De eenvoudigste straalmotor is een pulserende eenheid zonder kleppen. Na de uitvinding werd het duidelijk dat het een raket zelfs in het midden kon verplaatsen. Omdat ze het overal begonnen te gebruiken, werd de ontwikkeling van het type voortstuwing in kwestie opgeschort. Maar veel amateurs blijven geïnteresseerd, bestuderen en zelfs het apparaat zelf in elkaar zetten. Laten we proberen met onze eigen handen een straalmotor te maken.

Motor gebaseerd op Lokved's patent

Het apparaat kan in elke maat worden gebouwd als u zich strikt houdt vereiste verhoudingen. gemaakt met uw eigen handen, er zullen geen bewegende delen zijn. Het kan op elk type brandstof werken als er een apparaat is voorzien dat de verdamping ervan mogelijk maakt voordat het de verbrandingskamer binnengaat. Er wordt echter begonnen met gas, omdat dit type brandstof veel handiger is dan andere. Het is gemakkelijk om de structuur te bouwen en er is niet veel geld voor nodig. Maar je moet je voorbereiden op het feit dat de straalmotor met veel lawaai zal werken.

Ik installeer ook met mijn eigen handen een verdampingsverstuiver voor vloeibare brandstof. Het wordt aan het uiteinde van een metalen buis geplaatst waardoor propaan de verbrandingskamer binnenkomt. Als u echter alleen gas wilt gebruiken, hoeft dit apparaat niet te worden geïnstalleerd. U kunt eenvoudig propaan door een buis met een diameter van 4 mm laten lopen. Hij wordt met een tien millimeter fitting aan de verbrandingskamer bevestigd. Soms bieden ze ook verschillende buizen voor propaan, kerosine en diesel brandstof.

Bij het starten komt gas de verbrandingskamer binnen en wanneer de eerste vonk ontstaat, start de motor. Het is tegenwoordig niet moeilijk om cilinders te kopen. Handig is bijvoorbeeld het hebben van elf kilogram brandstof. Als er een groot debiet wordt verwacht, zal het reduceerventiel niet voor het benodigde debiet zorgen. Installeer daarom in dergelijke gevallen eenvoudig een naaldventiel. In dit geval kan de cilinder niet volledig geleegd worden. Er ontstaat dan geen brand in de buis.

Om een ​​bougie te installeren, moet er een speciaal gat in de verbrandingskamer worden aangebracht. Het kan worden gemaakt met behulp van een draaibank. Het lichaam is gemaakt van van roestvrij staal.

Reinsta: noodzakelijke details

Het is niet nodig om metalen buizen en andere onderdelen te gebruiken die voor de gemiddelde persoon ingewikkeld zijn. Als u van plan bent een straalmotor volledig met uw eigen handen te maken kleine maat Voor de vervaardiging ervan heeft u de volgende beschikbare componenten nodig:

• glazen pot van vierhonderd milliliter;
• een blikje gecondenseerde melk, waarvan alleen het zijgedeelte nodig is;
• alcohol of aceton;
• kompas;
• schaar;
• Dremel of gewone priem;
• tang;
• potlood;
• papier.

Hoe maak je een straalmotor

In de omslag van glazen pot maak een gat van twaalf millimeter.

Om de diffuser in te delen, tekent u met een kompas een sjabloon op papier. De nabije straal wordt op 6 genomen, en de verre straal op 10,5 centimeter. Meet 6 cm vanaf de resulterende sector. Het trimmen gebeurt op de nabije straal.

Het sjabloon wordt op een blikje aangebracht, overgetrokken en het benodigde stuk wordt uitgesneden. Bij het resulterende deel worden beide randen een millimeter teruggevouwen. Maak vervolgens een kegel en verbind de delen van de gebogen randen. Zo krijg je een diffuser.

Vervolgens worden in de smalle helft vier gaten geboord. Hetzelfde wordt herhaald op het deksel rond het eerder gemaakte gat. Hang de diffuser met behulp van draad onder het gat in de kap. De afstand tot de bovenrand moet ongeveer 5 tot 5 mm zijn.

Het enige dat overblijft is alcohol of aceton een halve centimeter van de bodem in de pot te gieten, de pot te sluiten en de alcohol aan te steken met een lucifer.

Miniatuurpulsstraalmotoren voor modelvliegtuigen kunnen ook onafhankelijk worden gemaakt. Zelfs vandaag de dag gebruiken sommige hobbyisten literatuur waarin ze zijn geschreven Sovjet-tijd, in de jaren zestig van de vorige eeuw. Ondanks de lange periode sinds de publicatie ervan, blijft het relevant en kan het jonge ontwerpers helpen nieuwe kennis te verwerven en praktijkervaring op te doen.

Ik bouw een model dat een echte ministraalmotor simuleert, ook al is mijn versie elektrisch. In feite is alles eenvoudig en iedereen kan thuis met zijn eigen handen een straalmotor bouwen.

De manier waarop ik een zelfgemaakte straalmotor heb ontworpen en gebouwd, is niet... De beste manier doe het. Ik kan me een miljoen manieren en schema's voorstellen om te creëren beste model, realistischer, betrouwbaarder en gemakkelijker te vervaardigen. Maar nu heb ik er één samengesteld.

