DIY jetmotor. Jet Micro Aviation: Turbo Modeller Micro Turbo Jet Engine

Många flygmotordesigners var övertygade om att det var omöjligt, inte ens teoretiskt, att bygga en riktig turbojetmotor för flygplansmodeller. Ändå existerar sådana motorer inte bara utan flyger i mer än tio år.

Alexander den grekiska

MiG-29 är ett av de mest populära flygplanen bland jetplanmodeller. Denna kärlek beror på prototypens överlägsna aerodynamik.

Världens mest komplexa kit för montering av en jetmodell MiG-29 med två turbojets och ett hydrauliskt landningssystem är tillverkat av det tyska företaget Composite-ARF. Det tog tre år att utveckla och finjustera modellen. Priset på satsen utan motorer och radiokontroll är 8500 euro. Modellernas noggrannhet är fantastisk! Allt imiteras noggrant, upp till skalan på stridens munstycken

Jetcat P-160: en turbomotor med seriell modell av flygplan med en avböjd tryckvektor och faktiskt en dragkraft på 16 kg

Om inte för piloten i närheten kan jetmodellen på bilden lätt förväxlas med ett riktigt plan.

Pumpning av pneumatiskt system för flygplan

Om det inte vore för resväskor och människor på landningsbanan, kunde allt detta förväxlas med ett fotografi av linjen med flygplan på taxibanen till ett vanligt flygfält.

För att styra ett jetflygplan används utrustning med maximalt antal kanaler. Många modellerare konstruerar själva dessa konsoler. Rekordinnehavaren bland seriekonsoler - 14-kanals Futaba

Legenden i världen av jetmodellering, en designer från Tyskland Peter Michel, blev känd för skapandet av flermotoriga turbojetmodellkopior av stora passagerarflygplan: Concorde, Il-62, Boeing-747, Airbus A-380. Konstruktionen av dessa dyra flygmodeller finansieras antingen av flygplanstillverkare eller av passagerarbolag.

Våra mästare: RUSJET-laget med sina rekordflygplan, som vann silver vid världsmästerskapet 2007

Den senaste supermanövrerbara MiG-29OVT frös på banan och flyttade motorns munstycken något med en avböjd tryckvektor. Sedan lät visslingen av turbiner, och, hukande ner, började planet en snabb start längs landningsbanan för det militära flygfältet. Start - och han gick upp i himlen med ett ljus, varefter han framför de beundrande åskådarna började vrida aerobatics: Pugachevs kobra, en klocka, en dubbel saltvatten och andra vars namn inte ens har uppfunnits ännu . Efter att ha avslutat programmet landade kämpen och körde smidigt upp till den bästa showpiloten i Italien, Sebastiano Silvestre. Först då blev det klart att MiG-svansenheten knappt når pilotens midja.

Pionjärer med brandsläckare

Lanseringen av de första modellerna av turbojetmotorer, Vitaly Robertus, en pionjär för denna teknik i Ryssland, berättar för oss var som en liten bedrift. Ett team på fyra var strikt skyldigt att starta. De omringade ett modellflygplan, det första innehöll en dykcylinder med tryckluft, det andra en cylinder med hushållsgas, den tredje en större brandsläckare och den fjärde, med en kontrollpanel, var den verkliga piloten. Startsekvensen var som följer. Först blåstes tryckluft på kompressorhjulet och spindlade det upp till 3000 rpm. Sedan levererade de gas och tände på den och försökte få en stabil förbränning i förbränningskamrarna. Därefter var det nödvändigt att lyckas byta till leveransen av fotogen. Sannolikheten för ett framgångsrikt resultat var extremt liten. I hälften av fallen var det som regel brand, brandsläckaren fungerade inte i tid och det var bara eldstäder kvar från turbojetmodellen. I det inledande skedet försökte de hantera detta med enkla metoder - genom att öka startkommandot med ytterligare en person med en extra brandsläckare. Efter att ha tittat på videor av sådana bedrifter avdunstade som regel snabbt entusiasmen för potentiella turbojetmodeller.

Fadern till modellen turbojetmotor

Vi är skyldiga födelsen av turbojetmodell, såväl som i full storlek, till tyska ingenjörer. Fadern till mikroturbiner anses vara Kurt Schreckling, som skapade en enkel, tekniskt avancerad och billig motor för tjugo år sedan. Det är anmärkningsvärt att han i detalj upprepade den första tyska turbojetmotorn HeS 3, skapad av Pabst von Ohain redan 1939 (se artikel på sidan 46). En centrifugalkompressor med en krets monterad på samma axel med en turbin med en krets. Designen var lika enkel som den var enastående. Schreckling valde en centrifugalkompressor på grund av dess enkla implementering och lägre toleranskrav - den gav en tillräcklig ökning av trycket 2,4-2,7 gånger.

Schrecklings kompressorhjul var tillverkat av trä (!) Förstärkt med kolfiber. Det självtillverkade turbinhjulet var tillverkat av 2,5 mm tenn. Den verkliga tekniska uppenbarelsen var en förbränningskammare med ett evaporativt injektionssystem, där bränsle tillfördes genom en ca 1 m lång spole. Med en längd på endast 260 mm och en diameter på 110 mm vägde motorn 700 g och gav en dragkraft på 30 N! Det är fortfarande den tystaste turbojetmotorn i världen, eftersom gasens hastighet i motormunstycket bara var 200 m / s. Allt detta är svårt att tro - en person ensam har gjort en väg som stater inte kunde bemästra ett halvt sekel tidigare. Ändå skapades Schreckling-motorn, flygplanmodeller flög på den och flera länder skapade produktion av kit för självmontering under licens. Den mest kända var FD-3 från det österrikiska företaget Schneider-Sanchez.

De första fullmonterade seriemodellflygturbinerna var JPX-T240 från det franska företaget Vibraye och japanska J-450 Sophia Precision. Nöjet var inte billigt, en "Sofia" kostade 5800 $ 1995. Och du måste ha väldigt viktiga argument för att bevisa för din fru att turbinen är mycket viktigare än det nya köket, och att den gamla familjebilen mycket väl kan ta ett par år, men du kan inte vänta med en turbin för ett flygplan.

Nästan ett rymdskepp

Den andra revolutionen inom miniturbinkonstruktion gjordes av det tyska företaget JetCat. ”2001, i någon västerländsk modellflygbutik, kom jag över Graupner-katalogen”, påminner Vitaly Robertus, ”i den stötte jag på en beskrivning av JetCat P-80 - en turbin med automatisk start. "Klicka på strömbrytaren på sändaren, efter 45 sekunder kommer turbinen att snurra upp sig själv, starta upp och överföra kontrollen till sändaren", försäkrade katalogen. I allmänhet trodde jag inte, men samlade in $ 2500, återvände jag till Ryssland som den glada ägaren av landets första modell turbojetmotor. obeskrivlig, som om han hade köpt sitt eget rymdskepp! Men det viktigaste - katalogen ljög inte! Turbinen startades verkligen med en enda knapp.

Smart turbin

Det tyska företagets huvudsakliga kunskap är den elektroniska turbinstyrenheten, utvecklad av Hirst Lenertz. Hur fungerar en modern flygturbin?

JetCat har lagt till en elektrisk startmotor, temperatursensor, optisk hastighetssensor, pumpregulator och elektroniska hjärnor i den redan standard Schreckling-turbinen, vilket fick allt att fungera tillsammans. Efter att startkommandot ges är den elektriska startmotorn den första som slår på, vilket snurrar turbinen upp till 5000 rpm. Sedan, genom sex munstycken (tunna stålrör med en diameter på 0,7 mm), börjar en gasblandning (35% propan och 65% butan) komma in i förbränningskammaren, som antänds av en konventionell glödstift av flygplan. Efter uppkomsten av en stabil förbränningsfront börjar fotogen att strömma in i munstyckena samtidigt med gasen. När den når 45 000-55 000 rpm växlar motorn endast till fotogen. Sedan går det ner till låg (tomgång) hastighet (33 000-35 000). En grön lampa på kontrollpanelen tänds - det betyder att elektroniken ombord har överfört kontrollen över turbinen till radiostyrpanelen. Allt. Du kan ta av.

