Velké tajemství malých turbín. Proudové mikroletectví: Turbo modely Mikroproudový motor

Pilotování letadel se stalo koníčkem, který spojuje dospělé i děti z celého světa. S rozvojem této zábavy se ale rozvíjejí i pohonné systémy pro miniletadla. Nejběžnějším motorem pro letadla tohoto typu je elektrický. V poslední době se ale v aréně motorů pro RC modely letadel objevily proudové motory (JE).

Neustále jsou aktualizovány nejrůznějšími inovacemi a nápady od designérů. Úkol, kterému čelí, je poměrně obtížný, ale možný. Po vytvoření jednoho z prvních zmenšených modelů motorů, které se staly významným pro letecké modelářství, se v 90. letech hodně změnilo. První proudový motor byl 30 cm dlouhý, asi 10 cm v průměru a vážil 1,8 kg, ale v průběhu desetiletí byli konstruktéři schopni vytvořit kompaktnější model. Pokud důkladně zvážíte jejich strukturu, můžete snížit obtíže a zvážit možnost vytvoření vlastního mistrovského díla.

RD zařízení

Proudové motory (TRE) fungují na principu expandování zahřátého plynu. Jedná se o nejúčinnější motory pro letectví, a to i mini motory na uhlíkové palivo. Od vzniku myšlenky na vytvoření letadla bez vrtule se myšlenka turbíny začala rozvíjet v celé komunitě inženýrů a konstruktérů. Proudový motor se skládá z následujících součástí:

• Difuzér;
• Turbínové kolo;
• Spalovací komora;
• Kompresor;
• stator;
• Kužel trysky;
• Vodicí přístroje;
• Ložiska;
• Tryska pro přívod vzduchu;
• Palivové potrubí a mnoho dalšího.

Princip činnosti

Struktura přeplňovaného motoru je založena na hřídeli, která se otáčí pomocí tahu kompresoru a pumpuje vzduch s rychlou rotací, stlačuje ho a směruje ven ze statoru. Jakmile se vzduch dostane do volnějšího prostoru, okamžitě se začne rozpínat, snaží se získat zpět svůj obvyklý tlak, ale ve spalovací komoře je ohříván palivem, což způsobuje jeho ještě větší expanzi.

Jediný způsob, jak může stlačený vzduch uniknout, je z oběžného kola. Obrovskou rychlostí se snaží o svobodu, míří opačným směrem od kompresoru, k oběžnému kolu, které se mohutným prouděním roztočí a začne rychle rotovat, čímž přenáší tažnou sílu na celý motor. Část vzniklé energie začne roztáčet turbínu, pohánějící kompresor větší silou a zbytkový tlak se uvolňuje přes trysku motoru silným impulsem směřujícím do ocasní části.

Čím více je vzduch ohříván a stlačován, tím větší je vytvářený tlak a teplota uvnitř komor. Vzniklé výfukové plyny roztáčí oběžné kolo, otáčí hřídelí a umožňují kompresoru neustále přijímat čerstvý vzduch.

Typy řízení proudových motorů

Existují tři typy ovládání motoru:

Typy motorů pro modely letadel

Proudové motory pro modely letadel se dodávají v několika hlavních typech a dvou třídách: vzduchové trysky a rakety. Některé z nich jsou zastaralé, jiné příliš drahé, ale nadšení fanoušci ovladatelných modelů letadel se snaží nový motor vyzkoušet v akci. S průměrnou rychlostí letu 100 km/h se modely letadel jen stávají zajímavějšími pro diváka i pilota. Nejoblíbenější typy motorů se u řízených a stolních modelů liší v důsledku různé účinnosti, hmotnosti a tahu. V leteckém modelářství existuje jen několik typů:

• Střela;
• Ramjet (PRJ);
• Pulzující proud vzduchu (PurVD);
• Turbojet (TRD);

Střela používá se pouze na stolních modelech a pak poměrně zřídka. Jeho princip fungování se liší od principu vzduchové trysky. Hlavním parametrem je zde specifický impuls. Populární kvůli nedostatku potřeby interakce s kyslíkem a schopnosti pracovat v nulové gravitaci.

Přímý tok spaluje vzduch z okolí, který je nasáván ze vstupního difuzoru do spalovací komory. Sání vzduchu v tomto případě směřuje kyslík do motoru, který díky své vnitřní struktuře nutí proud čerstvého vzduchu k vytvoření tlaku. Během provozu se vzduch rychlostí letu přibližuje k nasávání vzduchu, ale ve vstupní trysce několikrát prudce klesá. Vlivem obestavěného prostoru vzniká tlak, který po smíchání s palivem vystřikuje výfuk z rubové strany obrovskou rychlostí.

Pulzující Funguje identicky jako přímoproudý, ale v jeho případě není spalování paliva konstantní, ale periodické. Pomocí ventilů je palivo přiváděno pouze v nezbytných okamžicích, kdy začíná klesat tlak ve spalovací komoře. Většina proudových pulzujících motorů provádí 180 až 270 cyklů vstřikování paliva za sekundu. Pro stabilizaci tlakového stavu (3,5 kg/cm2) se používá nucený přívod vzduchu pomocí čerpadel.

Proudový motor, Zařízení, o kterém jste hovořili výše, má nejskromnější spotřebu paliva, a proto je ceněno. Jejich jedinou nevýhodou je nízký poměr hmotnosti a tahu. Turbínové pojezdové dráhy umožňují modelu dosáhnout rychlosti až 350 km/h, přičemž volnoběžné otáčky motoru jsou udržovány na 35 000 ot./min.

Specifikace

Důležitým parametrem, díky kterému létají modely letadel, je tah. Poskytuje dobrý výkon, schopný zvednout do vzduchu velká břemena. Tah starých a nových motorů je různý, ale u modelů vytvořených podle výkresů z 60. let, na moderní palivo a modernizovaných moderními přístroji se účinnost a výkon výrazně zvyšují.

V závislosti na typu pojezdové dráhy se charakteristiky i princip fungování mohou lišit, ale všechny musí vytvořit optimální podmínky pro rozjezd. Motory se spouštějí pomocí spouštěče - ostatní motory, převážně elektrické, které se připevňují na hřídel motoru před vstupní difuzor, nebo ke spouštění dochází roztočením hřídele pomocí stlačeného vzduchu přiváděného do oběžného kola.

Motor GR-180

Na příkladu údajů z technického pasu sériového proudového letadla Motor GR-180 můžete vidět skutečné vlastnosti pracovního modelu:
Trakce: 180 N při 120 000 ot./min, 10 N při 25 000 ot./min.
Rozsah otáček: 25 000 - 120 000 ot./min
Teplota výfukových plynů: až 750 C°
Rychlost výfuku trysky: 1658 km/h
Spotřeba paliva: 585 ml/min (při zatížení), 120 ml/min (nečinnost)
Hmotnost: 1,2 kg
Průměr: 107 mm
délka: 240 mm

Používání

Hlavní oblastí použití byla a zůstává zaměření letectví. Počet a velikost různých typů leteckých proudových motorů je ohromující, ale každý je speciální a používá se v případě potřeby. Dokonce v rádiem řízených modelech letadelČas od času se objevují nové proudové systémy, které jsou veřejnosti prezentovány na výstavách a soutěžích. Pozornost při jeho použití vám umožňuje výrazně rozvíjet schopnosti motorů a doplňovat princip fungování o nové nápady.
V posledním desetiletí parašutisté a atleti extrémních sportů ve wingsuitech integrovali mini Proudový motor jako zdroj tahu pro let pomocí křídelního obleku z tkaniny wingsuit, v tom případě jsou motory připevněny k nohám, popř tvrdé křídlo, nošený jako batoh na zádech, ke kterému jsou připevněny motory.
Další slibnou oblastí použití je boj drony pro armádu, v současné době jsou aktivně používány v americké armádě.

Nejslibnější oblastí pro použití mini proudových motorů je drony pro přepravu zboží mezi městy a po celém světě.

Instalace a připojení

Instalace proudového motoru a jeho připojení k systému je složitý proces. Je nutné propojit palivové čerpadlo, obtokové a regulační ventily, nádrž a teplotní čidla do jednoho okruhu. Kvůli vystavení vysokým teplotám se obvykle používají spoje a palivové potrubí s povlakem zpomalujícím hoření. Vše je zajištěno podomácku vyrobeným kováním, páječkou a těsněním. Protože trubice může být velká jako hlava jehly, musí být spojení těsné a izolované. Nesprávné připojení může způsobit zničení motoru nebo výbuch. Princip zapojení okruhu na stolních a létajících modelech je odlišný a musí být proveden v souladu s pracovními výkresy.

Výhody a nevýhody RD

Všechny typy proudových motorů mají mnoho výhod. Každý typ turbíny se používá pro specifické účely, které nejsou ovlivněny jejími vlastnostmi. V leteckém modelářství otevírá použití proudového motoru dveře k vysokým rychlostem a schopnosti manévrovat nezávisle na mnoha vnějších podnětech. Na rozdíl od elektrických a spalovacích motorů jsou proudové modely výkonnější a umožňují letadlu strávit více času ve vzduchu.
závěry
Proudové motory pro modely letadel mohou mít různý tah, hmotnost, strukturu a vzhled. Vždy zůstanou nepostradatelné pro modelování letadel díky jejich vysokému výkonu a schopnosti používat turbíny využívající různá paliva a provozní principy. Výběrem určitých cílů může konstruktér upravit jmenovitý výkon, princip generování tahu atd. s aplikací různých typů turbín na různé modely. Provoz motoru na spalování paliva a tlak kyslíku jej činí maximálně efektivním a ekonomickým od 0,145 kg/l do 0,67 kg/l, o což konstruktéři letadel vždy usilovali.

Co dělat? Kupte si nebo vyrobte sami

Tato otázka není jednoduchá. Protože proudové motory, ať už se jedná o plnohodnotné nebo menší modely, jsou technicky složitá zařízení. Jeho výroba není snadný úkol. Na druhou stranu mini proudové motory se vyrábějí výhradně v USA nebo evropských zemích, takže jejich cena je v průměru 3000 dolarů plus mínus 100 babek. Nákup hotového proudového motoru vás tedy bude stát 3 500 dolarů včetně dopravy a všech souvisejících potrubí a systémů. Cenu můžete vidět sami, stačí zadat do googlu “P180-RX turbojet engine”

Proto je v moderní realitě lepší přistupovat k této záležitosti následujícím způsobem - tomu, co se nazývá do-it-yourself. To však není zcela správný výklad, pravděpodobnější by bylo zadávat práci dodavatelům. Motor se skládá z mechanické a elektronické části. Komponenty pro elektronickou část pohonného systému nakupujeme v Číně, mechanickou část objednáváme u místních soustružníků, ale to vyžaduje výkresy nebo 3D modely a v zásadě je mechanická část v kapse.

Elektronická část

Regulátor údržby režimu motoru lze sestavit pomocí Arduina. K tomu potřebujete čip prošitý Arduinem, snímače - snímač rychlosti a snímač teploty a akční členy, elektronicky řízený ventil přívodu paliva. Čip si můžete flashnout sami, pokud ovládáte programovací jazyky, nebo zajít na fórum Arduino pro službu.

Mechanická část

U mechaniky vám všechny náhradní díly teoreticky zvládnou vyrobit soustružníci a frézaři, problém je v tom, že je k tomu musíte konkrétně hledat. Není problém najít soustružníka, který vyrobí hřídel a pouzdro hřídele, ale vše ostatní. Nejobtížnější částí na výrobu je kolo odstředivého kompresoru. Vyrábí se buď litím. nebo na 5osé frézce. Nejjednodušší způsob, jak získat oběžné kolo odstředivého čerpadla, je koupit jej jako náhradní díl pro turbodmychadlo spalovacího motoru automobilu. A pak s ním sladit všechny ostatní detaily.

Z přijatého e-mailu (kopie originálu):

„Drahý Vitaly, mohl bys mi říct trochu víc?

o modelových proudových motorech, co to vlastně je a čím se jedí?“

Začněme gastronomií, turbíny nic nežerou, jsou obdivované! Nebo, abych moderně parafrázoval Gogola: „No, který letecký modelář by nesnil o tom, že postaví proudovou stíhačku?

Mnoho lidí sní, ale neodvažuje se. Spousta nových věcí, ještě nepochopitelnějších věcí, spousta otázek. Často se na různých fórech dočtete, jak zástupci renomovaných LII a výzkumných ústavů chytře vyvolávají strach a snaží se dokázat, jak je to všechno těžké! Obtížný? Ano, možná, ale ne nemožné! A důkazem toho jsou stovky podomácku vyrobených a tisíce průmyslových modelů mikroturbínek pro modelování! K tomuto problému je třeba přistupovat filozoficky: všechno důmyslné je jednoduché. To je důvod, proč byl tento článek napsán v naději, že sníží obavy, zvedne závoj nejistoty a dodá vám více optimismu!

Co je proudový motor?

Pohon proudového motoru (TRE) nebo plynové turbíny je založen na práci expanze plynu. V polovině třicátých let jeden chytrý anglický inženýr přišel s nápadem vytvořit letecký motor bez vrtule. V té době to byla prostě známka šílenství, ale všechny moderní proudové motory stále fungují na tomto principu.

Na jednom konci otočné hřídele je kompresor, který čerpá a stlačuje vzduch. Vzduch uvolněný ze statoru kompresoru expanduje a poté, co vstupuje do spalovací komory, je ohříván hořícím palivem a expanduje ještě více. Protože tento vzduch nemá kam jít, snaží se velkou rychlostí opustit uzavřený prostor, protlačuje oběžné kolo turbíny umístěné na druhém konci hřídele a způsobuje její otáčení. Protože energie tohoto ohřátého proudu vzduchu je mnohem větší, než potřebuje kompresor pro svůj provoz, jeho zbytek se uvolňuje v trysce motoru ve formě silného impulsu směřujícího dozadu. A čím více se vzduch ve spalovací komoře ohřeje, tím rychleji má tendenci z ní odcházet, čímž se turbína a potažmo kompresor umístěný na druhém konci hřídele ještě více zrychlí.

Na stejném principu jsou založena všechna turbodmychadla pro benzinové i naftové motory, jak dvoutaktní, tak čtyřtaktní. Výfukové plyny urychlují oběžné kolo turbíny, otáčející hřídelí, na jejímž druhém konci je oběžné kolo kompresoru zásobující motor čerstvým vzduchem.

Princip fungování nemůže být jednodušší. Ale kdyby to bylo tak jednoduché!

Proudový motor lze přehledně rozdělit na tři části.

• A. Stupeň kompresoru
• B. Spalovací komora
• V. Stupeň turbíny

Výkon turbíny do značné míry závisí na spolehlivosti a výkonu jejího kompresoru. V zásadě existují tři typy kompresorů:

• A. Axiální nebo lineární
• B. Radiální nebo odstředivé
• V.Úhlopříčka

A. Vícestupňové lineární kompresory se rozšířily pouze u moderních letadel a průmyslových turbín. Faktem je, že s lineárním kompresorem je možné dosáhnout přijatelných výsledků pouze tehdy, pokud nainstalujete několik kompresních stupňů za sebou za sebou, což značně komplikuje konstrukci. Kromě toho musí být splněna řada požadavků na konstrukci difuzoru a stěn vzduchového kanálu, aby se zabránilo narušení proudění a rázům. Byly pokusy vytvořit modelové turbíny na tomto principu, ale vzhledem k náročnosti výroby vše zůstalo ve fázi experimentů a zkoušek.

B. Radiální nebo odstředivé kompresory. V nich je vzduch urychlován oběžným kolem a vlivem odstředivých sil je stlačován - stlačován v usměrňovací soustavě-stator. Právě s nimi začal vývoj prvních provozovaných proudových motorů.

Jednoduchost konstrukce, menší náchylnost k narušení proudění vzduchu a relativně vysoký výkon pouze jednoho stupně byly přednostmi, které dříve přiměly inženýry k zahájení vývoje s tímto typem kompresoru. V současné době je to hlavní typ kompresoru v mikroturbínách, ale o tom později.

B. Diagonální, nebo smíšený typ kompresoru, obvykle jednostupňový, podobný principem činnosti jako radiální, ale vyskytující se poměrně zřídka, obvykle v turbodmychadlech pro pístové spalovací motory.

Vývoj proudových motorů v leteckém modelářství

Mezi leteckými modeláři se hodně diskutuje o tom, která turbína byla v leteckém modelářství první. Pro mě je první letecký model turbíny americký TJD-76. Poprvé jsem toto zařízení viděl v roce 1973, když se dva napůl opilí praporčíci pokoušeli připojit plynovou láhev ke kulaté mašince o průměru přibližně 150 mm a délce 400 mm, přivázané obyčejným vázacím drátem k rádiem řízenému člunu. , stanovovač cílů pro námořní pěchotu. Na otázku: "Co to je?" odpověděli: „To je mini máma! Američan... svině, to nezačne...“

Mnohem později jsem se dozvěděl, že to byla Mini Mamba, vážící 6,5 kg a s tahem přibližně 240 N při 96 000 ot./min. Byl vyvinut již v 50. letech jako pomocný motor pro lehké kluzáky a vojenské drony. Zvláštností této turbíny je, že používala diagonální kompresor. Nikdy však nenašel široké uplatnění v leteckém modelářství.

První „lidový“ létající motor vyvinul praotec všech mikroturbín Kurt Schreckling v Německu. Poté, co před více než dvaceti lety začal pracovat na vytvoření jednoduchého, technologicky vyspělého a levného na výrobu proudového motoru, vytvořil několik vzorků, které byly neustále vylepšovány. Opakováním, doplňováním a zdokonalováním jeho vývoje vytvořili malí výrobci moderní vzhled a konstrukci modelu proudového motoru.

Ale vraťme se k turbíně Kurta Schrecklinga. Vynikající design s dřevěným oběžným kolem kompresoru vyztuženým uhlíkovými vlákny. Prstencová spalovací komora s odpařovacím vstřikovacím systémem, kam bylo palivo přiváděno spirálou o délce přibližně 1 m. Domácí turbínové kolo z 2,5mm plechu! Při délce pouhých 260 mm a průměru 110 mm vážil motor 700 gramů a vyvíjel tah 30 Newtonů! Je to stále nejtišší proudový motor na světě. Protože rychlost plynu opouštějícího trysku motoru byla pouze 200 m/s.

Na základě tohoto motoru bylo vytvořeno několik verzí stavebnic pro vlastní montáž. Nejznámější byl FD-3 rakouské firmy Schneider-Sanchez.

Před pouhými 10 lety stál letecký modelář před vážnou volbou – oběžné kolo nebo turbína?

Trakční a zrychlovací charakteristiky prvních turbín leteckých modelů zůstaly velmi žádoucí, ale měly nesrovnatelnou výhodu oproti oběžnému kolu - neztrácely tah, když se rychlost modelu zvýšila. A zvuk takového pohonu už byla opravdová „turbína“, což okamžitě velmi ocenili opisovači a především veřejnost, která byla jistě přítomna u všech letů. První Shrecklingovy turbíny snadno zvedly do vzduchu 5-6 kg závaží modelu. Start byl nejkritičtější okamžik, ale ve vzduchu všechny ostatní modely zmizely v pozadí!

Model letadla s mikroturbínou by se pak dal přirovnat k autu neustále se pohybujícímu na čtvrtý rychlostní stupeň: bylo těžké zrychlit, ale pak neměl takový model mezi oběžnými koly ani vrtulemi obdoby.

Nutno říci, že teorie a vývoj Kurta Schrecklinga přispěly k tomu, že se vývoj průmyslových vzorů po vydání jeho knih vydal cestou zjednodušování konstrukce a technologie motorů. Což obecně vedlo k tomu, že se tento typ motoru stal dostupným pro velký okruh leteckých modelářů s průměrnou velikostí peněženky a rodinným rozpočtem!

Prvními vzorky sériových leteckých modelů turbín byly JPX-T240 od ​​francouzské firmy Vibraye a japonské J-450 Sophia Precision. Byly si velmi podobné jak designem, tak vzhledem, měly odstředivý kompresorový stupeň, prstencovou spalovací komoru a radiální turbínový stupeň. Francouzský JPX-T240 běžel na plyn a měl vestavěný regulátor dodávky plynu. Vyvinul tah až 50 N při 120 000 otáčkách za minutu a hmotnost zařízení byla 1700 g. Následující vzorky T250 a T260 měly tah až 60 N. Japonka Sophia na rozdíl od Francouzek jezdila na kapalné palivo. Na konci jeho spalovací komory byl prstenec s rozstřikovacími tryskami, to byla první průmyslová turbína, která našla místo v mých modelech.

Tyto turbíny byly velmi spolehlivé a snadno ovladatelné. Jedinou nevýhodou byly jejich přetaktovací vlastnosti. Radiální kompresor a radiální turbína jsou totiž relativně těžké, to znamená, že mají větší hmotnost a tím i větší moment setrvačnosti ve srovnání s axiálními oběžnými koly. Proto zrychlovali z nízkého plynu na plný pomalu, asi 3-4 sekundy. Model reagoval na plyn ještě déle a s tím se muselo při létání počítat.

Potěšení nebylo levné v roce 1995, samotná Sofie stála 6 600 německých marek nebo 5 800 „stále zelených prezidentů“. A vy jste museli mít velmi dobré argumenty, abyste své ženě dokázali, že turbína pro modelku je mnohem důležitější než nová kuchyně a že staré rodinné auto vydrží ještě pár let, ale s turbínou nemůžete čekat .

Dalším vývojem těchto turbín je turbína R-15, kterou prodává Thunder Tiger.

Jeho rozdíl je v tom, že oběžné kolo turbíny je nyní axiální místo radiálního. Ale tah zůstal do 60 N, protože celá konstrukce, stupeň kompresoru a spalovací komora zůstaly na předvčerejší úrovni. I když za svou cenu je skutečnou alternativou k mnoha jiným modelům.

V roce 1991 založili dva Nizozemci Benny van de Goor a Han Jenniskens společnost AMT a v roce 1994 vyrobili první turbínu třídy 70N – Pegasus. Turbína měla radiální kompresorový stupeň s oběžným kolem turbodmychadla Garret o průměru 76 mm, dále velmi dobře řešenou prstencovou spalovací komoru a axiální turbínový stupeň.

Po dvou letech pečlivého studia práce Kurta Schrecklinga a četných experimentech dosáhli optimálního výkonu motoru, zjištěného zkouškou velikosti a tvaru spalovací komory a optimální konstrukce turbínového kola. Na konci roku 1994, na jednom z přátelských setkání, po letech, večer ve stanu nad sklenicí piva Benny potutelně mrkl v rozhovoru a důvěrně oznámil, že další sériový model Pegasus Mk-3 „fouká ” již 10 kg, má maximální rychlost 105 000 a stupeň komprese 3,5 s průtokem vzduchu 0,28 kg/s a výstupní rychlostí plynu 360 m/s. Hmotnost motoru se všemi agregáty byla 2300 g, turbína měla průměr 120 mm a délku 270 mm. V té době se tato čísla zdála fantastická.

V podstatě všechny dnešní modely do té či oné míry kopírují a opakují jednotky začleněné do této turbíny.

V roce 1995 vyšla kniha Thomase Kampse „Modellstrahltriebwerk“ (Modelový proudový motor) s výpočty (většinou ve zkrácené podobě vypůjčené z knih K. Schrecklinga) a detailními výkresy turbíny pro vlastní výrobu. Od tohoto okamžiku zcela skončil monopol výrobních společností na technologii výroby modelových proudových motorů. Ačkoli mnoho malých výrobců prostě bezmyšlenkovitě kopíruje turbínové jednotky Kamps.

Thomas Kamps experimenty a pokusy, počínaje Schrecklingovou turbínou, vytvořil mikroturbínu, ve které spojil všechny tehdejší výdobytky tohoto oboru a chtě nechtě zavedl standard pro tyto motory. Jeho turbína, lépe známá jako KJ-66 (KampsJetengine-66mm). 66 mm – průměr oběžného kola kompresoru. Dnes můžete vidět různé názvy turbín, které téměř vždy označují buď velikost oběžného kola kompresoru 66, 76, 88, 90 atd., nebo tah - 70, 80, 90, 100, 120, 160 N.

Někde jsem četl velmi dobrou interpretaci hodnoty jednoho Newtonu: 1 Newton je 100 gramová čokoládová tyčinka plus její obal. V praxi se údaj v Newtonech často zaokrouhluje na 100 gramů a tah motoru se konvenčně určuje v kilogramech.

Návrh modelového proudového motoru

1. Oběžné kolo kompresoru (radiální)
2. Usměrňovací systém kompresoru (stator)
3. Spalovací komora
4. Turbínový usměrňovací systém
5. Turbínové kolo (axiální)
6. Ložiska
7. šachtový tunel
8. Tryska
9. Kužel trysky
10. Přední kryt kompresoru (difuzor)

kde začít?

Modelář má samozřejmě okamžitě otázky: kde začít? Kde získat? Jaká je cena?

1. Můžete začít se sadami. Téměř všichni výrobci dnes nabízejí celý sortiment náhradních dílů a sad pro stavbu turbín. Nejběžnější jsou sady opakující KJ-66. Ceny sestav se v závislosti na konfiguraci a kvalitě zpracování pohybují od 450 do 1800 Euro.
2. Můžete si koupit již hotovou turbínu, pokud si to můžete dovolit, a podaří se vám manžela přesvědčit o důležitosti takové koupě, aniž by to vedlo k rozvodu. Ceny hotových motorů začínají od 1500 Euro pro turbíny bez autostartu.
3. Můžete to udělat sami. Neřeknu, že je to nejideálnější metoda, není vždy nejrychlejší a nejlevnější, jak by se na první pohled mohlo zdát. Pro kutily je to ale nejzajímavější, pokud je k dispozici dílna, dobrá soustružnická a frézovací základna a k dispozici je i zařízení pro odporové svařování. Nejobtížnější věcí v podmínkách řemeslné výroby je vyrovnání hřídele s kolem kompresoru a turbínou.

Začínal jsem se stavbou svépomocí, ale na začátku 90. let prostě nebyl takový výběr turbín a stavebnic pro jejich stavbu jako dnes a je pohodlnější pochopit fungování a složitosti takového agregátu při jeho vlastní výrobě .

Zde jsou fotografie vlastnoručně vyrobených dílů pro turbínu leteckého modelu:

Pro každého, kdo se chce blíže seznámit s konstrukcí a teorií Micro-TRD, mohu jen doporučit následující knihy s výkresy a výpočty:

• Kurt Schreckling. Strahlturbine fur Flugmodelle im Selbstbau. ISDN 3-88180-120-0
• Kurt Schreckling. Modellturbinen im Eigenbau. ISDN 3-88180-131-6
• Kurt Schreckling. Turbovrtulová společnost Triebwerk. ISDN 3-88180-127-8
• Thomas Kamps Modellstrahltriebwerk ISDN 3-88180-071-9

Dnes vím o těchto firmách, které vyrábějí letecké modely turbín, ale je jich stále více: AMT, Artes Jet, Behotec, Digitech Turbines, Funsonic, FrankTurbinen, Jakadofsky, JetCat, Jet-Central, A. Kittelberger, K. Koch, PST-Jets, RAM, Raketeturbine, Trefz, SimJet, Simon Packham, F.Walluschnig, Wren-Turbines. Všechny jejich adresy lze nalézt na internetu.