Belangrijkste onderdelen van een modelstraalmotor:

• Motor Gelijkstroom sterk genoeg en minimaal 12 volt
• Een gelijkstroombron van minimaal 12 volt (afhankelijk van wat voor soort gelijkstroommotor je hebt).
• Een reostaat, dezelfde die wordt verkocht voor het aanpassen van de helderheid van gloeilampen.
• In veel autospeelgoed vind je een versnellingsbak met vliegwiel. Het is het beste als het tandwielhuis van metaal is, omdat plastic bij zulke hoge snelheden kan smelten.
• Een stuk metaal dat kan worden gesneden om ventilatorbladen te maken.
• Ampèremeter of voltmeter.
• Potentiometer op ongeveer 50K.
• Elektromagneetspoel van een solenoïde of een andere bron.
• 4 diodes.
• 2 of 4 permanente magneet.
• Karton om een ​​carrosserie samen te stellen die lijkt op die van een straalmotor.
• Vulmiddel voor carrosserieën, om een ​​exterieur te creëren.
• Stevige draad om alles te ondersteunen. Ik gebruik meestal draden van goedkope hangers. Ze zijn sterk genoeg en flexibel genoeg om in de gewenste vorm te worden gegoten.
• Lijm. Voor de meeste onderdelen geef ik de voorkeur hete lijm, maar nu is bijna elke lijm voldoende.
• Witte, zilveren en zwarte verf.

Stap 1: Bevestig de gelijkstroommotor aan het transmissievliegwiel

De basis van mijn straalmotormodel is heel eenvoudig. Sluit de DC-motor aan op de versnellingsbak. Het idee is dat de motor het deel van de versnellingsbak aandrijft dat aan de wielen van de speelgoedauto was bevestigd. Plaats de plastic hendel zo dat deze het kleine vliegwiel raakt en geluid maakt. Sommige transmissies zijn al uitgerust met dit apparaat, andere niet.

Stap 2: Sluit de magneten en de sensorspoel aan

Plaats 2 of 4 permanente magneten op de hoofdas, zodat de spoel er dichtbij kan zijn als ze draaien. Plaats ze zo dat het polariteitspatroon - + - + is. Het idee is dat de magneten dicht bij de spoel passeren en een kleine hoeveelheid stroom genereren, die we zullen gebruiken om de sensor te bewegen. Maar om dit te laten werken, moet je 4 diodes in een brugconfiguratie plaatsen om te converteren wisselstroom, die we genereren, in een constante.

Google op "diode bridge" om er meer over te vinden meer informatie. Om de sensor op de gewenste gevoeligheid te kalibreren, moet u bovendien een potentiometer tussen de spoel en de sensor plaatsen.

Stap 3: Reostaat voor snelheidsregeling

We moeten het motortoerental controleren. Plaats hiervoor een reostaat tussen het stopcontact en de stroombron. Als je niet weet hoe je dit moet doen, google dan hoe je een reostaat op gloeilampen aansluit. Maar in plaats van een gloeilamp zullen we een voeding plaatsen.

Probeer dit niet tenzij u 100% zeker bent. We hebben te maken met een grote stroomsterkte en het gebruik van een ongeschikte stroombron kan deze beschadigen. Hoe eenvoudiger de stroomvoorziening, hoe beter. Het alternatief is om een ​​DC-reostaat te vinden, zodat we de spanning kunnen regelen nadat de stroom is ingeschakeld. Ik kon er in geen enkele winkel een vinden, dus gebruik ik een reostaat voor gloeilampen. Maar als je er een kunt vinden die werkt met een gelijkstroommotor, ga er dan voor. Het idee is om eenvoudigweg te bepalen hoeveel stroom er aan de motor wordt geleverd, dus dit wordt onze inductor.

Stap 4: ventilator

Je kunt de ventilator maken zoals jij wilt. Ik heb elk mes uit dun gesneden metalen plaat en lijmde ze aan elkaar. Je kunt ze van karton maken en ze vervolgens beschilderen. Of, als u toegang heeft tot een 3D-printer, kunt u een waaier 3D-printen. www.thingiverse.com heeft een aantal geweldige 3D-modellen van fans.

Stap 5: Lichaam

Je kunt het lichaam van karton maken en vervolgens externe vulstof toevoegen om het vorm te geven. Je zult veel moeten schuren, dus het is zwaar en rommelig werk. Zodra alles glad is, schildert u de carrosserie met glanzend witte verf.

De binnenkant van de motor moet zwart worden geverfd. De voorkant van de motor heeft meestal een zilveren rand die je desgewenst kunt beschilderen.

Stap 6: Startmechanisme

De start- en brandstofhendels zijn mechanisch met elkaar verbonden. De starter heeft een schakelaar die de motor met de krachtbron verbindt. Deze schakelaar kan ook worden geactiveerd door de brandstofregelhendel wanneer deze in de bestuurderspositie staat.

De startveer moet zodanig worden belast dat deze naar zijn normale stand wil terugkeren en de startpositie alleen vergrendelt als de brandstofregelhendel in de uitgeschakelde stand staat.

Het idee is dat de starter in de oorspronkelijke positie blijft totdat u de brandstofhendel naar de bedrijfspositie beweegt, en de brandstofbedieningshendel houdt de schakelaar nu ingeschakeld. Ook de brandstofhendel maakt deel uit van de reostaatbasis. De reostaat moet zo worden geïnstalleerd dat het mogelijk is om niet alleen het deel van de hendel dat moet draaien, maar ook de hele basis van de reostaat te draaien. Deze basis is wat de brandstofregeling beweegt om de snelheid te verhogen wanneer deze in de rijpositie staat. Dit is moeilijk uit te leggen en om het concept beter te begrijpen, moet je daarom het derde deel van de video bekijken.