Det senaste gnisslan av mikroturbinmode är att ersätta en glödstift av flygplansmodell med en speciell anordning som sprutar fotogen, som i sin tur antänder den glödheta spiralen. Ett sådant system låter dig helt överge gasen i början. Denna motor har två nackdelar: en ökning av priset och elförbrukningen. Som jämförelse: en fotogenstart förbrukar ett 700-800 mAh batteri och en gas ett - 300-400 mAh. Och ombord på flygplanet finns det som regel ett litiumpolymerbatteri med en kapacitet på 4300 mAh. Om du använder en gasstart behöver du inte ladda den under flygningens dag. Men i fallet "fotogen" måste det.

Insidor

Jetflygplan sticker ut i världen av modellflygplan, jetflygförbundet är inte ens en del av FAI. Det finns många anledningar: piloterna själva är yngre och "entrébiljetten" är dyrare, och hastigheten är högre och flygplanen är mer komplicerade. Turbinflygplan är aldrig små - 2-2,5 m långa. Turbojetmotorer tillåter hastigheter från 40 till 350 km / h. Det är möjligt och snabbare, men då är det inte klart hur man ska hantera. Den vanliga flyghastigheten är 200-250 km / h. Starten utförs med en hastighet på 70-80 km / h, landning - 60-70 km / h.

Sådana hastigheter dikterar mycket speciella hållfasthetskrav - de flesta strukturella element är 3-4 gånger starkare än i kolvflygplan. När allt kommer omkring växer lasten i proportion till hastigheten. I jetflygplan är förstörelsen av en felaktigt beräknad modell rätt i luften ganska vanlig. Stora belastningar dikterar också specifika krav för styrväxlar: från 12-15 kgf till 25 kgf på klaffar och klaffar.

Flygplanmekanisering är en separat konversation. Utan vingmekanisering kan landningshastigheten vara 120-150 km / h, vilket nästan säkert hotar flygplanets förlust. Därför är jetflygplan utrustade med åtminstone klaffar. Det finns vanligtvis en luftbroms. På de mest komplexa modellerna installeras också lameller som fungerar både under start och landning och under flygning. Chassit - naturligtvis infällbart - är utrustat med skiv- eller trumbromsar. Ibland är flygplan utrustade med bromsskärmar.

Allt detta kräver mycket servon som förbrukar mycket el. Ett strömavbrott leder nästan säkert till modellkatastrof. Därför dupliceras alla elektriska ledningar ombord, och strömförsörjningen dupliceras också: det finns som regel två av dem 3-4 A. Plus - ett separat batteri för start av motorerna.

Till och med ett helt servobatteri löser inte alla flygplansproblem: klaffar, landningsställ, landningsställdörrar och andra servicemekanismer är utrustade med elektroniska ventiler, sekvenserare och pneumatiska manöverdon, som drivs från en inbyggd tryckluftcylinder med 6-8 atmosfärer . Vanligtvis räcker en full laddning för 5-6 lanseringar av landningsstället i luften.

På mycket komplexa och tunga modeller fungerar pneumatiken inte längre - det finns inte tillräckligt med lufttryck. De använder hydrauliska bromssystem och landningssystem. För detta installeras en liten pump ombord för att bibehålla ett konstant tryck i systemet. Vad modellerarna fortfarande inte klarar är det konstanta läckaget av miniatyrhydrauliska system.

Från lådan

Jetmodellflygplan är inte en hobby för nybörjare eller till och med avancerade flygplanmodeller, utan för proffs. Kostnaden för ett misstag är för stor, det är för svårt att inte göra det. Vitaly har till exempel brutit tio modeller på fem år. Men han är silvermedaljisten i världsmästerskapet!

Självproduktion en färdig modell är en dyr, lång (cirka tre år) och noggrann verksamhet. Det är nästan som att skapa ett riktigt plan: med ritningar, vindtunnlar och experimentella prototyper. Som regel gör de kopior av välflygda "vuxna" flygplan i en skala från 1: 4 till 1: 9, det viktigaste här är att hålla sig inom den slutliga storleken från två till tre meter. En enkel kopia kommer att flyga dåligt, om inte - i aerodynamik fungerar inte enkel skalning. Därför beräknar de vingarna, styrytorna, luftintagen etc., helt utan att det beror på att många av jetmodellerna tog examen från Moscow Aviation Institute. Men även en noggrann beräkning sparar inte dig från misstag - du måste bryta från tre till fem prototyper innan modellen "slickas". Den första prototypen går vanligtvis förlorad på grund av centreringsproblem, den andra - med styrytor, styrka etc.

De flesta modellflygplan monterar dock inte modeller för att bygga dem utan för att flyga. Därför replikeras mycket framgångsrika modeller i moderna fabriker och säljs som kit för självmontering. Den mest ansedda tillverkaren är det tyska företaget Composite-ARF, vid fabriken där skrov och vingar tillverkas på en riktig transportör med tysk kvalitet. De tre bästa inkluderar också den tysk-ungerska AIRWORLD och de amerikanska BVM Jets. Tillverkad av de mest avancerade materialen - glas och kolfiber - turbokit jetplan när det gäller kostnad skiljer de sig med en storleksordning från liknande kit för modellering av kolvflygplan: priserna börjar vid 2000.. Samtidigt måste du spendera enorma ansträngningar för att skapa en flygande modell från en uppsättning - nybörjare kan helt enkelt inte göra det. Men det är förståeligt - detta är ett riktigt modernt flygplan. Vid tävlingar kommer du till exempel inte längre att överraska någon med modeller med motorer med avböjda tryckvektorer. Däremot, tyvärr, från stridsenheter, där du inte hittar sådana flygplan med eld under dagen.

Våra mästare

Flygplan med jetmodell är en speciell världssammankomst. Deras huvudorganisation, International Jet Model Committee IJMC, är värd för världens främsta jet-show vartannat år. För första gången deltog det ryska laget RUSJET i Sydafrika 2003 (50 deltagare). Sedan fanns Ungern 2005 (73 deltagare) och i år Nordirland (100 deltagare).

IJMC är kanske den mest informella modellföreningen - förresten har det inget att göra med kolvglidaren FAI. Det var ett försök att förenas, men efter mötet skildes parterna utan ånger. "Jet-kommittén" är yngre och mer ambitiös, den fokuserar på showen, den "gamla" FAI är en anhängare av klassikerna. Egentligen samlar därför IJMC-tävlingarna över hundra deltagare, och i vissa forntida FAI-discipliner tävlar fem idrottare. Men låt oss överlämna oenigheterna till federationerna, så återgår vi själva till jetflyget.

Det mest spektakulära världsmästerskapet i radiostyrda replikmodeller hålls i två steg, varav deltagaren får 50% av poängen. Den första är en bänkbedömning av modellen, där domarna noggrant utvärderar överensstämmelsen med originalet och jämför den utställda modellen med ritningar och fotografier. Förresten, vid det senaste världsmästerskapet, som hölls i Nordirland från 3 juli till 15 juli 2007, presenterade vårt RUSJET-team med en kopia av BAe HAWK TMk1A 208 SQUADRON RAF Valley 2006 Display Team (detta är det fullständiga namnet) vid stand fick flest poäng. Men naturligtvis bestäms allt av flyg. Varje deltagare utför tre testflyg, varav de två bästa går till slutresultatet. Inte alla plan når den slutliga ställningen. Åtta modeller kraschade i Afrika, fyra i Ungern och två i det nuvarande mästerskapet. Förresten förlorade RUSJET sina modeller i sina två första mästerskap i olyckor. Desto viktigare är vår andra plats i årets världsmästerskap, där ryska piloter lyckades flyga över tyskarna - obestridliga myndigheter i små jetflygplan. "Det är som att köra runt Schumacher i Formel 1", säger RUSJET-pilot Vitaly Robertus.

Tycker du om det? Men det finns fortfarande turbopropflygplanmodeller och turbojet-helikoptrar. Tro mig inte? Jag såg det själv.

Sergey Zhuravlev, projektledare för skapandet av en ultraliten gasturbinmotor, svarar på frågorna "I morgon".

"I MORGON". Sergey, när du tittar på din mikroturbin verkar det som om det är en liten jetmotor. Som antagligen sätts på några ultralätta flygplan, obemannade flygfordon ...

Sergey Zhuravlev. Utseende är bedrägligt, och trots att flera personer i vårt team är direkt relaterade till luftfart gjorde vi faktiskt väldigt annorlunda. Mikroturbinen är hjärtat i vårt fristående hemprojekt. Vi tror att ett hus i Ryssland bör vara energiskt från början, det vill säga producera mer energi än konsumera. Och på grund av detta borde det vara autonomt, det vill säga det borde inte ha en hård anslutning till externa monopolnätverk.

"I MORGON". Det finns ett västerländskt koncept: vi sätter på taket solpaneler och in på gården - en vindkraftverk. Men vi, ursäkta mig, har ingen vettig sol eller vind i landet, eftersom vi befinner oss mitt på norra kontinenten. Vad är din inställning?

Sergey Zhuravlev. Det är inte svårt att skapa ett autonomt hus idag, tekniken tillåter det. Hela frågan handlar om kostnad, för naturligtvis kan du installera solpaneler och lagra mer än tillräckligt med energi på sommaren och sedan använda den på vintern. Men kostnaden för att lagra denna energi kommer att vara nära den kosmiska - även om moderna batterier installeras, pumpas vatten genom ett system med dammar i olika höjder eller värmeenergi lagras med värmepumpar eller smält värmeintensivt salt.

För att lagra energi på detta sätt under hela vintern är det nödvändigt att spendera en förmögenhet på ett lagringssystem. Därför går vi ut från konceptet att kombinera olika energikällor, vilket gör att vi kan täcka alla behov. Idag är det meningslöst att ackumulera el i batterier, primärenergi måste ackumuleras i kemisk form, till exempel i form av brännbara gaser.

Det vill säga, vi kommer till slutsatsen att det är nödvändigt att påskynda processerna för ”byggnadsmetabolism” genom att producera brännbara gaser från avfallet och avfallet som bildas i det självstyrande huset. Det finns flera grundläggande sätt att få fram både väte eller metan, men det faktum att den brännbara gasen som produceras av hushållet själv gör det enkelt för dem att stänga el- och värmeproduktionen är viktigt för oss hela vintern. Därför uppstod idén om en mikrogasturbinanläggning. Turbiner har många fördelar jämfört med konventionella gaskolvenheter, det vill säga konventionella och välbekanta motorer. förbränning.

Små gasturbinmotorer har redan uppnått mycket hög verkningsgrad, de, till skillnad från gaskolvmotorer, är lätta att ljudisolera, de är nästan tysta och tar upp en liten volym. Deras obestridliga fördel är att de enkelt kör på dålig gas av låg kvalitet som ett hushåll kan generera från sitt hushållsavfall.

"I MORGON". Här måste jag säga att vi alla är vana vid ren, nästan 100% metan, som levereras till oss genom gasledningen av Gazprom, den monopolist du vill lämna, och du erbjuder att få det rätt i huset, om än mindre ren, men redan "egen", autonom metan?

Sergey Zhuravlev. Ja, nu har praxis att erhålla den slutliga gasprodukten, en blandning av brännbara gaser från ett stort antal hushållsavfall, utarbetats i detalj - från papper eller trä till, ledsen för detaljerna, fågelskräp eller djurgödsel.

Det är därför mikroturbiner nu är mycket aktuell riktning utvecklingen. Inklusive - i väst, där flera företag aktivt arbetar med detta. Det är uppenbart att konceptet där mycket liknar vårt: en mikroturbin blir ”energihjärta” för en familj eller ett företag, när hela produktionen av många husgeråd konsumtion, främst - mat är koncentrerat i själva hushållet. Och detta är naturligtvis själva bilden av en helt annan framtid, när vi får ett helt lager av "nya producenter", sådana "bönder från XXI-talet" som redan väldigt lite är beroende av världen utanför förse sig med allt de behöver och till och med skapa överskottsprodukter.

"I MORGON". Ja, Gud förbjude, att vi kan återuppliva våra ryska vidder tack vare en sådan unik teknik. Vad har du inom en snar framtid?

Sergey Zhuravlev. Ja, det autonoma hemmet är framtiden. Idag avslöjas möjligheten för användning av mikroturbiner i den luftfart vi redan har nämnt. Tidigare hade utvecklingen av motorer inom flyg förbi mikromotorer av den enkla anledningen att de bara var lämpliga för flygplanmodellering, hade en mycket liten resurs. Mikromotorer i luftfarten var "fjärilar med fjäril", varade kortlivade och betraktades endast som simuleringar, kopior av riktiga "vuxna" flygmotorer. Men i dag, äntligen, har utvecklingen av motorbyggnad i storlek på en mikroturbin fört oss till den punkt där teknikens kapacitet och luftfartens behov konvergerade på en punkt - och vi kan nu göra en bra mikroturbin för luftfarten.

"I MORGON". Låt oss ta en titt på den här lilla enheten. Det ser ut som en riktig motor, men vad ger den här babyen ut idag, om den översätts till torra siffror med kraft eller dragkraft?

Sergey Zhuravlev. Vid maximal hastighet producerar denna mikroturbin 200 ton. Om vi ​​talar om kraft, är det ungefär 12 kW. Kraftfull nog motor för sin blygsamma storlek.

"I MORGON". Som jämförelse: så vitt jag kommer ihåg, förbrukar en vanlig lägenhet, till och med på toppen av sin kraft, 1,5-2 kW el idag och i genomsnitt hundratals watt?

Sergey Zhuravlev. Ja, en sådan bebis räcker för ett dussin lägenheter i lägenhetshus... Nu beräknas alla parametrar med en mikroturbinhastighet på cirka 100 tusen varv per minut. Men med den tvingade versionen av turbinen är det möjligt att uppnå 150 tusen rpm, även om det inte är rationellt.

"I MORGON". Det här är inte hastigheten på en förbränningsmotor! Det visar sig att turbinen använder en högteknologisk fjädring, specialiserade lager, en exakt axel?

Sergey Zhuravlev. Ja, turbinen har hållbara lager av hög kvalitet. I flygplanmodellering för liknande turbiner används enklare lager, men de håller inte länge, och för en hushållsmikroturbin är huvudproblemet att skapa ett smörjnings- och balanseringssystem för motorn, axeln, vilket gör att den kan fungera för en länge sedan.

Moderna flaggskepp inom industrin har redan en mikroturbinresurs på cirka 100 tusen timmar, det vill säga ungefär tio år, och med regelbundet underhåll av turbinen en gång om året. Vi ställer inte in en sådan uppgift, även om vi redan har beräknat kylsystemets layout i fem tusen timmar. Och den här maskinen kommer att kunna arbeta minst fem hundra timmar - det här är den första men viktiga milstolpen. Vi går precis in i teststadiet med industriell design. Därför gissar vi ännu inte vilket resultat maskinen kommer att ge oss, men vi säger: "inte mindre" - och detta är redan ungefär fem gånger mer än den bästa flygplansmotorn.

Sergey Zhuravlev. Hittills, i första steget, börjar vi arbeta med luftfart, vilket gör det lite lättare för oss själva det första steget på vägen till det slutliga målet. För närvarande använder luftfart fortfarande högkvalitativt fotogen och inte hushållsgas, vilket är ännu värre än huvudgas i sina parametrar. Och uppgiften med en kraftvärmeanläggning, som sagt, är både vår dröm och vårt strategiska mål.

"I MORGON". Kraftvärme är en kombinerad produktion av värme och el, något som alltid bör strävas efter i vårt kalla land. Och fanns det några analoger till detta tillvägagångssätt, skapandet av sådana mikroturbiner i sovjetiska, i ryska historien? Hur unik är den här saken?

Sergey Zhuravlev. Motorer av denna standardstorlek tillverkas inte i Ryssland. De tillverkar endast motorer för militära ändamål, dessa motorer är vanligtvis enklare - till exempel för kryssningsmissiler. Men det här är en engångs, eld-och-glöm-strategi. Samtidigt måste kryssningsmissilen flyga sin timme till målet - och följaktligen är hela motorn utformad för att säkerställa att den flyger under den timmen.

Vi pratar om en helt annan marknad, civilt bruk. Följaktligen önskar jag bara framgång till alla som kan producera en produkt för en så rymlig marknad. Det finns tillräckligt med utrymme och arbete för alla. Därför är vi i allmänhet inte rädda för hård konkurrens på marknaden - i småskalig energi börjar allt i Ryssland precis.

"I MORGON". Berätta för mig, vilka är nästa steg du planerar för mikroturbinen? Hur kommer du att uppleva och förbättra det?

Sergey Zhuravlev. Tyvärr har vi inte mycket pengar för att bygga en kvalitets testbänk. Nu är vi engagerade i detta arbete och förbereder oss för testförsök av prototypen. Vår nuvarande uppgift- att producera en industriell design, skapa industriellt samarbete, träna tekniska processer och de använda materialen. Då kommer det att finnas ett steg med finjusterande tester. Men vi gör vissa saker i förväg utan att vänta på att motorn ska få sin slutliga form - till exempel har vi startat den preliminära utvecklingen av ett hybridkraftverk, både för framtida kraftvärme och för användning i obemannade flygfordon . Hybridmotorn är det mest moderna schemat för fyrkoptrar och konvertiplaner som använder en elektrisk propellerdrift, men kan också drivas av en mikroturbin, och inte från batterier, som idag.

"I MORGON". Ja, vid ett tillfälle blev jag förvånad över hur långt framsteg har gått de senaste tio åren i utvecklingen av obemannade flygplan, men jag vet vilken kritisk massa problem uppstod med UAV: ​​er just för att moderna batterier inför restriktioner på räckvidden och hastigheten på obemannade luftfordon.

Sergey Zhuravlev. Obemannade flygfordon är mycket komplexa enheter, och vi låtsas inte utforma eller tillverka dem. Vår uppgift är att göra ett kraftverk av hög kvalitet tillämpligt i olika typer flygplan. Mikroturbinen kan byggas in i alla flygmotorer: turbojet, turbofan, turboprop och den redan nämnda elmotorn för UAV. En mikroturbin för dem är en kompakt och kraftfull energikälla. Genom att avge en jetström och rotera axeln genererar mikroturbinen tillräckligt med el för att flyga flygplanet.

"I MORGON". Berätta, Sergey, i vilken del är mikroturbinen sammansatt av ryska komponenter? Vad stötte du på när du utvecklade din enhet och vilka uppgifter har du löst och vilka hittills förblir olösta?

Sergey Zhuravlev. Jag kommer inte att prata om alla krångligheter och nyanser i vår operativa forskning. I allmänhet kommer jag att säga att Ryssland under de senaste åren har ackumulerat en mycket allvarlig flotta med avancerad utrustning i de så kallade tillsatssteknikerna. Denna motor är 70% tillverkad med hjälp av tillsatsteknik, det vill säga genom programmerad "odling" av metallkonstruktioner. Additivteknologi är användningen av en 3D-skrivare som omedelbart tillverkar en färdig produkt direkt av amorf metall.

"I MORGON". Så hela din mikroturbin är bokstavligen "tryckt" från metall?

Sergey Zhuravlev. Ja, allt är tryckt - utom bultar och muttrar. Det finns inget behov av att skriva ut bultar, de har en standard. På svarv här bearbetas endast axeln och motoraxelhuset. Några detaljer gjordes genom fräsning på femaxliga maskiner, men det här är också detsamma modern utrustning.

Följaktligen är att det är idiotiskt att hävda att vi är ett "bakåtland" i dag. Det finns bara ett antal tekniska behov som ännu inte har lösts i den ryska industrin. Till exempel de redan nämnda "långspelande" keramiska lagren av vår mikroturbin. Samtidigt ser vi att den ryska vetenskapliga och industriella basen är redo för produktion av sådana produkter, den enda frågan här är ekonomin. För att bygga en produktion av keramiska produkter på denna nivå för vår produkt måste denna produktion producera en ojämförligt större volym för att kunna göra en acceptabel kostnad. Först och främst är det en fråga om konkurrens, grovt sett - det är fortfarande mycket billigare att köpa kinesiska, japanska eller tyska produkter än att producera här; du kan inte sätta en supermaskin bara för att göra fyra lager för en experimentell turbin.

"I MORGON"... Det här är ett problem för alla innovativa företag. I väst måste uppfinnare också komma ur denna situation.

Sergey Zhuravlev... Ja, "innovationseffekten" måste beaktas. Till exempel, om vår försvarsindustri är intresserad av att få professionella motorer i liten standardstorlek och använda de modernaste materialen kommer denna process att påskyndas, oavsett om vi vill ha det eller inte. Detta kan helt enkelt ses av hur armén under de senaste 3-4 åren plötsligt har berikats med modern teknik.

"I MORGON". Berätta för mig, vem hjälper dig och vad hindrar dig i ditt arbete?

Sergey Zhuravlev. Du vet snarare att det är produktionstraditionerna som fortfarande är ganska inerta i Ryssland. Å ena sidan är detta bra, eftersom traditioner gör att du kan göra färre misstag, men de saktar ofta för innovation.

Ett enkelt exempel. Vi simulerar motorer i en 3D-datormiljö, det vill säga vi monterar motorhöljet med alla detaljer i den virtuella 3D-modellen. Samma modell är källkoden för en CNC-maskin eller 3D-skrivare, inga ritningar, modern utrustning "förstår" omedelbart en sådan binär kod. Men del Ryska tillverkare av någon anledning behöver han fortfarande översätta vår 3D-modell till ett dussin GOST-ritningar. Och sedan överförs samma ritningar igen av sina egna designers till sin 3D-modell för att "mata" samma CNC-maskiner!

Allt detta saktar ner och komplicerar processen och fungerar som en källa till fel. Som de säger, "två korsningar är lika med en eld", och så - två ändringar av ritningar skapar en mycket liknande effekt ... Och idag omskolar vi sådana tillverkare, vi lär dem att agera utifrån förändrade verkligheter.

Som ett resultat, på grund av en sådan "slipning" av underleverantörer, tog samarbetet om produktionen av denna motor nästan sex månader. Samarbete i den meningen att vi tillhandahöll en färdig modelllösning med alla nödvändiga parametrar. Och våra partners, vi måste hylla dem och säga ett stort tack, tog på sig dessa mikrosatser, experimentella, faktiskt produkter, för trots allt i Ryssland finns det en förvånansvärt öm inställning till nya, unika, som vi kände när vi arbetar med våra underleverantörer om skapandet av vår turbin. När allt kommer omkring tillsätts tekniker idag fortfarande bara av den ryska industrin, och det är ganska svårt att helt enkelt "flyga in" denna eller den där detalj. Men våra partners var aktivt involverade och gjorde allt de kunde - under de svåraste förhållandena.

"I MORGON"... Finns det något intresse för din utveckling från den nationella försvarsindustrins sida om du inte går in i zonen med statshemligheter? Vår militära avdelning - i vilken utsträckning visar det intresse för denna typ av begrepp, hur uppfattar de idén om en mikroturbin för luftfart, inklusive ett obemannat fordon?

Sergey Zhuravlev... Låt mig svara nästan filosofiskt. Jag har inte åkt dit ännu, och de har inte officiellt kommit till mig ännu. "Comrade Major" har inte varit intresserad av oss ännu, men jag antar och med hög grad av förtroende att sökandet efter lösningar i denna riktning har utförts av vår militära avdelning under lång tid och mycket aktivt. När allt kommer omkring ser jag hur ganska stora institutioner arbetar med denna uppgift, och förr eller senare kommer vi naturligtvis att stöta på denna aspekt av tillämpningen av vår produkt.

"I MORGON". Det vill säga, antingen kommer berget att komma till Mohammed, eller fortfarande kommer Mohammed att komma till berget?

Sergey Zhuravlev. Det är allt. Vi har ingen motsättning mot vår försvarsindustri, men vi har heller ingen erfarenhet av interaktion med den. Vi är i allmänhet ett privat team. Vi till och med entitet de har ännu inte skapats specifikt för detta projekt. I allmänhet var vår uppgift att bygga en motor. Och vi uppfyllde det

"I MORGON". Hur många arbetstimmar tog det att fostra det här barnet?

Sergey Zhuravlev. Låt oss bara säga, från "idén på en servett" till implementeringen av motorn i prototyp två år gick, vilket resulterade i ett intensivt arbete för två dussin människor, men naturligtvis inte på heltid.

"I MORGON". Det vill säga detta är en ganska kort tidsram från idé till prov.

Sergey Zhuravlev. Jag tror att idag kan produktionskompetens förvärvas mycket snabbt. Detta kräver tillgång till källor till teknisk kunskap och ett motiverat, väl samordnat team. De samma högteknologiska produkterna är inte idag någon form av tabukunskap, som bara kan beröras av superproffs, "utvalda eller specialutbildade människor", som de ibland skämtsamt säger. Allt om innovation skapas genom sökning, brainstorming, uppskattningar, uppräkning av optioner. Detta är en mycket svår process, och här kommer motivationen fram.

