Самодельные реактивные двигатели ПуВРД. Кыргызстан. Бишкек.

🧠 Что такое ПуВРД Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) — это тип реактивного двигателя, работа которого основана на периодических взрывах (пульсациях) топливно-воздушной смеси в камере сгорания. После каждого цикла сгорания образуются импульсы реактивной тяги. Главное преимущество — простота конструкции: нет компрессора, турбин или вращающихся частей. --- ⚙️ Основные элементы ПуВРД 1. Воздухозаборник — подает воздух для горения. 2. Клапанная или бесклапанная система впуска — регулирует поток воздуха. 3. Камера сгорания — где происходит взрыв смеси. 4. Резонансная труба (сопло) — усиливает тягу за счет отражения ударных волн. --- 📐 Базовые принципы расчета ПуВРД Расчет ПуВРД основан на акустико-газодинамической модели — двигатель работает как резонатор, где частота пульсаций зависит от длины камеры и скорости звука в газах. 1. Определение частоты пульсаций Формула для первой гармоники (основного тона): f = \frac{a}{4L} где: — частота пульсаций (Гц); — скорость звука в газах (≈ 1000–1200 м/с при 1000–1200°C); — общая длина двигателя (м). 📘 Пример: Если м и м/с, то Гц. --- 2. Определение длины камеры Длина двигателя подбирается из условия резонанса: L = \frac{a}{4f} Обычно длина ПуВРД для малых установок = 0.6–1.2 м. --- 3. Расчет массы топливно-воздушной смеси Объем камеры сгорания : V_k = \frac{\pi D_k^2}{4} \cdot L_k где — диаметр камеры, — её длина. Количество топлива за цикл: m_t = \frac{p V_k}{R T} \cdot \frac{1}{\lambda} где: — давление в камере, — газовая постоянная, — температура смеси, — коэффициент избытка воздуха (обычно 1.1–1.2). --- 4. Энергия цикла и тяга Энергия, выделяемая при сгорании: E = m_t \cdot Q где — теплота сгорания топлива (для бензина ≈ 43·10⁶ Дж/кг). Средняя тяга двигателя: F = \frac{E \cdot \eta}{f \cdot L / a} где — КПД (0.2–0.3 для простых ПуВРД). --- 5. Удельный импульс I_{уд} = \frac{F}{\dot{m}} (аналогично ракетным двигателям), где — массовый расход топлива (кг/с). Для ПуВРД . --- 🔧 Пример расчета Пусть ПуВРД имеет: длину 0.8 м, диаметр камеры 0.08 м, бензиновое топливо, частоту пульсаций 350 Гц. 1. Объем камеры: V_k = \frac{\pi \cdot 0.08^2}{4} \cdot 0.3 = 0.0015 \text{ м}^3 2. Масса смеси за цикл (p=1.5·10⁵ Па, T=900 K): m_t = \frac{1.5×10^5 × 0.0015}{287 × 900} ≈ 0.0009 \text{ кг} 3. Энергия цикла: E = 0.0009 × 43×10^6 = 38.7 \text{ кДж} 4. Средняя мощность: P = E × f = 38.7×10^3 × 350 = 13.5 \text{ МВт} (реальная — около 0.3–0.5 МВт с учётом КПД 3–5%). --- 💡 Практические советы Камеру делают из жаропрочной стали или инконеля. Важно правильно подобрать длину диффузора и сопла — они влияют на устойчивость пульсаций. Для устойчивого запуска нужна искра и обогащённая смесь. После выхода на резонанс двигатель может работать непрерывно без поджига. --- 📊 Заключение Расчет ПуВРД — это комбинация акустического резонанса и термогазодинамики. Главное — подобрать длину двигателя под частоту пульсаций и обеспечить стабильное горение. Преимущества: простота конструкции, дешевизна, высокая удельная мощность, отсутствие движущихся частей. Недостатки: высокий шум, невысокий КПД, трудность управления тягой.

2 недели назад