Pulssisuihkumoottori

Lukasin kirjan Lentokoneen aerodynamiikka ja lentomekaniikka

Laine, Seppo; Hoffren, Jaakko; Renko, Kari

Sen tiimoilta aloin miettiä erilaisia ratkaisuja lentokoneen rakenteeseen ja googlailin onko niin tehty. Yleensä oli, niin myös halvan moottorin suhteen. Lentämisessä on 1900 luvun alusta kokeiltu mitä vaan, epäonnistuneet kokeilijat kuolleet. Sitä ennen meni 2000 vuotta ettei kukaan kokeillut mitään vaikka leijat, raketit, taivaslyhdyt oli lapsillakin.

Pari vaihtoehtoa yksinkertaiseksi voimalähteeksi jonka meikäläisen kyvyillä voisi rakentaa. Ruutiraketti ja pulssisuihku (V1 pommin moottori). Myös Ramjet on helppo tehdä, ei liikkuvia osia. Ongelma on, ei toimi alle 0,5 Mach ja oikeasti käyttökelpoinen vasta yli 2 Mach. En usko osaavani tehdä niin nopeaa runkoa puusta.

Funtsin et voisi tehdä pienen (ehkä metrisen) kokopuisen taisteluhelikopterin (autorgiron jollaisen tekeminen 2 ms aikaan olisi onnistunut kirveellä ja vasaralla), sen nopeus olisi välillä 10 – 30 m/s. Toinen  tarpeellinen, paholaisen ratsastaja (lohikäärme leija jonka olisi teknisesti voinut tehdä 1200 luvulla).

 

Moottoreiden käyttöalueet, puuttuu hevonen jolla lohikäärme kiskotaan ilmaan.

Eri moottorien toiminta venäläisestä wikistä. V1 moottori (vasemmalla alhaalla) 0,4 Mach, hiukan parempi hyötysuhde (tai ominais impulssia tuo kuvaa mutta suunnilleen sama asia) kun raketissa.

ПуВРД – Sykkivä ilmaa hengittävä moottori, ТРД – Suihkuturbiinimoottori , ПВРД – Ramjet -moottori , ГПВРД -Scramjet  Hypersonic ramjet-moottori .

 

Pulssisuihkun voi tehdä monella tavalla. Halvin lienee saksalaisten käyttämä venttiilien kanssa toimiva, ainakin vähiten materiaalia nielee. Toisaalta venttiilien käyttöikä on maksimissaan muutaman tunnin tai ne maksaa reilusti.

 

V1 moottori, Saksalainen wiki
V1 moottori, Saksalainen wiki

Aloin siis googlailemaan venttiilittömiä, niitäkin on useaa sorttia.

Saksalaisen wikin kuva. De Lavalin suutin ei käsittääkseni tuossa kohdassa paljoa auta, lisäilma auttaa koska pulssimoottori imee välillä.

Pari kokeillusti toimivaa sattui vastaan.

http://www.aardvark.co.nz/pjet/mylockwood.shtml

Helkatin hyvä pdf pulssisuihkuista.

https://pulse-jets.com/wp-content/uploads/inside_pj-bruno-ogorelec.pdf

Laskimen jolla suunnitella moottoreita löydät tuolta:

https://pulse-jets.com/pulsejet/

Myös ilmaisia piirustuksia, osa vaikuttaa ihan toimivilta.

Kuinka lähtisin tekemään jos saisin aikaan?

1. nopeusalueen määrittely, jos kaipaa nopeaa, ehkä ramjet tyyppinen ratkaisu. Hidas voisi toimia parhaiten kiinalaismoottorilla jossa pako ja otto taaksepäin. (brunon pdf sisältää kuvia ja kuvauksia)

2. jos saisin moottorin toimimaan paikallaan siedettävästi, alkaisin miettiä tehostamista. Kolme keinoa tulee mieleen.

a. Laval suutin lisäilmalla (pdf väitti että 40% teho kasvoi)

b. kokeilisin ohivirtausta (wikissä ilmalla tehostettu raketti, väittää että miltei tuplaa raketin impulssin )

c. veden ruiskutus. Siihenkin ainakin kaksi keinoa.

  1. Pakokaasun sekaan ruiskutettu vesi. Luulisin et melko vaaraton.
  2. Pakoputken ympärillä vaippa / kierreputki jossa vesi höyrystyy. Tässä melkoinen räjähdysriski jos painetta ahnehtii eli aloittaisin klassisesta vesiraketista pienellä paineella. Kyseessä lähtö nousun tehostaminen joten ei haittaa vaikka ei paljoa tuota.

 

Suutin asetettu edemmäs jolloin imuvaiheessa ottaa ilmaa ympäriltä -> massavirtaus kasvaa -> hyötysuhde paranee pienillä nopeuksilla.

Tuo suuttimen etulevennys tuottaa enemmän vastusta kuin hyötyä jos nopeus kasvaa. Eikä hyödytä edes matalassa nopeudessa kun asiaa tarkemmin funtsii.

 

Wikin ilmalla tehostettu raketti lupaa reilusti lisätehoa. Muotoilu vaan kysyisi hiukan matematiikkaa tai miljoona koetta tavoitenopeudella.

 

 

Ilmalla voi tehostaa kahdella tavalla rakettia, suutin raketin perässä tai niin että myös ohivirtaus menee suuttimeen. Tässä ohivirtaus menisi suuttimeen. Mutta se suuttimen koko ja sijainti?

 

En ole perehtynyt riittävästi voidakseni sanoa mikä olisi optimaalinen imuputki. Ilmeisesti ei kukaan muukaan koska en löytänyt vastausta googlaamalla.

 

Myös nuo ohivirtaukset, suuttimet jne. on hämärän peitossa, toisin kuin normaali turbiini / patoputki joka toimii tasaisella paineella, pulssimoottori on melko hanakala laskettava. Aikoinaan nauroin kuin kaveri pubissa kertoi iteroivansa nestevirtauksia. En viittinyt kysyä miksi ei laske suoraan, olin saanut kiukustumaan toteamalla, nykysin säästetään kaikessa, tohtorin paperitkin annetaan arpomalla. (Tekniikan tohtori)

No en noita minäkään näköjään osaa laskea.

 

Jos meinaat rakentaa.

  • Pysy hengissä (muutama nykyinenkin rakentaja on räjäyttänyt itsensä hengiltä)
  • Pysy työkuntoisena (jopa käden palaminen tai sokeutuminen voi haitata työskentelyä)
  • Älä räjäytä naapurin rakennuksia
  • Älä polta edes omia rakennuksia
  • Älä aiheuta maastopaloa
  • Älä aloita maailmansotaa ampumalla ohjuksia sotilas- tai siviilikohteisiin

 

Lähteitä:

https://en.wikipedia.org/wiki/Pulsejet

https://en.wikipedia.org/wiki/Valveless_pulsejet

https://de.wikipedia.org/wiki/Pulsstrahltriebwerk

https://en.wikipedia.org/wiki/Air-augmented_rocket

Kuvat:

Venäjänkielinen wiki, hyötysuhteet

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B9_%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE-%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C

https://www.kimerius.com/

Tuolla aika paljon asiaa.

 

 

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu