Pulsujący silnik odrzutowy samolotu. Pulsujący silnik detonacyjny. Chiński projekt, rosyjski montaż

SILNIK IMPULSOWY. Oferuję do oceny czytelników magazynu „SAMIZDAT” kolejny możliwy silnik do statku kosmicznego, z powodzeniem zakopany przez VNIIGPE pod koniec 1980 roku. Mowa o aplikacji N 2867253/06 o „SPOSÓB UZYSKANIA NAPĘDU IMPULSOWEGO REAKTYWNEGO Z WYKORZYSTANIEM FALI UDERZENIA”. Wynalazcy różne kraje zaproponował szereg metod tworzenia silników odrzutowych z impulsowym ciągiem odrzutowym. W komorach spalania i przy płytach buforowych tych silników proponowano spalenie detonacji różne rodzaje paliwo, aż do wybuchów bomb atomowych. Moja propozycja umożliwiła stworzenie czegoś w rodzaju silnika wewnętrzne spalanie z maksymalnym możliwym wykorzystaniem energii kinetycznej płynu roboczego. Oczywiście spaliny z proponowanego silnika byłyby mało podobne do spalin silnik samochodowy... Nie przypominałyby też potężnych strumieni ognia emanujących z dysz nowoczesnych pocisków. Aby czytelnik mógł zorientować się w zaproponowanej przeze mnie metodzie uzyskania impulsu odrzutowiec, a także o desperackiej walce autora o jego i nienarodzone dziecko, poniżej znajduje się prawie dosłowny opis i formuła wniosku (ale niestety bez rysunków), a także jeden z zarzutów wnioskodawcy wobec kolejnej decyzji odmownej VNIIGPE. Nawet to krótki opis, mimo że minęło około 30 lat, jest postrzegany jako detektyw, w którym morderca VNIIGPE z zimną krwią zajmuje się nienarodzonym dzieckiem.

SPOSÓB UZYSKANIA IMPULSOWEGO NAPĘDU JET

KORZYSTANIE Z FAL UDERZAJĄCYCH. Wynalazek dotyczy dziedziny napędów odrzutowych i może być stosowany w technologii kosmicznej, rakietowej i lotniczej. Znana metoda uzyskiwania stałego lub pulsującego ciągu odrzutowego poprzez zamianę różnych rodzajów energii na energię kinetyczną ruchu ciągłego lub pulsującego strumienia płynu roboczego, który jest wyrzucany do otoczenia w kierunku przeciwnym do kierunku powstałego ciągu odrzutowego . W tym celu są szeroko stosowane źródła chemiczne energie, które są jednocześnie ciałem roboczym. W tym przypadku przekształcenie źródła energii w energię kinetyczną ruchu ciągłego lub pulsującego strumienia płynu roboczego w jednej lub kilku komorach spalania z krytycznym (zmniejszonym) otworem wylotowym, który zamienia się w rozszerzającą się stożkową lub profilowaną dyszę ( patrz na przykład VE Alemasov: „Teoria silników rakietowych”, s. 32; MV Dobrovolsky: „Silnik rakietowy na ciecz”, s. 5; VF Razumeev, BK Kovalev: „Podstawy projektowania rakiet na paliwo stałe”, s. 13 ). Najczęstszą cechą odzwierciedlającą skuteczność uzyskania ciągu odrzutowego jest ciąg właściwy, który uzyskuje się przez stosunek ciągu do drugiego zużycia paliwa (patrz na przykład V.E. Alemasov: „Teoria silników rakietowych”, s. 40). Im wyższy ciąg właściwy, tym mniej paliwa jest potrzebne do uzyskania tego samego ciągu. W silnikach odrzutowych wykorzystujących dobrze znaną metodę uzyskiwania ciągu odrzutowego na paliwach ciekłych wartość ta sięga ponad 3000 nxsec/kg, a przy zastosowaniu paliw stałych nie przekracza 2800 nxsec/kg (por. MV Dobrovolsky: „Ciecz silniki rakietowe , s. 257; VF Razumeev, BK Kovalev: "Podstawy projektowania rakiet balistycznych na paliwo stałe", s. 55, tabela 33). Dotychczasowy sposób uzyskiwania ciągu odrzutowego jest nieekonomiczny. i balistyczny w 90% lub więcej składa się W związku z tym na uwagę zasługują wszelkie metody uzyskiwania ciągu odrzutowego, zwiększające ciąg właściwy.Istnieje metoda uzyskiwania impulsowego ciągu odrzutowego za pomocą fal uderzeniowych poprzez kolejne wybuchy bezpośrednio w komorze spalania lub w pobliżu specjalnej płyty buforowej. Metoda z wykorzystaniem płyty buforowej została zaimplementowana np. w USA w eksperymentalnym urządzeniu, które latało z wykorzystaniem energii oud. Rnny fale uzyskiwane podczas kolejnych wybuchów ładunków trinitrotoluenu. Urządzenie zostało zaprojektowane do eksperymentalnych testów projektu Orion. Powyższa metoda wytwarzania impulsowego ciągu strumieniowego nie stała się powszechna, ponieważ okazała się nieekonomiczna. Według literatury średni ciąg właściwy nie przekraczał 1100 nxsec/kg. Wyjaśnia to fakt, że ponad połowa energii materiału wybuchowego w tym przypadku natychmiast opuszcza wraz z falami uderzeniowymi, nie uczestnicząc w otrzymaniu impulsowego ciągu strumieniowego. Ponadto znaczna część energii fal uderzeniowych uderzających w płytę buforową była przeznaczana na zniszczenie i odparowanie powłoki ablacyjnej, której para miała być wykorzystana jako dodatkowy płyn roboczy. Ponadto płyta buforowa jest znacznie gorsza od komór spalania o przekroju krytycznym i z rozprężną dyszą. W przypadku tworzenia fal uderzeniowych bezpośrednio w takich komorach powstaje pulsujący ciąg, którego zasada uzyskiwania nie różni się od zasady uzyskiwania znanego stałego ciągu odrzutowego. Dodatkowo bezpośrednie oddziaływanie fal uderzeniowych na ściany komory spalania lub na płytę zderzaka wymaga nadmiernego wzmocnienia i szczególnej ochrony. (Patrz „Knowledge” N 6, 1976, s. 49, seria astronautyki i astronomii). Celem tego wynalazku jest wyeliminowanie tych wad przez więcej pełne wykorzystanie energia fal uderzeniowych i znaczne zmniejszenie obciążeń udarowych na ściankach komory spalania. Cel ten osiąga się poprzez przekształcanie źródła energii i płynu roboczego w kolejne fale uderzeniowe w małych komorach detonacyjnych. Następnie fale uderzeniowe produktów spalania są podawane stycznie do komory wirowej w pobliżu ściany końcowej (przedniej) i są skręcane z dużą prędkością przez wewnętrzną cylindryczną ścianę względem osi tej komory. Powstające w tym przypadku kolosalne siły odśrodkowe zwiększają kompresję fali uderzeniowej produktów spalania. Całkowite ciśnienie tych potężnych sił jest przenoszone na końcową (przednią) ścianę komory wirowej. Pod wpływem tego całkowitego ciśnienia fala uderzeniowa produktów spalania rozwija się i pędzi wzdłuż linii śrubowej, z rosnącym krokiem, w kierunku dyszy. Wszystko to powtarza się, gdy każda kolejna fala uderzeniowa wprowadzana jest do komory wirowej. W ten sposób powstaje główny składnik ciągu impulsowego. Dla jeszcze większego wzrostu ciśnienia całkowitego, które stanowi główną składową ciągu impulsowego, styczne wtryskiwanie fali uderzeniowej do komory wirowej wprowadza się pod pewnym kątem do jej końcowej (przedniej) ścianki. W celu uzyskania dodatkowej składowej ciągu impulsu w wyprofilowanej dyszy wykorzystuje się również ciśnienie fali uderzeniowej produktów spalania, wzmocnione siłami odśrodkowymi przędzenia. W celu pełniejszego wykorzystania energii kinetycznej wirowania fal uderzeniowych, a także wyeliminowania momentu obrotowego komory wirowej względem jej osi, który powstaje w wyniku posuwu stycznego, przed nieskręconymi falami uderzeniowymi produktów spalania opuszczając dyszę, podawane są na wyprofilowane łopatki, które kierują je w linii prostej wzdłuż komory wirowej i osi dysz. Proponowana metoda wytwarzania impulsowego ciągu strumieniowego za pomocą wirujących fal uderzeniowych i odśrodkowych sił wirowania została przetestowana we wstępnych eksperymentach. Jako płyn roboczy w tych eksperymentach zastosowano fale uderzeniowe gazów prochowych, które powstały podczas detonacji 5–6 g przemysłowego proszku dymnego nr 3. Proch umieszczono w rurze stłumionej z jednej strony. Wewnętrzna średnica rurki wynosiła 13 mm. Otwartym końcem została wkręcona w styczny gwintowany otwór w cylindrycznej ścianie komory wirowej. Wnęka wewnętrzna komory wirowej miała średnicę 60 mm i wysokość 40 mm. Na otwartym końcu komory wirowej zamontowano naprzemiennie wymienne dysze dyszowe: stożkową zbieżną, stożkową rozszerzającą się i cylindryczną o średnicy wewnętrznej równej średnicy wewnętrznej komory wirowej. Dysze były bez wyprofilowanych łopatek na wylocie. Komora wirowa, z jedną z powyższych dysz dyszowych, została zamontowana na specjalnym dynamometrze z dyszą skierowaną do góry. Granice pomiaru dynamometru wynoszą od 2 do 200 kg. Ponieważ impuls reaktywny był bardzo krótki (około 0,001 s), to nie sam impuls reaktywny był rejestrowany, ale siła ciągu od całkowitej masy komory wirowej, nasadki dyszy i samej ruchomej części dynamometru. otrzymał ruch. Ta całkowita masa wynosiła około 5 kg. Rurka ładująca, która w naszym eksperymencie pełniła rolę komory detonacyjnej, wypełniona była około 27 g prochu. Po zapaleniu proszku z otwartego końca rurki (od strony wewnętrznej wnęki komory wirowej) najpierw miał miejsce równomierny, spokojny proces spalania. Gazy proszkowe, stycznie wpadające do wewnętrznej wnęki komory wirowej, wirowały w niej i obracając się, gwizdały w górę przez dyszę dyszy. W tym momencie dynamometr nie zarejestrował żadnych wstrząsów, lecz wirujące z dużą prędkością gazy proszkowe pod wpływem sił odśrodkowych naciskały na wewnętrzną cylindryczną ścianę komory wirowej i blokowały do ​​niej wejście. W rurze, w której trwał proces spalania, powstały stojące fale ciśnienia. Gdy w tubie pozostało nie więcej niż 0,2 początkowej ilości prochu, czyli 5-6 g, nastąpiła jego detonacja. Powstająca w tym przypadku fala uderzeniowa przez otwór styczny, pokonując ciśnienie odśrodkowe pierwotnych gazów proszkowych, wpada do wewnętrznej wnęki komory wirowej, wiruje w niej, odbija się od przedniej ściany i nadal obraca się wzdłuż spiralna trajektoria z rosnącym krokiem wpadła do dyszy dyszy, skąd wyleciała na zewnątrz z ostrym i mocnym dźwiękiem, jak wystrzał armatni. W momencie odbicia fali uderzeniowej od ściany czołowej komory wirowej sprężyna dynamometru zarejestrowała uderzenie, którego największą wartość (50 – 60 kg) stanowiła nasadka dyszy z rozprężnym stożkiem. Podczas spalania kontrolnego 27 g prochu w rurze zasypowej bez komory wirowej oraz w komorze wirowej bez rurki zasypowej (otwór styczny był zaślepiony) z cylindryczną i stożkową dyszą rozprężną, fala uderzeniowa nie powstały, ponieważ w tym momencie stały ciąg strumienia był mniejszy niż granica czułości dynamometru, a on go nie naprawił. Podczas spalania tej samej ilości prochu w komorze wirowej ze stożkową końcówką zbieżną (zwężenie 4:1), rejestrowano stały ciąg strumienia wynoszący 8-10 kg. Zaproponowana metoda uzyskiwania ciągu impulsowego strumienia, nawet we wstępnym eksperymencie opisanym powyżej (z nieefektywnym proszkiem handlowym jako paliwem, bez wyprofilowanej dyszy i bez łopatek kierujących na wylocie) pozwala na uzyskanie średniego ciągu właściwego około 3300 nxsec/kg, co przekracza wartość ten parametr najlepsze silniki rakietowe na paliwo ciekłe. W porównaniu z powyższym prototypem, proponowana metoda może również znacząco obniżyć masę komory spalania i dyszy, a w konsekwencji masę całego silnika odrzutowego. Dla pełnej i dokładniejszej identyfikacji wszystkich zalet proponowanej metody uzyskiwania impulsowego ciągu odrzutowego, konieczne jest wyjaśnienie optymalnych stosunków między wymiarami komór detonacyjnych i komory wirowej, konieczne jest wyjaśnienie optymalnego kąta pomiędzy kierunek posuwu stycznego i przednia ściana komory wirowej itp., To znaczy dalsze eksperymenty z alokacją odpowiednich środków i zaangażowaniem różnych specjalistów. PRAWO. 1. Sposób uzyskiwania impulsowego ciągu strugi za pomocą fal uderzeniowych, w tym zastosowanie komory wirowej z rozszerzającą się wyprofilowaną dyszą, przekształcenie źródła energii w energię kinetyczną ruchu płynu roboczego, styczne doprowadzenie czynnika roboczego płynu do komory wirowej, uwolnienie płynu roboczego do otoczenia w kierunku przeciwnym do kierunku uzyskiwanego ciągu odrzutowego, charakteryzujący się tym, że w celu pełniejszego wykorzystania energii fal uderzeniowych, transformacja źródła energii i pracy płyn w kolejne fale uderzeniowe odbywa się w jednej lub kilku komorach detonacyjnych, następnie fale uderzeniowe są skręcane w komorze wirowej względem jej osi za pomocą posuwu stycznego, odbijane w wirowaniu od ścianki przedniej i tym samym tworzą spadek ciśnienia impulsu pomiędzy przednią ściankę komory i dyszę, która tworzy główny składnik ciągu impulsowego w proponowanej metodzie i kieruje fale uderzeniowe po trajektorii śrubowej ze wzrostem Zrób krok w kierunku dyszy. 2. Sposób uzyskiwania ciągu impulsowego strumienia za pomocą fal uderzeniowych według zastrz. 1, znamienny tym, że w celu zwiększenia spadku ciśnienia impulsowego pomiędzy przednią ścianą komory wirowej a dyszą, doprowadzanie stycznych fal uderzeniowych odbywa się z pewną kąt w kierunku przedniej ściany. 3. Sposób uzyskiwania ciągu impulsowego strumienia za pomocą fal uderzeniowych według zastrz. 1, znamienny tym, że do uzyskania dodatkowego ciągu impulsowego strumienia, w komorze wirowej oraz w rozprężającym się profilowanym dysza. 4. Sposób uzyskiwania impulsowego ciągu odrzutowego za pomocą fal uderzeniowych według zastrz. 1, znamienny tym, że w celu pełnego wykorzystania energii kinetycznej wirowania fal uderzeniowych do uzyskania dodatkowego impulsowego ciągu odrzutowego, a także do wyeliminowania momentu obrotowego komory wirowej w stosunku do jej osi, która zachodzi podczas zasilania stycznego, nieskręcone fale uderzeniowe przed opuszczeniem dyszy podawane są na wyprofilowane łopatki, które kierują je w linii prostej wzdłuż wspólnej osi komory wirowej i dyszy. Państwowy Komitet ds. Wynalazków i Odkryć ZSRR, VNIIGPE. SPRZECIW DO ODMOWY DECYZJI Z 16.10.80 W SPRAWIE WNIOSKU N 2867253/06 „SPOSÓB UZYSKANIA NAPĘDU REAKTYWNEGO IMPULSOWEGO Z WYKORZYSTANIEM FAL UDERZAJĄCYCH”. Po zbadaniu decyzji odmownej z dnia 16.10.80 wnioskodawca doszedł do wniosku, że badanie to uzasadnia odmowę wydania certyfikatu praw autorskich dla proponowanej metody uzyskiwania ciągu odrzutowego brakiem nowości (sprzeciwionym przez brytyjski patent N 296108, klasa F 11.1972), brak obliczenia ciągu, brak pozytywnego efektu w porównaniu ze znaną metodą uzyskiwania ciągu odrzutowego ze względu na wzrost strat tarcia podczas obrotu płynu roboczego i ze względu na spadek charakterystyki energetycznej silnik w wyniku użycia paliwa stałego. Wnioskodawca uważa za konieczne odpowiedzieć na powyższe: 1. Badanie po raz pierwszy odnosi się do braku nowości i przeczy sobie, ponieważ w tej samej decyzji odmownej zauważa się, że proponowana metoda różni się od znanych w że fale uderzeniowe skręcają się wzdłuż osi komory wirowej .... Wnioskodawca nie pretenduje do miana absolutnie nowego, czego dowodem jest przedstawiony we wniosku prototyp. (Patrz drugi arkusz wniosku). W przeciwieństwie do brytyjskiego patentu nr 296108, cl. F 11, 1972, sądząc po danych dostarczonych przez samo badanie, produkty spalania są wyrzucane z komory spalania przez dyszę przez prosty kanał, to znaczy nie ma wirowania fal uderzeniowych. W konsekwencji, we wspomnianym patencie brytyjskim, sposób wytwarzania ciągu odrzutowego zasadniczo nie różni się od znanego sposobu uzyskiwania stałego ciągu i nie można go przeciwstawić proponowanemu sposobowi. 2. Ekspertyza twierdzi, że wartość ciągu w proponowanej metodzie można obliczyć i odnosi się do książki GN Abramowicza "Applied Gas Dynamics", Moskwa, Nauka, 1969, s. 109 - 136. W tym rozdziale Applied Gas Dynamics znajdują się podane metody obliczania bezpośrednich i ukośnych fal uderzeniowych w czole uderzenia. Proste fale uderzeniowe nazywane są, jeśli ich przód tworzy kąt prosty z kierunkiem propagacji. Jeśli front wstrząsu znajduje się pod pewnym kątem „a” do kierunku propagacji, wówczas takie wstrząsy nazywane są ukośnymi. Przekraczając czoło ukośnej fali uderzeniowej, strumień gazu zmienia kierunek o pewien kąt „w”. Wartości kątów „a” i „w” zależą głównie od liczby Macha „M” i kształtu opływowego korpusu (np. od kąta klinowatego skrzydła samolotu), że jest, "a" i "w" w każdym konkretnym przypadku są wartościami stałymi... W proponowanej metodzie wytwarzania ciągu odrzutowego, fale uderzeniowe na czole fali uderzeniowej, zwłaszcza w początkowym okresie jej przebywania w komorze wirowej, kiedy na ścianie czołowej powstaje impuls siły reaktywnej, są zmiennymi uderzeniami skośnymi. Oznacza to, że przód fali uderzeniowej i przepływ gazu w momencie wytworzenia impulsu ciągu odrzutowego stale zmieniają swoje kąty „a” i „w” zarówno względem cylindrycznej, jak i przedniej ścianki komory wirowej. Ponadto obraz komplikuje obecność potężnych sił nacisku odśrodkowego, które początkowo działają zarówno na cylindryczną, jak i przednią ściankę. W związku z tym metoda obliczeniowa określona w ekspertyzie nie nadaje się do obliczania sił impulsowego ciągu strumieniowego w proponowanej metodzie. Możliwe, że metoda obliczania fal uderzeniowych, podana w zastosowanej dynamice gazu GN Abramowicza, posłuży jako punkt wyjścia do stworzenia teorii obliczania sił impulsowych w proponowanej metodzie, ale zgodnie z rozporządzeniem o wynalazkach nie jest jeszcze obowiązkiem wnioskodawcy opracowywanie takich teorii, podobnie jak odpowiedzialność wnioskodawcy i budowa działającego silnika. 3. Twierdząc o porównawczej nieskuteczności proponowanej metody uzyskiwania ciągu odrzutowego, badanie pomija wyniki uzyskane przez wnioskodawcę w jego wstępnych eksperymentach, podczas gdy wyniki te zostały uzyskane z tak nieefektywnym paliwem jak komercyjny proch strzelniczy (patrz piąta karta wniosku) . Mówiąc o dużych stratach na tarcie i na obracanie płynu roboczego, badanie traci z pola widzenia fakt, że główna składowa impulsowego ciągu strugowego w proponowanej metodzie powstaje niemal natychmiast w momencie wpadnięcia fali uderzeniowej do komory wirowej, ponieważ styczny otwór wlotowy znajduje się w pobliżu jego przedniej ścianki (patrz we wniosku, rys. 2), czyli w tym momencie czas przemieszczania się i droga fal uderzeniowych są stosunkowo małe. W konsekwencji straty tarcia w proponowanej metodzie nie mogą być duże. Mówiąc o stratach na obrót, w ekspertyzie traci się z pola widzenia fakt, że to właśnie podczas obrotu fali uderzeniowej, zarówno względem ściany cylindrycznej, jak i względem ściany przedniej w kierunku osi komory wirowej, Pojawiają się siły odśrodkowe, które sumując się z ciśnieniem w falach uderzeniowych, tworzą łaknienie w proponowanej metodzie. 4. Należy również zauważyć, że ani we wzorze wniosku, ani w jego opisie wnioskodawca nie ogranicza odbioru impulsowego ciągu strumieniowego jedynie kosztem paliw stałych. Skarżący używał paliwa stałego (prochu strzelniczego) tylko we wstępnych eksperymentach. W związku z powyższym wnioskodawca zwraca się do VNIIGPE o ponowne rozważenie swojej decyzji i przesłanie do odpowiedniej organizacji materiałów aplikacyjnych do zawarcia z propozycją przeprowadzenia eksperymentów weryfikacyjnych i dopiero po tym podjęciu decyzji o akceptacji lub odrzuceniu proponowanej metody uzyskania pulsacyjnego strumienia pchnięcie. UWAGA! Autor za opłatą prześle wszystkim drogą mailową zdjęcia z opisanych powyżej testów eksperymentalnego układu impulsowego silnika odrzutowego. Zamówienie należy złożyć na adres: e-mail: [e-mail chroniony] Nie zapomnij podać swojego adresu e-mail. Zdjęcia zostaną wysłane na Twój adres e-mail, gdy tylko wyślesz 100 rubli do Nikołaja Iwanowicza Matwiejewa przekazem pocztowym do oddziału Sbierbank Rosji N 1576 w Rybińsku, Sbierbank Rosji JSC N 1576/090, na konto osobiste N 42306810477191417033/34. MATWIEEW, 19.11.80

Wynalazek dotyczy dziedziny budowy silników i może być stosowany do tworzenia ciągu w samolotach. Pulsujący silnik detonacyjny zawiera obudowę, środki do doprowadzania paliwa i utleniacza do reaktora, dyszę pierścieniową i rezonator gazodynamiczny, a rezonator w postaci rury o mniejszej średnicy jest umieszczony w rurze reaktora tak, że wylot pierścienia Dysza Hartmanna skierowana jest do wewnętrznej wnęki rezonatora, wklęsłe dno rezonatora składa się z dwóch części oddzielonych buforem, część wewnętrzna wykonana jest z materiału wytrzymującego duże impulsowe obciążenia mechaniczne, a część zewnętrzna wykonana jest bloku elementów piezoelektrycznych połączonych równolegle elektrycznie, który wraz z obwodem rezonansowym jest generatorem piezoelektrycznym. Wynalazek poprawia sprawność przetwarzania energii chemicznej paliwa na energię mechaniczną i elektryczną silnika, upraszcza konstrukcję, poprawia wagę i wielkość oraz parametry eksploatacyjne, a także zwiększa specyficzne właściwości trakcyjne silnika z pulsującą detonacją. 4 pkt. mucha, 3 dwg

Rysunki do patentu RF 2435059

Wynalazek dotyczy dziedziny budowy silników i może być stosowany do tworzenia ciągu w samolotach.

Stworzenie silnika detonacyjnego to nowy kierunek rozwoju budowy silników lotniczych. W porównaniu z istniejącymi samolotowymi silnikami turbinowymi, silniki z pulsującą detonacją zapewnią znaczną poprawę wskaźników trakcyjnych, ekonomicznych i masowo-wymiarowych, uproszczą konstrukcję i obniżą ich koszt (Biuletyn Floty Powietrznej, lipiec-sierpień 2003, s. 72-76). ). Udowodniono teoretycznie i eksperymentalnie, że takie silniki mogą zapewnić wzrost sprawności cieplnej od 1,3 do 1,5 raza.

Konstrukcja silników detonacyjnych pulsacyjnych realizowana jest według następujących schematów (silniki detonacyjne impulsowe / pod redakcją S.M. Frolov, Moskwa: TORUS PRESS, 2006):

Klasyczna „Zbrojownia”;

Schemat silnika strumieniowego;

Schemat spalania mieszanki za pomocą stacjonarnej wirującej fali detonacyjnej.

Ponadto aktywnie rozwija się schemat „odwrócony” (Zh.Dvigatel, 2003, nr 1 (25), s. 14-17; Zh. Polet, 2006, nr 11, s. 7-15, 2007, nr 5, s. 22-30, 2008, nr 12, s. 18-26).

Pulsujący silnik detonacyjny, zbudowany zgodnie ze schematem „broni” (patent USA nr 6484492), jest prostą rurą o określonej długości, która jest otwarta z tyłu i ma urządzenie zaworowe z przodu. Gdy silnik pracuje, mieszanka paliwowo-powietrzna jest podawana do rury przez zawór, który następnie się zamyka.

Detonacja mieszanki paliwowo-powietrznej jest inicjowana przez zapłonnik umieszczony w rurze, a fale uderzeniowe powstałe w wyniku detonacji rozchodzą się w dół rurki, zwiększając temperaturę i ciśnienie powstających produktów spalania. Produkty te są wypychane z otwartego tylnego końca, tworząc do przodu impuls siły reaktywnej. Po wyjściu fali uderzeniowej powstaje fala rozrzedzenia, która zapewnia doprowadzenie nowej porcji mieszanki paliwowo-powietrznej do przewodu przez zawór i cykl się powtarza.

Sposób kontrolowania detonacji w takim silniku opisano w patencie USA nr 6751943. Fala uderzeniowa wytworzona podczas zapłonu i front spalania detonacyjnego będą miały tendencję do rozprzestrzeniania się w obu kierunkach wzdłużnych. Zapłon jest inicjowany na przednim końcu rury, aby fale rozchodziły się z prądem w kierunku otwartego końca wylotu. Zawór jest potrzebny, aby zapobiec ucieczce fali uderzeniowej z przodu wyrzutni, a co ważniejsze, aby zapobiec przedostawaniu się czoła detonacji do układu dolotowego. Pulsujący cykl detonacji wymaga, aby zawór działał na bardzo wysokim poziomie wysokie temperatury ah i ciśnienia, a ponadto musi działać przy bardzo wysokich częstotliwościach, aby uzyskać wygładzoną siłę ciągu. Warunki te znacznie obniżają niezawodność mechanicznych systemów zaworów z powodu dużego zmęczenia cykli.

W przypadku pulsacyjnego silnika detonacyjnego, zbudowanego zgodnie ze schematem „broni”, w patencie Federacji Rosyjskiej nr 2287713 zaproponowano opcje sterowania zaworem „elektrycznym”.

Taki silnik zawiera rurkę mającą otwarty przedni koniec i otwarty tylny koniec; wlot paliwowo-powietrzny utworzony w rurze na przednim końcu; zapłonnik umieszczony w rurze między przednim i tylnym końcem oraz magnetohydrodynamiczny układ kontroli przepływu umieszczony między zapłonnikiem a wlotem paliwa/powietrza. Zaproponowano trzy warianty magnetohydrodynamicznej regulacji przepływu.

Pierwsza wersja magnetohydrodynamicznego układu sterowania przepływem zawiera uzwojenie wzbudzenia pola elektrycznego nawinięte wokół rury w miejscu znajdującym się pomiędzy zapalnikiem a wlotem paliwowo-powietrznym oraz parę magnesów trwałych umieszczonych po przeciwnych stronach rury w celu wytworzenia magnesu pole w nim, prostopadle do osi podłużnej rury. Detonacja mieszanki paliwowo-powietrznej w rurze spowoduje przepływ elektrycznie przewodzących zjonizowanych produktów spalania przez pole magnetyczne, w wyniku czego w uzwojeniu wzbudzenia powstaje prąd elektryczny, tworząc pole elektryczne.

Oddziaływanie pól magnetycznych i elektrycznych prowadzi do powstania siły Lorentza skierowanej przeciwko ruchowi fali uderzeniowej i detonacyjnej. Podczas jego trwania, bezpośredni front spalania ulegnie rozproszeniu i nie przejdzie przez otwarty przedni koniec rury. Dodatkowo uzwojenie wzbudzenia pola elektrycznego jest podłączone do układu sterowania trybem mocy, który zapewnia dostarczanie impulsów prądowych do zapalnika w odpowiednich momentach.

Druga wersja magnetohydrodynamicznego układu regulacji przepływu zawiera uzwojenie pola magnetycznego nawinięte wokół rury w miejscu znajdującym się pomiędzy zapalnikiem a wlotem paliwowo-powietrznym. Źródło energii połączone jest z uzwojeniem poprzez urządzenie sterujące, które zapewnia przepływ przez nie prądu elektrycznego i tym samym wytworzenie pola magnetycznego. W obszarze uzwojenia zjonizowana mieszanka paliwowo-powietrzna znajdująca się na wlocie rury jest dzielona pod wpływem pola magnetycznego na strefę wzbogaconą paliwem, otoczoną strefą zubożonego powietrza. Podczas detonacji bezpośrednia fala ciśnienia i bezpośredni front spalania, propagując w kierunku wlotu rury, zderzają się z wydzielonymi strefami paliwa i powietrza. W rezultacie proces spalania przedniej strefy detonacji zostaje zakłócony, powodując rozproszenie przedniego frontu spalania. Gdy tylko bezpośredni front płomienia zaniknie, zasilanie uzwojenia zostaje przerwane.

Trzecia wersja magnetohydrodynamicznego systemu kontroli przepływu łączy wersję pierwszą i drugą, zapewniając ekstrakcję energii i separację mieszanki paliwowo-powietrznej. Zawiera uzwojenie wzbudzenia pola magnetycznego i uzwojenia wzbudzenia pola elektrycznego umieszczone jeden za drugim, nawinięte na zewnątrz rury w obszarze między zapalnikiem a wlotem paliwowo-powietrznym, parę magnesów trwałych umieszczonych po przeciwnych stronach rury w pobliżu układu elektrycznego uzwojenie wzbudzenia pola, aby wytworzyć w nim pole magnetyczne prostopadłe do podłużnej osi rury.

Proponowane opcje magnetohydrodynamicznej regulacji przepływu zastępują zawór mechaniczny zaworem „elektrycznym”, zapobiegając w ten sposób przedostawaniu się frontu spalania detonacyjnego do układu dolotowego paliwo-powietrze. Jednak w tym przypadku silnik detonacyjny staje się znacznie bardziej skomplikowany, wzrasta jego charakterystyka wagowa i rozmiarowa.

Znany sposób i urządzenie do uzyskiwania trakcji (patent RF 2215890). Oparty na silniku Ta metoda składa się z zespołu zasilania paliwem i utleniaczem, obudowy umieszczonej w obudowie z utworzeniem pierścieniowego kanału komory spalania, stref rezonansowej aktywacji paliwa i utleniacza, w których umieszczone są środki aktywujące w postaci iskierników połączonych z wyjściami jednostki sterującej. Wyjście zasilacza jest połączone z wejściem centrali. Na wylocie komory spalania znajduje się odbłyśnik oraz połączony optycznie centralnie umieszczony profilowy ekran wykonany z wklęsłą powierzchnią do skupiania odbitej fali detonacyjnej. Odbłyśnik i ekran są wykonane z materiału o wysokiej przenikalności magnetycznej, mogą poruszać się względem siebie i mają za zadanie odprowadzać energię elektryczną z ich powierzchni podczas oddziaływania uderzeniowego przepływającego wzdłuż nich zjonizowanego gazu.

Jednak przepływ zjonizowanego gazu, zderzając się z ekranem, traci część ładunków na skutek ich przyciągania i rozchodzenia się po powierzchni odbłyśnika w kształcie stożka. W rezultacie zmniejsza się stopień jonizacji i prędkość odbitego strumienia gazu.

Podwójne odbicie fali detonacyjnej w przeciwnych kierunkach od ekranu i odbłyśnika tworzy ciąg równy różnicy sił oddziaływań mechanicznych, które w zależności od ich stosunku będą prowadzić albo do bardzo małej wartości ciągu, albo do zerowego ciągu, lub nawet zmienić kierunek ciągu. Dlatego takie urządzenie nie może być używane jako silnik.

W pierścieniowej komorze spalania powstała fala detonacyjna rozchodzi się w obu kierunkach wzdłużnych. Jednak konstrukcja silnika nie posiada urządzeń uniemożliwiających przejście frontu spalania detonacyjnego do stref aktywacji utleniacza i paliwa, co może powodować detonację w tych strefach.

Ponadto w takim urządzeniu na ekranie i odbłyśniku powstają impulsy elektryczne, które są usuwane z ich powierzchni pod wpływem strumienia zjonizowanego gazu. Aby zapewnić wysokie wartości jonizacji przepływu, należy zastosować dodatkowe środki, np. wprowadzenie do paliwa lekko zjonizowanych dodatków. Takie urządzenie jest mniej wydajne niż konwerter oparty na zamianie efektów wstrząsów na impulsy elektryczne za pomocą ferroelektryków.

Znana jest komora silnika spalinowego z detonacją pulsującą, skonstruowana według schematu odwróconego (patent nr 2084675), zawierająca umieszczoną w obudowie dyszę naddźwiękową i współosiowo z nią rezonator Hartmanna w postaci rury, zamkniętej z jednej strony i otwartej przy Drugi koniec. Są one ułożone w taki sposób, że pomiędzy wewnętrzną powierzchnią obudowy a zewnętrzną powierzchnią dyszy tworzy się wnęka będąca komorą mieszania, której wylot stanowi odcinek krytyczny z dalszym przejściem w naddźwiękowe rozprężanie zewnętrzne dysza ze ściętym korpusem centralnym.

Taka komora silnika pulsacyjnego nie posiada wstępnego przygotowania paliwa do spalania detonacyjnego, dlatego jej sprawność jest niska.

Pulsacyjny silnik detonacyjny zbudowany według schematu odwróconego (patent ZSRR nr 1672933 z dnia 22.04.1991, patent RF nr 2034996 z dnia 05.10.1995, Chemical Physics, 2001, tom 20, nr 6, s. 90-98), składa się z reaktora i rezonatora połączonych ze sobą pierścieniową dyszą. Do reaktora dostarczane jest sprężone powietrze i paliwo, a wstępne przygotowanie paliwa do spalania detonacyjnego odbywa się w nim poprzez rozkład składników mieszanki paliwowo-powietrznej na składniki aktywne chemicznie, dla których paliwo ulega pirolizie w reaktorze aż do uzyskania mieszaniny roboczej.

Przygotowana mieszanina jest podawana do rezonatora przez pierścieniową dyszę w postaci promieniowych naddźwiękowych strumieni, w wyniku czego na podstawie znanego efektu Hartmanna-Sprengera powstają fale uderzeniowe, które poruszając się w kierunku dna ściskają i podgrzej palną mieszaninę. Odbijając się od dolnej powierzchni rezonatora, która ma kształt wklęsły, fale uderzeniowe skupiają się w wąskim obszarze, gdzie następuje dalszy wzrost temperatury i ciśnienia, w oparciu o dobrze znany efekt Hartmanna-Sprengera, który przyczynia się do detonacji mieszanki palnej. Powstała fala detonacyjna przemieszcza się przez mieszankę paliwowo-powietrzną z prędkością ponaddźwiękową w obu kierunkach wzdłużnych, przy czym następuje niemal natychmiastowe (wybuchowe) spalanie paliwa, któremu towarzyszy znaczny wzrost temperatury i ciśnienia produktów spalania. Fala detonacyjna, spotykając się z naddźwiękowym przepływem mieszaniny roboczej, tworzy „uszczelnienie gazowe”, które blokuje drogę naddźwiękowego przepływu mieszaniny roboczej do rezonatora. Po odbiciu od dolnej ścianki fala detonacyjna zamienia się w odbitą falę uderzeniową, która porusza się wzdłuż spalonej mieszanki w kierunku wyjścia i niesie produkty spalania, wyrzucając je do atmosfery z prędkością ponaddźwiękową. Uderzenie fali detonacyjnej na wewnętrzną dolną powierzchnię rezonatora tworzy ciąg. Po odbitej fali uderzeniowej następuje fala rozrzedzenia, która przechodząc przez dyszę pierścieniową i mając z tyłu ciśnienie mniejsze od atmosferycznego, zapewnia otwarcie „zamka gazowego” i zassanie nowej porcji mieszaniny roboczej. Następnie proces się powtarza.

Wady takiego pulsującego silnika detonacyjnego to:

Spadek wydajności silnik ze względu na zużycie części paliwa podczas pirolizy paliwa w reaktorze rozkładu mieszanki paliwowo-powietrznej na składniki aktywne chemicznie;

Gazodynamiczny zawór Hartmanna nie wyklucza całkowicie przenikania frontu spalania detonacyjnego przez dyszę pierścieniową do reaktora;

Nie przeprowadza się transformacji energii kinetycznej odbitych fal uderzeniowych i detonacyjnych z dolnej powierzchni rezonatora na energię impulsu elektrycznego.

Ze względu na największą liczbę podobnych cech to rozwiązanie techniczne zostało wybrane jako prototyp.

Celem stworzenia proponowanego silnika detonacyjnego pulsującego jest uproszczenie konstrukcji, poprawa masy i gabarytów oraz parametrów eksploatacyjnych, a także zwiększenie specyficznych charakterystyk trakcyjnych.

Proponowany silnik detonacji pulsacyjnej obejmuje dwie główne jednostki: reaktor i rezonator.

W celu zwiększenia efektywności spalania w reaktorze wstępnie przygotowywana jest mieszanina utleniacza i paliwa. W rezonatorze, w wyniku przecięcia się strug mieszaniny opuszczającej pierścieniową dyszę z prędkością ponaddźwiękową, samoczynnie zachodzi proces spalania i powstają fale uderzeniowe i detonacyjne.

Spalanie jako elementarna reakcja chemiczna może zachodzić tylko w objętości, w której dochodzi do zderzenia cząsteczek paliwa i utleniacza.

Przygotowanie takiej objętości polega na utworzeniu powierzchni kontaktu utleniacza i przepływów paliwa. Pole powierzchni styku można zwiększyć poprzez generowanie przepływów wirowych w przepływach paliwa i utleniacza. W zaburzonym przepływie turbulentnym obszary powierzchni styku dwóch mediów z czasem rosną wykładniczo. Zwiększenie pola powierzchni styku przyczynia się do intensyfikacji procesu mieszania paliwa i utleniacza.

Głównym ogniwem we wstępnym przygotowaniu mieszaniny utleniacza i paliwa jest aktywacja cząsteczek mieszaniny poprzez modernizację ich struktury elektronowo-jądrowej. Całkowita energia wiązania w aktywowanej cząsteczce jest znacznie mniejsza niż w tej samej cząsteczce w stanie podstawowym. W aktywowanej cząsteczce odległości międzyjądrowe są zwiększone, tak że następnie, gdy zachodzi reakcja spalania chemicznego, całkowicie się od siebie oddalają i stają się częściami nowych końcowych cząsteczek. Aktywacja to zmniejszenie bariery energetycznej cząsteczek mieszaniny spowodowane działaniem promieniowania elektromagnetycznego na jej cząsteczki lub innego rodzaju wpływami.

Zatem, aby zapewnić wstępne przygotowanie mieszaniny w reaktorze w celu zwiększenia efektywności spalania w rezonatorze, konieczne jest:

Stwórz wirowe mieszanie utleniacza i paliwa;

Aby aktywować cząsteczki mieszaniny, wystawiając je na działanie promieniowania elektromagnetycznego lub strumienia różnych cząstek elementarnych.

Mieszanie wirowe można przeprowadzić przez styczne wprowadzenie paliwa do objętości reaktora i wzdłużne wprowadzenie utleniacza, w którym ich strumienie przecinają się wzajemnie. Cząsteczki mieszaniny mogą być aktywowane przez ekspozycję na promieniowanie elektromagnetyczne.

W proponowanym zastosowaniu techniczna realizacja wstępnego przygotowania mieszaniny utleniacza i paliwa realizowana jest poprzez zainstalowanie w reaktorze rur wlotowych paliwa skierowanych stycznie wzdłuż wewnętrznej wnęki reaktora oraz skierowanej wzdłużnie rury utleniającej. Po doprowadzeniu do nich utleniacza i paliwa w reaktorze powstaje wir przepływu, który zapewnia intensywne mieszanie kołowe. Aby aktywować mieszaninę w reaktorze, wykorzystuje się efekt elektromagnetyczny na cząsteczki utleniacza i paliwa poprzez przyłożenie impulsów prądowych do elektrod. W obecności pola magnetycznego w rejonie elektrod dodatkowo występują wtórne przepływy wirowe przepływu mieszaniny, generowane przez oddziaływanie prądu wyładowania elektrycznego z polem magnetycznym (Klement'ev IB i in. „Interakcja wyładowanie elektryczne z medium gazowym w zewnętrznym polu magnetycznym i wpływ tego oddziaływania na strukturę przepływu i mieszanie”, „Termofizyka wysokich temperatur, 2010, nr 1”.

Ponieważ czas życia stanów aktywowanych cząsteczek jest krótki, aktywacja następuje bezpośrednio przed wprowadzeniem mieszaniny do rezonatora, dlatego w krytycznej części dyszy pierścieniowej umieszcza się magnes trwały i elektrody. Aktywacja odbywa się w czasie trwania impulsów prądowych przyłożonych do elektrod. Wymagana moc takich impulsów jest niewielka, ponieważ utleniacz i paliwo są już wymieszane, a niewielka objętość mieszaniny znajdującej się w przestrzeni gardzieli dyszy ulega aktywacji. W tym przypadku moc impulsów również powinna być niska, aby proces zapłonu mieszanki nie zachodził podczas aktywacji.

Środkiem do impulsowej aktywacji mieszaniny utleniacza i paliwa są elektrody umieszczone w reaktorze na wyjściach pierścieniowej dyszy Hartmanna, które są połączone z wyjściem elektrycznym generatora piezoelektrycznego.

Rezonator wykonany jest z materiału niemagnetycznego w postaci rury o mniejszej średnicy i jest umieszczony w rurze reaktora tak, aby wylot pierścieniowej dyszy Hartmanna był skierowany do wewnętrznej wnęki rezonatora.

Wklęsłe dno rezonatora składa się z dwóch części oddzielonych buforem, część wewnętrzna wykonana jest z materiału wytrzymującego duże impulsowe obciążenia mechaniczne, a część zewnętrzna z bloku elementów piezoelektrycznych połączonych równolegle, który wraz z obwodem rezonansowym jest generatorem piezoelektrycznym.

Mechaniczne efekty wstrząsowe detonacji i fal uderzeniowych są przekształcane w impulsową energię elektryczną w wyniku depolaryzacji uderzeniowej ferroelektryka. Generator piezoelektryczny składa się z bloku elementów piezoelektrycznych połączonych równolegle oraz obwodu rezonansowego.

W rezonatorze oddziaływanie naddźwiękowych strumieni aktywowanej mieszaniny wychodzącej z pierścieniowej dyszy inicjuje reakcję chemiczną zapłonu mieszaniny i falę uderzeniową, która po odbiciu od wklęsłego dna rezonatora skupia się i tworzy wysoka temperatura i ciśnienie w punkcie skupienia, zapewnia wystąpienie spalania detonacyjnego i propagację fali detonacyjnej w obu kierunkach wzdłużnych. Po uwolnieniu produktów spalania z prędkością ponaddźwiękową do atmosfery powstaje fala rozrzedzania, która zapewnia zassanie nowej porcji mieszaniny aktywowanej, a proces się powtarza.

Pierwsza wersja pulsacyjnego silnika detonacyjnego składa się z:

Obudowy;

Środki do dostarczania paliwa i utleniacza do reaktora;

Reaktor w postaci rurki, do którego w przedniej części wchodzi mieszanka paliwowo-powietrzna, a jej tylny koniec jest wygięty do wewnątrz i tworzy pierścieniową dyszę Hartmanna;

Środki do impulsowej aktywacji mieszanki paliwowo-powietrznej znajdujące się w reaktorze na wyjściach pierścieniowej dyszy Hartmanna;

Rezonator wykonany z materiału niemagnetycznego w postaci rurki o mniejszej średnicy, umieszczonej w rurze reaktora. Przedni koniec rurki rezonatora ma wklęsłe dno, a tylny koniec jest połączony z wylotem dyszy pierścieniowej;

Na wewnętrznej powierzchni rezonatora występuje chropowatość w postaci nacięcia, na zewnętrznej powierzchni rezonatora dwa trwały magnes wytworzenie pola magnetycznego wewnątrz rezonatora skierowanego prostopadle do jego osi podłużnej;

Wklęsłe dno rezonatora składa się z dwóch części, oddzielonych buforem w celu zmniejszenia siły uderzenia. Wewnętrzna część wykonana jest z materiału, który może wytrzymać wysokie impulsowe obciążenia mechaniczne, a zewnętrzna część z bloku połączonych równolegle elementów piezoelektrycznych, które przekształcają energię kinetyczną fali uderzeniowej w energię elektryczną;

Wyjście elektryczne generatora piezoelektrycznego jest połączone z wejściami środków do aktywacji impulsowej mieszanki paliwowo-powietrznej.

Druga wersja urządzenia różni się od pierwszej tym, że:

Punkt przecięcia strug zjonizowanej mieszanki paliwowo-powietrznej wypływającej z dyszy Hartmanna pokrywa się z punktem skupienia odbitej fali uderzeniowej. Ta kombinacja poprawia warunki wystąpienia fali detonacyjnej;

Wylot rezonatora wykonany jest w postaci rozprężającej się dyszy strumieniowej zapewniającej dodatkowe gazowo-dynamiczne przyspieszenie płynu roboczego (przepływ zjonizowanego gazu);

Na zewnętrznej powierzchni dyszy strumieniowej znajdują się dwa magnesy trwałe, które wytwarzają pole magnetyczne wewnątrz dyszy skierowane prostopadle do jej osi podłużnej;

Nie ma chropowatości w postaci nacięcia na wewnętrznej powierzchni rezonatora.

Nowe istotne cechy obu urządzeń to:

umieszczenie rezonatora w postaci rury o mniejszej średnicy w rurze reaktora tak, aby wylot dyszy pierścieniowej był skierowany do wewnętrznej wnęki rezonatora;

Montaż dwóch magnesów trwałych na zewnętrznej powierzchni rezonatora lub dyszy strumieniowej, wytwarzających pole magnetyczne wewnątrz rezonatora lub dyszy skierowane prostopadle do ich osi podłużnej;

Wykonanie wklęsłego dna rezonatora w dwóch częściach oddzielonych buforem w celu zmniejszenia obciążeń udarowych. Wewnętrzna część dna wykonana jest z materiału, który może wytrzymać działanie fal detonacyjnych o wysokim impulsie, a zewnętrzna część z bloku elementów piezoelektrycznych połączonych równolegle, tworzących generator piezoelektryczny;

Wyjście impulsowego źródła prądu jest połączone szeregowo z wejściami środków pobudzających impulsy umieszczonych w reaktorze na wyjściach pierścieniowej dyszy Hartmanna.

Wynik techniczny, który można uzyskać poprzez wdrożenie zestawu funkcji, jest następujący:

Wstępne przygotowanie mieszanki ze względu na jej mieszanie wirowe i aktywację, a także cechy konstrukcyjne rezonator i reaktor zapewniają wzrost sprawności spalania i mocy fal detonacyjnych, które zwiększają siłę ciągu i charakterystyczną charakterystykę ciągu silnika;

Energia kinetyczna fal uderzeniowych na dnie rezonatora była dotychczas wykorzystywana tylko do wytworzenia ciągu, w proponowanym urządzeniu nadal jest przetwarzana na energię elektryczną, która służy do aktywacji mieszaniny utleniacza i paliwa. To rozwiązanie techniczne prowadzi do zmniejszenia masy i gabarytów silnika oraz upraszcza jego konstrukcję.

Istotę wynalazku ilustrują rysunki, na których na rysunku 1 przedstawiono pierwszą wersję urządzenia, na rysunku 3 drugą wersję urządzenia, a na rysunku 2 schemat impulsowego źródła prądu i jego połączenie ze środkami uruchamiającymi.

Urządzenia zawierają obudowę 1, reaktor 2, wypełniony utleniaczem i paliwem za pomocą bloku 11, do którego wprowadzane są lekko zjonizowane dodatki, pulsacyjny środek do aktywacji mieszanki paliwowo-powietrznej 3, pierścieniowa dysza 4, magnesy trwałe 5, dyszę strumieniową 7 lub chropowatość w postaci gwintu 7 na wewnętrznej powierzchni rezonatora 6 w celu turbulizacji przepływu gazu. Dno rezonatora składa się z trzech części. Wewnętrzna część dna 8 wykonana jest z materiału o wysokiej wytrzymałości, część pośrednia to bufor 9, aby zmniejszyć siłę uderzenia w elementy piezoelektryczne, część zewnętrzna ma postać generatora piezoelektrycznego 10 z obwodem rezonansowym 13. Aby wzmocnić konstrukcję, reaktor i rezonator są połączone pierścieniowym stojakiem 12, przez otwory, w których przechodzą przewody łączące szeregowo wyjście generatora piezoelektrycznego 10 z elektrodami środków aktywujących.

Działanie pulsacyjnego silnika detonacyjnego rozpoczyna się od napełnienia bloku reaktora 11 utleniaczem i paliwem pod ciśnieniem utleniaczem i paliwem przez rury skierowane stycznie i wzdłużnie. Strumienie paliwa, obracając się, przecinają się ze strumieniem utleniacza, tworząc mieszanie wirowe.

Z źródło zewnętrzne wyzwalająca seria impulsów jest dostarczana do środków aktywujących paliwo 3, które zapewniają rozkład mieszanki paliwowo-powietrznej na wylocie dyszy Hartmanna na składniki aktywne chemicznie. Zjonizowana mieszanka paliwowo-powietrzna wypływa z dyszy z prędkością ponaddźwiękową w postaci promieniowych strumieni skierowanych do wewnętrznej wnęki rezonatora 6.

Kiedy zderzają się i mieszają, inicjowana jest reakcja chemiczna zapłonu paliwa i powstaje fala uderzeniowa poruszająca się w kierunku dna rezonatora 6.

Chropowatość ścianek wewnętrznych 7 rezonatora 6 zapewnia wysoką intensywność mieszania turbulentnego w warstwach ścinanych z powodu ruchów wirowych w obszarze za przeszkodami oraz z powodu wytwarzania poprzecznych fal uderzeniowych.

Gorące punkty powstają między przyspieszającą turbulentną strefą spalania a dziobową falą uderzeniową ze względu na nierównomierność przepływu na powierzchnie kontaktowe utworzone przez chropowatość 7. Detonacja jest generowana w takich lokalnych centrach egzotermicznych.

Dodatkowo dziobowa fala uderzeniowa po odbiciu od wklęsłego dna rezonatora jest skupiona i wytwarzając w tym miejscu wysoką temperaturę i ciśnienie, zapewnia wystąpienie spalania detonacyjnego i propagację fali detonacyjnej w obu kierunkach wzdłużnych. W drugiej wersji urządzenia, gdy punkt przecięcia dżetów jest zrównany z punktem skupienia odbitej fali uderzeniowej, nie ma potrzeby chropowatości wewnętrznej powierzchni rezonatora.

Silnie zjonizowany gaz przepływający za falami detonacyjnymi, przechodząc przez pole magnetyczne, powoduje powstanie sił działających na nie w kierunku ruchu. W efekcie zwiększają się prędkości przepływów poruszających się zarówno w kierunku dna rezonatora, jak iw kierunku przeciwnym do wyjścia z rezonatora.

Po odbiciu od dna fala detonacyjna staje się odbitą falą uderzeniową i wraz z przepływem zjonizowanego gazu przechodzącego przez pole magnetyczne zwiększa prędkość przepływu gazu w kierunku wyjścia z rezonatora. Wylot rezonatora 6 wykonany jest w postaci rozprężającej się dyszy strumieniowej, która zapewnia dalszy wzrost prędkości wypływających gazów.

Podczas mechanicznego oddziaływania fali detonacyjnej na dno rezonatora depolaryzują się elementy ferroelektryczne, wykonane w postaci bloku kilku identycznych płytek, połączonych elektrycznie równolegle i usytuowanych względem siebie, jak pokazano na rys. 2. Taki generator piezoelektryczny wytwarza impulsy prądowe, których amplituda wzrasta, gdy obwód 13 jest dostrojony do rezonansu. Impulsy o powtarzalności procesów detonacyjnych podawane są na wejście urządzeń aktywujących paliwo, zapewniając rozkład mieszanki paliwowo-powietrznej na składniki aktywne chemicznie.

Po uwolnieniu produktów spalania z prędkością ponaddźwiękową do atmosfery powstaje fala rozrzedzenia. Obniżone ciśnienie we wnęce rezonatora zapewnia zassanie nowej porcji aktywowanej mieszaniny i proces się powtarza.

Wdrożenie zastrzeganego rozwiązania technicznego nie budzi wątpliwości, gdyż do jej wytwarzania zostaną wykorzystane znane technologie organizacji procesów detonacyjnych i przetwarzania energii fali detonacyjnej na energię elektryczną (Zjawiska elektryczne w falach uderzeniowych / pod red. VA Borisenko i in. - Sarow: RFNC- VNIIEF, 2005).

Wykazano, że wybuchowe generatory piezoelektryczne mają: optymalna wydajność jako generatory impulsów prądowych, których moc sięga kilku megawatów, energia ta wynosi kilkadziesiąt dżuli, zatem zapewnią skuteczne działanie środków aktywacji impulsów.

PRAWO

1. Pulsacyjny silnik detonacyjny zawierający obudowę, środki do dostarczania paliwa i utleniacza do reaktora, dyszę pierścieniową oraz rezonator gazowo-dynamiczny, charakteryzujący się tym, że rezonator w postaci rury o mniejszej średnicy jest umieszczony w rura reaktora tak, aby wylot pierścieniowej dyszy Hartmanna był skierowany do wewnętrznej wnęki rezonatora, a wklęsłe dno rezonatora wykonane jest z dwóch części oddzielonych buforem, część wewnętrzna wykonana jest z materiału odpornego na duże impulsy mechaniczne obciążenia, a część zewnętrzną stanowi blok elementów piezoelektrycznych połączonych równolegle elektrycznie, który wraz z obwodem rezonansowym stanowi generator piezoelektryczny.

2. Pulsacyjny silnik detonacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że na zewnętrznej powierzchni rezonatora lub dyszy strumieniowej są zainstalowane dwa magnesy trwałe, które wytwarzają pole magnetyczne wewnątrz rezonatora skierowane prostopadle do ich osi podłużnej.

3. Silnik z detonacją pulsacyjną według zastrz. 1, znamienny tym, że wyjście generatora piezoelektrycznego jest połączone z wejściami środków aktywacji impulsów.

4. Silnik z detonacją pulsacyjną według zastrz. 1, znamienny tym, że rezonator jest konstrukcyjnie wykonany tak, że punkt przecięcia strug mieszanki paliwowo-powietrznej wypływającej z pierścieniowej dyszy i punkt skupienia odbitej fali uderzeniowej są wyrównane.

5. Pulsujący silnik detonacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że środki aktywujące impulsy są umieszczone na wyjściach pierścieniowej dyszy Hartmanna.

Rozdział piąty

Pulsujący silnik odrzutowy

Na pierwszy rzut oka możliwość znacznego uproszczenia silnika przy przejściu do wysokich prędkości lotu wydaje się dziwna, a może nawet niesamowita. Cała historia lotnictwa wciąż mówi o czymś przeciwnym: walka o zwiększenie prędkości lotu doprowadziła do komplikacji silnika. Tak było w przypadku silników tłokowych: potężne silniki szybkich samolotów w czasie II wojny światowej są znacznie bardziej skomplikowane niż te, które były instalowane w samolotach w pierwszym okresie rozwoju lotnictwa. To samo dzieje się teraz z silnikami turboodrzutowymi: wystarczy przypomnieć złożony problem wzrostu temperatury gazów przed turbiną.

I nagle pojawia się tak fundamentalne uproszczenie silnika, jak całkowita eliminacja turbiny gazowej. Czy to możliwe? Jak wprawić w obroty sprężarkę silnika, która jest niezbędna do sprężania powietrza - w końcu silnik turboodrzutowy nie może pracować bez takiego sprężania?

Ale czy kompresor jest naprawdę potrzebny? Czy można obejść się bez kompresora i zapewnić niezbędną kompresję powietrza?

Okazuje się, że taka możliwość istnieje. Mało tego: można to osiągnąć na więcej niż jeden sposób. Silniki odrzutowe, w którym zastosowano jedną z takich metod bezsprężarkowych. sprężanie powietrza znalazło nawet praktyczne zastosowanie w lotnictwie. To było w czasie II wojny światowej.

W czerwcu 1944 roku mieszkańcy Londynu po raz pierwszy zapoznali się z nową bronią Niemców. Z przeciwnej strony cieśniny, z wybrzeży Francji, do Londynu pędziły małe samoloty o dziwnym kształcie z głośno grzechoczącym silnikiem (ryc. 39). Każdy taki samolot był latającą bombą – zawierał około tony materiałów wybuchowych. Na tych „samolotach-robotach” nie było pilotów; były kontrolowane przez automatyczne urządzenia, a także automatycznie, ślepo nurkowały w Londynie, siejąc śmierć i zniszczenie. To były pociski odrzutowe.

