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文档介绍
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前言
脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。你也可以自己设计做成喷气助动车辆。本手册将从原理开始,教你如何打造出自己的喷气发动机。
原理结构介绍
脉动喷气发动机是喷气发动机的一种,可用于靶机,导弹或航空模型上。德国纳粹在第二次世界大战的后期,曾用它来推动V-1导弹,轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示,它的前部装有单向活门,之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室,最后是特殊设计的长长的尾喷管。
脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。这样周而复始,发动机便可不断地工作了。这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。
脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。这些都是它的优点。但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。
第一章如何设计自己的发动机
设计参数:
油气比
喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限,
燃油与空气重量比,一般在15-20%。即一升空气约需一克的油。
,
喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。
机身直径与长度比 L/D
发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚,长度与比直径一般在10-17。
发动机的推力是由许多因素决定的,如下公式可说明:
m*va=F*t
V = 发动机体积(dm^3.)
f = 喷气频率. (Hz)
va = 喷气速度. (m/s)
F = 推力(N, Newton)
fc = 油耗(gram/second)
m = 空气质量 kg
t =时间s秒.
以时间一秒,m=实际进入发动机的油气量X换算得出
m*v=F*t. m = mass = X %
实际推力:F (Newton) = (X * D^2 * * L * v^2 )/(L * 8)
由以上公式可以得出尾喷管直径越大,发动机的推力越大,同时进入的油气X越多就能产生更大的推力。
根据国外爱好者的实际经验,尾喷长度与对推力的影响较小,而对发动机工作的可靠性有较大影响。
发动机的尾喷管较长,阀片的工作频率f 较低,但每次吸入油气较多,使每次做功增大。长的喷管可以使发动机接近最大理论推力。同时空气吸入性能较好,使发动机容易发动。
短的尾喷会使发动机喷气频率f 加大,,同时间吸入的油气较少,因此,推力并没增加。并会使发动机不易发动,工作不稳定。
(提示:为了调节发动机方便起见,实际制作长度要比理论设计长些,因为长一些可以锯短。当短了要加长可就麻烦些,但不要太长,太长了结果会一样不工作)
计算公式是:
Y = * X + 470 (mm) ,公制单位
(或Y = * X + 18,66 (inc)-英制单位
参考数据:
发动机名
Y=总长
X=尾喷管截面积
Brauner
490
907
Alpha
485
531
B-12
600
531
Aerojet
610
1075
PAM
810
907
Sov faa
670
1195
由于高温高压下喷气发动机喷气速度计算是一个复杂的过程,对于爱好者来说可用一个简化公式计算
va=2*L*f
p90的计算为例:
喷气速度为: 150*2*= 258 m/s.
单向阀通风孔面积是发动设计最关键部,因为它关系到进入发动机的油与空气比.
计算公式
Y = *X – 37 (平方mm)
在这里(X=尾喷管截面积,Y=单向阀通风孔面积,如果是大的发动机可不减37) .
另在设计中要考虑到阀片安装后会使通风孔面积减小10-20%,因此要留一定的余量。
计算结果大约是尾喷管截面积的50-60%,一般设计可取55%
(提示,稍大的通风面积可以让发动机更易点火)。
外国发动机设计参考:
发动机名
阀通风面积Y
尾喷截面积X
Brauner
452
907
Alpha
381
531
B-
前言
脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。你也可以自己设计做成喷气助动车辆。本手册将从原理开始,教你如何打造出自己的喷气发动机。
原理结构介绍
脉动喷气发动机是喷气发动机的一种,可用于靶机,导弹或航空模型上。德国纳粹在第二次世界大战的后期,曾用它来推动V-1导弹,轰炸过伦敦。这种发动机的结构如图所示,它的前部装有单向活门,之后是含有燃油喷嘴和火花塞的燃烧室,最后是特殊设计的长长的尾喷管。
脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。这样周而复始,发动机便可不断地工作了。这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。
脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。这些都是它的优点。但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。
第一章如何设计自己的发动机
设计参数:
油气比
喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限,
燃油与空气重量比,一般在15-20%。即一升空气约需一克的油。
,
喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。
机身直径与长度比 L/D
发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚,长度与比直径一般在10-17。
发动机的推力是由许多因素决定的,如下公式可说明:
m*va=F*t
V = 发动机体积(dm^3.)
f = 喷气频率. (Hz)
va = 喷气速度. (m/s)
F = 推力(N, Newton)
fc = 油耗(gram/second)
m = 空气质量 kg
t =时间s秒.
以时间一秒,m=实际进入发动机的油气量X换算得出
m*v=F*t. m = mass = X %
实际推力:F (Newton) = (X * D^2 * * L * v^2 )/(L * 8)
由以上公式可以得出尾喷管直径越大,发动机的推力越大,同时进入的油气X越多就能产生更大的推力。
根据国外爱好者的实际经验,尾喷长度与对推力的影响较小,而对发动机工作的可靠性有较大影响。
发动机的尾喷管较长,阀片的工作频率f 较低,但每次吸入油气较多,使每次做功增大。长的喷管可以使发动机接近最大理论推力。同时空气吸入性能较好,使发动机容易发动。
短的尾喷会使发动机喷气频率f 加大,,同时间吸入的油气较少,因此,推力并没增加。并会使发动机不易发动,工作不稳定。
(提示:为了调节发动机方便起见,实际制作长度要比理论设计长些,因为长一些可以锯短。当短了要加长可就麻烦些,但不要太长,太长了结果会一样不工作)
计算公式是:
Y = * X + 470 (mm) ,公制单位
(或Y = * X + 18,66 (inc)-英制单位
参考数据:
发动机名
Y=总长
X=尾喷管截面积
Brauner
490
907
Alpha
485
531
B-12
600
531
Aerojet
610
1075
PAM
810
907
Sov faa
670
1195
由于高温高压下喷气发动机喷气速度计算是一个复杂的过程,对于爱好者来说可用一个简化公式计算
va=2*L*f
p90的计算为例:
喷气速度为: 150*2*= 258 m/s.
单向阀通风孔面积是发动设计最关键部,因为它关系到进入发动机的油与空气比.
计算公式
Y = *X – 37 (平方mm)
在这里(X=尾喷管截面积,Y=单向阀通风孔面积,如果是大的发动机可不减37) .
另在设计中要考虑到阀片安装后会使通风孔面积减小10-20%,因此要留一定的余量。
计算结果大约是尾喷管截面积的50-60%,一般设计可取55%
(提示,稍大的通风面积可以让发动机更易点火)。
外国发动机设计参考:
发动机名
阀通风面积Y
尾喷截面积X
Brauner
452
907
Alpha
381
531
B-
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