Motor a reacción de ... PAPEL DIY (+ dibujo)
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MOTOR REACTIVO "PAPEL" MANOS PROPIAS + DIBUJO
Este material es una excepción a la regla, e invitamos a los lectores a participar en el refinamiento de una idea muy original, que aún no ha dado el último paso hacia el éxito.
Habiendo logrado ciertos resultados positivos en el desarrollo de la tecnología de control por radio, me propuse cumplir el sueño de, tal vez, toda mi vida: la creación de mi propio diseño de un avión controlado por radio. Después de clasificar a través de Internet, en la medida de lo posible, en la nueva tecnología, ordené a China un motor "superador" y un regulador para ello. Pero mientras se entregaban mis compras, ocurrió un evento importante ...
¡La Duma del estado aprobó una ley sobre el registro obligatorio de aeronaves que pesan más de 250 gramos! ¿Fueron estos desafortunados legisladores alguna vez interesados en las reglas de las competiciones de modelado de aeronaves, y qué organismos internacionales las establecieron? ¿Están familiarizados con los equipos de diferentes clases competitivas? Todas estas son preguntas retóricas, por supuesto, ya que se garantiza que el peso de incluso el cordón educativo "phaneroid" excede el valor especificado.
¿Entonces tal vez los modeladores realmente deberían comenzar a registrar sus modelos? Pero, ¿y si muchos de ellos, especialmente para principiantes, viven solo un vuelo?
En cuanto a los "trenes eléctricos" actuales, puede que tampoco esté con ellos, ya que los motores comprados en fuentes aleatorias, tornillos y baterías simplemente no tienen suficiente tracción para levantar el dispositivo del suelo. ¿Se ejecutarán los escolares en instancias para organizar varios papeles burocráticos? Seguro que hay que pagarlo. Y luego es doloroso reflexionar sobre los restos: ¿eliminarlos del registro o intentar recuperarlos?
Como resultado, en cualquier clase seria, el modelado de aeronaves en un futuro próximo puede existir legalmente solo como la compra de juguetes chinos confeccionados a partir de los materiales más livianos y equipos de radio integrados. Y como trabajo técnico, en listones de madera y madera contrachapada asequibles para la enseñanza de aerodinámica y estructuras de aeronaves jóvenes, en realidad se prohibió.
Sé que los defensores de la ley comenzarán a contarnos historias: "¡Aquí un terrorista traerá un avión no tripulado con una bomba para el registro, y lo agarraremos aquí! Sin embargo, tales "excusas" están lejos de ser noticia, y por más de 30 años, según lo previsto en documentos internacionales muy serios. Además, es interesante cómo los autores de la ley imaginan usar un modelo de cable o motor de goma para llevar a cabo un ataque terrorista. Como dijo Mikhail Zadornov: "Realmente quiero imaginar el proceso en sí mismo".
En una palabra, cuando mi paquete llegó a la oficina de correos, la ley ya entró en vigor. Por lo tanto, lo primero que recibió el motor y el regulador fue a la balanza: ¡85 gramos! Sin un tornillo, y sin baterías que pueden dar casi cien vatios. Fue un veredicto para mi planta de energía eléctrica ... Ni siquiera perdí el tiempo para comenzar la compra al menos una vez, e inmediatamente dirigí mi atención a los motores de chorro de aire.
PuVRD es algo muy conocido en el modelado, es suficiente para recordar diseños como GADO-300 o RAM-1. Este último incluso apareció en el cartel "¡De modelos estudiantiles a naves espaciales!" Los tiempos, sin embargo, fueron diferentes.
A primera vista, la idea de utilizar un motor a reacción parece inútil en el entorno actual. Después de todo, las estructuras conocidas pesan alrededor de 300 g, requieren un trabajo complejo de máquinas, soldadura, aceros resistentes al calor. Además, necesita una fuente de aire comprimido y alto voltaje para funcionar. Sin embargo, formé una tarea técnica "insana" con las siguientes características.
1. Formas tecnológicas rectangulares de los canales de entrada.
2. El material principal de la carcasa del motor ... ¡papel! Después de todo, todos conocen pirotecnia con conchas de papel que pueden soportar considerables cargas térmicas y mecánicas. Sí, lo más probable es que el estuche sea desechable, pero su parte más difícil es que el módulo de combustible se puede usar repetidamente.
3. Arranque bombeando aire con un bulbo de goma común.
4. Disponibilidad de materiales, bajos requisitos de precisión de fabricación y baja intensidad de mano de obra. De hecho, ¡el motor está hecho principalmente del contenido del bote de basura!
5. La ausencia de bujías de fábrica escasas y pesadas.
6. Peso: no más de 50 g.
¡DE PALABRAS A LA ACCIÓN!
El trabajo en el motor duró más de un año, como lo demuestra este diseño inigualable. Pero comenzaré con un recordatorio "telegráfico" de los principios de acción del PuVRD. La mezcla de benzo-aire se enciende por una chispa en la cámara de trabajo. Los productos de combustión se expulsan a través de un tubo de escape largo, creando propulsión por chorro. La inercia del flujo de gas conduce al hecho de que continúa retrocediendo a lo largo de la tubería después del brote. Esto crea un vacío en la cámara de trabajo, que abre las válvulas. Se absorbe una porción fresca de la mezcla, después de lo cual se repite el ciclo. Solo se requiere un sistema de encendido eléctrico en el arranque. En la cámara de un motor en funcionamiento, las piezas al rojo vivo (¡y ardientes!) Aparecen rápidamente en nuestro motor, lo que proporciona una mayor ignición.
El cuerpo principal del motor propuesto está hecho de papel Whatman, después de lo cual se pega a la capa 3-4 con papel periódico regular en pegamento de silicato resistente al fuego. El diseño parece intimidante en términos de seguridad. Sin embargo, la práctica ha demostrado que la fuerza de tal cuerpo es más que suficiente para soportar la presión del flash. Y la quema incontrolada en la cámara de trabajo es imposible debido a la pequeña cantidad de aire que hay allí.
Describiré las partes restantes de la estructura en el orden de problemas técnicos ya resueltos con éxito.
SOPORTE DE MOTOR
El movimiento inverso de las válvulas más las fugas debido a la baja precisión de su producción conduce al hecho de que durante un destello, la parte posterior de los canales del carburador se llena con gases de escape. Por lo tanto, el pulso de succión debe ser muy potente para bombear esta suciedad y luego aspirar la mezcla fresca en volumen suficiente. Por lo tanto, la longitud del tubo de escape tenía que ser incluso mayor que la de las estructuras conocidas y más poderosas. Pero el impulso de succión resultó ser tan fuerte que si no hubiera canales de carburador cónicos en la entrada, se deformarían las válvulas (¡comprobado!).
Los diseños de motores clásicos usan acero de resorte delgado para las válvulas, y estaba muy orgulloso de encontrar su fuente: cuchillas para una maquinilla de afeitar de seguridad. Pero tales válvulas parecían estar "apretadas". Así que cambié a hacerlos de las paredes de latas de aluminio para bebidas. Al ensamblar el motor, las válvulas son primero "atrapadas" por el pegamento "Momento" por el travesaño inferior a la rejilla de la válvula de madera contrachapada, y luego, al instalar la rejilla de la válvula, se llenan con pegamento de silicato allí.
También muy pronto se me ocurrió la idea de una rejilla de válvula inclinada. Después de todo, las válvulas son resortes planos, y su inconveniente es un pequeño desplazamiento en comparación con la longitud. La disposición inclinada de la parrilla de la válvula también mejora la aerodinámica, tanto para los flujos de gas dentro del motor como en términos de sus formas externas.
En la base de las válvulas hay una zona estancada, creando turbulencia e incertidumbre en la dirección del flujo de la mezcla. Su cierre mediante una muesca en la vivienda dio resultados favorables.