Silniki odrzutowe samolotu pociskowego nie miały sprężarki, ale mimo to rozwijały ciąg niezbędny do lotu z dużą prędkością. Jak działają te tak zwane pulsujące silniki odrzutowe?

Należy zauważyć, że już w 1906 roku rosyjski inżynier-wynalazca V.V. Karavodin zaproponował, a w 1908 roku zbudował i przetestował pulsujący silnik podobny do nowoczesne silniki tego typu.

Ryż. 39. Pocisk odrzutowy. Ponad 8000 tych „samolotów-robotów” zostało wystrzelonych przez nazistów podczas II wojny światowej, aby zbombardować Londyn

Aby zapoznać się z budową silnika pulsacyjnego, wejdziemy na teren stanowiska badawczego zakładu produkującego takie silniki. Nawiasem mówiąc, jeden z silników został już zainstalowany na maszynie wytrzymałościowej, a wkrótce rozpoczną się jego testy.

Z zewnątrz ten silnik jest prosty – składa się z dwóch cienkościennych rurek, z przodu – krótszej, o większej średnicy, z tyłu – długiej, o mniejszej średnicy. Obie rury są połączone stożkowym elementem przejściowym. Zarówno przednie, jak i tylne otwory końcowe silnika są otwarte. Jest to zrozumiałe – powietrze jest zasysane do silnika przez przedni otwór, a gorące gazy ulatniają się do atmosfery tylnym. Ale w jaki sposób w silniku powstaje zwiększone ciśnienie wymagane do jego działania?

Zajrzyjmy do silnika przez jego wlot (rys. 40). Okazuje się, że w środku, tuż za wlotem, znajduje się kratka blokująca silnik. Jeśli zajrzymy do wnętrza silnika przez wylot, zobaczymy w oddali tę samą kratkę. Okazuje się, że w silniku nie ma nic więcej. Dlatego ta kratka zastępuje zarówno sprężarkę jak i turbinę silnika turboodrzutowego? Czym jest ta „wszechmocna” siatka?

Ale sygnalizuje nas przez okno kabiny obserwacyjnej – musimy opuścić skrzynkę (tak zwykle nazywa się pomieszczenie, w którym znajduje się placówka testowa), teraz rozpoczną się testy. Zajmiemy miejsce przy panelu kontrolnym obok inżyniera przeprowadzającego testy. Oto inżynier naciska spust. Paliwo zaczyna płynąć do komory spalania silnika przez wtryskiwacze - benzyna, która natychmiast zostaje zapalona przez iskrę elektryczną, a z wylotu silnika wydostaje się kula gorących gazów. Kolejna plątanina, jeszcze jedna - i teraz pojedyncze trzaski zamieniły się w ogłuszające grzechotanie, słyszalne nawet w kokpicie, pomimo dobrej izolacji akustycznej.

Wróćmy do boksu. Ostry huk uderza w nas, gdy tylko otwieramy drzwi. Silnik mocno wibruje i wydaje się, że zaraz zerwie maszynę pod wpływem wytwarzanego ciągu. Strumień rozżarzonych gazów wydostaje się z wylotu i wpada do lejka urządzenia ssącego. Silnik szybko się rozgrzał. Uważaj, nie kładź ręki na jego ciele – spalisz go!

Strzałka na dużej tarczy urządzenia do pomiaru ciągu - dynamometru, zainstalowanego w pomieszczeniu tak, aby jego odczyty można było odczytać przez okna kabiny obserwacyjnej, oscyluje wokół liczby 250. Oznacza to, że silnik rozwija ciąg równy do 250 kg. Ale wciąż nie rozumiemy, jak działa silnik i dlaczego rozwija przyczepność. W silniku nie ma kompresora, a gazy ulatniają się z niego z dużą prędkością, tworząc ciąg; oznacza to wzrost ciśnienia wewnątrz silnika. Ale jak? Jak sprężone jest powietrze?

Ryż. 40. Pulsujący silnik odrzutowy:

a- schemat; b- schemat montażu deflektorów 1 i kraty wejściowe 2 (na rysunku po prawej kratka wejściowa jest usunięta); в - przednia część silnika; g- urządzenie kratowe

Tym razem nie pomógł nam nawet zielony ocean powietrzny, za pomocą którego obserwowaliśmy pracę śmigła i silnika turboodrzutowego. Gdybyśmy umieścili w takim oceanie działający pulsujący silnik o przezroczystych ścianach, wówczas taki obraz pojawiłby się przed nami. Przed wylotem z silnika wsysane przez niego powietrze pędzi - znajomy nam lejek pojawia się przed tym otworem, który swoim wąskim i ciemniejszym końcem jest skierowany w stronę silnika. Z wylotu wypływa strumień o ciemnozielonym kolorze, co wskazuje, że prędkość gazów w strumieniu jest wysoka. Wewnątrz silnika kolor powietrza stopniowo ciemnieje w kierunku wylotu, co oznacza, że ​​prędkość ruchu powietrza wzrasta. Ale dlaczego tak się dzieje, jaką rolę odgrywa kratka wewnątrz silnika? Nadal nie możemy odpowiedzieć na to pytanie.

Kolejny ocean powietrzny, czerwony, do którego uciekaliśmy się, badając działanie silnika turboodrzutowego, też by nam nie pomógł. Bylibyśmy tylko przekonani, że zaraz za kratą kolor powietrza w silniku zmienia się na ciemnoczerwony, co oznacza, że ​​w tym miejscu gwałtownie wzrasta jego temperatura. Łatwo to wytłumaczyć, ponieważ spalanie paliwa ewidentnie ma tutaj miejsce. Strumień strumieniowy wydobywający się z silnika ma również ciemnoczerwony kolor - są to gazy żarowe. Ale dlaczego te gazy wypływają z silnika z tak dużą prędkością, nigdy się nie dowiedzieliśmy.

Może zagadkę da się wyjaśnić, jeśli użyjemy takiego sztucznego oceanu powietrza, który pokazałby nam, jak zmienia się ciśnienie powietrza? Niech będzie to na przykład błękitny ocean powietrzny i taki, że jego kolor stanie się ciemniejszy, tym większe będzie ciśnienie powietrza. Spróbujmy z pomocą tego oceanu dowiedzieć się, gdzie i w jaki sposób wewnątrz silnika powstaje to zwiększone ciśnienie, które wymusza z niego wypływanie gazów z tak dużą prędkością. Niestety, ten błękitny ocean niewiele nam przyniesie. Umieszczając silnik w takim powietrznym oceanie, zobaczymy, że za kratą powietrze natychmiast staje się gęste na niebiesko, co oznacza, że ​​jest sprężone, a jego ciśnienie gwałtownie rośnie. Ale jak to się dzieje? Nie uzyskamy odpowiedzi na to pytanie. Następnie w długiej rurze wylotowej powietrze znów blednie, a więc rozszerza się w niej; z powodu tej ekspansji szybkość wypływu gazu z silnika jest tak duża.

Jaki jest sekret „tajemniczego” sprężania powietrza w pulsującym silniku?

Ta tajemnica, jak się okazuje, może zostać rozwikłana, jeśli zastosujemy filmowanie „Time Lupa” do badania zjawisk zachodzących w silniku. Jeśli przezroczysty pracujący silnik zostanie sfotografowany w błękitnym oceanie powietrznym, wykonując tysiące zdjęć na sekundę, a następnie wyświetlając otrzymany film w zwykłej szybkości 24 klatek na sekundę, wówczas procesy, które gwałtownie zachodzą w silniku, będą się powoli rozwijać w przed nami na ekranie. Wtedy nie byłoby trudno zrozumieć, dlaczego nie można rozpatrywać tych procesów na pracującym silniku – następują one tak szybko, że oko w normalnych warunkach nie ma czasu na ich śledzenie i rejestruje jedynie uśrednione zjawiska. „Lupa czasu” pozwala „spowolnić” te procesy i umożliwia ich badanie.

W komorze spalania silnika za kratą nastąpił błysk - wtryskiwane paliwo zapaliło się i ciśnienie gwałtownie wzrosło (rys. 41). Tak silny wzrost ciśnienia nie nastąpiłby oczywiście, gdyby komora spalania za rusztem była bezpośrednio połączona z atmosferą. Ale jest z nim połączony długą, stosunkowo wąską rurą: powietrze w tej rurze służy jako tłok; podczas gdy ten "tłok" przyspiesza, ciśnienie w komorze wzrasta. Ciśnienie wzrosłoby jeszcze bardziej, gdyby na wylocie komory znajdował się jakiś zawór, który zamyka się w momencie błysku. Ale ten zawór byłby bardzo zawodny - w końcu obmyłyby go gorące gazy.

Ryż. 41. Tak działa pulsujący silnik odrzutowy:

a- był błysk paliwa, zawory rusztu są zamknięte; b- w komorze spalania wytworzyła się próżnia, otworzyły się zawory; v- powietrze wchodzi do komory przez kratkę i rurę wydechową; g - tak zmienia się w czasie ciśnienie w komorze spalania pracującego silnika

Pod wpływem podwyższonego ciśnienia w komorze spalania, produkty spalania i gazy, które nadal się palą, z dużą prędkością wylatują na zewnątrz do atmosfery. Widzimy kulę rozżarzonych gazów pędzącą długą rurą do wylotu. Ale co to jest? W komorze spalania za tą kulką ciśnienie spadało tak samo, jak to się dzieje np. za poruszającym się w cylindrze tłokiem; powietrze stało się jasnoniebieskie. Więc wszystko się rozjaśnia i wreszcie staje się jaśniejsze niż błękitny ocean otaczający silnik. Oznacza to, że w komorze powstała próżnia. Natychmiast płatki stalowych zaworów kratowych, które służą do zamykania w niej otworów, są zginane pod ciśnieniem powietrza atmosferycznego. Otwory w kratce otwierają się i do silnika wdziera się świeże powietrze. Oczywiste jest, że jeśli wlot silnika jest zamknięty, jak artysta przedstawił na komiksowym rysunku (ryc. 42), silnik nie będzie mógł działać. Należy zauważyć, że stalowe zawory rusztowe, które są jedynymi ruchomymi częściami pulsującego silnika, które przypominają cienkie ostrze maszynki do golenia, zwykle ograniczają jego żywotność - zawodzą po kilkudziesięciu minutach pracy.

