0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Водяной реактивный двигатель своими руками

Водяной реактивный двигатель своими руками

Турбореактивный двигатель

Схема работы ТРД:
1. Забор воздуха
2. Компрессор низкого давления
3. Компрессор высокого давления
4. Камера сгорания
5. Расширение рабочего тела в турбине и сопле
6. Горячая зона;
7. Турбина
8. Зона входа первичного воздуха в камеру сгорания
9. Холодная зона
10. Входное устройство

Двухконтурный турбореактивный двигатель

Схема ТРДД.
1 — Вентилятор.
2 — Компрессор низкого давления.
3 — Компрессор высокого давления.
4 — Камера сгорания.
5 — Турбина высокого давления.
6 — Турбина низкого давления.
7 — Сопло.
8 — Вал ротора высокого давления.
9 — Вал ротора низкого давления.
Воздушно-реактивный двигатель — Википедия

ПуВРД думаю самый доступный вариант для изготовления в домашних условиях..

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, как следует из его названия, работает в режиме пульсации, тяга развивается не непрерывно, как у ПВРД или ТРД, а в виде серии импульсов, следующих друг за другом с частотой от десятков герц, для крупных двигатателей, до 250 Гц — для малых двигателей.

Конструктивно, ПуВРД представляет собой цилиндрическую камеру сгорания с длинным цилиндрическим соплом меньшего диаметра. Передняя часть камеры соединена со входным диффузором, через который воздух поступает в камеру сгорания. Между диффузором и камерой сгорания установлен воздушные клапаны, работающие под воздействием разницы давлений в камере и на выходе диффузора, когда давление в диффузоре превышает давление в камере клапан открывается и пропускает воздух в камеру, при обратном соотношении давлений он закрывается.
Схема работы ПуВРД

Цикл работы ПуВРД можно описать так:

Воздушный клапан открыт, воздух поступает в камеру сгорания, форсунка впрыскивает горючее, и в камере образуется топливная смесь.
Топливная смесь воспламеняется и сгорает, давление в камере сгорания резко возрастает и закрывает воздушный клапан и обратный клапан в топливном тракте. Продукты сгорания, расширяясь, истекают из сопла, создавая реактивную тягу.
Давление в камере падает, под напором воздуха в диффузоре воздушный клапан открывается и воздух начинает поступать в камеру, топливный клапан тоже открывается, двигатель переходит к фазе 1.

Для инициирования процесса горения в камере устанавливается свеча зажигания, которая создаёт высокочастотную серию электрических разрядов, и топливная смесь воспламеняется.

Кажущееся сходство ПуВРД и ПВРД ошибочно. В действительности ПуВРД имеет принципиальные отличия. Большинство ПуВРД могут работать при нулевой скорости.

Водяной реактивный двигатель своими руками

В настоящее время ископаемое топливо — основной источник энергии во всех сферах деятельности. Однако его использование серьезно вредит экологии, способствуя глобальному потеплению. К тому же запасы углеводородов ограничены.

Альтернативу традиционным воздушно-реактивным двигателям, которая поможет решить проблему с их негативным влиянием на климатическую обстановку, предложила группа исследователей из Института Технологических наук при Уханьском университете.

Разработанная ими конструкция представляет собой разновидность плазменного электрического ракетного двигателя. Такие силовые установки используются в космической отрасли с 1970-х годов.

Плазма — это ионизированный газ, одно из основных агрегатных состояний вещества. В природе плазма встречается на поверхности Солнца или в грозовой молнии. При необходимости ионизированный газ создается искусственно, например в термоядерных реакторах.

При воздействии на плазму электростатическим полем, можно разогнать входящие в ее состав частицы до очень высоких скоростей и тем самым создать реактивную тягу. Именно этот принцип лежит в основе плазменных ракетных двигателей. На практике в качестве исходного вещества, подвергаемого ионизации, используется ксенон или другой инертный газ.

Главный недостаток таких движителей — очень низкая тяга, которой недостаточно для перемещения летательных аппаратов в атмосфере в условиях сопротивления трению о воздух. Поэтому плазменные реактивные двигатели используются только в открытом космосе, а авиаотрасль пока располагает только прототипами.

Разработка китайских ученых существенно отличается от обычных электрических реактивных двигателей тем, что в качестве рабочего вещества применяется не ксенон, а атмосферный воздух, подающийся под большим давлением. Для ионизации воздушного потока применяется СВЧ-излучение. Таким образом, для работы двигателя нужны только воздух и электроэнергия.

Читать еще:  Двигатель mercedes 501 характеристики

Созданный прототип обеспечил максимальное давление реактивной струи 2,4×104 Н/м2. При мощности микроволн 400 Вт и скорости воздушного потока 1,45 м3/ч тяга составила 11 Н или 28 Н/кВт. Такие значения соответствуют показателям воздушно-реактивных двигателей, применяемых на современных коммерческих самолетах. То есть воздушная плазма вполне может в перспективе составить конкуренцию обычным реактивным двигателям, использующим при работе топливо.

В настоящее время авторы изобретения работают над повышением эффективности устройства и его масштабированием, которое поможет создать полноценный двигатель.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

  • Назад
  • Вперёд

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Водяной реактивный двигатель своими руками

Иногда хочется чего-то странного. Вот, недавно меня потянуло на ракетомоделизм. Так как я строю ракеты на нубовском уровне, для меня ракета состоит из двух частей – двигателя и корпуса. Да, я знаю, что все намного сложнее, но даже с таким подходом ракеты летают. Естественно, вам интересно, как делается двигатель.

Хочу предупредить, что если вы соберетесь повторить то, что написано в этой статье, то будете делать это на свой страх и риск. Я не гарантирую точность или безопасность предложенной методики.

Для корпуса двигателя я использую толстостенные ПВХ трубы диаметром 3/4 дюйма. Трубы такого диаметра относительно дешевы и широкодоступны. Лучше всего трубы режутся специальными ножницами. Я очень много намучался, пытаясь резать такие трубы электролобзиком – всегда получалось очень криво.

Трубу я размечаю так:

Все размеры в дюймах. кто не знает, размер в дюймах нужно умножить на 2.54 и получится размер в сантиметрах. Эти размеры я нашел в замечательной книге

Там есть и куча других конструкций. Верхний кусок двигателя (который пустой) я не делаю. Там должен быть вышибной заряд для парашюта, мне пока далеко до этого.

Отрезанный кусок трубы вставляется в специальную приспособу. Покажу все приспособы сразу, дабы не возникало вопросов:

Длинная палка играет роль “пестика” Ей утрамбовывается глина и топливо. Вторая деталька – это кондуктор. Он служит для того, чтобы просверлить сопло точно по центру двигателя. Вот их чертежи:

Сверло используется длинное – длинной 13см. Его как раз хватает для того, чтобы просверлить канал через все топливо.

Теперь нужно замешивать топливо. Я использую стандартную “карамельку” – сахар и селитра в соотношении 65 селитры/35сахара. Плавить карамель я не хочу – занятие это рискованное, да и не стоит это того геморроя. Я не пытаюсь вытянуть из топлива все возможное. Это ведь любительское ракетостроение. Я просто смешиваю сахарную пудру и селитру в порошках:

Далее, формируем сопло. Для этого забираем у любимого котэ наполнитель туалетов (желательно, неюзанный), перетираем его в ступке до более-менее однородной массы и слегка смачиваем водой.

Забиваем порошок по разметку. Бить нужно довольно сильно.

Забивка топлива и заглушки ничем не отличается. Кажется, что по топливу стучать опасно, но карамелька трудно воспламеняется даже от спички. Естественно, базовые меры предосторожности соблюдать стоит – не склонятся над двигателем, работать в защитной маске, итп.

Последние 5мм заглушки я оставляю для термоклея. Я несколько раз пробовал сделать ракету без заглушки из термоклея, верхнюю пробку вырывало давлением. Термоклей обладает отличной адгезией к пластику и не успевает расплавится при горении двигателя.