Motor a reacción de fabricación propia:
I - tanque de gas (hojalata); 2 - tubo de pulverización; 3 - cuello de llenado; 4 - parte superior de la parte de entrada del canal (papel); 5 - canal del carburador (hojalata); 6 - rejilla de válvula (madera contrachapada de 3 mm de espesor); 7 - válvula (Al-estaño); 8 - una cámara de trabajo (papel); 9 - tubo de presurización (tubo termocontraíble); 10 - tubo de escape (papel);
II - un tubo de derivación de presurización; 12 - la esquina de la atadura de la tubuladura (el papel); 13 - una bujía; 14 - reflector (papel de aluminio); 15 - recreo; 16 - la pared exterior del canal del carburador
Módulo de combustible:
1 - tanque de gas; 2 - una boca llena; 3 - carburador ka nal; 4 - tubo de refuerzo; 5 - brida de montaje; 6 - tubo de pulverización
SOPORTE DEL MOTOR SOLICITANTE POR GASOLINA
Teóricamente, consideré varios sistemas de suministro de combustible para el motor, a saber: 1 - los carburadores más simples; 2 - evaporación natural de gasolina con una superficie porosa desarrollada; 3 - evaporación forzada de gasolina por un calentador eléctrico; 4 - rociar gasolina con un disco que gira desde un micromotor. Los experimentos se llevaron a cabo en los primeros tres puntos, y ninguno de ellos resultó ser completamente inútil. Sin embargo, me decidí por el primero, ya que es él quien se utiliza en los diseños de motores conocidos. Además, solo esta opción aumenta el suministro de gasolina cuando es necesario, con un aumento en la potencia y la velocidad del modelo.
Hay dos carburadores primitivos. Como esperaba, se suponía que esto facilitaría la "detención" del motor después de comenzar a purgar uno de ellos. También se suponía que debía hacer que el motor fuera más estable en caso de un flash inverso en uno de los carburadores.
Vale la pena señalar que el contacto con el flujo de una mezcla de piezas de papel o madera contrachapada conduce a la absorción de parte de la gasolina, que se pierde en el flujo de trabajo. Como las válvulas inclinadas desvían fuertemente el flujo de la mezcla hacia arriba, pegué un reflector de aluminio en la parte superior de la cámara. Esto también es útil para el recurso del motor (cuando funciona, por supuesto).
Con el mismo propósito, los extremos de los tubos de pulverización se doblan estrictamente horizontalmente. Y se decidió combinar las paredes metálicas de los canales del carburador con ... las paredes del tanque de combustible. Por lo tanto, la parte del motor que trata con gas se convirtió en un módulo de combustible compacto ensamblado por soldadura de hojalata. Los tubos de rociado van desde el fondo del tanque de gas directamente al canal del carburador.
En motores conocidos, los canales del carburador tienen una sección transversal circular, que requiere operaciones de giro. En el "Sayak" los canales son rectangulares. Además, dos de las cuatro paredes del canal también son planas. ¡Imagina cómo simplifica la tecnología! Los canales tienen bridas que se insertan en los orificios de la rejilla de la válvula, lo que fija el módulo de combustible y reduce el contacto del flujo de la mezcla con la madera contrachapada. Y solo la parte superior de los canales del carburador frente a los rociadores está hecha de papel.
Las paredes exteriores de los canales están hechas de madera contrachapada 3-mm (se puede usar plástico). Debido al hecho de que las paredes superior e inferior de los canales son planas paralelas, las paredes exteriores se pueden mover cambiando la sección transversal del canal y, en consecuencia, ajustando la composición de la mezcla.
El relleno de algunos de los gases de escape a través de las válvulas hacia el carburador también puede conducir al desplazamiento de la gasolina de los tubos de rociado, lo que aumenta aún más los requisitos para el volumen de admisión. En la aviación grande, tales motores usaban válvulas de retención en el sistema de combustible. Pero en nuestros volúmenes microscópicos, son inútiles y difíciles de reproducir. La única salida es contrarrestar la presión de los gases en explosión ... esta es la misma presión, pero desde el lado del tanque de gas. Entonces, en el motor apareció un tubo de refuerzo en la salida, conectado a la parte superior del tanque. La tubería está pegada con esquinas de papel en varias capas sobre pegamento de silicato.
El retraso en la presión sobre el doble de la longitud del motor conduce al hecho de que el impulso de impulso no ingresa al tanque durante el flash, sino justo cuando se requiere el suministro de combustible. Fue después de esta mejora que el combustible finalmente comenzó a fluir en cantidades suficientes. Las secciones curvas arqueadas de tubos de metal bien soldados se pueden comprar en tiendas de costura. Para tubos de pulverización, se utilizan piezas en bruto con un diámetro de 1,5 mm, para un sistema de presurización con un diámetro de 2,5 mm. El cuello de llenado es la tuerca M2,5 soldada al orificio en el tanque. El tanque se llena con una jeringa, después de lo cual se atornilla un tornillo en el cuello. Luego se enciende el encendido, se conecta una bombilla de goma a la entrada de uno de los carburadores y se suministra una corriente de aire para el arranque. Pero atención! No suelte la pera sin quitarla del carburador, para evitar la succión de la mezcla explosiva benceno-aire.