Nácvik použití v leteckém modelářství

Začněme tím, že už máte turbínu, tu nejjednodušší, jak ji nyní ovládat?

Existuje několik způsobů, jak uvést motor s plynovou turbínou do chodu v modelu, ale nejlepší je nejprve postavit malou zkušební stolici, jako je tato:

Manuální startStart) - nejjednodušší způsob ovládání turbíny.

1. Pomocí stlačeného vzduchu, vysoušeče vlasů a elektrického startéru se turbína zrychlí na minimální provozní otáčky 3000 ot./min.
2. Do spalovací komory je přiváděn plyn a do žhavicí svíčky je přivedeno napětí, plyn se zapálí a turbína dosáhne režimu v rozsahu 5000-6000 ot./min. Dříve jsme jednoduše zapálili směs vzduchu a plynu na trysce a plamen „vystřelil“ do spalovací komory.
3. Při provozních otáčkách je zapnutý regulátor otáček, ovládající otáčky palivového čerpadla, které zase dodává palivo do spalovací komory – petrolej, naftu nebo topný olej.
4. Při stabilním provozu se zastaví přívod plynu a turbína běží pouze na kapalné palivo!

Ložiska jsou obvykle mazána palivem, do kterého se přidává turbínový olej, přibližně 5 %. Pokud je systém mazání ložisek oddělený (s olejovým čerpadlem), pak je lepší zapnout napájení čerpadla před dodáním plynu. Je lepší vypnout jako poslední, ale NEZAPOMEŇTE jej vypnout! Pokud si myslíte, že ženy jsou slabší pohlaví, pak se podívejte, čím se stanou, když uvidí proud oleje stékající z trysky modelu na čalounění zadního sedadla rodinného auta.

Nevýhodou tohoto nejjednoduššího způsobu ovládání je téměř naprostý nedostatek informací o chodu motoru. K měření teploty a rychlosti potřebujete samostatné přístroje, minimálně elektronický teploměr a otáčkoměr. Čistě vizuálně je možné pouze přibližně určit teplotu podle barvy oběžného kola turbíny. Vyrovnání, jako u všech rotačních mechanismů, se kontroluje na povrchu pláště pomocí mince nebo nehtu. Položením nehtu na povrch turbíny ucítíte i ty nejmenší vibrace.

V datových listech motoru jsou vždy uvedeny jejich maximální otáčky, například 120 000 ot./min. Toto je maximální přípustná hodnota během provozu, která by neměla být zanedbána! Poté, co se mi doma vyrobená jednotka v roce 1996 rozletěla přímo na stojanu a turbínové kolo roztrhlo plášť motoru, prorazilo 15mm překližkovou stěnu kontejneru stojícího tři metry od stojanu, dospěl jsem k závěru, že to bude nemožné zrychlit bez ovládacích zařízení jsou životu nebezpečné! Pevnostní výpočty později ukázaly, že rychlost otáčení hřídele měla být do 150 000. Bylo tedy lepší omezit provozní otáčky na plný plyn na 110 000 - 115 000 ot./min.

Další důležitý bod. Do okruhu ovládání paliva NEZBYTNĚ Nouzový uzavírací ventil ovládaný samostatným kanálem musí být zapnutý! To se děje tak, že v případě vynuceného přistání, neplánovaného přistání mrkve a jiných potíží se zastaví přívod paliva do motoru, aby se zabránilo požáru.

Start cřízení(Poloautomatický start).

Aby se výše popsané trable nestávaly na hřišti, kde jsou (nedej bože!) kolem i diváci, používají celkem osvědčený Spusťte ovládání. Zde je ovládání startu - otevírání plynu a dodávání petroleje, sledování teploty a otáček motoru prováděno elektronickou jednotkou ECU (E elektronický - U hnida- Cřízení) . Nádoba na plyn může být pro pohodlí umístěna již uvnitř modelu.

Za tímto účelem je k ECU připojeno teplotní čidlo a čidlo rychlosti, obvykle optické nebo magnetické. Kromě toho může ECU indikovat spotřebu paliva, uložit parametry posledního startu, údaje o napájecím napětí palivového čerpadla, napětí baterie atd. To vše je pak možné prohlížet na počítači. K naprogramování ECU a načtení nashromážděných dat použijte ruční terminál (řídicí terminál).

Dosud jsou dva nejpoužívanější konkurenční produkty v této oblasti Jet-tronics a ProJet. Kterému dát přednost, je na každém, aby se rozhodl sám, protože je těžké se dohadovat o tom, co je lepší: Mercedes nebo BMW?

Celé to funguje takto:

1. Když se hřídel turbíny (stlačený vzduch/fén/elektrický startér) roztočí na provozní otáčky, ECU automaticky řídí přívod plynu do spalovací komory, zapalování a dodávku kerosinu.
2. Když pohnete plynem na vašem dálkovém ovladači, turbína se nejprve automaticky přepne do provozního režimu a následně sleduje nejdůležitější parametry celého systému, od napětí baterie až po teplotu a otáčky motoru.

AutoStart(automatický start)

Pro zvláště líné je spouštění zjednodušeno na maximum. Turbína se spouští z ovládacího panelu také přes ECU jeden spínač. Není zde potřeba žádný stlačený vzduch, žádný startér, žádný vysoušeč vlasů!

1. Přepnete spínač na rádiovém ovladači.
2. Elektrický startér roztočí hřídel turbíny na provozní otáčky.
3. ECU ovládá start, zapalování a uvedení turbíny do provozního režimu s následným sledováním všech kontrolek.
4. Po vypnutí turbíny ECU automaticky ještě několikrát otočí hřídel turbíny pomocí elektrického startéru, aby se snížila teplota motoru!

Nejnovějším pokrokem v automatickém spouštění je Kerostart. Start na petrolej, bez předehřívání na plynu. Instalací jiného typu žhavicí svíčky (větší a výkonnější) a minimální změnou přívodu paliva v systému se nám podařilo zcela eliminovat plyn! Tento systém funguje na principu topení auta, jako na Záporoží. V Evropě zatím převádí turbíny z plynových na petrolejové startování pouze jedna společnost, bez ohledu na výrobce.

Jak jste si již všimli, na mých výkresech jsou ve schématu zahrnuty další dvě jednotky, jedná se o ventil ovládání brzdy a ventil ovládání zatahování podvozku. Nejsou to povinné možnosti, ale jsou velmi užitečné. Faktem je, že u „běžných“ modelů při přistání vrtule při nízkých rychlostech funguje jako druh brzdy, ale u proudových modelů taková brzda neexistuje. Turbína má navíc vždy zbytkový tah i při „volnoběhu“ a přistávací rychlost proudových modelů může být mnohem vyšší než u „vrtulových“. Brzdy hlavního kola jsou proto velmi užitečné při snižování nájezdu modelu, zejména na krátkých plochách.

Palivový systém

Druhým podivným atributem na obrázcích je palivová nádrž. Připomíná mi to láhev Coca-Coly, že? Tak jak to je!

Jedná se o nejlevnější a nejspolehlivější nádrž za předpokladu, že se používají opakovaně použitelné tlusté lahve, a nikoli pomačkané jednorázové. Druhým důležitým bodem je filtr na konci sacího potrubí. Požadovaná položka! Filtr neslouží k filtraci paliva, ale k zamezení vstupu vzduchu do palivového systému! Kvůli samovolnému odstavení turbíny ve vzduchu už byl ztracen nejeden model! Nejlépe se zde osvědčily filtry z motorových pil značky Stihl nebo podobné z porézního bronzu. Poslouží ale i běžné plstěné.

Protože se bavíme o palivu, můžeme rovnou dodat, že turbíny mají velkou žízeň a spotřeba paliva je v průměru na úrovni 150-250 gramů za minutu. K největší spotřebě samozřejmě dochází při rozjezdu, pak ale plynová páka málokdy překročí 1/3 své polohy vpřed. Ze zkušenosti můžeme říci, že při mírném stylu letu stačí tři litry paliva na 15 minut. letový čas, přičemž v nádržích je ještě rezerva na pár přiblížení na přistání.

Palivem samotným je obvykle letecký petrolej, na Západě známý jako Jet A-1.

Můžete samozřejmě použít motorovou naftu nebo lampový olej, ale některé turbíny, například z rodiny JetCat, to špatně snášejí. Také proudové motory nemají rády špatně rafinované palivo. Nevýhodou petrolejových náhražek je velká tvorba sazí. Motory se musí kvůli čištění a kontrole častěji rozebírat. Existují případy turbín fungujících na metanol, ale znám jen dva takové nadšence, kteří si metanol vyrábějí sami, takže si takový luxus mohou dovolit. Používání benzínu v jakékoli formě by mělo být kategoricky opuštěno, bez ohledu na to, jak atraktivní se může zdát cena a dostupnost tohoto paliva! Tohle je doslova zahrávání si s ohněm!

Údržba a životnost

Další otázka tedy vyvstala sama o sobě – služby a zdroje.

Údržba z velké části spočívá v udržování motoru v čistotě, vizuální kontrole a kontrole vibrací při startování. Většina leteckých modelářů vybavuje své turbíny nějakým vzduchovým filtrem. Obyčejné kovové síto před sací difuzor. Podle mě je to nedílná součást turbíny.

Motory udržované v čistotě a se správným systémem mazání ložisek slouží bezporuchově po dobu 100 a více provozních hodin. Ačkoli mnoho výrobců radí poslat turbíny na kontrolní údržbu po 50 pracovních hodinách, je to spíše pro vyčištění svědomí.

První model tryskáče

Krátce o prvním modelu. Nejlepší je, když je to „trenér“! Dnes je na trhu mnoho turbínových trenažérů, většinou modelů s delta křídly.

Proč delta? Protože to jsou samy o sobě velmi stabilní modely a pokud je v křídle použit tzv. S-profil, pak je rychlost přistání a pádová rychlost minimální. Trenér musí takříkajíc létat sám. A měli byste se soustředit na nový typ motoru a ovládací prvky.

Trenér musí mít slušné rozměry. Vzhledem k tomu, že rychlosti u proudových modelů 180-200 km/h jsou dané, váš model se velmi rychle vzdálí na značné vzdálenosti. Proto musí být model vybaven dobrou vizuální kontrolou. Je lepší, když je turbína na vagónu namontována otevřeně a nesedí příliš vysoko vzhledem ke křídlu.

Dobrým příkladem toho, jaký trenér NEMĚL být, je nejběžnější trenér – „Klokánek“. Když si FiberClassics (dnes Composite-ARF) tento model objednala, koncept vycházel především z prodeje sofijských turbín a jako důležitý argument pro modeláře, že odstraněním křídel z modelu by mohl být použit jako zkušební stolice. Obecně to tak je, ale výrobce chtěl turbínu ukázat, jako by byla vystavená, a proto je turbína namontována na jakémsi „pódiu“. Ale protože se ukázalo, že vektor tahu byl aplikován mnohem výše než těžiště modelu, musela být tryska turbíny zvednuta. Tím byly téměř úplně pohlceny nosné vlastnosti trupu, plus malé rozpětí křídel, které křídlo značně zatěžovalo. Jiná tehdy navržená dispoziční řešení zákazník odmítl. Pouze použití profilu TsAGI-8, komprimovaného na 5 %, poskytlo víceméně přijatelné výsledky. Kdo už na Klokanovi létal, ví, že tento model je pro velmi zkušené piloty.

S přihlédnutím k nedostatkům Kangaroo vznikl sportovní trenažér pro dynamičtější lety „HotSpot“. Tento model se vyznačuje propracovanější aerodynamikou a Ogonyok mnohem lépe létá.

Dalším vývojem těchto modelů byl „BlackShark“. Byl navržen pro klidné lety, s velkým poloměrem otáčení. S možností široké akrobacie a zároveň s dobrými plachtařskými vlastnostmi. Pokud selže turbína, lze s tímto modelem přistát jako na kluzáku, bez nervů.

Jak je vidět, vývoj trenažérů šel cestou zvětšování velikosti (v rozumných mezích) a snižování zátěže křídla!

Jako výborný trenažér může posloužit i rakouská balsová a pěnová sada Super Reaper. Stojí 398 eur. Model vypadá ve vzduchu velmi dobře. Zde je moje oblíbené video ze série Super Reaper: http://www.paf-flugmodelle.de/spunki.wmv

Ale šampiónem nízké ceny je dnes Spunkaroo. 249 eur! Velmi jednoduchá konstrukce z balzy potažené skelným vláknem. K ovládání modelu ve vzduchu stačí pouze dvě serva!

Vzhledem k tomu, že se bavíme o servech, musíme rovnou říci, že standardní tříkilogramová serva nemají s takovými modely nic společného! Zatížení jejich volantů je enormní, takže auta musí být instalována silou minimálně 8 kg!

Shrnout

Každý má samozřejmě své priority, pro někoho cena, pro jiného hotový produkt a úspora času.

Nejrychlejší způsob, jak vlastnit turbínu, je jednoduše si ji koupit! Ceny dnes hotových turbín třídy tahu 8 kg s elektronikou začínají od 1525 Euro. Pokud uvážíte, že takový motor lze bez problémů okamžitě uvést do provozu, tak to není vůbec špatný výsledek.