"I MORGON". Det finns en uppfattning att det är mycket lättare att bygga innovativ produktion nu än för 20 år sedan. Till exempel hörde jag att anläggningen som Sovjetunionen byggde under ett decennium med AFAR-radar för sina militära flygplan nu kan monteras på ett och ett halvt år i ett öppet fält - och detta kommer inte att bli någon form av Stakhanov-prestation. Hur sant är det här?

Sergey Zhuravlev. Ryssland och Sovjetunionen har alltid varit kända främst för sin förmåga att mobilisera, producera otroligt kort tid... Därför var naturligtvis även sovjetiska byggprojekt redan ett exempel på de högsta nivåerna av att bemästra ny teknik och ny kunskap - både kärnkrafts- och rymdprojekt och mindre "högljudda" saker, som också alltid har varit på global nivå. Å andra sidan tillåter nuvarande teknik, om så önskas, tillverkaren att bokstavligen "hoppa över stegen" och skapa helt nya produkter inom en ännu kortare tidsram, ofta baserat på nya, unika tillvägagångssätt. Den nuvarande tiden är en riktig era av möjligheter för tänkande, aktiva människor. Nuvarande "drömtid".

"I MORGON". Jag skulle vilja ställa en fråga om din dröm. Vi inledde vårt samtal med ”framtidens hus”. Jag är också ett ivrigt fan av framtiden, för jag förstår mycket väl att utan att gå framåt glider något samhälle långsamt tillbaka. Din åsikt: vad kommer samhället att vinna på dagens innovationer, till exempel din mikroturbin eller konceptet med ett autonomt hem?

Sergey Zhuravlev. Om vi ​​pratar om en dröm eller vår filosofi, tror jag att alla projekt bör gå från tydliga filosofiska grunder, från en tydlig vision av framtidsvärlden, där ditt projekt är ett viktigt, kritiskt element. Annars kommer du att tänka på den "innovativa hårborsten" hela ditt liv. Jag säger konventionellt och betonar att människor idag ofta försöker göra värdelösa saker utan att på något sätt kränka utvecklarna av nya kammar. Det är bara inte intressant för mig, nya hårborstar kommer inte att förändra vår värld. Till exempel, om vi redan bygger ett autonomt energi-rikligt hus, måste vi säga för oss själva att det inte är bundet till marken av någonting, förutom grunden.

"I MORGON"... Det vill säga de ville åka till Karelen - de flög till Karelen. Vill du ha södra kusten på Krim - flög till södra kusten på Krim?

Sergey Zhuravlev... Ja, det här är precis vad vi pratar om: huset ska bli ditt i en idealisk framtidsbild. fordon... Det finns inget overkligt i detta. Men detta är naturligtvis en helt annan historia, som inte omedelbart bör knytas till vår blygsamma mikroturbin. Det kan inte bli mer än ett litet steg mot denna framtidsbild.

"I MORGON"... Sergey, tack så mycket för konversationen. Jag hoppas, kanske om två år, kanske om ett år, att se ett kraftverk med ditt "hjärta" - en liten turbojetmotor, en mikroturbin. Även om det klassificeras som "hemligt", i form av ett meddelande att någonstans i Ryssland har test av en ny UAV för försvarsministeriets behov börjat, med en "innovativ turbojetmotor." Och naturligtvis önskar jag att du inte tappar entusiasmen på den långa resan mot din dröm.

Sergey Zhuravlev... Vi kommer definitivt inte att förlora vår entusiasm. Jag hoppas att det kommer att hålla länge. Som de alltid säger, skulle det finnas lycka om det fanns pengar. Men ändå - vi hittar, och vi gör, och vi kommer att göra.

Material förberett Alexey ANPILOGOV

artikel om hur do jetmotor av deras för hand.

Uppmärksamhet! Att bygga en egen jetmotor kan vara farligt. Vi rekommenderar starkt att du vidtar alla nödvändiga försiktighetsåtgärder när du arbetar med under trädet och var också ytterst försiktig när du arbetar med verktyg. I hemlagad innehåller extrema mängder potentiell och kinetisk energi (explosivt bränsle och rörliga delar) som kan orsaka allvarliga skador under drift av en gasturbinmotor. Var alltid försiktig och försiktig när du arbetar med motor och maskiner och bär lämpligt ögon- och hörselskydd. Författaren är inte ansvarig för användning eller feltolkning av informationen i denna artikel.

Steg 1: Räkna ut motorns grundläggande design

Låt oss starta motormonteringsprocessen med 3D-modellering. Tillverkning av delar med en CNC-maskin förenklar avsevärt monteringsprocessen och minskar antalet timmar som kommer att ägnas åt montering av delar. Den största fördelen när man använder 3D-processer är förmågan att se hur delar kommer att interagera tillsammans innan de tillverkas.

Om du vill skapa en fungerande motor, var noga med att registrera dig på forumet för det aktuella ämnet. När allt kommer omkring kommer ett företag med likasinnade att påskynda tillverkningsprocessen avsevärt hemlagad och ökar risken för ett framgångsrikt resultat avsevärt.

Steg 2:

Var försiktig när du väljer en turboladdare! Du behöver en stor turbo med en (inte delad) turbin. Ju större turboladdare, desto mer drag kommer den färdiga motorn att ha. Jag gillar turbiner med stora dieselmotorer.

Som regel är det inte så mycket storleken på hela turbinen som betyder storleken på induktorn. Induktor - det synliga området på kompressorbladen.

Turboladdaren på bilden är en Cummins ST-50 från en stor 18-hjulig lastbil.

Steg 3: Beräkna förbränningskammarens storlek

Steget ger kort beskrivning principer för motordrift och visar principen enligt vilken dimensionerna på förbränningskammaren (CC), som måste tillverkas för en jetmotor, beräknas.

Tryckluft (från kompressorn) kommer in i förbränningskammaren (CC), som blandas med bränsle och antänds. "Heta gaser" går ut genom baksidan av förbränningskammaren och rör sig längs turbinbladen, där den extraherar energi från gaserna och omvandlar den till axelrotationsenergi. Denna axel vrider kompressorn, som är fäst vid det andra hjulet, som tar bort de flesta avgaserna. Eventuell ytterligare energi som återstår från processen att passera gaser skapar kraft för turbinen. Enkelt nog, men faktiskt lite knepigt att bygga och köra framgångsrikt.

Förbränningskammaren är tillverkad av en stor bit stålrör med lock i båda ändar. En diffusor är installerad inuti COP. Diffusorn är ett rör som är tillverkat av ett rör med mindre diameter som går genom hela CC och har många borrade hål. Hålen gör att tryckluft kan tränga in i arbetsvolymen och blanda sig med bränslet. Efter att en brand har uppstått reducerar diffusorn temperaturen på luftströmmen som kommer i kontakt med turbinbladen.

För att beräkna diffusorns storlek, fördubblar du helt enkelt diametern på turboladdarens induktor. Multiplicera induktans diameter med 6 och detta ger dig spridarens längd. Medan kompressorhjulet kan vara 12 eller 15 cm i diameter kommer induktorn att vara mycket mindre. Turbininduktorn (modellerna ST-50 och BT-50) är 7,6 cm i diameter, så diffusorns mått blir 15 cm i diameter och 45 cm i längd. Jag ville göra COP lite mindre, så jag bestämde mig för att använda en 12 cm diffusor med en längd på 25 cm. Jag valde denna diameter främst för att rörets dimensioner är desamma som avgasröret på en dieselbil.

Eftersom diffusorn kommer att placeras inuti COP, rekommenderar jag att du tar ut det minsta lediga utrymmet på 2,5 cm runt diffusorn. I mitt fall valde jag 20 cm diameter på COP, eftersom det passar in i de förinställda parametrarna. Det inre avståndet blir 3,8 cm.

Du har nu ungefärliga mått som redan kan användas vid tillverkning av en jetmotor. Tillsammans med locken i ändarna och bränsleinsprutarna bildar dessa delar tillsammans förbränningskammaren.

Steg 4: Förbered KS-ändringar

Fäst ändringarna med bultar. Den här ringen håller diffusorn mitt i kameran.

Ringarnas ytterdiameter är 20 cm och de inre diametrarna är 12 cm respektive 0,08 cm. Det extra utrymmet (0,08 cm) underlättar installationen av diffusorn och fungerar också som en buffert för att begränsa diffusorns expansion (under uppvärmning).

Ringarna är gjorda av 6 mm stålplåt. Tjockleken på 6 mm gör att ringarna kan svetsas säkert och ger en stabil bas för att fästa ändkåporna.

12 bulthål som är placerade runt ringenes omkrets ger en säker passform när du monterar ändkåporna. Svetsa muttrarna på hålens baksida så att bultarna helt enkelt kan skruvas rakt in i dem. Allt detta uppfanns bara på grund av det faktum att den bakre delen kommer att vara oåtkomlig för skiftnyckeln. Ett annat sätt är att trä hålen i ringarna.

Steg 5: Svetsa på ändringarna

Först måste du förkorta kroppen till önskad längd och rikta in allt ordentligt.

Låt oss börja med att linda ett stort ark Whatman-papper runt ett stålrör så att ändarna möter varandra och papperet är spänt. Låt oss bilda en cylinder ur den. Skjut Whatman-papperet över ena änden av röret så att kanterna på röret och Whatman-cylindern är jämna. Se till att det finns tillräckligt med utrymme (för att markera runt röret) så att du kan slipa bort metallspolen med märket. Detta hjälper till att rikta in ena änden av röret.

Nästa steg är att mäta de exakta dimensionerna för förbränningskammaren och diffusorn. Se till att subtrahera 12 mm från ringarna som ska svetsas. Eftersom COP kommer att vara 25 cm lång kostar det 24,13 cm att ta hänsyn till. Sätt ett märke på röret och använd vad papper för att göra bra mall runt röret som tidigare.

Skär bort överskottet med en kvarn. Oroa dig inte för skärets precision. Egentligen borde du lämna några saker och städa upp dem senare.

Vinkla båda ändarna av röret (för att få en svetsning av god kvalitet). Vi använder magnetiska svetsklämmor för att centrera ringarna i rörets ändar och se till att de ligger i jämnhöjd med röret. Ta tag i ringarna på fyra sidor och låt svalna. Gör en svetsning och upprepa sedan på andra sidan. Överhett inte metallen, detta förhindrar att ringen deformeras.

När båda ringarna är svetsade, maskinera sömmarna. Detta är valfritt, men det kommer att göra hanteringen mer estetiskt tilltalande.

Steg 6: Gör stubbarna

För att slutföra arbetet på kompressorstationen behöver vi två ändlock. En kåpa kommer att vara placerad på sidan av bränsleinsprutaren och den andra leder de heta gaserna till turbinen.

Vi kommer att göra två plattor med samma diameter som KS (i mitt fall 20,32 cm). Borra 12 bulthål runt omkretsen och sätt i linje med hålen i ändringarna.

Endast 2 hål behöver göras på injektorns lock. En kommer att vara för bränsleinsprutaren och den andra för tändstiftet. Projektet använder 5 munstycken (en i mitten och fyra runt den). Det enda kravet är att injektorerna måste placeras på ett sådant sätt att efter slutmontering de hamnade inne i diffusorn. För vår design betyder det att de måste passa i mitten av en 12 cm cirkel i mitten av ändkåpan. Vi kommer att borra 12 mm hål för montering av injektorerna. Flytta lite mitt för att lägga till ett hål för tändstiftet. Hålet måste borras för en 14mm x 1,25mm gänga som passar tändstiftet. Strukturen på bilden kommer att ha två ljus (ett i reserven om det första misslyckas).

Rören skjuter ut från injektorkåpan. De är gjorda av rör med en diameter på 12 mm (yttre) och 9,5 mm (innerdiameter). De skärs till en längd av 31 mm, varefter avfasning görs vid kanterna. Det kommer att finnas 3 mm trådar i båda ändar. Senare kommer de att svetsas ihop med 12 mm rör som skjuter ut från vardera sidan av plattan. Bränslet kommer från ena sidan och injektorerna skruvas in från den andra.

För att skapa en avgashuv måste du klippa ett hål för "heta gaser". I mitt fall är dimensionerna desamma som turbininloppet. Den lilla flänsen ska ha samma mått som den öppna turbinen plus fyra bulthål för att säkra den på den. Turbinändflänsen kan svetsas ihop från en enkel rektangulär låda som går mellan dem.

Övergångsböjningen ska vara gjord av stålplåt. Vi svetsar ihop delarna. Det är nödvändigt att svetsarna löper längs ytterytan. Detta är nödvändigt så att luftflödet inte har några hinder och inte skapar turbulens inuti svetsarna.

Steg 7: sätta ihop allt

Börja med att fästa flänsen och pluggarna (avgasgrenröret) på turbinen. Fäst sedan förbränningskammarhuset och slutligen huvudkroppens insprutningsskydd. Om du gjorde allt rätt, då din hantverk ska se ut som den andra bilden nedan.

Det är viktigt att notera att turbin- och kompressorsektionerna kan roteras i förhållande till varandra genom att lossa klämmorna i mitten.

Baserat på delarnas orientering måste ett rör göras som förbinder kompressorns utlopp till förbränningskammarhuset. Detta rör måste ha samma diameter som kompressorns utlopp och slutligen fästas på det med en slangkoppling. Den andra änden måste spolas med förbränningskammaren och svetsas på plats när hålet har kapats. Till min kamera använder jag en bit böjt 9 cm avgasrör. Bilden nedan visar en metod för att tillverka ett rör som är utformat för att sakta ner luftflödet innan det går in i förbränningskammaren.

För normalt arbete en betydande täthet krävs, kontrollera svetsarna.

Steg 8: Göra diffusorn

Diffusorn låter luft tränga in i förbränningskammarens centrum medan den håller och håller lågan på plats så att den går ut mot turbinen och inte mot kompressorn.

Hålen har speciella namn och funktioner (från vänster till höger). De små hålen på vänster sida är primära, de mellersta hålen är sekundära och de största på högra sidan är tertiära.

• Huvudhålen tillför luft som blandas med bränslet.
• Sekundära ventiler tillför luft, som fullbordar förbränningsprocessen.
• De tertiära hålen ger kylning av gaserna innan de lämnar kammaren, så att de inte överhettar turbinbladen.

För att göra hålberäkningsprocessen enkel, nedan är vad som kommer att göra jobbet för dig.

Eftersom vår förbränningskammare är 25 cm lång är det nödvändigt att förkorta diffusorn till denna längd. Jag föreslår att det blir nästan 5 mm kortare för att ta hänsyn till metallens expansion under uppvärmningen. Diffusorn kommer fortfarande att kunna greppa och flyta inuti ändringarna.

Steg 9:

Nu när du har en färdig spridare öppnar du KS-fodralet och sätter in det mellan ringarna tills det sitter ordentligt. Installera injektorns lock och dra åt bultarna.

Bränslesystemet måste använda en pump som kan leverera flöde högt tryck(minst 75 l / h). För att leverera olja måste du använda en pump som kan ge ett tryck på 300 barlind. Pa med ett flöde på 10 l / h. Lyckligtvis kan samma typ av pump användas för båda ändamål. Mitt förslag till Shurflo är # 8000-643-236.

Jag presenterar ett diagram för bränslesystemet och oljetillförselsystemet för turbinen.

För tillförlitlig systemdrift rekommenderar jag att du använder ett reglerat trycksystem med en bypassventil. Tack vare honom kommer flödet som pumparna pumpar alltid att vara fullt och all oanvänd vätska kommer att återföras till tanken. Detta system hjälper till att undvika mottryck på pumpen (kommer att öka livslängden för komponenter och enheter). Systemet fungerar lika bra för bränslesystem och oljeleveranssystem. För oljesystemet måste du installera ett filter och en oljekylare (båda kommer att installeras i linje efter pumpen, men före bypassventilen).

Se till att alla rör till turbinen är gjorda av "hårt material". Att använda flexibla gummislangar kan vara katastrofalt.

Bränslebehållaren kan ha vilken storlek som helst och oljetanken måste rymma minst 4 liter.

Jag använde helsyntetisk Castrol-olja i mitt oljesystem. Den har en mycket högre flampunkt och den låga viskositeten hjälper turbinen att börja snurra. För att sänka oljetemperaturen är det nödvändigt att använda kylare.