Ryż. 42. Jeśli zatrzymasz dostęp powietrza do pulsującego silnika odrzutowego, natychmiast się zatrzyma (Możesz „walczyć” pociskami itd. Komiksowy rysunek, umieszczony w jednym z angielskich magazynów w związku z nazistami używającymi pocisków za zbombardowanie Londynu)

Ciemnoniebieski „tłok” gorących gazów przesuwa się coraz dalej wzdłuż długiej rury do wylotu, coraz więcej świeżego powietrza dostaje się do silnika przez ruszt. Ale wtedy gazy wystrzeliły z rury. Gdy byliśmy w skrzynce testowej, ledwo mogliśmy rozróżnić cewki rozżarzonego gazu w strumieniu, więc szybko podążały one jedna za drugą. W nocy, podczas lotu, pulsujący silnik pozostawia za sobą wyraźnie widoczną świetlistą przerywaną linię utworzoną przez zwoje gorących gazów (ryc. 43).

Ryż. 43. Taka świetlista przerywana linia pozostawia po sobie pocisk lecący w nocy z pulsującym silnikiem odrzutowym

Gdy tylko gazy wydostały się z rury wydechowej silnika, przez wylot wpadało do niej świeże powietrze z atmosfery. Teraz dwa huragany pędzą ku sobie w silniku, dwa strumienie powietrza - jeden wszedł przez wlot i kratę, drugi przez wylot silnika. Kolejna chwila, a ciśnienie wewnątrz silnika wzrosło, kolor powietrza w nim stał się taki sam jak w otaczającej atmosferze. Płatki zaworów zatrzasnęły się, zatrzymując w ten sposób dopływ powietrza przez grill.

Ale powietrze wchodzące przez wylot silnika kontynuuje ruch bezwładności wzdłuż rury wewnątrz silnika, a nowe porcje powietrza są zasysane do rury z atmosfery. Długi słup powietrza poruszający się w rurze niczym tłok spręża powietrze w komorze spalania na ruszcie; jego kolor staje się bardziej niebieski niż w atmosferze.

Tak się dzieje, aby wymienić kompresor w tym silniku. Ale ciśnienie powietrza w silniku pulsującym jest znacznie niższe niż w silniku turboodrzutowym. To w szczególności wyjaśnia, że ​​silnik pulsacyjny jest mniej ekonomiczny. Zużywa znacznie więcej paliwa na kilogram ciągu niż turboodrzutowiec. W końcu im bardziej wzrasta ciśnienie w silniku odrzutowym, tym bardziej użyteczna praca zobowiązuje się do takiego samego zużycia paliwa.

Benzyna jest ponownie wtryskiwana do sprężonego powietrza, błyskawicznie – i wszystko powtarza się od początku z częstotliwością dziesiątki razy na sekundę. W niektórych silnikach pulsujących częstotliwość cyklu roboczego osiąga sto lub więcej cykli na sekundę. Oznacza to, że cały proces pracy silnika: zasysanie świeżego powietrza, jego sprężanie, rozprężanie, rozprężanie i wypływ gazów – trwa około 1/100 sekundy. Nie ma więc nic dziwnego w tym, że bez „lupy czasu” nie moglibyśmy rozgryźć, jak działa pulsujący silnik.

Ta częstotliwość pracy silnika pozwala obejść się bez sprężarki. Stąd sama nazwa silnika – pulsująca. Jak widać, tajemnica działania silnika wiąże się z kratką na wlocie silnika.

Okazuje się jednak, że pulsujący silnik może działać bez siatki. Na pierwszy rzut oka wydaje się to niewiarygodne - w końcu jeśli wlot nie jest zamknięty kratą, to podczas wybuchu gazy będą płynąć w obu kierunkach, a nie tylko z powrotem, przez wylot. Jeśli jednak zawęzimy wlot, czyli zmniejszymy jego przekrój, to możemy osiągnąć, że większość gazów wypłynie przez wylot. W takim przypadku silnik nadal będzie rozwijał ciąg, choć mniejszy niż silnik z siatką. Takie pulsujące silniki bez siatki (ryc. 44, a) są nie tylko badane w laboratoriach, ale są również instalowane na niektórych eksperymentalnych samolotach, jak pokazano na ryc. 44, ur. Badane są również inne silniki tego samego typu - w nich oba otwory, zarówno wlotowy, jak i wylotowy, skierowane są do tyłu, w kierunku przeciwnym do kierunku lotu (patrz rys. 44, v); takie silniki są bardziej kompaktowe.

Pulsujące silniki odrzutowe są znacznie prostsze niż turboodrzutowe i silniki tłokowe... Nie mają ruchomych części, z wyjątkiem lamelowych zaworów kratowych, z których, jak wskazano powyżej, można zrezygnować.

Ryż. 44. Silnik pulsacyjny bez kratki na wlocie:

a- widok ogólny (rysunek przedstawia przybliżony rozmiar jednego z tych silników); b- lekki samolot z czterema pulsującymi silnikami podobnymi do pokazanego powyżej; v- jeden z wariantów urządzenia silnikowego bez kratki wlotowej

Ze względu na prostotę konstrukcji, niski koszt i niewielką wagę, silniki pulsacyjne są stosowane w broni jednorazowej, takiej jak samoloty pociskowe. Mogą powiedzieć im prędkość 700-900 km / godz i zapewnić zasięg lotu kilkuset kilometrów. W tym celu pulsujące silniki odrzutowe nadają się lepiej niż jakikolwiek inny silnik lotniczy. Jeżeli np. na opisanym powyżej samolocie pociskowym, zamiast silnika pulsacyjnego, zdecydowali się na zamontowanie konwencjonalnego tłokowego silnika lotniczego, to uzyskano taką samą prędkość lotu (ok. 650 km / godz) potrzebowałby silnika o pojemności ok 750 l. z. Zużywałby około 7 razy mniej paliwa, ale byłby co najmniej 10 razy cięższy i niepomiernie droższy. W konsekwencji, wraz ze wzrostem zasięgu lotu, pulsujące silniki stają się niekorzystne, ponieważ wzrost zużycia paliwa nie jest kompensowany oszczędnością masy. Pulsujące silniki odrzutowe mogą być stosowane w lekkich samolotach, helikopterach itp.

Proste silniki pulsacyjne są również bardzo interesujące do montażu w modelach samolotów. Wykonanie małego pulsującego silnika odrzutowego do modelu samolotu jest w mocy każdego kubka modelu samolotu. W 1950 roku, kiedy w budynku Akademii Nauk w Moskwie, na pasie Charitonewskim, przedstawiciele społeczności naukowo-technicznej stolicy zebrali się na wieczór poświęcony pamięci założyciela technologii odrzutowej Konstantina Eduardowicza Ciołkowskiego, uwagę obecnych przyciągał maleńki pulsujący silnik. Ten model silnika lotniczego został zamontowany na małym drewnianym stojaku. Kiedy w przerwie między spotkaniami „konstruktor” lokomotywy, trzymając w rękach stoisko, uruchomił go, głośny, ostry huk wypełnił wszystkie zakamarki antycznej budowli. Silnik szybko rozgrzał się do czerwonego ciepła, niekontrolowanie wyrwany z trybuny, wyraźnie demonstrując siłę, która tkwi w sercu wszystkich nowoczesnych technologii odrzutowych.

Pulsujące silniki odrzutowe są tak proste, że słusznie można je nazwać latającymi paleniskami. W rzeczywistości rura jest zainstalowana w samolocie, paliwo w niej spala się i wytwarza ciąg, który sprawia, że ​​samolot leci z dużą prędkością.

Jednak z jeszcze większym uzasadnieniem można nazwać silniki innego typu, tzw. silniki strumieniowe. Jeśli pulsujące silniki odrzutowe mogą liczyć tylko na stosunkowo ograniczone zastosowanie, to najszersze perspektywy otwierają się przed silnikami strumieniowymi; są motorami przyszłości w lotnictwie. Wynika to z faktu, że wraz ze wzrostem prędkości lotu powyżej 900-1000 km / godz pulsujące silniki stają się mniej opłacalne, ponieważ rozwijają mniejszy ciąg i zużywają więcej paliwa. Natomiast silniki o przepływie bezpośrednim są najbardziej opłacalne właśnie przy prędkościach lotu naddźwiękowych. Przy prędkości lotu 3-4 razy większej niż prędkość dźwięku, silniki strumieniowe są lepsze od innych znanych silników lotniczych, w tych warunkach nie mają sobie równych.

Silnik strumieniowy wygląda jak pulsujący. Jest to również bezsprężarkowy silnik odrzutowy, ale różni się od pulsującego w zasadzie tym, że nie pracuje okresowo. Przepływa przez nią stały, stały strumień powietrza, tak jak w przypadku silnika turboodrzutowego. Jak w silniku strumieniowym dopływające powietrze jest sprężane, jeśli nie ma sprężarki, jak w silniku turboodrzutowym, lub okresowych błysków, jak w silniku pulsacyjnym?

Okazuje się, że tajemnica takiego sprężania wiąże się z wpływem na pracę silnika, jaki wywiera na niego gwałtownie rosnąca prędkość lotu. Wpływ ten odgrywa ogromną rolę we wszystkich lotnictwie szybkim i będzie odgrywał coraz większą rolę w miarę wzrostu prędkości lotu.