Sady, sady. V závislosti na konfiguraci obvykle stojí sada rovnacího systému kompresoru, oběžného kola kompresoru, nevrtaného turbínového kola a stupně rovnání turbíny v průměru 400-450 eur. K tomu musíme dodat, že vše ostatní si musíte buď koupit, nebo vyrobit sami. Plus elektronika. Konečná cena může být i vyšší než hotová turbína!

Na co si musíte dát pozor při nákupu turbíny nebo stavebnic - je lepší, když je to odrůda KJ-66. Takové turbíny se ukázaly jako velmi spolehlivé a jejich potenciál pro zvyšování výkonu ještě není vyčerpán. Takže častou výměnou spalovací komory za modernější nebo výměnou ložisek a instalací vyrovnávacích systémů jiného typu můžete dosáhnout zvýšení výkonu z několika set gramů na 2 kg a akcelerační charakteristiky se často výrazně zlepší. Tento typ turbíny se navíc velmi snadno ovládá a opravuje.

Pojďme si shrnout, jaká velikost kapsy je potřeba pro stavbu moderního modelu tryskáče za nejnižší evropské ceny:

• Turbína smontovaná s elektronikou a drobnostmi - 1525 Euro
• Trenažér s dobrými letovými vlastnostmi - 222 Euro
• 2 serva 8/12 kg - 80 Euro
• Přijímač 6 kanálů - 80 Euro

Celkově tvůj sen: asi 1900 eur nebo asi 2500 zelených prezidentů!

V poslední době řada populárně naučných publikací uveřejňuje informace o proudových mikromotorech pro modely letadel, které se rychle rozvíjejí na Západě, a také o mistrovstvích světa pořádaných International Jet Model Committee (IJMC). Ruský tým RUSJET tak na mistrovství světa, které se konalo od 3. do 15. července 2007 v Severním Irsku, získal nejvíce bodů v benchovém hodnocení replik modelů s proudovou elektrárnou a obsadil druhé místo na světě na základě výsledky letu! Konečně se splnilo to, o co jsme v 60. a 70. letech minulého století usilovali, snili a fantazírovali!

Moje zkušenosti s modelováním letadel začaly někde v roce 1959 za otřásajícího se řevu proudových letadel a jejich dříve nepředstavitelných rekordů. Tajemní držitelé nadzvukových rekordů E-33, E-66, E-166 atd. vzrušovalo mozek a duši, což nás přimělo používat výstřižky z novin a časopisů k přetvoření nákresů, podle kterých byly následně navrženy a vyrobeny létající modely-kopie podzvukových a nadzvukových proudových letadel s práškovými raketovými motory. Lety takových modelů vzbuzovaly obdiv a radost mladé části populace a výrazný nesouhlas odrostlejších sousedů a kolemjdoucích. A právem: lety proudových letadel byly často doprovázeny požáry a dokonce i výbuchy.
Neměl jsem možnost ovládat obecně přijímané technologie leteckého modelářství v bohatých kruzích pod vedením dospělého mentora. Můj „samoškolení“ v komunálním bytě mi však zajistil nezávislost a svobodu převádět proud myšlenek do skutečných návrhů a odmala mě naučil jít málo známými cestami. Z vášně pro letectví v těch letech vzešla zvídavost, pracovitost, intuice a vynalézavost, které kromě výroby modelů letadel podle výkresů zhotovených vlastníma rukama a vyvinutými technologiemi nutily člověka pilně se prohrabovat regály knihoven a najděte knihy o letectví, raketách a vesmíru, které jsou mladému srdci tak drahé. „Se zatajeným dechem“ jsem četl vše z časopisu „Mladý technik“ a ne vždy končící publikacemi Oborongiz. Aerodynamika, konstrukce letadel, teorie a konstrukce vzduchem dýchajících a raketových motorů, nauka o leteckých materiálech a dokonce i konstrukce leteckých přístrojů a základy elektroniky fascinovaly i přes svůj věk a odhalovaly mladé duši ne vždy pochopitelné, ale takový neobvyklý a zajímavý svět techniky, svět letectví.
Zbytky informací zpracovaných a asimilovaných žákem již v 7. ročníku v hodinách fyziky při studiu 3. Newtonova zákona umožnily učiteli zcela svěřit vedení hodiny o studiu proudového pohonu, principech a konstrukci vzduchových a raketových motorů mladému leteckému modeláři, t .e. ke mě.
Později, během služby v ozbrojených silách, mu základní znalosti elektroniky získané ve školním věku, stejně jako schopnost sestavovat vlastní vysílačky, umožnily s vyznamenáním absolvovat Vojenskou leteckou školu mechaniků a stát se 1. třídy specialista naváděcí operátor, velitel radiolokačního oddělení a následně důstojník.
V roce 1969 jsem vyvinul program Rubicon, podle kterého byly navrženy a postaveny létající modely s proudovými elektrárnami a motory samotnými. Systém řízení motor-kompresor: v přídi modelu je oběžné kolo, v ocasní části je spalovací komora s nuceným vstřikováním paliva; SU s náporovým motorem: vzlet na práškovém raketovém motoru (raketový motor na tuhá paliva), upevněný podél osy náporového motoru, který po zrychlení raketového motoru na tuhá paliva měl zajistit tah takovému zařízení , atd. Tyto experimenty nekončily vždy úspěšně a mladá designérská myšlenka nadále hledala efektivnější a spolehlivější způsoby, jak zavést proudový pohon do leteckého modelářství.
Na realizaci programu Rubicon se aktivně podílel můj přítel a stejně smýšlející člověk Alexander Selin, „AS“, který mi s nepotlačitelnou energií a bohatou představivostí vždy rozuměl a inspiroval mě k novým „reaktivním skutkům“. Ne bez vlivu AS bylo pro další opakovaně létaný proudový model použito nové, vysoce účinné složení paliva, jak se nám tehdy zdálo. Rychlost hoření tohoto paliva však byla tak vysoká a nekontrolovatelná, že hned první let skončil explozí a tvář bledého AC se okamžitě zrodila s rasou Negroidů. Ale ani po takových selháních jsme neztratili odvahu, ale znovu jsme přemýšleli, analyzovali a „létali“. AS nejen generoval nápady a vytvářel návrhy, ale také skvěle pilotoval zařízení, která jsme testovali. V roce 1970 odešel AS domů do Doněcké oblasti, stal se horníkem a letectví ho přestalo vzrušovat... Mé tvůrčí impulsy bez přítele vyprchaly.
Brzy nastal čas splnit posvátnou povinnost chránit vlast. Po návratu z armády v roce 1973 se oblast mého zájmu týkala ekranoplánů, kterých jsem byl „nemocný“ až do roku 1976, a také studia na Taganrog Radio Engineering Institute (TRTI), kam jsem byl poslán po službě v ozbrojených silách. Síly. V roce 1976 se však můj „reaktivní syndrom“ začal znovu rozvíjet s implementací nových technických nápadů.
V té době jsem na podvědomé úrovni řadu let analyzoval vznik americké letecké modelářské společnosti, která v roce 1966 informovala svět o vzniku a prodeji mikroturbomotoru Turbocraft-22.
Tato informace, která vedla ke zhoršení mého „reaktivního syndromu“, diplom ve strojírenství v oboru „Letecké inženýrství“, následné studium na pobočce Moskevského leteckého institutu (MAI) pojmenované po. S. Ordzhonikidze a práce jako inženýr ve výrobě a expedici strojírenského závodu Taganrog (nyní JSC TANTK pojmenovaná po G.M. Berievovi) odvedli svou práci: Konečně se mi podařilo vyvinout a postavit proudový mikromotor TD-01 s odstředivou kompresor, prstencový spalovací prostor, odstředivé vstřikování paliva a axiální turbínu o průměru 68 mm, kterou rovněž zajistil program Rubicon. Mikroturbínový motor byl po opakovaných pokusech o jeho výrobu v mých školních letech postaven v továrně, pololegálně, teprve ve 24 letech.
Žáruvzdorné, žáruvzdorné atd. nutné pro stavbu motoru. materiály byly vybírány z referenčních knih a naštěstí se nacházely ve výrobních odpadech a závod o ně tehdy nepociťoval nedostatek. Pak je dokázali zpracovat vysoce kvalifikovaní specialisté, vždy připravení pomoci při mém tvůrčím výzkumu, kteří zároveň věděli, jak „držet jazyk za zuby“.
Veškeré kovoobráběcí a jednoduché soustružnické operace jsem prováděl vlastníma rukama. Objednal jsem operace frézování, svařování a lisování, ale za mé přítomnosti. Montáž, montáž, vyvážení atd. udělal jsem to sám.
Mezitím byly vyvinuty a postaveny tři verze motoru PuVRD (pulzující vzduch dýchající motor), o kterém jsem v dětství hodně četl a jehož fungování jsem měl možnost poprvé v životě vidět při testování svého PuVRD. Bílá rozžhavená spalovací komora a třešňově červená rezonanční trubice na pozadí řezavě ohlušujícího zvuku PuVRD rychle zchladily mou vášeň pro vytvoření kopie modelu tryskového letadla s PuVRD a donutily mě dávat stále větší přednost k proudovému motoru. Zhruba ve stejné době jsem vypracoval projekt proudového mikromotoru TD-02 s odstředivým kompresorem, dostředivou turbínou a čerpaným přívodem paliva přes rozdělovač se vstřikovači. Tento mikromotor však již nebyl předurčen k provedení v kovu.
Poté, co jsem začal testovat svůj mikroturbínový motor v tovární laboratoři pro testování skutečných leteckých motorů, musel jsem kvůli obrovskému rozdílu v rozměrech zkušebních objektů buď padnout pod palbu výroků vysoce kvalifikovaných autoritativních kritiků o zbytečnosti a nemožnost vytvořit takový motor, nebo se vrhnout do vln oceánu doporučení na radikální přepracování jednotek TRD tak, aby byly podobné jednotkám motorů známých v té době v závodě: AL-7PB, RD -45F, VK-1A, AI-20, TS-20 atd.
Jeden přední inženýr, sympatizující s mým tvůrčím výzkumem, přišel s myšlenkou roztáčet hřídel motoru ne přiváděním vzduchu do oběžného kola kompresoru, ale tangenciálním přiváděním vzduchu do axiální turbíny. Toto rozhodnutí bylo nebezpečné, protože mohlo poškodit turbínu pro její nedostatečnou pevnost. A tak se také stalo. Bez mého souhlasu byla do skříně turbíny připájena armatura, kterou byl k turbíně tangenciálně přiváděn vzduch o tlaku asi 10 atmosfér, který při roztočení turbíny nemilosrdně „naložil“ všechny její lopatky na náboj. A takových příkladů je mnoho.
A přesto motor začal pracovat, i když nestabilně. Jeho volnoběžné otáčky byly přibližně 40 000 ot./min. Hvizd turbíny překračoval práh slyšitelnosti, jak se rychlost zvyšovala. Někdy selhal plamen ve spalovací komoře (CC) a pak z trysky unikal proud vzduchu s jemně rozptýleným petrolejem. Systém přívodu paliva přes odstředivé vstřikovače fungoval bezchybně. Problematika organizace spalování petroleje v maloobjemové spalovací komoře byla vyřešena instalací vířičů a stabilizátorů plamene, jejichž účinnost byla pozorována v poměrně úzkém rozsahu průtoků směsi paliva a vzduchu. Rozšíření rozsahu stabilních rychlostí spalování vyžadovalo lepší předběžnou přípravu paliva ke spalování a zvětšení objemu spalovacího prostoru. Takové zvětšení objemu spalovací komory si vyžádalo výrobu nového dutého hřídele motoru s odstředivými tryskami, výměnu topeniště spalovací komory a skříně motoru. Podrobnosti byly v té době jednoduché, ale už jsem neměl prostředky na pokračování v práci a náladu bojovat proti skeptikům. Stabilní spalování ve spalovací komoře by pravděpodobně mohl zajistit automatický regulátor přívodu paliva na základě odečtů miniaturních teplotních čidel a čidel tlaku vzduchu na výstupu z kompresoru, ale takové zařízení s vhodnými parametry v té době v závodě nebylo k dispozici. Vývoj a výroba takového zařízení vyžadovala finanční prostředky, další výzkum a experimenty. Bohužel se nepodařilo najít zájem a podporu vedení letecké konstrukční kanceláře do doladění tohoto vývoje, který předběhl dobu.
Když se informace o mém motoru s mikroturbínou dostaly k hlavnímu konstruktérovi, řekl: „My (Machine-Building Plant – Yu.V.) nejsme společnost vyrábějící motory a nehodí se nám zabývat se podobnými nesmysly. ..“
Zkušenosti z práce na tvorbě mikroturbinových motorů, stejně jako zkušenosti z práce na realizaci pozdějších projektů miniaturních nízkonákladových letadel s elektronickým vybavením a schopnostmi UAV, zrozené z práce a iniciativy inženýrů a vynálezců město Taganrog, také není žádané a není podporováno. Tento vývoj je nyní uveden pouze v některých patentech na vynálezy s právy a povinnostmi autorů-držitelů patentů, pro jejich schopnost vstupovat do inovačního prostředí a účastnit se soutěží o inovativní projekty.
Dnes se takové „nesmysly“, jako jsou motory s mikroturbínou, dají koupit ve specializovaných modelářských prodejnách v některých západních zemích za ceny od 3000 do 6000 USD, tzn. za cenu nové dovezené kuchyně nebo ojetého zahraničního automobilu, za účelem aplikace nejen pro proudové létající modely, ale i pro bezpilotní letouny, malé autonomní elektrárny a dokonce i pro nové typy pilotovaných letadel s distribuovaným proudem tah.
Je třeba připomenout, že obecně uznávaným tvůrcem mikroturbomotorů na Západě je Kurt Schreckling z Německa, který údajně jako první vyvinul a sestrojil letecký model proudového motoru v 80. letech minulého století. Podle časopisu „Modelist-Konstruktor“ č. 3 z roku 1966 však prvenství ve vývoji takového mikromotoru patří americké letecké modelářské firmě (motor Turbocraft-22, který nebyl prototypem při vývoji mého TD-01, ale byl „katalyzátorem“ a potvrzením zásadní možnosti a reality vytvoření mikroturbinových motorů v 60. - 70. letech).
Od roku 1976 jsem na částečný úvazek ředitelem leteckých modelářských kroužků a laboratoří, kde můj „turbojetový výtvor“ dlouho ležel bez nároku na podporu a ruskou realizaci...

Předseda koordinace
Rada charitativní společnosti pro vědeckou, technickou kreativitu a ekologii „Juvenal“, Taganrog, inženýr, vynálezce

Motor tohoto typu není zahrnut v aktuálním klasifikačním seznamu leteckých elektráren a není používán ve skutečném provozu. Mnoho lidí o něm nikdy ani neslyšelo. Ve skutečnosti je však stejně stará jako první letadla, má zajímavou historii praktického použití a může být zajímavá pro letecké nadšence.

Motor-kompresorová elektrárna letounu I-250.

V dopravním strojírenství je takový koncept jako kombinovaná elektrárna . Obvykle se pod tímto pojmem rozumí spojení různých typů motorů (nebo principů jejich činnosti), nejčastěji dvou a více, v jedné konstrukční součásti.

Pro pozemní vozidla jsou dobrým příkladem poměrně aktivně využívané automobily, autobusy a trolejbusy, které jsou schopné provozu s pístovými spalovacími motory a elektromotory v jedné, takříkajíc sestavě. Nejčastěji se pro ně používá termín „hybridní motory“.

Tomuto osudu se nevyhnulo ani letectví. Kombinované elektrárny různých konstrukcí a principů činnosti byly na letounech poměrně intenzivně projektovány a používány téměř od prvních kroků stavby letadel.

To vše nebylo učiněno kvůli dobrému životu, ale kvůli rozporu mezi požadovaným a dostupnými možnostmi. Ostatně ani nyní stávající a vyvíjené vysoce vyspělé letecké motory nemohou učinit letoun absolutně univerzálním, a to jak z hlediska vysokých trakčních vlastností, hmotnostní a aerodynamické dokonalosti, tak z hlediska vysoké účinnosti paliva. Každé ze stávajících pohonných schémat, například šroubová a proudová schémata (WRD), má svou nejvýhodnější oblast použití.

A v prvních fázích vývoje letectví ještě neexistoval žádný zvláštní výběr elektráren, ale existovalo široké pole pro inovační činnost. Princip proudového pohonu, známý mimochodem dávno před objevením prvních letadel, se jevil jako jedna z nejlákavějších možností řešení problémů.

A později, s nárůstem rychlosti letadla (zejména ve 40. letech), a odpovídajícím poklesem trakčních schopností vrtule, stejně jako výkonových schopností pístového motoru (bez zvýšení hmotnosti), se prostě stal jediným možným jeden.

Proud raketové motory, jak kapalné, tak tuhé palivo, se nemohly stát hlavními motory letounu kvůli krátké době jejich provozu, některým vlastnostem, které provoz komplikují (platí pro motory na kapalné pohonné hmoty) a složitosti ovládání (motor na tuhé pohonné hmoty). Proto se používaly především na experimentálních letounech a jako boostery. To platí zejména pro motory na tuhá paliva. O tom se píše ().

Poměrně rychle se ukázalo, že pro pohonnou elektrárnu letadla je nejvhodnější vzduchový proudový motor, přesněji řečeno, tento motor musí být proudový, aby mohl startovat z nulové rychlosti, tedy z parkoviště. hodně.

Přijatelné zakomponování této skutečnosti do konkrétního technického zařízení, které by se dalo plodně využít jako elektrárna pro atmosférický letoun, se ale zpozdilo ze známých důvodů vědeckého i technického charakteru. To znamená, že nebyl dostatek znalostí, neexistoval žádný konkrétní teoretický vývoj a praktické zkušenosti, neexistovala žádná speciální výrobní zařízení a materiály.

Co jíst a co chcete...

Jakmile však proces vývoje začal, již jej nebylo možné zastavit. První čistě proudový letoun s proudovým motorem uskutečnil svůj historický let 27. srpna 1939. Jednalo se o německý letoun Heinkel He 178, vybavený motorem Heinkel HeS 3, který měl maximální tah 498 kgf.

Proudový motor HeS-3B

Letadlo He 178.

Letadlo He 178.

Tento motor byl postaven počátkem roku 1939 a testován za letu v červenci na pístovém střemhlavém bombardéru Heinkel He 118, který se používal jako létající laboratoř. HeS 3 byl zavěšen pod trupem a zapnut za letu (kromě vzletu a přistání).

Poprvé prakticky využitý pro plnohodnotný proudový let byl proudový motor samozřejmě poměrně primitivní, nicméně měl všechny komponenty charakteristické pro svůj typ vč. kompresor (odstředivý s axiálním opěrným stupněm), turbína (radiální), výstupní zařízení. A to už fungovalo jako plnohodnotný motor dýchající vzduch. Jeho výkonové charakteristiky však zůstaly hodně žádoucí.

Takové však byly všechny rané proudové motory, projektové i kovové. Nízký tah, nízká účinnost, mizivé zdroje, nízká spolehlivost... Je to jasné, protože to byly jen první kroky a všechny úspěchy na této cestě byly ještě před námi. To se však dá říci již nyní, ale v té době ještě nebyly vyhlídky jasné.

Možná to byla v počáteční fázi jistá nejistota v dalším vývoji proudových motorů a touha rychle najít jednodušší, ale zároveň kompletní, a hlavně tolik potřebnou alternativu, která by zlepšila výkon letadel. , což donutilo inženýry zvážit další možnosti proudových motorů.

V jedné z těchto možností byl použit princip kombinace (neboli hybridity). Toto je o motor-kompresorový vzduch-dýchací motor (MCVRE). V SSSR dostal tento typ motoru v první polovině 40. let další jméno - VRDK(vzduchový motor s kompresorem).

V zahraničí má několik jmen. Nejčastěji se používá motorjet (pro srovnání turbojet je turbojet), méně často používaný (a také v němčině používaný) je termojet. Existuje několik dalších méně běžně používaných názvů - hybridní trysky, pístové trysky, složené motory, reakční motor, stejně jako ventilátor s přídavným spalováním, ventilátor s obtokem.

U proudového motoru je nejvíce zatěžovanou a složitou součástí turbína. Z velké části určuje pro návrh mezní teplotu plynu ve spalovací komoře, protože on sám je nejen pod jeho vlivem, ale také zatížen obrovskými odstředivými silami (oběžná kola). Teplota plynu zase přímo ovlivňuje tah.

Turbína je ale zároveň svým způsobem druhotná a takříkajíc „neprodukuje“ sama tah. Jeho hlavním účelem je vytvořit energii pro otáčení kompresoru. Čili nejen že je složitý a proudový motor se bez něj neobejde, ale pokud má sám o sobě i nízkou charakteristiku, tak motor nebude mít vysoké parametry. Hodně problémů...

Chcete-li se jich zbavit, „nejjednodušší věc“ je zbavit se samotné turbíny. A to je právě případ motor-kompresorového motoru. Velmi výhodné v tom smyslu, že ve 30. a na počátku 40. let ještě nebyly nashromážděny zkušenosti s vytvářením vysoce kvalitních leteckých turbín s relativně vysokými parametry.

Klasickou motorkompresorovou elektrárnu tradičně tvoří tři hlavní části: pístový spalovací motor (PD), kompresor a, mohu-li to tak říci, zjednodušený vzduchový proudový motor. Kompresor je v tomto případě poháněn pístovým motorem (zpravidla přes speciální převod nebo hřídel) a může být různého standardního provedení (nejčastěji odstředivý nebo axiální).

Kompresor bývá nízkotlaký (podle jeho konstrukčních možností). Místo toho může být také použit vysokotlaký ventilátor nebo ve skutečnosti vrtule (nebo několik) v prstencovém plášti.

Proudový motor v této stavebnici je ve srovnání s proudovým motorem skutečně velmi zjednodušený. Nemá ani vlastní kompresor, ani turbínu a má pouze vstřikovače paliva (nebo jejich potrubí), kterými se přivádí palivo k ohřevu přiváděného vzduchu, improvizovanou spalovací komoru a výstupní zařízení pro výstup plynu (trysku ). Navíc jsou možné také možnosti s použitím a přítomností spalovací komory (více o tom níže).

Venkovní vzduch je tak přiváděn speciálním kanálem do externího kompresoru, který otáčí pístový motor. Dále stlačený vzduch vstupuje do spalovací komory, kde se ohřívá spalováním paliva a poté energeticky vyzbrojený směs plynů prochází, aby se urychlila a vytvořila proudový tah.

V klasické verzi motor-kompresorový motor zjednodušený proudový motor svou konstrukcí a principem činnosti připomíná náporový motor nebo ještě více spalovací komora s přídavným spalováním pro proudové motory a turboventilátory. Právě při tvorbě motor-kompresorových motorů byly získány první zkušenosti, které se později hodily při vývoji FCS.

Podle různých zdrojů se podíl spalovacího prostoru MKVRD na vytváření tahu (kromě stlačování vzduchu kompresorem) odhaduje od jedné třetiny do poloviny celkové hodnoty v závislosti na dokonalosti provedení. V závislosti na konstrukční variantě mohou přispět i výfukové plyny PD a teplo jeho těla.

Obecný tah letadel z takových kombinovaná elektrárna lze získat nejen díky tryskovému proudu plynů z proudového motoru, ale také pomocí vzduchové vrtule poháněné pístovým motorem (stejným, který roztáčí kompresor). Existují různé příklady návrhu a konstrukce letadel s pomaloběžnými proudovými motory, jak s vrtulí, tak bez ní.

Při použití obou typů pohonu na letounu, vrtule i proudového tahu, lze vysledovat určitou univerzálnost. Při nízkých rychlostech (nadmořských výškách) je výhodnější pracovat s vrtulí a při vysokých rychlostech (nadmořských výškách) - pomocí proudového tahu. Výškové a rychlostní schopnosti letadla se zvyšují.

Stojí za zmínku, že jiné, mnohem pokročilejší možnosti uspořádání pro motor-kompresorové motory existovaly například na konci 30. a 40. let (hlavně v Německu), kdy vznikaly souběžně s proudovými motory a vyhodnocovací činnosti byly v plném rozsahu. swing, abyste pochopili, který z těchto dvou principů je přijatelnější. V této verzi byly všechny tradičně samostatné prvky klasického motorjetu spojeny do jediného celku, který vzhledem velmi připomínal proudový motor (příklady níže). Navzdory podobnosti však princip fungování zůstal nezměněn.

Jako zajímavý doplněk...

Když už mluvíme o obecném principu návrhu ICVR, nelze nezmínit jednu zajímavou skutečnost. Bez ohledu na to, zda lidé vědí, co to je motor-kompresorový motor, nebo ne, skoro každý z nich má doma, dalo by se říci, jeho miniaturní model. Nízký výkon a není určen k pohybu, ale přesto...

Jedná se o běžný domácí vysoušeč vlasů. Ta, ač v primitivní podobě, má všechny potřebné prvky: ventilátor (minikompresor), topidlo (spalovací komora) a dokonce i zužující se trysku, která občas fouká dost intenzivně a horko :-)…

Pokyny…

Pokusy o zavedení „hybridity“, které nakonec vedly ke konstrukci skutečně fungujících vzorků motorů kompresorových motorů, probíhaly téměř od prvních kroků vývoje letectví, kdy se „létání cokoli“ víceméně pevně usadilo v vzduch.

Zároveň lze říci, že v rámci samotného typu existovalo několik směrů a variant konstrukčního vývoje, které změnily konstrukci (a někdy i provozní parametry), ale nezměnily základní princip činnosti motoru.

Příkladem je poněkud neobvyklá konstrukce motoru francouzského inženýra René Lorina dokončená v roce 1908. Ze zjednodušeného proudového motoru, který se zdá být přítomen v motorové trysce, zůstává v Lorinově motoru pouze výstupní zařízení, tedy tryska.

Motor René Laurin.

Motor jako takový neměl vlastní spalovací komoru, stejně jako samostatný kompresor. Zplodiny hoření byly směrovány do trysky po zapálení směsi paliva a vzduchu ve válci pístového motoru.

To znamená, že to byl ve skutečnosti každý válec, který měl svou vlastní trysku pro výstup výfukových plynů, a tedy vytváření tahu paprsku. Je jasné, že tah byl tvořen impulsy, i když tato skutečnost samozřejmě nemá s PuVRD nic společného. Bylo zřejmé, že takové motory musely být instalovány přímo na křídle letadla.

Jako další v chronologickém pořadí snad stojí za zmínku slavný experimentální letoun Coandă 1910, navržený rumunským aerodynamickým inženýrem a vynálezcem Henri Coandăem (rumun. Henri Coandă), slavným objevitelem Coandova efektu.

Letadlo Coanda 1910 na pařížské letecké výstavě v roce 1910.

Schéma motoru Coande. Systém přívodu paliva a zapalování, stejně jako další CS, nejsou zobrazeny. Je znázorněn navrhovaný přívod výfukových plynů PD do proudu.

