pulsejet无阀式脉喷

天行

pulsejet无阀式脉喷的研究是.在第二次世界大战时期开始的,经过一段时间的努力,简单、低成本的pulsejet阀式脉喷在研究人员和工程人员努力下被设计出来,大概在1944年,  集合第一个喷射驱动的航空器V1导弹，经常地发出轰鸣和携带1,870 磅**负荷袭击英国，它的出现可以看成是重大技术改进的地方. 但实际未能成功,然而, 在 1950 年代和 1960 年代期间，大多数的研究员逐渐地抛弃了他们的努力而且转向其他的事物。当时，几乎所有的工作都表明,喷射的高效率、是短暂的,不可靠.噪声太大， 同时,他们没有什么用处，以致1960年代中期,甚至限制使用效果,只有一些爱好者,还在做些研究工作. 有关研究部门甚至认为进行这方面的研究是死胡同，完全排除用于航空发动机的可能性。这一时期，脉喷被一些人尝试应用于中央暖气系统、电力设备农业喷灌、铜器、工业烘干机械等一些领域. 在80年代初，一些具有重工业基础的国家都先后开始了航模运动，脉喷也因为具简单，廉价等特性被一些航空爱好者应用于飞行平台,滑翔翼、飞行伞等. 或者是作为自制汽车的动力,为脉喷的发展提供了前所未有的空间。 但是,现在在超轻飞机使用得活塞引擎很重的,也需要很多的副属装置,像曲轴,连杆,变速箱，螺旋桨等等等等，这些不需要的重量和减轻发动机的设计要求是相违背。  在这种情况下,简单、廉价、轻便的发动机的要求被提了出来. 相对于较高地耗油量和较大的噪音以不是主要问题. 这时起就是脉喷真正开始发展的时期.

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-6 23:49 编辑 ]

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一般的阀式脉喷发动机已经很简单，乍一看就像一个管子，一头通过阀门进气一头喷气，所以就有人提出为什么不取消阀门的疑问！主要原因是片阀的使用限定了可靠性和寿命，在美国片阀的使用标准只有大约30分钟，连续使用，片阀会因过渡磨损而失效。在今天，几乎所有的航空爱好者都可以制作属于自己得脉喷，应用于航模，您只需要花一点点时间！为提高效率,片阀必须尽可能轻. 需要承受巨大的机械压力,还要在高温环境中工作,片阀的设计十分艰难. ,人生是充满神秘和技术. 前者不切实际,后者昂贵. 还有一个比较突出的问题就是，片阀虽然在高速旋转，但是它的存在实际上是阻碍空气流入的，所提供的进气口面积很小，而且不是光滑的通道。由此种种而产生剧烈的振动，实际上要造出一个没有旋转或移动部件的发动机是很难的（我用自己的理解方式把一个翻译的得不太好的英文网页整理一下，肯定有不太准的地方，大家一起讨论吧！）

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-5 23:16 编辑 ]

ldfa

脉喷比起涡喷要容易多了，我是强列支持脉喷的。有阀的寿命短，但效率高些，力气也大些；无阀的寿命就长了，效率也低些。无阀的太简单了。

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图片显示一种没有片阀的脉喷的布局方式，它由两个不同长度不同直径的喷管和一个燃烧室组成，一个是尾喷管，另一个向后弯曲，是进气管，在某些无阀式引擎中，它也作排气管，但是重要的是两者喷气方向是一致的。
spark plug-火花塞
tail pipe-尾喷管
fuel-燃油进口
combustion chamber-燃烧室
混合气体在燃烧室里其实是以爆炸的方式在扩散，爆炸后产生的超低压把外界空气吸入燃烧室，喷油管向燃烧室喷入新的燃油，火花塞点火，爆炸燃烧，周而复始！周期差不多为100至250/每秒，因此可以提供很高的喷口压力。J型、U型阀脉喷都有两个喷口. 没关系,它们都有同样的工作原理. 一些阀式引擎设计师已经在进气口进行了改进, 使用在与汽门类似的设计 -- 也就是他们让新鲜的空气进来但是阻止热的气体通过进气口逃跑。 我们将在一个较迟的测点描述

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-7 08:58 编辑 ]

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在进入设计之前, 让我们在研究一下原理。  工作循环的解释，我描述爆炸燃烧后燃烧室的压力低于外界大气压，其产生的负压把外界空气吸入燃烧室，并在燃烧室里形成一个瞬间的高压区。 在由惯性所引起的燃烧室中有一个压力的振动。  这样的压力摆动引起外界大气再一次和燃油混合, 形成一个阻尼振荡.(见图表上正的部分)  这被称为 Kadenacy 效应。  它是稳定燃烧成为 (和新鲜的燃料燃烧的气体和抽换的排除-空气混合物) 可能。  没有它， pulsejets 不工作。 然而，一些人偏爱用声学原理来解释。  他们说压力摆动由音频共振所引起。爆炸给燃烧室的燃油和它里面的气体混合产生动力,就像敲打乐。由于波的反射，一个定波从筒的两端产生而形成并且产生气体压力和气体速度的一个奇特分配。气体的速率和它的压力的自动变换点是异相 90 度。 (弦波长在正弦曲线上)  这一种事实的结果 -- 以非常简单的角度 -- 燃烧室除了在气体速率方面的最小改变之外在压力改变是最大的。 进气管和排气管是压力摆动最小，但是速率变化是最大的。因此, 脉喷内部的气体进出交换极其频繁。毫无疑问地，这样的描述是真实的。有什么不同的观点，我们可以讨论，虽然理论上,似乎不相同 实际使用  Pulsejets 不总是完全地表现相似的音响共振器。 我认为pulsejets走自己特色kadenacy式循环动力的路,毫无疑问的是,流入和流出的气体往往严重. 因此,要留意压力流动引起不利的影响,必须避免共振,

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第一个无汽门 pulsejet 脉喷就是由一个法国人, 乔治设计的，在 1909 年，当他正在尝试为一个燃气轮机发展一个简单的喷燃机之时。
他设计的燃烧室是很大的, 一个相对狭窄的进气口。  除此之外, 稍长的进气口和燃烧室之间的扩散器。  
F. H. Reynst 和 J. G. Foa(两位脉动燃烧的专家) 认为它无法工作得很好, 在进气管 (加一个风扇或者一个相似的方法需要避免空气逆转）  Foa 实际上在设计一个冲压式发动机 " 。 确实冲压式射发动机在十年之后设计出来。
它可能不是一个非常实际的喷射推进引擎，不过他为以后的工作打下了基础！
air-空气
fuel-加燃料
iniet diffuser-扩散器
combustion chomber -燃烧室
exhaust-排气

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1944年美国海军中校舒伯特 成功的设计，Schubert 小心地计算进气口的尺寸，以便燃气在排出时燃烧室产生足够的负压！工作时防止多余的空气进入。

舒伯特的吸收式发动机,能保持较高的效率,该装置在一定程度上也降低了噪音. (发动机设计突出 ,创造了现代片阀脉喷的契机 .)

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这个有趣的设计是有一个美国人设计的，据说是在舒伯特的设计基础上作的改进，这样的设计提供了新的设计思路。据说这种设计对进气口的位置设计很敏感，我没有更多的技术资料。在 1950 年代和 1960 年代中，叫做约瑟 G. 的男人是脉喷引擎研究员, 留下一个值得注意设计基金。 (举例来说 Hertzberg-和回转式的进气口和排汽门的脉喷喷燃机)我没有联系上该组织, 但是也从一个侧面说明设计工作的艰难！

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像 Schubert ，许多设计初衷是只希望气流单向流人。不用机械的止回阀,一一他希望通过使用某种设计方法来改进进气。也有设计想法是用一种气体力学的流度整流器更换短命的舌型阀，使用气体本身的动能使它取得单向流入的一个方法。Schubert测试了在进气管中心以伞形的档板的一些设计,这种设计提供了对回流气流的抗拒，容易地让新鲜的空气进去。然而, 他已经尝试所有的配置，用汽门的推力较小而且燃油消耗量并没有降低。

当时还有人提出，让气流以螺旋的形式流入，通过螺旋的自锁效应来防止气流回流。等等一些想法！

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-5 20:13 编辑 ]

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不满于以往的进气口设计，法国一家公司专著于进气口环节设计. 这样容易有重点. 其设计看起来像旧式步枪一样,名为炮 Escopette (这是法语对步枪的称呼）. 看起来跟以前介绍的设计相比有一些明显的差异.

看上图，进气经过一个小的直通道直接进入燃烧室。一个分开的曲管（回热器，原文这样称呼）适当的被安装在离开进气口一些距离。因此, 发动机通过进气口和 '回热器' 之间的间隙吸气,设计师把这个称为弯曲的管状偏流装置。
这个十分便捷的设计，敏捷熟练地设计出进气部分，燃烧部分和一个起双重作用的'回热器' 。这是我见到的最整洁的设计之一。

效果是很理想的, 因为是有史以来唯一的用于商业航空器的无阀脉喷。它在第二次世界大战之后某一个时间被用于法国 的Emouchet SA 104 滑翔机, 起飞是由一个牵引飞机牵引起飞或者由一个绞车上升到一定的高度.(见到上述的照片)  它是一个小的引擎, 产生只有 22 磅推力, 所以并联使用！

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-6 23:51 编辑 ]

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好了，理论先到这里！下面发一组图片赏析！:em15: :em15:

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[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-6 15:07 编辑 ]

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Needlevalve-(指氧气)流量控制器.

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-7 09:05 编辑 ]

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发动机是由316L不锈钢，厚3mm. 我不知道如何计算壁厚,3mm可能绰绰有余. 我担心这个引擎工作时太热了出现问题！

[ 本帖最后由 天行 于 2006-10-7 09:03 编辑 ]

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