Een pulserende luchtademhalingsmotor (PuARE) is een van de drie hoofdtypen luchtademhalingsmotoren (PRE), waarvan de bijzonderheid de pulserende werkingsmodus is. Door de pulsatie ontstaat een karakteristiek en zeer luid geluid, waaraan deze motoren gemakkelijk te herkennen zijn. In tegenstelling tot andere soorten krachtbronnen heeft de PuVRD het meest vereenvoudigde ontwerp en een laag gewicht.

Opbouw en werkingsprincipe van de PuVRD

Een pulsstraalmotor is een hol kanaal, aan beide zijden open. Aan de ene kant - bij de inlaat - bevindt zich een luchtinlaat, daarachter bevindt zich een tractie-eenheid met kleppen, vervolgens zijn er een of meer verbrandingskamers en een mondstuk waardoor de straalstroom naar buiten komt. Omdat de werking van de motor cyclisch is, kunnen de hoofdcycli worden onderscheiden:

• de inlaatslag, waarbij de inlaatklep opent en lucht onder invloed van vacuüm de verbrandingskamer binnenkomt. Tegelijkertijd wordt brandstof via de injectoren geïnjecteerd, wat resulteert in de vorming van een brandstoflading;
• de resulterende brandstoflading wordt ontstoken door een vonk uit de bougie, en tijdens het verbrandingsproces komen er gassen vrij hoge druk, onder invloed waarvan de inlaatklep sluit;
• wanneer de klep gesloten is, komen verbrandingsproducten door het mondstuk naar buiten, waardoor jetstuwkracht ontstaat. Tegelijkertijd wordt er een vacuüm gevormd in de verbrandingskamer wanneer de uitlaatgassen naar buiten komen, de inlaatklep gaat automatisch open en laat een nieuwe portie lucht naar binnen.

De inlaatklep van de motor kan dat wel hebben verschillende ontwerpen En verschijning. Als alternatief kan het worden gemaakt in de vorm van jaloezieën: rechthoekige platen gemonteerd op een frame, die openen en sluiten onder invloed van drukverschil. Een ander ontwerp heeft de vorm van een bloem met metalen “bloemblaadjes” die in een cirkel zijn gerangschikt. De eerste optie is efficiënter, maar de tweede is compacter en kan worden gebruikt op kleine constructies, bijvoorbeeld in modelvliegtuigen.

Brandstof wordt geleverd door injectoren die dat wel hebben terugslagklep. Wanneer de druk in de verbrandingskamer afneemt wordt er een portie brandstof toegevoerd, maar wanneer de druk toeneemt door verbranding en uitzetting van gassen stopt de brandstoftoevoer. In sommige gevallen, bijvoorbeeld bij modelvliegtuigmotoren met laag vermogen, zijn er mogelijk geen injectoren en lijkt het brandstoftoevoersysteem op een carburateurmotor.

De bougie bevindt zich in de verbrandingskamer. Het creëert een reeks ontladingen en wanneer de brandstofconcentratie in het mengsel wordt bereikt Gewenste waarde, de brandstoflading ontsteekt. Sinds de motor dat heeft kleine maten De wanden, gemaakt van staal, worden tijdens bedrijf snel warm en kunnen het brandstofmengsel niet erger ontsteken dan een kaars.

Het is niet moeilijk te begrijpen dat om een ​​PURD-motor te starten een eerste "duw" nodig is, waarbij het eerste deel van de lucht de verbrandingskamer binnenkomt, dat wil zeggen dat dergelijke motoren een voorafgaande versnelling vereisen.

Geschiedenis van de schepping

De eerste officieel geregistreerde ontwikkelingen van PuVRD's dateren uit de tweede helft van de 19e eeuw. In de jaren 60 wisten twee uitvinders onafhankelijk van elkaar patenten te verkrijgen nieuw type motor. De namen van deze uitvinders zijn N.A. Teleshov. en Charles de Louvrier. In die tijd vonden hun ontwikkelingen geen brede toepassing, maar al aan het begin van de twintigste eeuw, toen ze op zoek waren naar een vervanging voor zuigermotoren voor vliegtuigen, besteedden Duitse ontwerpers aandacht aan PuVRD's. Tijdens de Tweede Wereldoorlog gebruikten de Duitsers actief het FAU-1-projectielvliegtuig uitgerust met een PuVRD, wat werd verklaard door de eenvoud van het ontwerp van deze krachtbron en de lage kosten, hoewel de prestatiekenmerken zelfs inferieur waren aan zuigermotoren. Dit was de eerste en enige keer in de geschiedenis dat dit type motor werd gebruikt bij de massaproductie van vliegtuigen.

Na het einde van de oorlog bleven PuVRD’s “in militaire aangelegenheden”, waar ze werden gebruikt als krachtbron voor lucht-grondraketten. Maar ook hier verloren ze na verloop van tijd hun positie als gevolg van snelheidsbeperkingen, de noodzaak van aanvankelijk overklokken en lage efficiëntie. Voorbeelden van het gebruik van PuVRD's zijn Fi-103, 10X, 14X, 16X, JB-2 raketten. IN afgelopen jaren Er is een hernieuwde belangstelling voor deze motoren, er verschijnen nieuwe ontwikkelingen om ze te verbeteren, dus misschien zullen PuVRD's in de nabije toekomst weer veel gevraagd worden in de militaire luchtvaart. Op dit moment De pulsstraalmotor wordt op het gebied van simulatie weer tot leven gewekt, dankzij het gebruik van moderne constructiematerialen in het ontwerp.

Kenmerken van PuVRD

Het belangrijkste kenmerk van de PuVRJE, dat hem onderscheidt van zijn ‘naaste verwanten’ turbojet- (TRJ) en straalmotormotoren (RAMJET), is de aanwezigheid van een inlaatklep voor de verbrandingskamer. Het is deze klep die ervoor zorgt dat verbrandingsproducten niet terugstromen, waardoor hun bewegingsrichting door het mondstuk wordt bepaald. Bij andere typen motoren zijn kleppen niet nodig - daar komt de lucht door voorcompressie al onder druk de verbrandingskamer binnen. Deze op het eerste gezicht onbeduidende nuance speelt een grote rol in de werking van de boegschroef vanuit het oogpunt van de thermodynamica.

Het tweede verschil met turbostraalmotoren is de cyclische werking. Het is bekend dat in een turbostraalmotor het brandstofverbrandingsproces vrijwel continu plaatsvindt, wat zorgt voor een soepele en uniforme straalkracht. De PURD werkt cyclisch en creëert trillingen in de constructie. Om maximale amplitude te bereiken, is het noodzakelijk om de trillingen van alle elementen te synchroniseren, wat kan worden bereikt door te selecteren vereiste lengte sproeiers

In tegenstelling tot een ramjetmotor kan een pulsejetmotor zelfs werken lage snelheden en zich in een stationaire positie bevinden, dat wil zeggen wanneer er geen tegemoetkomende luchtstroom is. Het is waar dat de werking ervan in deze modus niet in staat is om de hoeveelheid straalkracht te leveren die nodig is voor de lancering, dus vliegtuigen en raketten uitgerust met een straalmotor hebben een initiële versnelling nodig.

Een kleine video van de lancering en werking van de PuVRD.

Soorten PuVRD

Naast de gebruikelijke PURD in de vorm van een recht kanaal met een inlaatklep, zoals hierboven beschreven, zijn er ook varianten: ventielloos en detonatie.

Ventielloze PuVRD heeft, zoals de naam al doet vermoeden, geen inlaatklep. De reden voor zijn uiterlijk en gebruik was het feit dat de klep een nogal kwetsbaar onderdeel is dat zeer snel kapot gaat. In dezelfde versie wordt de “zwakke schakel” geëlimineerd en daardoor wordt de levensduur van de motor verlengd. Het ontwerp van de ventielloze PuVRD heeft de vorm van de letter U, met de uiteinden naar achteren gericht in de richting van de jetstuwkracht. Eén kanaal is langer, het is “verantwoordelijk” voor tractie; de tweede is korter, lucht komt erdoorheen de verbrandingskamer binnen en tijdens de verbranding en expansie van de werkgassen komen sommige via dit kanaal naar buiten. Dit ontwerp zorgt voor een betere ventilatie van de verbrandingskamer, voorkomt lekkage van de brandstofvulling via de inlaatklep en creëert extra, zij het onbeduidende, stuwkracht.

zonder klepversie PuVRD
zonder klep U-vormig PuRVD

Detonatie PuVRD omvat het verbranden van een brandstoflading in detonatiemodus. Detonatie brengt een scherpe toename van de druk van verbrandingsproducten in de verbrandingskamer met een constant volume met zich mee, en het volume zelf neemt toe naarmate de gassen door het mondstuk bewegen. In dit geval neemt het thermische rendement van de motor toe in vergelijking, niet alleen met een conventionele PURD, maar ook met elke andere motor. Op dit moment is dit type motor niet in gebruik, maar bevindt zich in de ontwikkelings- en onderzoeksfase.

ontploffing PuRVD

Voor- en nadelen van PuVRD, toepassingsgebied

De belangrijkste voordelen van pulserende luchtademende motoren kunnen worden beschouwd als hun eenvoudige ontwerp, waardoor ze zijn gemaakt goedkoop. Het zijn deze eigenschappen die hebben geleid tot het gebruik ervan als krachtbron voor militaire raketten, onbemande vliegtuigen en vliegende doelen, waarbij niet duurzaamheid en supersnelheid belangrijk zijn, maar het vermogen om een ​​eenvoudige, lichte en goedkope motor te installeren die in staat is zich te ontwikkelen. de vereiste snelheid en het afleveren van het object bij het doel. Deze zelfde kwaliteiten brachten PuVRD populariteit onder liefhebbers van vliegtuigmodellering. Lichtgewicht en compacte motoren, die desgewenst onafhankelijk kunnen worden gemaakt of kunnen worden gekocht redelijke prijs, perfect voor modelvliegtuigen.

PuVRD heeft veel nadelen: verhoogd niveau lawaai tijdens bedrijf, oneconomisch brandstofverbruik, onvolledige verbranding, beperkte snelheid, kwetsbaarheid van sommigen structurele elementen, zoals de inlaatklep. Maar ondanks zo’n indrukwekkende lijst met nadelen zijn PuVRD’s nog steeds onmisbaar in hun consumentenniche. Zij - perfecte optie voor “eenmalige” doeleinden, wanneer het geen zin heeft om efficiëntere, krachtigere en zuinigere energiebronnen te installeren.

Het moeilijkste om te vervaardigen en het belangrijkste voor de werking van de turbine is de compressorfase. Het vereist meestal precisie-CNC-bewerkingsgereedschappen of handmatige aandrijving. Gelukkig werkt de compressor bij lage temperaturen en kan hij 3D-geprint worden.

Een ander ding dat thuis meestal erg moeilijk te repliceren is, is wat een "nozzle vaan" of eenvoudigweg NGV wordt genoemd. Met vallen en opstaan ​​heeft de auteur een manier gevonden om dit te doen zonder gebruik te maken van lasapparaat of andere exotische instrumenten.

Wat je nodig zult hebben:
1) 3D-printer die met PLA-filament kan werken. Als je een duur exemplaar hebt, zoals een Ultimaker, is dat geweldig, maar een goedkoper exemplaar, zoals een Prusa Anet, zal ook werken;
2) Je moet voldoende PLA hebben om alle onderdelen te kunnen printen. ABS is niet geschikt voor dit project omdat het te zacht is. Waarschijnlijk kun je PETG gebruiken, maar dit is niet getest, doe dit dus op eigen risico;
3) Kan passende maat (diameter 100 mm, lengte 145 mm). Bij voorkeur moet de pot een afneembaar deksel hebben. Je kunt een gewone pot gebruiken (bijvoorbeeld stukjes ananas), maar dan moet je er wel een maken. metalen deksel;
4) Gegalvaniseerde ijzeren plaat. Een dikte van 0,5 mm is optimaal. Je kunt een andere dikte kiezen, maar het kan zijn dat je moeite hebt met buigen of schuren, dus wees voorbereid. Voor het maken van de afstandhouder voor het turbinehuis heb je in ieder geval minimaal een korte strook gegalvaniseerd ijzer van 0,5 mm dik nodig. 2 stuks zijn voldoende. Afmeting 200 x 30 mm;
5) Roestvrij stalen plaat voor het maken van turbinewiel, NGV-wiel en turbinebehuizing. Ook hier is een dikte van 0,5 mm optimaal.
6) Massieve stalen staaf voor het maken van turbine-as. Pas op: zacht staal werkt hier gewoon niet. Je hebt op zijn minst wat koolstofstaal nodig. Harde legeringen zullen nog beter zijn. De schachtdiameter bedraagt ​​6 mm. Je kunt een andere diameter kiezen, maar dan zul je moeten zoeken geschikte materialen voor het maken van een hub;
7) 2 stuks. 6x22 lagers 626zz;
8) 1/2" buizen van 150 mm lang en twee eindfittingen;
9) dril machine;
10) Slijper
11) Dremel (of iets dergelijks)
12) Metalen ijzerzaag, tang, schroevendraaier, M6-matrijs, schaar, bankschroef, enz.;
13) een stuk koperen of roestvrijstalen buis voor het spuiten van brandstof;
14) Een set bouten, moeren, klemmen, vinylbuizen en andere dingen;
15) propaan- of butaantoorts

Als u de motor wilt starten, heeft u ook het volgende nodig:

16) Propaantank. Er zijn benzine- of kerosinemotoren, maar het is een beetje moeilijk om ze op deze brandstoffen te laten draaien. Het is beter om met propaan te beginnen en dan te beslissen of u wilt overstappen op vloeibare brandstof of dat u al tevreden bent gas brandstof;
17) Een manometer die de druk van enkele mm water kan meten.
18) Digitale toerenteller voor het meten van de turbinesnelheid
19) Voorgerecht. Om een ​​straalmotor te starten kunt u gebruik maken van:
Ventilator (100 W of meer). Beter centrifugaal)
elektromotor (100 W of meer, 15.000 tpm; u kunt uw Dremel hier gebruiken).

Een hub maken

De hub zal worden gemaakt van:
1/2" pijp 150 mm lang;
twee 1/2" slangkoppelingen;
en twee lagers 626zz;
Snijd met een ijzerzaag de visgraat uit de fittingen en gebruik een boor om de resterende gaten te vergroten. Steek de lagers in de moeren en schroef de moeren op de buis. De hub is klaar.

Een schacht maken

Theorie (en tot op zekere hoogte ervaring) zegt dat het niet uitmaakt of je een as maakt van zacht staal, hard staal of roestvrij staal. Kies dus degene die voor u het meest toegankelijk is.

Als je een behoorlijke stuwkracht van de turbine verwacht, kun je beter een stalen staaf gebruiken met een diameter van 10 mm (of groter). Op het moment van schrijven was de schacht echter slechts 6 mm.

Knip aan één zijde een M6-draad af tot een lengte van 35 mm. Vervolgens moet u de draad van het andere uiteinde van de staaf afsnijden, zodat wanneer de staaf in de naaf wordt gestoken (de lagers tegen het uiteinde van de buis rusten, worden vastgedraaid met behulp van de moeren die u van slangkoppelingen hebt gemaakt) en wanneer de borgmoeren worden aan beide zijden op het uiteinde van de schroefdraad geschroefd, tussen de moeren en lagers blijft een kleine opening achter. Dit is een zeer ingewikkelde procedure. Als de draad te kort is en de lengtespeling te groot is, kun je de draad iets verder afknippen. Maar als de draad te lang lijkt (en er helemaal geen longitudinale speling is), zal het onmogelijk zijn om deze te repareren.

Optioneel hebben rollen uit een laserprinter een diameter van exact 6 mm. Hun nadeel is dat hun limiet 20-25.000 tpm is. Als je hogere snelheden wilt, gebruik dan dikkere staven.

3D-printen van turbinewiel en NGV-matrijzen

Voor de vervaardiging van een turbinewiel, of beter gezegd de bladen ervan, worden persmatrijzen gebruikt.
De vorm van het mes wordt vloeiender als je het mes niet in één stap naar de uiteindelijke vorm drukt (passage), maar naar een tussenvorm (1e pass) en pas daarna naar de uiteindelijke vorm (2e pass). Daarom is er een STL voor beide soorten persmatrijzen. Voor de 1e pas en voor de tweede.

Hier zijn de STL-matrixbestanden voor het NGV-wiel en de STL-bestanden voor de turbinewielmatrices:

Vervaardiging van waaiers

Dit ontwerp maakt gebruik van 2 soorten stalen wielen. Namelijk: turbinewiel en NGV-wiel. Voor de vervaardiging ervan wordt roestvrij staal gebruikt. Als ze van lichtgewicht of gegalvaniseerd materiaal waren gemaakt, zouden ze nauwelijks voldoende zijn om te laten zien hoe de motor werkt.

Je kunt de schijven uit plaatstaal snijden en vervolgens een gat in het midden boren, maar hoogstwaarschijnlijk zul je het midden niet raken. Boor daarom een ​​gat in een stuk metaal en lijm vervolgens de papieren sjabloon zo dat het gat in het metaal en het gat in de papieren sjabloon samenvallen. Snijd het metaal volgens het sjabloon.

Boor extra gaten. (Houd er rekening mee dat de middengaten al geboord moeten zijn. Houd er ook rekening mee dat het turbinewiel alleen een middengat heeft.)

Het is ook een goed idee om wat ruimte over te laten bij het snijden van het metaal en vervolgens de rand van de schijven te slijpen met een boormachine en een slijper.
Op dit punt kan het beter zijn om meerdere back-upschijven te maken. Waarom zal later duidelijk worden.

Bladvorming

Gesneden schijven passen moeilijk in de vormmatrijs. Gebruik een tang om de messen iets te draaien. Schijven met voorgedraaide messen zijn veel gemakkelijker te vormen met matrijzen. Plaats de schijf tussen de helften van de pers en knijp hem in een bankschroef. Als de matrijzen vooraf waren gesmeerd met machineolie, zal alles veel gemakkelijker gaan.

De bankschroef drukt vrij zwak, dus je zult waarschijnlijk met een hamer op het geheel moeten slaan om het verder samen te drukken. Gebruik verschillende houten pads om te voorkomen dat de plastic matrijzen breken.

Vormgeving in twee stappen (met behulp van matrices van de eerste doorgang en matrices van de tweede doorgang om de vorm af te ronden) geeft beslist betere resultaten.

Een steuntje in de rug maken

Het documentbestand met de sjabloon voor de ondersteuning vindt u hier:

Snij een onderdeel uit een roestvrijstalen plaat, boor benodigde gaten en buig het stuk zoals weergegeven op de foto's.

Een set metalen afstandhouders maken

Als je een draaibank had, zou je alle afstandhouders erop kunnen maken. Een andere manier om dit te doen is door meerdere platte schijven uit een stuk metaal te snijden, ze op elkaar te stapelen en ze stevig aan elkaar vast te schroeven om een ​​driedimensionaal stuk te creëren.

Gebruik hier een 1 mm dikke zachte (of gegalvaniseerde) staalplaat.

Documenten met sjablonen voor afstandhouders vindt u hier:

Je hebt 2 kleine schijven en 12 grote nodig. De hoeveelheid wordt gegeven voor een plaat metaal van 1 mm dik. Als u een dunnere of dikkere gebruikt, moet u het aantal schijven aanpassen om de juiste totale dikte te krijgen.
Snij de schijven door en boor gaten. Slijpschijven met dezelfde diameter als hierboven beschreven.

Steunring

Omdat de steunring de gehele NGV-constructie vasthoudt, moet u hier dikker materiaal gebruiken. U kunt hiervoor een geschikte stalen ring of plaat (zwart) gebruiken van minimaal 2 mm dikte.

Sjabloon voor steunring:

Montage van het NGV-interieur

Je hebt nu alle onderdelen om de NGV in elkaar te zetten. Installeer ze op de hub zoals weergegeven op de foto's.

De turbine heeft enige druk nodig om goed te kunnen werken. En om de vrije verspreiding van hete gassen te voorkomen, hebben we een zogenaamde “turbinebehuizing” nodig. Anders verliezen de gassen onmiddellijk na het passeren van de NGV hun druk. Voor een goede werking moet de behuizing aansluiten bij de turbine + een kleine spleet. Omdat ons turbinewiel en NGV-wiel dezelfde diameter hebben, hebben we iets nodig om voor de nodige speling te zorgen. Dit iets is een afstandsstuk voor het turbinehuis. Het is gewoon een strook metaal die om het NGV-wiel wordt gewikkeld. De dikte van deze plaat bepaalt de grootte van de opening. Gebruik hier 0,5 mm.

Snijd eenvoudig een strook van 10 mm breed en 214 mm lang uit een plaat van welk staal dan ook met een dikte van 0,5 mm.

Het turbinehuis zelf zal een stuk metaal zijn, de diameter van het NGV-wiel. Of beter nog, een paar stukjes. Hier heeft u meer vrijheid bij het kiezen van de dikte. De behuizing is niet zomaar een strip, want deze beschikt over bevestigingslipjes.

Het documentatiebestand met het sjabloon voor de turbinebehuizing vindt u hier:

Plaats het mantelafstandsstuk op de NGV-messen. Zet vast met staaldraad. Zoek een manier om het afstandsstuk vast te zetten, zodat het niet beweegt als de draad wordt verwijderd. Je kunt solderen gebruiken.

Verwijder vervolgens de draad en schroef het turbinehuis op het afstandsstuk. Gebruik de draad opnieuw om hem strak te wikkelen.

Doe zoals getoond op de foto's. De enige verbinding tussen de NGV en de naaf zijn drie M3-schroeven. Dit beperkt de warmtestroom van de hete NGV naar de koude naaf en voorkomt dat de lagers oververhit raken.

Controleer of de turbine vrij kan draaien. Als dit niet het geval is, lijnt u de NGV-behuizing uit door de positie van de stelmoeren op de drie M3-schroeven te wijzigen. Pas de kanteling van de NGV aan totdat de turbine vrij kan draaien.