Elektrárna byla umístěna v přední části trupu. Měla podobu prstencového kanálu-kapoty, jejíž přední část byla vybavena kompresorem stlačujícím přiváděný vzduch, jehož proudění předním přívodem vzduchu bylo regulováno pomocí okvětního zařízení (Coanda tomu říkal závěrka).

Kompresor měl otáčky asi 4000 ot./min a byl poháněn řadovým pístovým motorem Clerget (výkon 50 k), instalovaným v horní části trupu bezprostředně za vzduchovým potrubím, přes speciální převodovku.

Sám vynálezce nejprve nazval takovou elektrárnu „turbo-propulseur“ (slovo „turbo“ se zde vztahuje konkrétně na kompresor), a později, když motory dýchající vzduch již s jistotou zaujaly přední místo v konstrukci leteckých motorů, prohlásil, že dýchá vzduch motor-kompresorový motor.

Přibližně ve stejné době se říkalo, že Coandă 1910 byl prvním letadlem s proudovým pohonem, jehož maximální hodnota (asi 220 kgf) byla přibližně poloviční než výše zmíněný Heinkel He 178.

Bylo zřejmé, že vzduch stlačený po kompresoru byl smíchán s palivem, které shořelo, což letounu poskytlo zvýšený proudový tah. Palivo bylo vstřikováno do zadních bočních částí vzduchového kanálu a zde spáleno. Později některé zdroje zmiňovaly i některé přídavné spalovací komory na bocích trupu.

Kompresorové prvky motoru Coande.

Replika letounu Coanda 1910 Instalovaná PD neodpovídá originálu.

Další možné schéma pohonného systému letounu Coanda 1910.

Patentové přihlášky navíc stanovily přívod výfukových plynů z pístového motoru do vstupu vzduchového potrubí, což mohlo zvýšit průtok vzduchu motorem a teplotu proudění.

Tvrzení o spalovacích komorách se ale ve skutečnosti objevila až v poválečné době. Konstrukce letounu, v tomto ohledu krajně neúspěšná, by jen stěží umožnila použití takového schématu bez rizika požáru, který by poškodil dřevěnou konstrukci a zcela nechráněného pilota.

Letoun byl představen na 2. pařížské letecké výstavě (říjen 1910) bez přídavných spalovacích komor a deklarovaného výfukového systému pístového motoru. Mnoho výzkumníků a leteckých specialistů, jak v té době, tak v posledních letech, velmi pochybovalo o samotné existenci systému řadového spalování paliva na Coandă 1910.

Zpochybňována byla i skutečnost jediného letu tohoto letounu. Proběhlo to 16. prosince 1910 a skončil neúspěšně z důvodu poškození řídicího systému (nebo nepozornosti pilota).

Podle některých rumunských zdrojů (a údajně ze slov samotného Coandeho) k letu došlo náhodou. Inženýr neměl v úmyslu vzlétnout a pouze testoval motor. Neopatrně posunuté páky zvýšily rychlost kompresoru a otevřely závěrku. Letadlo zahájilo vzlet a vzlétlo.

Překvapení, velký plamen z výfuku zpod kapoty a nedostatek pilotních zkušeností vedly ke ztrátě kontroly nad rychlostí a výškou. Letadlo skončilo na zemi a začalo hořet. Sám inženýr utrpěl nějaká zranění. Následně z důvodu nedostatku financí nebyl letoun obnoven.

Možné šíření horkých plynů z motoru na letounu Coanda 1910.

Je zvláštní, že tento incident je někdy spojován s následným objevem Henriho Coandy jevu pojmenovaného po něm - Coandova efektu. Proud vzduchu vycházející z prstencové trysky pohonného systému jeho letounu se spolu s horkými plyny po spalování paliva jakoby „přilepil“ na trup a poškodil ocasní plochu. To údajně přimělo inženýra k určitým myšlenkám. Zdá se však, že se už nikdy nedozvíme, zda se to všechno skutečně stalo...

V tomto případě je ještě jeden zajímavý bod. Zároveň byly do začátku prosince 1910 v Paříži na příkaz velkovévody Kirilla Vladimiroviče (bratranec císaře Mikuláše II.) postaveny sněžné skútry vybavené motorem Coandet (na tom se přímo podílel), podobně v r. design do letadla. Na tomto zařízení tedy nedošlo k žádnému přídavnému spalování paliva, s výjimkou samotného pístového motoru.

Aerosáně velkovévody Kirilla (projekt Coande).

A přesto... Nyní zřejmě není až tak důležité, zda byl v proudu vzduchu u motoru Coandă 1910 přítomen systém spalování paliva, pokud ano, pak to byl, i když docela primitivní, ale stále typický motorový proudový letoun kompletní soubor charakteristických konstrukčních prvků. Pokud ne, pak byl tento projekt tomuto typu motoru, respektive jeho konkrétní verzi, stále dost blízký a vytvářel tzv. „studený tah“.

Motor-kompresorový motor se spalovací komorou, ohřívající vzduch, vytváří "těžká touha". Ale pokud není přídavná spalovací komora, pak je tah jen studený. V tomto případě lze určitého zahřátí dosáhnout pouze stlačováním vzduchu v kompresoru (trochu, ale přece...), odvodem horkých výfukových plynů z pístového motoru do proudu a také chlazením skříně PD (pokud obojí z posledně jmenovaných metod jsou zahrnuty v návrhu).

Motor letounu Coandă 1910 by se této „studené“ verzi mohl docela blížit (za předpokladu, že neměl systém spalování paliva v proudu, nebo nebyl použit). Samotný princip uspořádání jednotek, kdy je kompresor umístěn před pístovým motorem a fouká přes něj vzduch, se někdy také nazývá „schéma Coanda“.

Zajímavostí je, že příští rok 1911 byl vyhlášen výzkumný projekt ruského inženýra A. Gorochova. Jednalo se o klasickou verzi motor-kompresorového motoru se 2 spalovacími komorami a kompresorem poháněným pístovým motorem. To znamená, že motor generoval jen horký tah. Přitom samotný kompresor byl také pístovou jednotkou, která stlačovala vzduch ve válcích a směrovala ho do spalovacích prostorů.

Projekt A. Gorochova. 1 - přívod vzduchu; 2 - kompresor; 3 - spalovací komory; 4 - trysky; 5 - pístový motor.

Možnosti...

Později, ve 30. a na samém začátku 40. let, však existovaly poměrně pokročilé konstrukce motorových proudnic, které pracovaly přesně na studený tah.

Příkladem je německý motor HeS 60, navržený sloučenou společností Heinkel-Hirth v roce 1941, jako konečný model v celé řadě podobných motorů. Tato jednotka neměla spalovací komoru.

Vzduch byl stlačován (s mírným zvýšením teploty) ve vlastním třístupňovém axiálním kompresoru. Do proudu výfukových plynů byl vypuštěn i 32válcový vznětový motor (výkon 2000 k), který roztáčel kompresor a odváděl teplo z tohoto PD. Dále byl stlačený vzduch nasměrován do trysky s řízenou klapkou. Odhadovaný tah dosáhl 1250 kgf.

Schéma motoru HeS-60.

Tento model umožňoval v případě potřeby výběr části průtokové energie pro vnitromotorové potřeby speciální radiální turbínou.

Samotný pístový motor byl „vestavěn“ uvnitř HeS 60. Tato konstrukce byla typická pro německé projekty a později byla použita i pro projekty MKVRD využívající horký tah (zmíněno níže).

Princip vytváření studeného tahu se snažili využít jako jeden z provozních režimů motor-kompresorového motoru na různých experimentálních letounech, jako je Focke-Wulf Fw 44.

Schéma motoru BMW Flugmotorenbau pro letoun Focke-Wulf Fw 44.

Schéma letounu Focke-Wulf Fw 44 s instalovaným motorem se studeným tahem.

Letoun Focke-Wulf Fw 44.

Na něj specialisté z BMW Flugmotorenbau v roce 1938 místo standardního motoru a dvoulisté vrtule namontovali další motor (Bramo 325, později 329), čtyřlistý ventilátor a vodicí lopatku s prstencovým pláštěm (na bázi oběžného kola zásada). Vzduch opouštěl motor zužujícími se kanály prstencové trysky.

Motorjet inženýr Harris. 1917

Následně našel „studený tah“ své uplatnění v různých konstrukcích proudových motorů, hlavně u proudových motorů, to platí zejména pro motory.

A samotný koncept „motorjet“ byl poprvé zmíněn v roce 1917 v patentovaném projektu britského inženýra H.S. Harrise z Esher. Tento projekt byl klasický motor-kompresorový motor. V něm byl poháněn odstředivý kompresor (A) dvouválcovým pístovým motorem (C).

Stlačený vzduch byl nasměrován do dvou bočních spalovacích komor (D), kde bylo vstřikováno a spalováno palivo (B), načež byl proud plynu směrován do trysek pro vytvoření tahu. Zde E je dodatečný vytlačený vzduch.

Rozmanitost konstrukčního vývoje motorových proudových letadel ilustruje zajímavý projekt slavného britského konstruktéra Franka Whittlea, který vytvořil v roce 1936. Své schéma nazval „duální tepelný cyklus“ (obrázek). Měl dva kompresory. Jeden, axiální, hlavní (B) na začátku vzduchové cesty a druhý, odstředivý (F), na jejím konci. Axiální byla poháněna turbínou (C), která se zase otáčela z proudu vzduchu (H) vytvářeného zadním odstředivým kompresorem.

A tento kompresor centrální banky byl zase poháněn pístovým motorem (E), který ke svému provozu přijímal vzduch (J) ze stejného kompresoru centrální banky a posílal výfukové plyny (K) do turbíny pro svou další propagaci. Odpadní vzduch z turbíny (L) byl směrován do kanálu trysky, aby se vytvořil další tah.

Schéma Whittleova motor-kompresorového motoru s „dvojím tepelným cyklem“.

Němečtí inženýři do začátku 40. let poměrně hodně experimentovali na téma motor-kompresorový motor. Objevil se dokonce koncept možného použití takových motorů na dálkových bombardérech schopných dosáhnout břehů Ameriky.

Projekt motoru Junkers "proudové reakční rostliny".

Společnost Junkers vyvinula vlastní projekt velkého motoru nazvaného „proudové reakční zařízení“. Měl 4-stupňový axiální kompresor poháněný vznětovým motorem s blokem 16 válců. Vzduch zároveň ochlazoval skříň pístového motoru (a tím se zahříval) a v zadním spalovací komoře se s ní mísilo palivo a zapalovalo se, čímž se zvyšoval konečný tah.

První, který skutečně letí...

Na vývoji motor-kompresorových motorů se tehdy podíleli inženýři z různých zemí. Rok po letu Heinkel He 178, v srpnu 1940, vzlétl další z prvních proudových letounů. Byl to italský Caproni Campini N.1/CC2.

Ale i přes „reaktivitu“ se nejednalo o instalovaný proudový motor, ale o klasický motorjet. Vrtulí bylo samotné WRD, to znamená, že letoun byl poháněn pouze proudovým tahem, bez použití vrtule.

Letadlo Caproni Campini č. 1/CC2.

Motorjet obsahoval řadový pístový motor Isotta Fraschini L.121/RC (vzduchem chlazená verze, výkon 900 k), který poháněl třístupňový axiální kompresor umístěný v přední části trupu. Lopatky kompresoru by mohly změnit úhel instalace pomocí hydrauliky 1.

————————

1 Poznámka. Bohužel se mi nepodařilo najít jednoznačné informace o zásadní konstrukci kompresoru. Podle některých zdrojů (italských) existovaly kromě tří stupňů rotoru také tři stupně statoru. Tedy téměř plnohodnotný axiální kompresor. Podle jiných tam nebyl stator, ale tři stupně vysokotlaké variabilní vrtule (ventilátoru) v prstencovém plášti.

První dva stupně (této vrtule) přitom zvyšovaly dynamický tlak a třetí sloužil hlavně k „korekci“ proudění, tedy k udělování axiálního směru pro případné snížení ztrát při turbulenci. Ostatně proudění se stejně muselo dostat k výstupnímu zařízení celým trupem.

Ale pro naše téma jako celek podstata této konstrukce obecně nehraje velkou roli. Princip fungování zůstává v každém případě stejný. Mění se pouze výstupní parametry.

———————

Atmosférický vzduch vstupoval do sání vzduchu (typ difuzoru), kde byl zpomalován se zvýšením statického tlaku. Poté se zvýšil tlak (celkový nebo dynamický) v kompresoru (ventilátoru), načež vzduch proudil kolem těla pístového motoru, ohříval se a zároveň ochlazoval PD. Proud přitom absorboval své výfukové plyny, rovněž se zvýšenou teplotou, a vnikal trupem do jeho ocasní části.

Konstrukční schéma letounu Caproni Campini č. 1/CC2. Doporučuje se prohlížet si jej ve zvětšené podobě (lze dvakrát kliknout).

Stabilizátory plamene a rozdělovače paliva v komoře přídavného spalování motor-kompresorové elektrárny letounu Caproni Campini č. 1/CC2.

Zde již zahřátý a stlačený vstoupil do spalovací komory, kde se jeho teplota ještě zvýšila a následně tryskou unikla do atmosféry a vytvořila proudový tah. Tryska byla ovládána pohybem centrálního tělesa pomocí hydrauliky.

Tryska motorkompresorové elektrárny letounu Caproni Campini č. 1/CC2. Je vidět řízený kužel (centrální těleso).

První (vnitřní) okruh směroval vzduch pro vytápění chlazením PD. Dále byl vzduch smíchán s horkými výfukovými plyny a následně s odpařujícím se palivem (benzínem) (kvůli teplotě těchto plynů), načež byla směs zapálena zapalovacími svíčkami. Jednalo se o tzv primární spalovací komora.

