich pierwszych dwóch mistrzostwach przegrał modele właśnie w katastrofach. Tym bardziej znaczące jest nasze drugie miejsce w tegorocznych Mistrzostwach Świata, gdzie rosyjscy piloci zdołali przelecieć nad Niemcami, niekwestionowanymi autorytetami w lotnictwie małych odrzutowców. „To jak jazda wokół Schumachera w Formule 1” — mówi pilot RUSJET, Witalij Robertus.

Cóż, podobało ci się? Ale nadal istnieją turbośmigłowe modele samolotów i śmigłowców turboodrzutowych. nie wierzysz? Sam to widziałem.