Een verbrandingskamer maken

Plak dit sjabloon over de metalen plaat. Boor gaten en snij de vorm uit. Het is hier niet nodig om roestvrij staal te gebruiken. Rol in een kegel. Buig het om te voorkomen dat het zich ontvouwt.
De voorkant van de camera is hier:

Gebruik dit sjabloon opnieuw om een ​​kegel te maken. Gebruik een beitel om wiggleuven te maken en rol deze vervolgens in een kegel. Zet de kegel vast met een bocht. Beide delen worden alleen bij elkaar gehouden door wrijving van de motor. Daarom hoeft u in dit stadium niet na te denken over hoe u ze kunt beveiligen.

Werkend wiel

De waaier bestaat uit twee delen:
schijf met messen en behuizing

Dit is een Kurt Schreckling-waaier die door mij sterk is aangepast om toleranter te zijn voor longitudinale bewegingen. Let op het labyrint dat verhindert dat lucht terugkeert als gevolg van tegendruk. Print beide delen en lijm de hoes met de mesjes op de schijf. Goede resultaten kunnen worden verkregen met acrylepoxyhars.

Compressorstator (diffusor)

Dit artikel is zeer complexe vorm. En wanneer andere onderdelen (althans in theorie) gemaakt kunnen worden zonder gebruik van precisieapparatuur, is dit onmogelijk. Tot overmaat van ramp heeft dit onderdeel de grootste invloed op de efficiëntie van de compressor. Dit betekent dat het al dan niet werken van de hele motor sterk afhankelijk is van de kwaliteit en precisie van de diffuser. Probeer het daarom niet eens handmatig te doen. Doe dit op de printer.

Voor het gemak van 3D-printen is de compressorstator opgedeeld in verschillende delen. Hier zijn de STL-bestanden:

3D printen en monteren zoals weergegeven op de foto's. Houd er rekening mee dat de moer dat wel is pijp draad De 1/2" moet worden bevestigd aan het centrale statorhuis van de compressor. Deze wordt gebruikt om de bus op zijn plaats te houden. De moer wordt vastgezet met 3 M3-schroeven.
Sjabloon voor het boren van gaten in de moer:

Let ook op de hittebeschermingskegel van aluminiumfolie. Het wordt gebruikt om te voorkomen dat PLA-onderdelen zacht worden als gevolg van thermische straling van de verbrandingsvoering. Je kunt hier elk bierblikje gebruiken als bron van aluminiumfolie.

Je hebt een blikje nodig van 145 mm lang en 100 mm in diameter. Het is beter als je een pot met deksel kunt gebruiken. Anders moet u de NGV installeren met de naaf op de bodem van het blik en krijgt u extra problemen bij het monteren van de motor voor onderhoud.

Snij één bodem van het blik af. In een andere bodem (of beter in het deksel) snijden rond gat 52 mm. Snijd vervolgens de rand in sectoren zoals weergegeven op de foto's.

Steek de NGV-constructie in het gat. Omwikkel de sectoren strak met staaldraad.

Maak een ring van een koperen buis ( buitendiameter 6 mm, binnendiameter 3,7 mm). Of beter: u kunt roestvrijstalen buizen gebruiken. De brandstofring moet goed tegen de interne componenten van uw inmaakinrichting passen. Soldeer het.
Boor de brandstofinjectoren. Dit zijn slechts 16 stukjes gaatjes van 0,5 mm, gelijkmatig verdeeld over de ring. De richting van de gaten moet loodrecht op de luchtstroom staan. Die. gaten in moeten boren binnen ringen.

Houd er rekening mee dat de aanwezigheid van zogenaamde "hotspots" in de uitlaatgassen van de motor vrijwel uitsluitend afhankelijk is van de kwaliteit van de brandstofring. Vuile of ongelijkmatige boringen en je krijgt een motor die zichzelf simpelweg vernietigt als je hem probeert te starten. De aanwezigheid van hotspots hangt veel minder af van de kwaliteit van de voering dan anderen proberen te zeggen. Maar de brandstofring is erg belangrijk.

Controleer de kwaliteit van de brandstofspray door deze te ontsteken. De vlammen moeten gelijk aan elkaar zijn.

Eenmaal voltooid, installeert u de brandstofinjector in het bliklichaam.

Het enige dat u in deze fase hoeft te doen, is alle stukjes bij elkaar voegen. Als alles goed gaat, zal dit geen probleem zijn.

Sluit het deksel van het blik af met een hittebestendig afdichtmiddel; u kunt silicaatlijm gebruiken met een hittebestendig vulmiddel. U kunt grafietstof, staalpoeder, enzovoort gebruiken.

Controleer nadat de motor is gemonteerd of de rotor vrij kan draaien. Voer in dat geval een voorafgaande brandtest uit. Gebruik iemand genoeg krachtige ventilator om de luchtinlaat uit te blazen of eenvoudigweg de as te draaien met een dremel. Zet de brandstof lichtjes aan en ontsteek de stroom aan de achterkant van de motor. Pas de rotatie aan zodat de vlam de verbrandingskamer kan binnendringen.

OPMERKING: In dit stadium probeert u de motor niet te starten! Het enige doel van een brandtest is het opwarmen en kijken of het zich goed gedraagt ​​of niet. Op dit punt kunt u een butaancilinder gebruiken, waar meestal voor wordt gebruikt handfakkels. Als alles in orde is, kunt u doorgaan naar de volgende stap. Het is echter beter om de motor af te dichten met ovenkit (of silicaatlijm gevuld met een kleine hoeveelheid hittebestendig poeder).