Ohřátý primární plyn, pohybující se podél osy motoru, se odpařil a zapálil další přiváděnou sekundární (neboli hlavní) část paliva (vedlejší nebo hlavní KS), přičemž se mísí se vzduchem přiváděným druhým (vnějším) okruhem. Poté byl celkový proud nasměrován do trysky, aby se vytvořil tah.

Projekt letadla Jeep NASA (Klikací možnost).

Na již zmíněném studeném tahu se počítalo s využíváním obou spalovacích komor současně, využíváním pouze primární nebo zcela bez spalovací komory. To umožnilo prodloužit dobu, kterou letadlo strávilo ve vzduchu, a použít horký tah pouze k nucenému zrychlení.

Tento projekt postihl stejný osud jako většinu ostatních na poli motorových proudových motorů. Už ve fázi prvotního testování spalovacích komor měl problémy. Jejich rozhodnutí však neovlivnilo konečné výsledky prováděných prací. Ano, zřejmě to nemohlo mít žádný efekt, protože fungující a slibné proudové motory již existovaly. V březnu 1943 byl program právě z tohoto důvodu uzavřen.

"Létající" VRDK...

V polovině 40. let byla skutečnou praktickou konkurencí (i když formální) mnoha existujícím projektům na Západě pro letadla s pomaloběžnými proudovými motory sovětská letadla s kombinovaná elektrárna stejný princip. V SSSR dostal vyvíjený typ jiné jméno - VRDK.

V té době se proudový motor prosazoval stále jistěji. Vznikaly stále pokročilejší a výnosnější návrhy. Jestliže ve 30. letech německé letecké společnosti poměrně masově pracovaly na motorech-kompresorových motorech v různých verzích souběžně s jinými proudovými motory, v roce 1941 byly tyto práce téměř úplně zastaveny a konstruktéři přešli na práci s proudovými motory a nakonec definovali své cíle v roce 1941. stavba proudového motoru. Tento druh práce byl také prováděn poměrně intenzivně v Americe a Anglii.

V SSSR se od roku 1941 provádějí práce na motorech s kompresorem (VRDK). Přibližně v této době byla v CIAM (Central Institute of Aviation Engine Engineering) zorganizována konstrukční kancelář, aby vyvinula nejziskovější design. VRDK. Kancelář vedl slavný konstruktér Kholshchevnikov K.V.

Projekční činnosti bez stanovení priorit však probíhaly poměrně pomalu (jako ostatně u jiných typů proudových motorů). A teprve v roce 1944, kdy se německá proudová letadla „náhle“ začala objevovat ve skutečných bojových operacích, byla veškerá práce v této oblasti zintenzivněna. Poté v systému Lidového komisariátu leteckého průmyslu dokonce vznikl výzkumný ústav pro řešení problémů konstrukce proudových motorů - NII-1.

Stíhačka I-250 s VRDK.

Konstrukční schéma letounu I-250. Zobrazí se umístění VRDK.

Koncem května 1944 dostal konstrukční úřad P.O. Suchoje, stejně jako A.I.I. a M.I. Tyto dodatečné „WRD s kompresorem“ se přesně nazývají VRDK. Byly vyvinuty v CIAM skupinou Kholshchevnikov.

Výsledkem byly dva létající letouny: I-250 (podle některých zdrojů MiG-13) a Su-5. Měli zásadně podobnou konstrukci elektráren. Hlavním motorem byl pístový motor VK-107A (motor M-107 byl původně plánován pro Su-5), od kterého byl přes speciální hřídel poháněn axiální kompresor. Vzduch do něj vstupoval kanálem z přední části trupu.

Spalovací komora byla v podstatě spalovací komora a nebyla určena pro stálý provoz. Teplo pístového motoru a jeho výfukové plyny nebyly využity při vytváření proudového tahu.

Tím pádem VRDK zapnutý pouze dočasně, v případě potřeby prudkého zvýšení tahu, to znamená, že sloužil jako akcelerátor (nebo pomocný motor). Například u I-250 nepřesáhla doba nepřetržitého provozu 10 minut. Jako palivo se používá letecký benzín.

Původní návrh Su-5VRDK.

Pozdní projekt Su-5VRDK.

Přitom maximální rychlost ve výšce asi 7500 m byla plánována pro I-250 - 825 km/h, pro Su-5 - 795 km/h.

Program Su-5 byl uzavřen v roce 1946 spolu s dalšími uznanými jako neperspektivní. Práce na I-250 pokračovaly, abych tak řekl, ať se děje cokoliv. A v létě 1945 bylo dokonce rozhodnuto postavit experimentální sérii 10 letadel. Bylo se však na co „koukat“...

Spalovací komora (přídavné spalování) letounu Su-5.

Proudová tryska motor-kompresorového motoru letounu Su-5.

Z různých důvodů bylo velmi obtížné zavést I-250 do výroby a ukázalo se, že jeho provoz je velmi nepohodlný kvůli velkému počtu závad a poruch souvisejících konkrétně s VRDK. V té době již do služby vstupovaly proudové MiGy-9 a Jak-15 s proudovými motory. Ke konci státních zkoušek I-250 byl MiG-15, který se později proslavil, v plném proudu.

Tím byl osud I-250 zpečetěn. Ani experimentální produkční desítka, která se mimochodem vyráběla složitě a dobrodružně, nebyla nikdy zařazena (podle některých zdrojů) do bojového složení letectva námořnictva, pro které byla určena. V roce 1950 byl letoun oficiálně vyřazen z provozu.

Projekty TsAGI...

Na základě iniciativy TsAGI na počátku 40. let (před vytvořením NII-1) také vyvinul několik leteckých projektů s palubními raketovými motory (bohužel nebyly realizovány). Účelem těchto projektů bylo vyvinout způsoby, jak radikálně zvýšit rychlost letadel. Jeho význam vzrostl zejména s počátkem Velké vlastenecké války.

Někteří z nich…

Projekt letounu S-1VRDK-1. Vybaveno pístovým motorem M-82 s VRDK: axiální kompresor, spalovací komora (nebo přídavné spalování), nastavitelná tryska s centrálním tělesem. Tah vytvářel pouze tryskový proud. Nebyla poskytnuta vrtule. Jako palivo byl použit benzín.

Projekt S-1VRDK-1. 3 - kompresor; 5 - PD; 7 - přívod paliva do spalovací komory; 11 - středové těleso nastavitelné trysky.

Podle propočtů měla ve výšce 4500 m dosahovat rychlost 800 km/h, v 7500 m – 820 km/h. Letoun měl oproti vrtulovým stíhačkám zvýšenou rychlost stoupání, lepší akcelerační charakteristiky a dokázal udržet stabilní maximální rychlost v celém rozsahu výšek.

Pro zvýšení letové odolnosti byla použita varianta studeného tahu. V tomto případě nebylo palivo přiváděno do spalovací komory. Vzduch se ohříval odebíráním tepla z pístového motoru a nasměrováním jeho výfukových plynů do celkového proudu skrz kanály trupu a dále do trysky.

Výsledkem je, že při použití spalovací komory po dobu ne delší než 15-20 minut na let (a tím úspoře paliva) by se doba strávená ve vzduchu mohla prodloužit na 3,5 hodiny, to znamená, že takové letadlo by bylo možné použít jako přepadový stíhací letoun ve velké výšce. Možnost dvoumotorového letadla s VRDK.

Další projekt... Na základě stíhačky Jak-9 (motor M-105f) byl vyvinut projekt stíhačky s urychlovačem typu VDRK. V ocasní části byla instalována spalovací komora a třístupňový axiální kompresor, který byl poháněn přes hnací hřídele a mezipřevodovky z dříve vyvinutého pístového motoru M-105REN (se systémem přídavných převodovek).

Projekt Jak-9VRDK.

Ukázalo se však, že letadlo má nadváhu kvůli instalaci dalšího vybavení. Výkon nového motoru M-105REN se ukázal být nižší než u původního M-105f. Odhadovaná rychlost oproti Jaku-9 vzrostla pouze o 80 km/h, zatímco bojové schopnosti se snížily kvůli požadované demontáži některých zbraní. Projekt byl považován za neúspěšný, i když samotný fakt jeho existence je zajímavý z hlediska získávání praktických zkušeností.

O něco později (do konce roku 1943) se objevil další, pokročilejší projekt s VRDK založeným na Jaku-9. Měl být vybaven výškovým pístovým motorem AM-39f, který poháněl dvoustupňový kompresor VRDK usměrňující stlačený vzduch do spalovacího prostoru. Letoun mohl podle propočtů dosáhnout rychlosti 830 km/h ve výšce asi 8100. Doba letu při kombinovaném použití studeného a horkého režimu byla asi 2,5 hodiny, to znamená, že letadlo bylo možné použít jako poflakovací záchytná stíhačka.

Letoun (z Jak-9) s vzdušným raketometem. Pístový motor AM-39F

Existoval také projekt instalace VRDK na letoun La-5. Zde byl jako kompresor použit jednostupňový ventilátor instalovaný před motor (jako u německého pístového motoru BMW-801) s přidanou vodicí lopatkou, což umožnilo vytvořit téměř plnohodnotný axiální stupeň kompresoru. Schéma projektu je znázorněno na obrázku.

Schéma letounu La-5VRDK.

V různých specializovaných sovětských konstrukčních kancelářích vznikaly další zajímavé projekty...

Proběhl například vývoj motorů, které se konstrukčně mírně lišily od tradičních. VRDK. Jednalo se o motory, u kterých byl pístový motor integrován uvnitř proudového motoru vybaveného vlastním kompresorem a nebyl zde žádný dlouhý hnací hřídel. Agregáty této konstrukce zkonstruovali v první polovině 40. let němečtí konstruktéři (zmíněný studený náporový motor HeS 60, stejně jako proudový reaktor Junkers). Po skončení války byly jejich zkušenosti a vývoj využity v SSSR.

V roce 1947 byl v tzv. poloprovozním závodě č. 2 v OKB-1 (Kujbyševská oblast) pod vedením konstruktéra A. Scheibeho vyvinut poměrně pokročilý motor „032“. Jednalo se o jednu z „německých“ továren, která vznikla v roce 1946 a zabývala se motory s plynovými turbínami (zejména divadelními) s využitím zařízení a specialistů exportovaných z Německa.

Schéma motoru "032".

Motor byl vybaven 10válcovým hvězdicovým dvouřadým vestavěným PD a nastavitelnou tryskou. Odhadovaný maximální tah - 2000 kgf, nominální - 1800 kgf. Celkové rozměry: délka 4,0 m, průměr - 1,0 m Palivo - petrolej nebo plynový olej. Práce na motoru byly v témže roce 1947 zastaveny pro jeho marnost kvůli jasné výhodě proudového motoru.

Japonský příspěvek ke „společné věci“...

Existovala však jiná země, jejíž letečtí inženýři věnovali implementaci určitou pozornost motor-kompresorové motory do provozu. Toto je Japonsko. Zde se vše dělo z ohledů krajní nutnosti a obecně s výrazným nedostatkem času. Motorjet byl zvolen pro svou jednoduchost a dostatečnou trakční účinnost pro stávající podmínky.

V závěrečném období 2. světové války Japonsko pro boj s válečnými loděmi námořnictva spojenců SSSR (hlavně USA) vytvořilo a začalo používat projektilové letadlo řízené pilotem kamikadze. Byla to Yokosuka MXY7 Ohka („Oka“ znamená třešňový květ).

Projektil Ohka 22 s motorem Tsu 11 (Aerospace Museum ve Washingtonu).

Tento letoun (přesněji jeho původně existující verze Ohka 11) byl však vybaven raketovými motory, které měly velký počáteční impuls, ale krátkou provozní dobu. Dolet letadla byl proto krátký – asi 36 km.

Tak krátký dolet byl velkou nevýhodou, protože nosiče projektilových letounů, torpédové bombardéry Mitsubishi G4M2, byly nuceny přibližovat se ke skupinám nosných letadel na krátké vzdálenosti, aby odpálily Ohka 11, čímž vystavovaly sebe a svůj náklad riziku, že budou sestřeleni nepřátelskými stíhači.

To se často stávalo a zahynul nejen projektilový letoun, ale i bombardér a celá jeho posádka. Kvůli těmto incidentům, které se opakovaly, dostala Ohka 11 dokonce od amerických námořníků přezdívku Waka, což v japonštině znamená „blázen“, „idiot“.

K nápravě tohoto nedostatku a zvýšení dojezdu byl zapotřebí jiný motor. Protože na jeho vývoj zjevně nebylo dost času ani speciálních prostředků, zaměřili japonští inženýři svou pozornost na princip motoru s kompresorem.

Spalovací komora motoru Tsu-11 letounu Ohka-22.

Pohled ze strany trysky. Letadla Ohka 22 (muzeum).

Pístový motor z Tsu-11 a sání vzduchu kompresoru.

Proudový pístový motor Tsu-11. Nasávání vzduchu kompresorem.

Výsledkem byl Ishikawajima Tsu-11 Ishikawajima Tsu-11. Jeho vzduchovzdušnou část tvořil jednostupňový axiální kompresor a spalovací komora s neregulovanou výstupní tryskou. Kompresor byl poháněn 4válcovým invertním řadovým pístovým motorem Hitachi Hatsukaze HA-11 (HA-47, licencovaný německým Hirth HM 504). Vzduch vstupoval dvěma bočními přívody vzduchu v zadní části trupu.