AJUSTE DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE
Empíricamente, he seleccionado un diámetro de boquillas de 0,4 mm. Se fabrican de manera simple: se inserta un alambre de devanado del diámetro correspondiente en el extremo del tubo y se engarza con alicates. La sección transversal de los canales de cada uno de los carburadores para motores de una dimensión y diseño dados no debe ser superior a 5 × 7 mm. de lo contrario, la gasolina no será absorbida. Las paredes exteriores de los canales son más convenientes para pegarse en un "Momento" transparente. Este pegamento es viscoso y sella bien incluso grietas grandes. Pero al mismo tiempo, no es muy duradero, por lo que no será difícil reorganizar la pared. Por supuesto, tal ajuste no es muy conveniente. Pero también puede usar la sujeción de la tubería de refuerzo para reducir el suministro de gasolina.
La mezcla óptima da un flash muy fuerte y muy fuerte. Un destello apagado con una eyección de llama a la salida del motor es evidencia de una mezcla demasiado enriquecida. Un destello apagado sin un estallido de llama indica que la mezcla es normal, pero está mal mezclada (esto era típico en sistemas con evaporación de gasolina por un calentador eléctrico).
Los clics de chispa de encendido también llevan información. Los sonidos sonoros dicen que la cámara del motor está llena de aire. En la mezcla rellena o gases de escape, son más profundos.
A juzgar por el resultado máximo alcanzado (ver más abajo), el sistema de potencia del motor es satisfactorio.
ENCENDIDO
La base del sistema de encendido era un encendedor de gas de batería. Las cuñas hechas de fibra de vidrio sirven como una vela, a lo largo del borde del cual pasa un camino de aluminio en forma de U. Se hizo un corte al final, esta es una brecha de chispa. Se reveló experimentalmente que una vela solo se puede insertar en la pared lateral. La pared superior se cubre rápidamente con hollín o carbonizada, lo que conduce a la fuga de chispas en este revestimiento de carbono. En la parte inferior, es posible que la gasolina se filtre a través de la ranura en busca de una vela y el riesgo de incendio.
El rendimiento del motor depende en gran medida de la posición de la chispa. Moviéndolo hacia adelante a la rejilla de la válvula, aumentamos la probabilidad de que el motor se "ajuste" incluso con una succión insuficiente. Pero la potencia del flash disminuirá debido al hecho de que el flash se producirá antes de que la cámara se llene adecuadamente con la mezcla.
RESULTADOS
En una de las series de experimentos, logré obtener destellos fiables con cada bombeo de aire. Una vez hubo incluso un re-flash. Es cierto, demasiado débil para causar lo siguiente. Pero incluso con estos flashes únicos, el motor avanzó tangiblemente hacia adelante, lo que indica una carga potencialmente alta. ¡El peso total del mismo motor lleno sin un sistema de encendido lo componen los encantadores gramos de 40! Sin embargo, para un trabajo independiente adicional, el motor "no se apodera".
Aparentemente, la configuración de la mezcla antorcha en la purga inicial y con succión independiente es muy diferente y el encendido por chispa en un punto no garantiza el funcionamiento en todos los modos.
Tal vez me establezca una barra demasiado alta en cuanto a la disponibilidad y la capacidad de fabricación de este motor, y para obtener un diseño funcional, se requiere un retorno parcial a soluciones más tradicionales. Pero espero que algunas de mis ideas y desarrollos sean útiles, y que los aviones modelo reciban un motor de ligereza inaudita, facilidad de fabricación y bajo costo. Sugiero que los lectores con experiencia práctica en operar y crear modelos de ICE se unan a este trabajo.
Ver también: Tanque de bricolaje: actuando y casi un modelo real.
MOTOR REACTIVO MANTENIDO A MANO - VIDEO (OPCIÓN SIMPLEMENTE)
© Autor: Alexander LISOV, en la preparación del artículo, se utilizaron materiales de la publicación Modelist Designer.
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