Je kunt de motor starten door er lucht in te blazen of door de as te draaien met een soort starter.
Wees voorbereid op het verbranden van enkele NGV-aandrijvingen (en mogelijk turbines) wanneer u probeert te starten. (Daarom werd het aanbevolen om in stap 4 enkele back-ups te maken.) Als u eenmaal vertrouwd bent met de motor, zou u deze op elk moment zonder problemen moeten kunnen starten.

Houd er rekening mee dat de engine momenteel voornamelijk voor educatieve en amusementsdoeleinden kan dienen. Maar dit is een volledig functionele turbostraalmotor die op elke gewenste snelheid kan draaien (inclusief zelfvernietigende snelheid). Voel je vrij om het ontwerp te verbeteren en aan te passen aan jouw doeleinden. Allereerst heb je een dikkere as nodig om een ​​hoger toerental en dus tractie te bereiken. Het tweede dat u moet proberen, is de buitenkant van de motor omwikkelen metalen pijp- brandstofleiding en gebruik deze als verdamper voor vloeibare brandstof. Dit is waar het hot-wall-motorontwerp van pas komt. Een ander ding om over na te denken is het smeersysteem. In het eenvoudigste geval kan dit de vorm aannemen van een flesje met een kleine hoeveelheid olie en twee pijpen: één pijp om de druk van de compressor te ontlasten en naar de cilinder te leiden, en de andere pijp om de olie uit de compressor te leiden. drukcilinder en richt deze naar de achterbalk. Zonder smering kan de motor afhankelijk van de NGV-temperatuur slechts 1 tot 5 minuten draaien (hoe hoger de temperatuur, hoe korter de looptijd). Hierna moet u de lagers zelf smeren. En met het toegevoegde smeersysteem kan de motor lang draaien.

De pulserende motor zonder kleppen is 's werelds eenvoudigste straalmotor. De ontwikkeling ervan werd helaas stopgezet door het wijdverbreide gebruik van turbostraalmotoren, maar het blijft interessant voor hobbyisten, omdat het in een thuiswerkplaats kan worden gebouwd. Ik heb mijn motor gebouwd door het patent van Lockwood te bestuderen, volgens hetwelk het apparaat elke grootte kan hebben, zolang bepaalde verhoudingen in acht worden genomen. De motor heeft geen bewegende delen, hij kan ook op elke brandstof draaien als deze verdampt voordat hij de verbrandingskamer binnengaat (ik gebruikte een mengsel van benzine en diesel in gelijke delen), maar de start vindt plaats op gas (dit is veel gemakkelijker) . Het ontwerp is eenvoudig en relatief goedkoop te repliceren. Ik weet niet met welke frequentie explosies optreden in de verbrandingskamer van mijn motor, maar ik vermoed dat dit ongeveer 30-50 keer per seconde gebeurt, de werking van het apparaat gaat gepaard met zeer hard geluid. Ik hoop deze frequentie ooit te kunnen meten.

De motor loopt op propaan, dat via een lange verbrandingskamer de verbrandingskamer binnenkomt metalen buis, aan het einde bevindt zich een sproeier die helpt de vloeibare brandstof te verdampen. Wanneer propaan wordt gebruikt is een vernevelaar niet nodig; in mijn geval komt het gas rechtstreeks door een buis met een binnendiameter van 4 mm. De buis is verbonden met de verbrandingskamer met een fitting van 10 mm. Ik heb drie van zulke buizen gemaakt: één voor propaan, de andere twee voor diesel en kerosine.

Tijdens het startproces wordt propaan naar de verbrandingskamer gevoerd, waarna slechts één vonk aan de bougie voldoende is om de motor te starten.

Volgens het patent kan een dergelijke motor van elk formaat worden gebouwd. Mijn tekening toont mijn versie van het apparaat, die enigszins afwijkt van het ontwerp van de uitlaatpijp zoals voorgesteld in het patent, wat de fabricage vereenvoudigt, maar aangezien ik de stuwkracht niet heb gemeten, kan dit de efficiëntie hebben beïnvloed. Stroomgelijkrichters verdubbelen meestal de stuwkracht en ik ga proberen er een te maken.

Afkortingen in de tekening:

• NL - lengte mondstuk
• NM – mondstukdiameter
• CL - Lengte verbrandingskamer
• CM - diameter verbrandingskamer
• TL - Lengte van de staartbuis
• TM - Diameter staartpijp

Gasflessen kun je overal kopen, ik heb gekozen voor een exemplaar van 11 kilogram met een industriële connector. Ik heb geen verloopstukken gebruikt, ik heb eenvoudigweg een naaldventiel geïnstalleerd, omdat de gasstroom vrij groot is en een gewoon verloopstuk niet de vereiste stroom zal opleveren. De kans dat het propaan in de buis en tank vlam vat is zeer klein als de tank niet volledig geleegd wordt. Op de onderstaande foto's kun je zien hoe het eruit ziet.

De bougie wordt in een speciaal daarvoor gemaakte bougie geschroefd draaibank deel in de verbrandingskamer gelast. Je kunt elke bougie gebruiken, ik heb een NGK BP6E S zonder extra weerstand geïnstalleerd en een spoel uit een oude auto gebruikt. Dat deed ik ook elektronisch circuit om een ​​vonk te verkrijgen, die slechts één keer hoeft te worden verkregen, op het moment dat de motor start.

Het buislichaam is gelast uit drie millimeter 316L roestvrij staal. Ik wist niet hoe ik de dikte moest berekenen en nam gewoon een dikkere plaat, met een marge. De motor werd vele malen gestart en er werden geen problemen gevonden.