VRD bylo velmi jednoduché, dalo by se říci primitivní. Jeho tah byl asi 180 kgf a podle amerických inženýrů, kteří vyrobili vzorek tohoto motoru, byl příspěvek spalovací komory k celkovému tahu malý. Většinu tahu vytvářel kompresor. Přesto se letový dosah oproti 11. modelu více než ztrojnásobil. Letoun byl pojmenován Ohka 22.

Bylo vyrobeno poměrně malé množství motorů Tsu-11. Byla také plánována instalace na letoun Yokosuka MXY9 Shuka , který měl sloužit jako pilotní cvičný přepadový letoun s raketovým motorem Mitsubishi J8M (námořní verze, Ki-200 - armádní verze).

Žádné z těchto letadel však nikdy neletělo – válka skončila. Bylo postaveno asi 50 Ohka 22 (755 kusů 11. modelu). Jeden z motorů Tsu-11 se nachází ve Washingtonu v Národním leteckém muzeu (NASM). Je namontován na zrestaurovaném Ohku 22.

Koncem čtyřicátých let prakticky zmizel zájem o motor-kompresorové motory a zmizely z praktického pohledu leteckých inženýrů. Následně se vyskytly jednotlivé případy použití nebo principu jeho fungování, nejčastěji málo známé, ojedinělé a již nesouvisející s velkým letectvím.

Experimentální model letadla (B-208T) s motor-kompresorovým motorem (klikací).

Motor tohoto typu se experimentálně používal (a stále používá) v leteckém modelářství (imitace proudových motorů) nebo při vývoji malých bezpilotních prostředků. Příkladem je tzv. program „Rubicon“ (1968-1978) v SSSR, věnovaný vývoji mikroproudových motorů a tehdy vytvořeného modelu letadla B-208T.

Tento model byl vybaven ventilátorem (1) s vodicí lopatkou (2), poháněným konvenčním modelovým kompresním pístovým motorem (3), a spalovací komorou (4).

Nebo zcela neletecký vývoj. Například použití výstupního proudu plynu motor-kompresorový motor pro vysokorychlostní čištění povrchů, konkrétně železničních tratí, od ledu a sněhu. Jedná se o takzvaný „Hornet Project“ malé kanadské společnosti Nye Thermodynamics Corporation (1998).

Toto zařízení používá plamenec ze sériového KS a dieselový kompresor třetí strany.

Pohonné systémy založené na principu motorjet se dnes někdy používají pro exotická vozidla na různých autosalonech a pro rekordní závody. Jako kompresor se obvykle používají automobilová turbodmychadla nebo podobné jednotky.

Téměř již v naší době existovaly myšlenky na použití motorových kompresorových motorů se studeným tahem s integrovanými dieselovými motory pro malé aerotaxi. Hlavní v těchto myšlenkách bylo využití nejnovějších pokroků v konstrukci leteckých motorů, které by učinily provoz ziskovým a levným pro běžné cestující.

A stále…

A přesto vlastně pro letectví éra proudových motorů v roce 50 úplně skončila... Motor-kompresorový motor se zpočátku jevil jako na přelomu dvou epoch ve vývoji konstrukce leteckých motorů, na přelomu nové technologie nahrazují staré. To byla jeho síla i slabost zároveň a všechny zdánlivě nově vzniklé projekty velmi rychle zastaraly.

Ve stejném časovém období (30. léta) byly na vzestupu i práce na vytvoření turbokompresorů (turbojet), ale stále dosavadní úroveň vědeckého poznání, technologie a rozvoje metalurgie neumožňovaly současně vytvořit dokonalý, odolná, výkonná a spolehlivá plynová turbína (jako u moderních proudových motorů).

Zároveň se myšlenka motorjetu jako motoru, který generuje tah dýchající vzduch, ukázala jako docela revoluční a měla zjevné výhody. Při dobré volbě výkonu pístového motoru, dostatečném výkonu kompresoru (ve smyslu průtoku vzduchu a kompresního poměru), správné volbě a koordinované práci spalovací komory a trysky by mohl být tah motoru s motorem s kompresorem klidně větší než vrtule. tah jednoho pístového motoru.

Plus nesmíme zapomenout na fakt, že tah vrtule klesá rychlostí, která není pro VRD (potažmo ICVRD) typická.

Navíc v souladu s tím vším měly první proudové motory velmi krátkou životnost. Výhodu by v tomto ohledu mohl mít i Motorjet. Ostatně jeho spolehlivost a životnost (ve srovnání s proudovým motorem) do značné míry závisela na dobře vyvinutém PD a vcelku jednoduchém spalovacím prostoru. Zájem o takový motor byl proto zcela přirozený.

Zmíněná přizpůsobivost motoru však předurčila i jeho značné nedostatky, které v konečném důsledku (a zejména po rychlém nástupu proudových motorů) učinily jeho další použití jednoduše nepraktickým.

Pracovní procesy v kombinované elektrárně fungující na principu motor-kompresorový motor, jsou popsány dvěma termodynamickými cykly najednou. Pístový motor je Ottoův cyklus a pro raketový motor je to Braytonův cyklus.

Jak víte, čím vyšší je tlak v cyklu, tím vyšší je jeho práce, a tedy i výsledný výkon. Při vysokém tlaku probíhají tepelné procesy ve spalovací komoře efektivněji, zvyšuje se úplnost spalování, čímž klesá potřeba paliva a zvyšuje se účinnost.

Úplnost užitečného využití tepla získaného spalováním paliva se vyznačuje účinnost tepelného cyklu. Přímo závisí na stupni stlačení vzduchu vstupujícího do spalovací komory. Čím vyšší je kompresní poměr, tím vyšší je účinnost.

U pístového motoru je kompresní poměr charakterizován veličinou zvanou „komprese“ a pro vzduch dýchající motor s kompresorem je to π Na, tedy stupeň zvýšení tlaku v kompresoru.

A to je způsob, jak dosáhnout vysokého π k pomocí kompresoru VRDK se ukázalo jako obtížná záležitost. Jedním z důvodů je nedokonalost použitých kompresorů. Složitost technologie a nedostatečná úroveň (ve srovnání se současnou dobou) inženýrských a konstrukčních znalostí v oblasti tvorby axiálních kompresorů si vynutila použití především odstředivých kompresorů, v některých případech i ventilátorů (vrtulí) v prstencových pláštích.

Axiální kompresory se začaly častěji objevovat až v německých projektech konce 30. a první poloviny 40. let. Ale aby se vytvořila větší komprese, musí mít takové jednotky také větší počet stupňů, což znamená větší rozměry a hmotnost, což není vždy přípustné (další důvod nízkého πk).

Jeden stupeň dobrého kompresoru centrální banky může v zásadě zajistit relativně vysoký stupeň zvýšení tlaku, ale jeho výkon je 2,5-3krát menší než u axiálního kompresoru (všechny ostatní věci jsou stejné). A propustnost je průtok vzduchu, jeden z hlavních parametrů každé WFD. Je to přímo úměrné trakci.

Navíc komprese je těžká práce. Čím většího stupně komprese chceme dosáhnout a zajistit větší průtok vzduchu, tím více práce musí vykonat jednotka pohánějící kompresor.

Pro tuto příležitost VRDK je pístový motor a větší výkon pro něj přímo znamená větší hmotnost. Hmotnost je jednou z hlavních nevýhod motorkompresorové elektrárny, ve které je k pohonu obecně nízkovýkonového kompresoru použita zcela samostatná masivní jednotka (AP). Dvojnásobně horší je, pokud je pohon kompresoru jeho jedinou funkcí, tedy nepoužívání vrtule.

V tomto ohledu je plynová turbína proudových motorů (zejména moderních) na tom mnohem lépe. Při relativně malé hmotnosti a rozměrech (kompakt), je součástí jednoho celku, hodně práce s pohonem kompresoru (a často i masivního ventilátoru), který stlačuje a propouští velké masy vzduchu motorem.

V důsledku toho, přes všechny možné výhody, máme: nízký kompresní poměr, nízkou účinnost, nízkou účinnost (jako u každého přídavného spalování), poměrně nízkou spotřebu vzduchu a velkou hmotnost. Je zcela jasné, že konkurence s proudovým motorem by byla pro motor-kompresorový motor příliš. Ta však prakticky neexistovala.

Žádné z letadel vybavených motorovým proudovým letounem nebylo ve skutečnosti ve „vážném“ provozu. Všichni, i ti, kteří dosáhli na malou sérii I-250, zůstali obecně zkušenými, jakýmisi demonstrátory jiných, bohužel, ne zcela úspěšných technologií.

Historii, jak víme, píší vítězové...

V tomto případě se TRD stal svým způsobem vítězem, ovšem zcela zaslouženě. Motor-kompresorový motor se přitom ocitl v určitém stínu, takže o něm, jak již bylo řečeno, neví ani každý (zejména lidé nezkušení v letectví).

Ve skutečnosti se však stal důležitým článkem v historii vývoje letectví. To je skutečnost, jejíž význam nelze podceňovat. Praxe používání moderních turboventilátorových motorů (turbinových motorů) pochází ve skutečnosti od prvního motorjetu. Stačí připomenout spalovací komoru leteckého motoru Caproni Campini N.1.

Jakýmsi ztělesněním je druhý okruh moderních turboventilátorových motorů, díky nimž jsou vysoce ekonomické a mají nízkou hlučnost motor-kompresorové motory s tzv. studeným průvanem.

Na rozdíl od mínění některých leteckých historiků o primitivitě a irelevantnosti motorových proudových motorů, které představují slepou větev vývoje proudových motorů, si tedy stále zaslouží, aby s nimi bylo zacházeno s respektem a zaujímaly přední místo mezi světovými úspěchy letectví.

—————-

Na závěr další video z Projektu Hornet a ilustrace k tématu, které nebyly zahrnuty do hlavního příběhu.

Do příště...

Uspořádání elektrárny letounu Caproni Campini č. 1/CC2.

Kontrola činnosti přídavného spalování motoru letounu Caproni Campini č. 1/CC2. Trup je odpojený.

Ukázka aktivace přídavného spalování na letounu Caproni Campini č. 1/CC2 s odstaveným trupem.

V muzeu vystavený letoun Caproni Campini č. 1/CC2.

proudový motor HeS-3.

Schéma motor-kompresorové elektrárny letounu I-250.

Letoun I-250 (MiG-13).

Projektilové letadlo Ohka 22 v leteckém muzeu.

Proces instalace motoru Tsu-11 na letoun Ohka-22 (letecké muzeum).

Sání vzduchu motoru Tsu-11 Kompresor je viditelný.

Letoun Su-5 s vzdušným raketometem.

Další projekt letadla s motor-kompresorovým motorem od Suchoi Design Bureau.

Sněžný skútr s motorem Coande.

Vnitřní konstrukce sněžného skútru s motorem Coande.

Spalovací komora fungující jako součást motoru s kompresorem (projekt Hornet).

Schéma motoru "032", pohled na pístový motor.

Proudový motor je jedním z nejdůležitějších mechanismů vynalezených ve dvacátém století. Pojďme si říci, co tento objev provázelo, jaké jsou dnes modely tohoto zařízení a zda je možné si jej vyrobit sami.

Trochu historie

přístroj

Pracovní kapalina motoru se skládá z:

• kompresor používaný ke stlačování vzduchu;
• spalovací komory pro vytápění;
• turbíny pro expanzi.

Chladicí efekt zajišťuje atmosféra.

Kompresor má kovové disky a na jejich ráfcích jsou lopatky, které zachycují vzduch zvenčí a pohybují jej dovnitř.

Z kompresoru je vzduch směrován do spalovací komory, kde se zahřívá a mísí se s petrolejem, který vstupuje přes rotor.

Dále se akce přesouvá k turbíně, kde se plyn točí jako hračka vrtule. Turbíny mají obvykle tři až čtyři stupně. Právě tento mechanismus nese největší zatížení. Proudový motor se točí rychlostí až třicet tisíc otáček za minutu. Pochodeň vycházející ze spalovací komory může mít teplotu až jeden a půl tisíce stupňů Celsia. Vzduch, který se zde rozpíná, začíná pohybovat turbínou.

Poté dosáhne pracovní tekutina v trysce rychlosti větší, než je rychlost přicházejícího proudu. Takto se získá proudový tah.

Druhy

Proudový motor nebo proudový motor, jehož princip činnosti je popsán výše, patří do třídy plynových turbín. Stalo se to:

• TRD s přídavným spalováním;
• dvouokruhový proudový motor;
• dvouokruhový proudový motor s přídavným spalováním.

V současnosti je známo pět generací proudových motorů. První zahrnuje také ty, které byly během války používány britskými a fašistickými silami. Ve druhé generaci dostal axiální kompresor, přídavné spalování a nastavitelné sání vzduchu. Ve třetím se zvýšila komprese, ve čtvrtém bylo možné zvýšit provozní teplotu. Pátá generace, vyvinutá v tuzemsku, má zvýšený výkon a lepší manévrovatelnost. Jednotky určené pro stíhací letouny se vyrábějí v závodě Ufa.

DIY proudový motor

Amatérským modelářům, kteří si chtějí motor sestavit sami, je nyní nabízena celá řada všech náhradních dílů. K prodeji jsou k dispozici speciální montážní sady (například Kit). Turbínu lze zakoupit buď hotovou, nebo si ji vyrobit sami. Poslední možnost je docela problematická a může také stát pěkný cent. Toto je nejobtížnější část pro ty, kteří montují proudový motor vlastníma rukama, protože to bude vyžadovat jak soustružník a frézku, tak svařovací stroj.

Před výrobou stojí za to prostudovat teorii mikroturbojetových motorů. K tomu existují speciální manuály, které obsahují výpočty a výkresy.

A pak můžete začít svou cestu do leteckého modelářství.