Сверлим сопло через кондуктор:

Читать еще:  Что лучше 2 двигателя или вал

Топливо очень плохо сверлится – сахар плавится и липнет на сверло, поэтому его приходится часто вытаскивать и счищать налипшее топливо. Проверяем сопло:

Заливаем последние 5мм трубки и ее торец термоклеем

Все, двигатель готов. Вот так выглядит двигатель на статических испытаниях. К сожалению, видео не показательно – в этом двигателе канал был просверлен на половину, и фотоаппарат не правильно записал звук. В реале “рев” двигателе очень громкий и серьёзный, а не такой игрушечный как на записи.

Проект «Живые ракеты. Водомёты»

На протяжении десятков лет изобретатели всего мира связывали свои надежды с созданием сверхскоростных кораблей с водомётами — водяными реактивными двигателями. Реактивный двигатель кальмара привлекает внимание инженеров и является объектом тщательных исследований биофизиков. Цель проекта: установить, каким образом, двигатель, подобный двигателю кальмара, используется на водном транспорте

Скачать:

ВложениеРазмер
proekt_zhivye_rakety.rar867.64 КБ

Предварительный просмотр:

Работу выполнили:
ученицы 7 класса МОУ ГСОШ Лебедева Ева, Розанова Анна,

Балашова Т.П., учитель физики МОУ ГСОШ

на протяжении десятков лет изобретатели всего мира связывали свои надежды с созданием сверхскоростных кораблей с водомётами — водяными реактивными двигателями

  • Объект исследования:

кальмары — биологические ракеты

  • Предмет исследования:

водяные реактивные двигатели

  • Цель проекта : установить, каким образом, двигатель, подобный двигателю кальмара, используется на водном транспорте
  • Задачи проекта:
  • собрать материал из различных источников о животных, которые используют для плавания реакцию выбрасываемой струи воды
  • проанализировать и систематизировать полученные данные;
  • сделать выводы;
  • оформить исследования в виде презентации

Реактивный двигатель кальмара по-прежнему привлекает внимание инженеров и является объектом тщательных исследований биофизиков

  • Сбор информации
  • Социологический опрос
  • Сравнительный анализ полученной информации
  • Систематизация материала

Реактивное движение – это движение тела, возникающее при отделении от него с какой-либо скоростью некоторой его части.

Мы предлагаем вам смоделировать реактивное движение. Однако ракеты у нас нет, но мы предлагаем вам воздушный шарик. По своему принципу действия он схож с ракетой. Если его надуть, а потом отпустить, то он, под действием выходящей струи воздуха, будет хаотично летать по классу. При запуске «ракеты» обратите внимание, как зависит скорость шарика от массы воздуха шарика, от его формы.

Слайд 8 «Живые ракеты»

Реактивное движение, используемое ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах, свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды. Именно это дало повод назвать кальмаров биологическими ракетами.

В сущности, кальмар располагает двумя принципиально различными двигателями ( рис. 1а ).

При медленном перемещении он пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся в виде бегущей волны вдоль корпуса тела.

Для быстрого броска кальмар использует реактивный двигатель . Основой этого двигателя является мантия – мышечная ткань. Она окружает тело моллюска со всех сторон, составляя почти половину объёма его тела, и образует своеобразный резервуар – «камеру сгорания» живой ракеты , в которую периодически засасывается вода. В мантийной полости находятся жабры и внутренние органы кальмара ( рис. 1б ).

При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель внутрь мантийной полости из пограничного слоя. Мантийная щель плотно «застёгивается» на специальные «запонки-кнопки» после того как «камера сгорания» живого двигателя наполнится забортной водой. Сила, вызывающая движение животного, создаётся за счёт выбрасывания струи воды через узкую воронку. Эта воронка, или сифон, – «сопло» живого реактивного двигателя .

«Сопло» двигателя снабжено специальным клапаном и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки-сопла ( рис. 1в ), кальмар плывёт одинаково хорошо, как вперёд, так и назад (если он плывет назад, – воронка вытягивается вдоль тела, а клапан прижат к её стенке и не мешает вытекающей из мантийной полости водяной струе; когда кальмару нужно двигаться вперёд, свободный конец воронки несколько удлиняется и изгибается в вертикальной плоскости, её выходное отверстие сворачивается и клапан принимает изогнутое положение). Реактивные толчки и всасывание воды в мантийную полость с неуловимой быстротой следуют одно за другим, и кальмар ракетой проносится в синеве океана.

Кальмар и его реактивный двигатель

Часто и быстро выстреливая воду из сопла воронки, кальмар наращивает скорость, а небольшие экземпляры, спасаясь от преследования, мчатся под углом в 45° к поверхности моря и выскакивают из воды. Высота воздушных прыжков достигает 0,5 м. Пользуясь боковыми плавниками как стабилизаторами, кальмары иногда пролетают над водой до 40 м.

Реактивный двигатель кальмара очень экономичен , благодаря чему он может достигать скорости 70 км/ч ; некоторые исследователи считают, что даже 150 км/ч !

Слайд 12 Двигатель, подобный двигателю кальмара

Инженеры создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водомёт. Вращающийся винт направляет воду по водозаборнику, через который она проходит в сопло, а затем – наружу. Благодаря тому, что диаметр сопла меньше диаметра водометной трубы, забираемая вода формируется в мощную струю, которая обеспечивает движение судна. Регулировка судна осуществляется при помощи рулевого механизма, с помощью которого можно менять направление водного потока.

Слайд 13 Немного истории

1784 г. — Джемс Рамсей

продемонстрировал на реке Потомак

первый пароход с водометным движителем

Известны также результаты испытаний, которые в 1867г проводил военно-морской флот Англии. На канонерской лодке длиной 50 метров, оснащенной центробежным водометом была установлена паровая машина мощностью 760 л.с. Этот двигатель при частоте вращения 40 об/мин приводил в действие насос. Канонерка с такой установкой развивала скорость 17,2 км/час.

Слайд 14 Немного истории

После этого были проведены многочисленные исследования и натурные испытания разнообразных конструкций водометов. Последним решением, имеющим принципиальное значение в этой области оказалась идея Гамильтона, который в 1953 г. поднял сопло своего центробежного водомета над водой и таким образом получил значительный прирост скорости (с 18до 27 км/час на его катере). Новинка оказалось популярной, и фирма Гамильтона– начала массовый выпуск водомётных движителей.

Слайд 15 Немного истории

В1962 началась разработка теплохода «Заря». В его конструкцию был заложен ряд конструктивных особенностей.

Появления на реках теплоходов типа «Заря» произвело настоящую транспортную революцию в районах с неразвитой дорожной сетью и мелководными реками, не оборудованными. Основные достоинства теплоходов типа «Заря» — сочетание высокой скорости, достаточной пассажировместимости и высокой проходимости (за счёт малой осадки и водомёта). В настоящее время в строю остаётся не более 40 судов этой серии.

Слайд 16 Современные водомёты

Маленькая лодка с водомётом « Урал 55», скорость 33 узла

Водомёт «Чайка», скорость 65 узлов

Слайд 17 Современные водомёты

Реанимационный спасательный Катамаран AURORA AS14

КС-110-39, пожарно-спасательный водометный катер

Водомётный катер «Росомаха», максимальная скорость 80 км/ч, вместимость 6 человек, грузоподъемность 1500 кг

  • Природа не пожелала оправдать изобретательских надежд, водометные суда не стали самыми быстроходными кораблями мира. Но водомётные суда имеют много достоинств.

Водомёты нашли широкое применение. Их применяют в двух противоположных областях судостроения: как на гигантских скоростных паромах, так и на малых скоростных аппаратах — гидроциклах

  • Почему же реактивный двигатель кальмара по-прежнему привлекает внимание инженеров и является объектом тщательных исследований биофизиков?

У кальмаров засасывание воды происходит за счёт сокращения мышц, возбуждаемых нервами. Этим объясняется большая скорость кальмаров.

Поиски инженеров направлены на создание конструкции такого гидрореактивного двигателя, который бы, как и кальмар, не нуждался бы в дополнительном засасывающем устройстве.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector