DIY航模脈沖式噴氣發(fā)動機[9頁]

1、第一章如何設(shè)計自己的發(fā)動機設(shè)計參數(shù)：1.油氣比噴氣發(fā)動機依靠油氣燃燒產(chǎn)生反作用力，根據(jù)油品的爆炸極限，燃油與空氣重量比，一般在15-20%。即一升空氣約需一克的油。2. 噴氣頻率，噴氣發(fā)動機噴氣頻率與機身長度有關(guān)，同一直徑下，機身越長頻率越低。3. 機身直徑與長度比 L/D發(fā)動機長度與直徑是發(fā)動機設(shè)計的重要步聚，長度與比直徑一般在10-17。4.計算公式發(fā)動機的推力是由許多因素決定的，如下公式可說明：m*va=F*tV = 發(fā)動機體積 (dm3.)f = 噴氣頻率. (Hz)va = 噴氣速度. (m/s)F = 推力 (N, Newton)fc = 油耗 (gram/second)m = 空

2、氣質(zhì)量 kgt =時間s秒.以時間一秒，m=實際進入發(fā)動機的油氣量X換算得出m*v=F*t. m = mass = X %實際推力：F (Newton) = (X * D2 * 3.1415 * L * v2 )/(L * 8)由以上公式可以得出尾噴管直徑越大，發(fā)動機的推力越大，同時進入的油氣X越多就能產(chǎn)生更大的推力。5.尾噴管長度根據(jù)國外愛好者的實際經(jīng)驗，尾噴長度與對推力的影響較小，而對發(fā)動機工作的可靠性有較大影響。發(fā)動機的尾噴管較長，閥片的工作頻率f 較低，但每次吸入油氣較多，使每次做功增大。長的噴管可以使發(fā)動機接近最大理論推力。同時空氣吸入性能較好，使發(fā)動機容易發(fā)動。短的尾噴會使發(fā)動機噴

3、氣頻率f 加大，同時間吸入的油氣較少，因此，推力并沒增加。并會使發(fā)動機不易發(fā)動，工作不穩(wěn)定。（提示：為了調(diào)節(jié)發(fā)動機方便起見，實際制作長度要比理論設(shè)計長些，因為長一些可以鋸短。當短了要加長可就麻煩些，但不要太長，太長了結(jié)果會一樣不工作）計算公式是：Y = 0.152 * X + 470 (mm) ，公制單位(或Y = 3.88* X + 18,66 (inc)英制單位參考數(shù)據(jù)：發(fā)動機名Y=總長X=尾噴管截面積Brauner490907Alpha485531B-12600531Aerojet6101075PAM810907Sov faa67011956.噴氣速度由于高溫高壓下噴氣發(fā)動機噴氣速度計算

4、是一個復(fù)雜的過程，對于愛好者來說可用一個簡化公式計算va=2*L*fp90的計算為例：噴氣速度為：150*2*0.86= 258 m/s.7.單向閥通風孔面積單向閥通風孔面積是發(fā)動設(shè)計最關(guān)鍵部，因為它關(guān)系到進入發(fā)動機的油與空氣比.計算公式Y(jié) = 0.4922*X 37 (平方mm) 在這里(X=尾噴管截面積，Y=單向閥通風孔面積，如果是大的發(fā)動機可不減37) .另在設(shè)計中要考慮到閥片安裝后會使通風孔面積減小10-20%,因此要留一定的余量。計算結(jié)果大約是尾噴管截面積的50-60%，一般設(shè)計可取55% （提示，稍大的通風面積可以讓發(fā)動機更易點火）。外國發(fā)動機設(shè)計參考：發(fā)動機名閥通風面積Y尾噴截面

5、積XBrauner452907Alpha381531B-12221531Aerojet6031075PAM506907Sov faa6611195也可以已手冊加工圖自己驗算一下，一般誤差5%之間8.進氣口面積 位于發(fā)動機前端的進氣孔最小面積不能小于單向閥通風孔面積。為了霧化燃料，空氣在縮小部速度加大，因此進氣通道被設(shè)計為喇叭狀，也稱為空氣節(jié)流閥。9.如何設(shè)計自己的發(fā)動機一、首先確定發(fā)動機的推力，根據(jù)上述公式，以實際油氣進入系數(shù)X=0.75計算簡化得到發(fā)動機推力與尾噴截面積的關(guān)系，設(shè)計公式為F（磅）=4.2磅*平方英寸（噴管面積）或者是：F（牛頓）=2.65牛*平方厘米（一千克力=9.8牛頓）根

6、據(jù)外國的設(shè)計為列：如果要制作產(chǎn)生25磅推力的發(fā)動機，25/4.2 = 5.95 s平方英寸得到尾噴管直徑約2.75英寸。閥孔的面積為5.95*0.6552=3.9平方英寸。（這里系數(shù)0.6552設(shè)計者計算是取經(jīng)驗值）由于閥加工形狀的限制，那么單向閥的截面積可用3.9/0.55 = 7.1 sqr inc，以閥上開十個孔計算每個孔的面積為0.39 sqr inc，燃燒室截面積與單向閥的面積大致相同，能裝進單向閥。噴管長度可簡化計算 L=5.95*3.88+18.66 = 41.8，留余量，可取50英寸,如果噴管尾部采用擴張部分，長度為0.2*41=8，總長50的情況下，那么實際尾噴管長為50-8

7、=42英寸.最小空氣入口面積為閥孔面積，即3.9平方英寸國外P-90發(fā)動機實驗數(shù)據(jù)（供參考）各參數(shù)如下V = 2.9 litrefc = 6.7 gram/secf = 150 Hzva = 258 m/sF = 85 Newton第二章噴氣發(fā)動機制作1.材料選擇由于發(fā)動機在高溫下工作，所以不能用鋁，等低熔點金屬。一般對于愛好者來說，可使用碳鋼，鋁合金。不銹鋼管是最佳的材料，你可以在五金店找到，各種規(guī)格都有，還可以用的材料是摩托車或汽車的排氣管，是由碳鋼組成，外表鍍鋁，不易生銹，但由于管比較厚顯得稍重一些。價錢也不貴，40元一個左右，在摩托修理部能找到，用過的舊的更便宜10元一個都有得賣。你也

8、可以按圖加工錐形部分。鋁合金只可以用來做發(fā)動機最前部的進氣節(jié)流罩，。3. 如何制作進氣單向閥發(fā)動的關(guān)鍵在于單向閥的加工，閥的加工需要有車床作整體加工才行，如果沒車床也可以采用另一種設(shè)計，如從藍圖可以看到，在一塊厚310mm圓鐵板上自己鉆出需要的孔了可用來代替，然后裝上閥片。梅花型的閥片是發(fā)動機的關(guān)鍵，必須用彈性強，耐高溫的，厚0.1-0.3mm左右薄鋼片來作，否則將使發(fā)動機無法工作下去。閥片的加工可以剪出需要的形狀，也可用電解法，像做印刷電路板那樣，先在板上涂油漆，干后畫出所要的樣式，用鋼針沿線條刻掉油漆，放入食鹽水中，用6-12v的直流電電解。4. 發(fā)動機的裝配噴氣發(fā)動機的安裝較簡單，按圖加

9、工好部件，裝上就可。在裝單向閥片時，要注意將梅花閥片內(nèi)彎10度到30度。使閥通氣孔打開。另外注意發(fā)動機接點要不透氣。第三章如何啟動發(fā)動機概述脈沖式發(fā)動機啟動起比較困難嗎?其實不然。從發(fā)動機原理可知要發(fā)動機燃燒發(fā)動需要滿足以下條件：1. 燃油2. 空氣3. 點火源燃料脈沖式發(fā)動機可以使用多種日常燃料，家用的液化氣，汽油，柴油，煤油，甲醇（工業(yè)酒精）等，一般選擇為汽油做為燃料，對普通的愛好者來說可用任何牌號車用汽油即可。如果氣溫較低而可能會使燃料難以揮發(fā)，也可以向油中加入不超過25%的乙醚組分，使點火更容易。最好的燃料是甲醇，因為燃燒生成的是水，且易揮發(fā)，爆炸點范圍寬?？諝庠趪姎獍l(fā)動機沒發(fā)動起來前

10、，空氣無法自動吸入燃燒室，這時，需要用一個小風箱或打氣筒在發(fā)動機入口處輸入空氣來幫助發(fā)動機輸入油氣混合物，注意，空氣需要有一定的壓力與流速，才能使燃料充分霧化成油氣。點火方法最好的辦法是在機身燃燒室上裝一個火花塞，如果沒有也沒關(guān)系，可以鐵絲頭纏棉球浸汽油點著后伸尾噴管同樣也可點火。多種點火方式如圖所示點火步驟：1. 接好油管，注意油箱液面與發(fā)動機噴油出口之間的高度不能大于20mm.2. 打開電火花塞或點燃料小火把從尾噴管口伸入。3. 手壓風箱，或打氣筒朝發(fā)動機入口吹風，注意觀察看，要使單向閥片被吹開，油被吸入并霧化才行。調(diào)節(jié)油閥針控制好油門大小，尋找最佳吹風角度使油能完全霧化。如果發(fā)動機還是不

11、能點火，可以拆開機身，調(diào)節(jié)閥片的角度，與固定螺絲的松緊度。然后再試，直到找到最佳工作點，噴氣發(fā)動機就會發(fā)動起來，撤走風箱及點火源也能持續(xù)運行了。另外也可先用罐裝火機用氣體，從入口吹入，點火，步驟同上述一樣，只是要調(diào)節(jié)好氣體量。第四章制作問題解答一為何發(fā)動機不工作由于設(shè)計，加工中選材的問題，許多發(fā)動機不能正常工作，其實可以從燃燒條件來看主要原因是如下幾點：1. 空氣不足與過量由于閥片制作中材料不一樣，閥片太硬了，會使外面空氣無法吸入，因此要事先將閥片的間隙調(diào)好，要選適合的材料來做。另外實際由于閥片的阻力，使空氣實際進入量減小約20%以上。2. 空氣過量是由于進氣口設(shè)計太大，導致燃燒室火星被吹走，吸入的油氣混合物無法被點然。3. 噴管太短，太短的噴管使發(fā)動極不穩(wěn)定。因為頻率太高，吸入的油氣來不及完全混合，會導致發(fā)動機熄火。4. 油霧化不好，過重的油不易氣化，因此不建議用比汽油重的油如柴油做燃料，最好是甲醇，因為易氣化，爆炸濃度范圍寬。5. 進油液位低，由于油箱液位底，油無法被吸入，這時要抬高油箱位置。二為何發(fā)動機閥片工作壽命較短由于閥片工作在高溫下，加上在工作中振動頻率大，因此閥片工作壽命成了發(fā)動機的弱點，如果制作材料易鎔的話，高溫下用不了幾分鐘就會完完。因此如何設(shè)計單向閥，使閥片工作壽命加大，就成了