När det gäller tändsystemet finns det mycket sådan information på Internet. Som de säger är kamratens smak och färg inte.

Steg 10:

Höj först oljetrycket till minst 30 MPa. Sätt på hörlurarna och blåsa luft genom motorn med en fläkt. Slå på tändkretsarna och fyll långsamt på bränsle genom att stänga nålventilen på bränslesystemet tills du hör ett “pop” när förbränningskammaren börjar fungera. Fortsätt öka bränslet och du kommer att börja höra bruset från din nya jetmotor.

Tack för din uppmärksamhet

Turbojetmotorn är en av de viktigaste mekanismerna som uppfanns på 1900-talet. Låt oss prata om vad som följde med denna upptäckt, vilka modeller är den här enheten idag och om det är möjligt att göra det själv.

Lite historia

Enhet

Motorns arbetsdel består av:

• en kompressor för komprimering av luft;
• förbränningskamrar för uppvärmning;
• turbiner för expansion.

Kylningseffekten tillhandahålls av atmosfären.

Kompressorn har skivor gjorda av metall och på deras kronor finns blad som fångar in luft från utsidan och flyttar den inåt.

Från kompressorn leds luft in i förbränningskammaren, värms upp och blandas med fotogenet som kommer in genom rotorn.

Sedan går åtgärden till turbinen, där gasen snurrar upp som en leksakspropeller. Vanligtvis har turbiner tre till fyra steg. Det är denna mekanism som bär den största belastningen. Turbojetmotorn roterar med en hastighet på upp till trettio tusen varv per minut. Facklan som lämnar förbränningskammaren kan ha en temperatur på upp till ett och ett halvt tusen grader Celsius. Luften som expanderar här börjar flytta turbinen.

Därefter når arbetsvätskan i strålmunstycket en hastighet som är högre än motflödets hastighet. Således erhålls strålkraft.

Visningar

En turbojetmotor eller en turbojetmotor, vars funktionsprincip beskrivs ovan, tillhör klassen gasturbinmotorer. Det händer:

• Turbojet-motor med efterbrännare;
• dubbelkrets turbojetmotor;
• dubbelkrets turbojetmotor med efterbrännare.

Fem generationer av turbojetmotorer är för närvarande kända. Den första inkluderar också de som användes under krigsåren av britterna, liksom av de fascistiska styrkorna. I andra generationen uppträdde en axiell kompressor, en efterbrännare och ett justerbart luftintag i den. I det tredje ökade kompressionen, i den fjärde höjdes driftstemperaturen. Den femte generationen inom inhemsk utveckling har ökat kraften och bättre manövrerbarhet. Enheter avsedda för krigare tillverkas vid Ufa-anläggningen.

DIY turbojetmotor

För amatörmodeller som vill montera motorn på egen hand erbjuds idag ett komplett utbud av alla reservdelar. Specialmonteringssatser (t.ex. Kit) finns kommersiellt tillgängliga. Turbinen kan köpas antingen färdig eller tillverkas av dig själv. Det senare alternativet är ganska besvärligt och kan också kosta dig ett ganska öre. Detta är den svåraste delen för dem som monterar en turbojetmotor med egna händer, eftersom det kommer att kräva både en vridnings- och fräsenhet och en svetsanordning.

Innan du gör det är det värt att studera teorin om mikro-turbojetmotor. För detta finns speciella guider där beräkningar och ritningar tillhandahålls.

Och sedan kan du börja din resa till flygmodellering.

I senare tid i ett antal populärvetenskapliga publikationer har information publicerats om de snabbt utvecklande mikro-turbojetmotorerna för flygplansmodeller i väst, samt om världsmästerskapen som hålls av International Jet Model Committee (IJMC). Således gjorde det ryska laget RUSJET vid världsmästerskapet, som hölls från 3 juli till 15 juli 2007 i Nordirland, flest poäng vid bänkbedömningen av replikmodeller med ett turbojet-kraftverk och enligt resultaten av flygningar tog andra plats i världen! Slutligen blev det vi strävat efter, drömt och fantiserat på 60-70-talet under förra seklet, verklighet!

Min erfarenhet av flygplaneringsmodellering började någonstans 1959 mitt i det överväldigande bruset av jetflygplan och dess tidigare otänkbara register. Mystiska supersoniska skivinnehavare E-33, E-66, E-166, etc. upphetsade hjärnan och själen och tvingade med hjälp av klipp från foton från tidningar och tidskrifter att återskapa ritningarna, enligt vilka flygande modellkopior av subsoniska och supersoniska jetflygplan med pulverraketmotorer senare designades och byggdes. Flygningarna med sådana modeller väckte beundran och glädje hos den unga delen av befolkningen och avsevärt ogillande av mer mogna grannar och förbipasserande. Och med rätta: jetflygningar åtföljdes ofta av bränder och till och med explosioner.
Jag kunde inte behärska de allmänt erkända flygplaneringsmodellerna i välbärgade kretsar under ledning av en vuxen mentor. Men min "självförberedelse" i en gemensam lägenhet säkerställde oberoende och frihet att förkroppsliga flödet av idéer till verkliga strukturer och lärde mig från en ung ålder att följa lite kända vägar. De årens passion för luftfart gav upphov till nyfikenhet, hårt arbete, intuition och uppfinningsrikedom, som förutom att göra flygplansmodeller enligt med mina egna händer ritningar och utvecklad teknik, tvingas gräva flitigt i bibliotekens hyllor och hitta böcker om luftfart och raketutrymme så älskade för ett ungt hjärta. Allt lästes med häftigt andetag, från tidningen "Young Technician" och slutade inte alltid med utgåvor av Oborongiz. Aerodynamik, flygplanets design, teorin och designen av luftstråle- och raketmotorer, luftfartsmaterialvetenskap och till och med anordningen för flyginstrument och grunderna för elektronik, var fascinerande utöver deras ålder och avslöjade för en ung själ inte alltid tydlig, men en sådan ovanlig och intressant värld av teknik, luftfartsvärlden.
Resterna av den bearbetade och assimilerade informationen av eleven, redan i sjunde klass, i fysiklektioner, när han studerade Newtons tredje lag, gjorde det möjligt för läraren att helt anförtro lektionen att studera jetdrift, principer och struktur för luftjet- och raketmotorer för en ung flygplanmodell, dvs. till mig.
Senare, när han tjänstgjorde i Försvarsmakten, förvärvades grundläggande kunskaper om elektronik i skolålder, liksom förmågan att montera sina radioapparater, gjorde det möjligt att ta examen med utmärkelse från Military Aviation School of Mechanics, att bli en förstklassig vägledningsoperatör, befälhavare för en radaravdelning och därefter en officer.
1969 utvecklade jag Rubicon-programmet, i enlighet med vilket flygmodeller med jetdrivsystem och motorerna själva designades och byggdes. Motorkompressor SU: i modellens båge - ett pumphjul, i svansen - en förbränningskammare med tvångsinjektion; SU med en ramjet-raketmotor: start på en pulverraketmotor (raketmotor med fast drivmedel), fixerad längs ramjetmotorns axel, som efter acceleration av den fasta drivmedelsraketmotorn skulle ge kraft till en sådan anordning, etc. Dessa experiment slutade inte alltid framgångsrikt, och den unga designtanken fortsatte att leta efter mer effektiva och tillförlitliga sätt att introducera strålkastare i flygplanmodellering.
I genomförandet av Rubicon-programmet deltog min vän och likasinnade person Alexander Selin - "AS" aktivt, som med outtröttlig energi och rik fantasi alltid förstod mig och inspirerade mig till alla nya "reaktiva bedrifter". Inte utan påverkan av ACa, som det verkade för oss då, användes en ny mycket effektiv bränslekomposition för en annan jetmodell som hade flög många gånger. Emellertid var bränslehastigheten för detta bränsle så hög och okontrollerbar att den första flygningen slutade i en explosion, och ansiktet på det bleka ansiktet AS föddes direkt med Negroid-rasen. Men även efter sådana misslyckanden tappade vi inte modet utan tänkte, analyserade och "flög" igen. AC producerade inte bara idéer och skapade mönster, utan pilotade också utmärkt de fordon vi testade. År 1970 gick AU till sitt hem i Donetsk-regionen, blev gruvarbetare och luftfarten upphörde att excitera honom ... Mina kreativa impulser släcktes utan en vän.
Snart är det dags att fullgöra den heliga plikten att försvara moderlandet. När jag återvände från armén, 1973, täckte mina intressen ekranoplanes, som jag var "sjuk" med fram till 1976, liksom mina studier vid Taganrog Radio Engineering Institute (TRTI), dit jag skickades efter tjänstgöring i försvarsmakten. Men 1976 började mitt "reaktiva syndrom" att utvecklas igen med implementeringen av nya tekniska idéer.
Vid den tiden, på undermedvetet, hade jag under många år analyserat skapandet av det amerikanska modellflygbolaget, som 1966 informerade världen om skapandet och försäljningen av mikroturbinmotorn Turbokraft-22.
Denna information, vilket ledde till en förvärring av mitt "reaktiva syndrom", examen från en mekanisk tekniker inom "flygkonstruktion", efterföljande studier vid avdelningen för Moscow Aviation Institute (MAI) uppkallad efter. S. Ordzhonikidze och hans arbete som ingenjör i produktions- och avsändningsavdelningen för Taganrog maskinbyggnadsanläggning (nu OJSC TANTK uppkallad efter GM Beriev) gjorde sitt jobb: Jag lyckades äntligen utveckla och bygga en TD-01 turbojetmikromotor med en centrifugalkompressor, en ringformad förbränningskammare, centrifugalbränsleinsprutning och en axiell turbin med en diameter på 68 mm, vilket också föreskrivs i Rubicon-programmet. Efter upprepade försök att tillverka den tillbaka under skolåren lyckades mikro-turbojetmotorn byggas på fabriken, halvlagligt, bara vid 24 års ålder.
Värmebeständigt, värmebeständigt etc. krävs för konstruktion av motorn. materialet valdes ut enligt referensböcker och välsignelsen, de kunde hittas i produktionsavfall och vid den tiden upplevde anläggningen inte brist på dem. De hanterades sedan av högt kvalificerade specialister, som alltid var redo att hjälpa till i min kreativa forskning, som samtidigt visste hur "att hålla munnen."
All låssmed och enkla svarvoperationer utförde jag med egna händer. Jag beställde fräsning, svetsning och pressning, men i min närvaro. Montering, montering, balansering etc. gjorde det själv.
Under tiden utvecklades och byggdes tre versioner av PUVRD (pulserande luftstrålmotor), som jag läste mycket om som barn, och det arbete jag såg för första gången i mitt liv när jag testade min PUVRD. Förbränningskammaren, uppvärmd till vit och resonansröret till körsbärrött mot bakgrund av PUVRD: s skärande öronbedövande, svalnade snabbt min säkring för att skapa en reaktiv modellkopia med PUVRD och tvingade mig att ge mer och mer preferens än turbojetmotorn. Vid ungefär samma tid utvecklade jag ett projekt för en TD-02 turbojetmikromotor med en centrifugalkompressor, en centripetalturbin och pumpning av bränsle genom ett grenrör med munstycken. Men denna mikromotor var inte längre avsedd att förkroppsligas i metall.
Efter att ha börjat testa min mikro-turbojetmotor i fabrikslaboratoriet för att testa riktiga flygmotorer, på grund av den enorma skillnaden i måtten på testobjekten, var jag tvungen att antingen fastna i korseld av uttalanden av högt kvalificerade auktoritativa kritiker om meningslösheten och omöjlighet att skapa en sådan motor, sedan kasta in i havets vågor av rekommendationer för en radikal förändring av enheter Turbojet-motorer, så att de ser ut som de enheter av motorerna som var kända vid den tiden vid anläggningen: AL-7PB, RD-45F , Vk-1A, AI-20, TS-20, etc.
En ledande ingenjör som sympatiserar med min kreativa forskning kom på idén att snurra motoraxeln inte genom att tillföra luft till kompressorhjulet utan genom tangentiell lufttillförsel till en axiell turbin. Ett sådant beslut var farligt genom att det kunde inaktivera turbinen på grund av dess otillräckliga styrka. Och så hände det. Utan mitt samtycke löddes ett munstycke i turbinhuset, genom vilket luft tillfördes tangentiellt till turbinen under ett tryck på cirka 10 atmosfärer, som, när turbinen snurrade upp, nådelöst "lade" alla sina blad på navet. Och det finns många sådana exempel.
Och ändå började motorn fungera, om än instabil. Dess tomgångsvarvtal var cirka 40 000 rpm. Turbinens visselpipa, när hastigheten ökade, gick över hörbarhetsgränsen. Ibland blåste flamman av i förbränningskammaren (CC) och sedan sprängde en luftstråle med fint spridd fotogen ut ur munstycket. Bränsletillförselsystemet genom centrifugalinjektorer fungerade felfritt. Frågorna om att organisera förbränning av fotogen i en förbränningskammare med liten volym löstes genom att installera virvlar och flamstabilisatorer, vars effektivitet observerades i ett ganska snävt flöde av bränsle-luftblandningen. En utvidgning av området för stabila förbränningshastigheter krävde en bättre förberedelse av bränslet för förbränning och en ökning av förbränningskammarens volym. En sådan ökning av volymen på förbränningskammaren drog i sin tur tillverkningen av en ny ihålig axel på motorn med centrifugalmunstycken, ersättning av förbränningskammarens eldmantel och motorhuset. Detaljerna vid den tiden var inte komplicerade, men jag hade inte längre möjlighet att fortsätta arbetet och stämningen att bekämpa skeptikerna. Stabil förbränning i förbränningskammaren kunde troligen säkerställas med en automatisk bränsletillförselregulator enligt avläsningarna av miniaturtemperatursensorer och lufttrycksensorer vid kompressorns utlopp, men det fanns ingen sådan utrustning med lämpliga parametrar vid anläggningen vid den tiden. Utveckling och tillverkning av en sådan anordning krävs finansiella resurser, ytterligare forskning och experiment. Tyvärr var det inte möjligt att då hitta intresset och stödet från flygledningsbyråns ledning för finjustering, detta i förväg.
När informationen om min mikro-turbojetmotor nådde chefsdesignern sa han: "Vi (maskinbyggnadsanläggning. - Yu.V.) är inte ett motorbyggande företag, och det passar oss inte att engagera oss i sådant nonsens. ... "
Erfarenheten av arbetet med att skapa mikro-turbojetmotorer, liksom erfarenheten av arbetet med genomförandet av senare projekt av miniatyr lågprisflygplan med elektronisk utrustning och UAV-kapacitet, född av arbetskraft och initiativ från ingenjörer och uppfinnare av staden Taganrog, är inte heller efterfrågad och stöds inte. Denna utveckling beskrivs nu, bara i vissa patent för uppfinningar med rättigheter och skyldigheter för upphovsmän och patentinnehavare, för deras förmåga att komma in i innovationsmiljön och delta i tävlingar för innovativa projekt.
Idag kan sådant "nonsens" som en mikro-turbojetmotor köpas i specialbutiker av modellprodukter i vissa västländer till ett pris av $ 3000 till $ 6000, dvs. till priset på ett nytt importerat kök eller en begagnad utländsk bil för att inte bara användas för jetflygmodeller utan även för obemannade flygfordon, små autonoma kraftverk och även för nya typer av bemannade flygplan med distribuerad strålkraft.
Man bör komma ihåg att den allmänt erkända skaparen av mikro-turbojetmotorn i väst är Kurt Schreckling från Tyskland, som påstås på 80-talet under förra seklet var den första som utvecklade och byggde en turbomotormodell för flygplan. Enligt tidningen "Modelist-Konstruktor" nr 3 från 1966 tillhör emellertid företräde i utvecklingen av en sådan mikromotor det amerikanska modellflygbolaget ("Turbokraft-22" -motorn, som inte var en prototyp i utvecklingen). av min TD-01, men var en "katalysator" och bekräftelse av den grundläggande möjligheten och verkligheten att skapa en mikro-turbojetmotor på 60-70-talet).
Sedan 1976 har jag varit deltidsansvarig för modellflygcirklar och laboratorier, där min "turbojet-skapelse" låg länge utan krav, i väntan på stöd och rysk implementering ...

Ordförande för samordningen
Council of the Charity Society of Scientific and Technical Creativity and Ecology "Juvenal", Taganrog, ingenjör, uppfinnare