Реактивний двигун, Журнал Популярна Механіка

Минулого номера «Популярної механіки» ми розповіли про історію та принципи роботи пульсуючого повітряно-реактивного двигуна, а також про те, як ми вирізали з листового металу та зварили корпус гігантського китайського ПуВРД. Настав час змонтувати на ньому систему запалення.

Уважний читач може заперечити нам, що, за власними словами, система запалювання для роботи ПуВРД не потрібна. Формально це дійсно так: як тільки двигун виходить на робочий режим, запалення вимикається, так як тепла газів, що не згоріли, цілком достатньо для займання нової порції суміші. Однак для запуску ПуВРД необхідна іскра, причому надійна та постійна.

Послідовність запуску двигуна така: спочатку відкрити газ, потім привести в рух магнето, а потім подавати у вхідну трубу стиснене повітря, доки двигун не заведеться. Після цього магнето можна вимкнути, а компресор прибрати – двигун цілком зможе працювати без їхньої допомоги.

Нагадаємо, що під час робочого такту суміш у камері згоряння інтенсивно розширюється внаслідок дефлаграції – дозвукового горіння. Горючі гази вириваються і з вихідної, і з вхідної труби, проте через невелику довжину вхідної труби тиск у ній падає швидше. Гази, що рухаються по вихідній трубі, створюють розрідження в двигуні, засмоктуючи нову суміш в камеру згоряння. Розрідження зростає настільки швидко, що частина газів повертається вихлопною трубою назад в камеру, підпалюючи нову порцію палива.

Як бачите, весь цикл починається з інтенсивного розширення пального. Щоб започаткувати низку стрибків тиску, найперша порція суміші повинна мати ідеальне співвідношення газу і повітря. Інакше газзагориться, але не розшириться, і вся конструкція перетвориться з двигуна на жалюгідну подобу вогнемету.

Зроби сам

7 сайтів для продажу речей, про які ви не знали

8 реальних винаходів, які важко повірити

Паливний інжектор виготовляється з газового пальника. Трубка діаметром 3 мм повинна входити в трубу на глибину 4 см. Пересуваючи трубку ближче або далі камери згоряння, можна в невеликих межах регулювати якість паливної суміші.

Щоб досягти ідеального складу суміші на старті, досвідчені моделісти давно вигадали спеціальну послідовність запуску. Спочатку двигун подається газ, який повністю заповнює камеру згоряння. Потім вмикається іскрове запалювання. Іскра висікається безперервно, але вона не в змозі підпалити перезбагачену суміш.

І лише потім до впускної труби подається стиснене повітря з компресора. Як тільки в камері стає достатньо повітря, щоб газ спалахнув, відбувається запуск. Багата суміш на межі займання - те, що треба для першого ривка. Потім компресор можна забрати, а систему запалення вимкнути.

Поганий контакт свічки з наконечником - поширена біда радянської мототехніки, а разом з нею і нашого двигуна.

Роздягаємо «Мураха»

Варіантів системи запалення для аматорських ПуВРД вигадано чимало. Найпростіший - встановити в камері згоряння гартальну свічку від дизельного двигуна і перед запуском розігрівати її до робочої температури таблеткою сухого спирту. Така процедура має позитивний побічний ефект як прогрівання камери згоряння. У більш розвинених варіантах гартальна свічка запитується від автомобільного акумулятора.

Нестача калільної свічки полягає у неможливості точно контролювати час запалення. Подаючи газв камеру згоряння з свічкою, що працює, ми ризикуємо замість дефлаграції отримати звичайний факел. Тому найбільш надійним та зручним вважається іскрове запалювання, яке можна увімкнути після заповнення двигуна газом.

Просте та надійне джерело іскри – магнето від бензопили, мотоблока чи мопеда. Наш вибір упав на магнето від моторолера «Мураха». З одного боку, це готовий вузол з власним корпусом і приводним валом, тоді як у сучасніших двигунах статор магнето інтегрується в картер і не відокремлюється від нього. З іншого боку, вантажний «Мурав'я» має повнорозмірний 200-кубовий мотор, якому, як і нашому ПуВРД, потрібна надійна потужна іскра. Магнето рухається торцевим ключем, затиснутим у патрон дриля.

Правильний спосіб кріплення свічки до двигуна – приварити до нього гайку, в яку вкручується свічка. У цьому питанні ми зазнали фіаско: свічки запалювання мають різьблення зі зменшеним кроком, і відповідну гайку вдень з вогнем не знайдеш. Тому, хай пробачать нас технологічні пуристи, свічку довелося просто приварити. Як контакт з масою це, на щастя, не позначилося.

Газ спалахнув, але стрімкого розширення горючої суміші не відбулося. Пропан вільно проходить через двигун, а з вихідної труби виривається яскраве полум'я. Видовищно, але не ефективно.

На фотографіях нашого двигуна ви можете побачити дві свічки. Справа в тому, що класична схема передбачає встановлення свічки на торець камери згоряння. Але, вчинивши таким чином, ми не змогли досягти запалення суміші. Очевидно, газ застоювався в камері, а повітря, що подається з компресора, проходило повз — прямо у вихідну трубу.

Інтенсивне розширення правильно змішаного повітряно-пропанового коктейлю призвело до циклічнихстрибків тиску в камері згоряння, тобто до запуску двигуна. Розпечений до червоного корпусу - ознака успіху.

На всю Іванівську

Пульсуючий повітряно-реактивний двигун – універсальне джерело тяги для будь-якого транспорту. Він може штовхати вперед і гоночний карток, і велосипед, і легкий човен. Щоб заощадити дорогоцінні кілограми для корисного навантаження, ми вибрали найлегший спортивний снаряд – лонгборд.

Будемо чесні: у реальному житті поїздка на лонгборді з ПуВРД далеко не така видовищна, як на фотографіях. Розрахункова тяга нашого двигуна не дотягує і до 10 кг, тому рухається наш ракетний транспорт статечно та велично, як вантажна баржа. Зате звучить на всі 140 дБ і розпалюється до червоного. Якщо вам вдасться запустити ПуВРД, про це негайно дізнаються усі в радіусі пари кілометрів. Так що майте на увазі: поїздка на ракетній дошці без шолома ще можна пробачити, але запуск двигуна без захисних навушників ви не вибачите собі ніколи.