Как создать реактивный двигатель в домашних условиях

Рабочая модель самодельного реактивного двигателя своими руками

Я собираю модель, имитирующую настоящий реактивный мини двигатель, даже если мой вариант электрический. На самом деле всё просто и каждый может построить реактивный двигатель своими руками в домашних условиях.

То, как я спроектировал и построил самодельный реактивный двигатель — не лучший способ сделать это. Я могу представить миллион способов и схем, как создать лучшую модель, более реалистичную, более надежную и более простую в изготовлении. Но сейчас я собрал такую.

Основные части реактивного модельного двигателя:

Двигатель постоянного тока достаточно сильный и минимум на 12 вольт

Источник постоянного тока не менее 12 вольт (в зависимости от того, какой у вас двигатель постоянного тока).
Реостат, такой же какой продаётся для настройки яркости лампочек.
Коробка передач с маховиком, встречается во многих автомобильных игрушках. Лучше всего, если корпус редуктора сделан из металла, потому что пластик может плавиться на таких высоких скоростях.
Металлический лист, который можно разрезать, чтобы сделать лопасти вентилятора.
Амперметр или вольтметр.
Потенциометр примерно на 50К.
Катушка электромагнита из соленоида или любого другого источника.
4 диода.
2 или 4 постоянных магнита.
Картон, чтобы собрать корпус, похожий на корпус реактивного двигателя.
Наполнитель кузовов для авто, для создания экстерьера.
Жесткий провод, чтобы поддерживать все. Обычно я использую провода из дешевых вешалок. Они достаточно сильны и достаточно гибки, чтобы придать им нужную форму.
Клей. Для большинства деталей я предпочитаю горячий клей, но сейчас подойдёт практически любой клей.
Белая, серебряная и черная краска.

Шаг 1: Присоедините двигатель постоянного тока к маховику коробки передач

Основа модели моего реактивного двигателя очень проста. Присоедините двигатель постоянного тока к коробке передач. Идея заключается в том, что мотор приводит в движение ту часть коробки передач, которая была прикреплена к колесам игрушечной машинки. Поместите пластиковый рычаг, чтобы он ударялся о маленькую шестерню маховика, и она издавала шум. Некоторые коробки передач уже оснащены этим устройством, а некоторые нет.

Шаг 2: Соедините магниты и катушку для датчика

Поместите 2 или 4 постоянных магнита на главный вал таким образом, чтобы катушка могла находиться рядом с ними, когда они вращаются. Поместите их так, чтобы шаблон полярности был — + — +. Идея состоит в том, что магниты будут проходить близко к катушке и генерировать небольшое количество тока, которое мы будем использовать для перемещения датчика. Но чтобы это сработало, вам нужно поместить 4 диода в мостовую конфигурацию, чтобы преобразовать переменный ток, который мы генерируем, в постоянный.

Загуглите «диодный мост», чтобы найти об этом больше информации. Также для калибровки датчика до нужной чувствительности, вам необходимо поместить потенциометр между катушкой и датчиком.

Шаг 3: Реостат для управления скоростью

Нам нужно контролировать скорость двигателя. Для этого поместите реостат между розеткой и источником питания. Если вы не знаете, как это сделать, загуглите, как подключить реостат к лампочкам. Но вместо лампочки мы поставим блок питания.

Не пытайтесь сделать это, если вы не уверены на 100%. Мы имеем дело с большим током и использование неподходящего источника питания может вывести его и строя. Чем проще блок питания, тем лучше. Альтернатива — найти реостат постоянного тока, чтобы мы могли контролировать напряжение после подачи питания. Я не смог найти такой ни в одном магазине, поэтому использую реостат для лампочек. Но если вы сможете найти такой, который будет работать с двигателем постоянного тока, то возьмите его. Идея состоит в том, чтобы просто контролировать, какой ток поступает на двигатель, так что это будет нашим дросселем.

Шаг 4: Вентилятор

Вентилятор вы можете сделать так, как захотите. Я вырезал каждое лезвие из тонкого металлического листа и склеил их. Вы можете сделать их из картона и затем покрасить. Или, если у вас есть доступ к 3D принтеру, вы можете напечатать 3d-вентилятор. На www.thingiverse.com есть отличные трёхмерные модели вентиляторов.

Шаг 5: Корпус

Вы можете сделать корпус из картона, а затем, чтобы придать форму, добавить внешний заполнитель. Вам придется много шлифовать, так что это тяжелая и грязная работа. Когда вы всё сгладите, закрасьте корпус глянцевой белой краской.

Внутренняя часть двигателя должна быть окрашена в черный цвет. Передняя часть двигателя обычно имеет серебристый край, который вы, по желанию, можете нарисовать.

Шаг 6: Механизм стартера

Стартер и ручки подачи топлива связаны механически. Стартер имеет выключатель, который подключает двигатель к источнику питания. Этот переключатель также может быть активирован рычагом управления подачей топлива, когда он находится в рабочем положении.

Пружина стартера должна быть нагружена таким образом, чтобы она хотела вернуться в нормальное положение, и блокировала стартовое положение только в том случае, если рычаг управления подачей топлива находится в отключенном положении.

Идея состоит в том, чтобы стартер оставался в исходном положении, пока вы не переместите рычаг подачи топлива в рабочее положение, и теперь рычаг управления подачей топлива будет держать переключатель включенным. Также топливный рычаг является частью основания реостата. Реостат должен быть установлен таким образом, чтобы можно было вращать не только часть ручки, которая должна вращаться, но и всю основу реостата. Эта база — то, что контроль топлива двигает для увеличения скорости, когда он находится в рабочем положении. Это сложно объяснить и поэтому, чтобы лучше понять концепцию, вы должны посмотреть третью часть видео.

Как работает реактивный двигатель

Возможно, вы задавались вопросом, как работает реактивный двигатель, но отказались от мысли, что вы сможете понять ракетостроение. Но на самом деле это простая концепция, которая поразит человека рядом с вами на вашем следующем рейсе. Итак, мы собираемся объяснить вовлеченные процессы, чтобы каждый мог получить хорошее представление о принципах, лежащих в основе реактивных двигателей.

Реактивные двигатели, чаще используемые для самолетов, представляют собой тип газотурбинного двигателя.Теперь вы можете знать паровые турбины, где топливо сжигается для производства высокотемпературного протекающего пара, который приводит в движение турбину, а затем вращает вал, прежде чем будет выпущен из системы. Поворот этого вала является выходной мощностью, и именно это вращение приводит в движение вращающийся объект. Газовая турбина напоминает те же основные принципы, однако за работу турбины отвечает газ под давлением. В реактивных двигателях высокотемпературный газ под давлением обеспечивает вращение компрессора спереди, но, что более важно, то, что выпускается из системы, вылетает сзади с высокой скоростью, создавая так называемую тягу.

Проще говоря, у реактивных двигателей есть ядро, которое разделено на три основные части:

Компрессор - в передней части двигателя расположены лопасти вентилятора, некоторые вращающиеся (роторы) и некоторые статические (статоры), которые всасывают воздух в двигатель. Существует множество рядов лопастей, и, когда воздух проходит мимо каждого ряда, он становится все более герметичным и температура повышается.
Камера сгорания - этот сжатый воздух затем распыляется с топливом (чаще всего Jet A или Jet A-1, которые имеют керосинового типа), а затем электрическая искра зажигает смесь топлива и воздуха в камере.Это приводит к тому, что смесь воздуха и топлива сгорает, что значительно увеличивает давление и температуру.
Турбины - горячий сжатый газ вытягивается из двигателя задней турбиной, которая забирает энергию из газа и вызывает падение давления и температуры. Когда давление снижается, газ течет быстрее (подумайте о том, чтобы отпустить надувной баллон). Энергия от газа, который приводит в движение заднюю турбину, обеспечивает вращение компрессора, который всасывает воздух спереди.

Высокоскоростные газы, выпускаемые через заднее сопло, вызывают тягу. Чтобы понять это, мы ссылаемся на третий закон движения Ньютона: для каждого действия существует равная и противоположная реакция. Когда газ вырывается из спины, вперед направляется равная и противоположная сила. Подумайте о том, когда вы толкаете стену бассейна, чтобы скользить в противоположном направлении; даже если сила вашего толкания направлена к стене, равная и противоположная сила реакции заставляет вас двигаться в противоположном направлении.

При скорости около 400 миль в час один фунт тяги равен одной лошадиной силе, но на более высоких скоростях это соотношение увеличивается, а фунт тяги превышает одну лошадиную силу. На скорости менее 400 миль в час это соотношение уменьшается. Эта сила позволяет большим самолетам, таким как 747, летать со скоростью до 600 миль в час.

Существуют также различные типы реактивного двигателя, такие как турбовинтовой двигатель. Вы узнаете, является ли это турбовинтовым двигателем с помощью больших выталкивающих винтов в передней части, который отвечает за тягу, так как большая часть энергии от газа передается в компрессор задними турбинами, поэтому приложенный газ не отвечает за тяга.

Turboshaft - это тип вертолетов, вертолетов, силовых установок и даже танка M1. Процесс аналогичен турбовинтовому двигателю, однако вместо привода гребных винтов вращающийся вал может питать различные устройства, такие как насосы, генераторы, колеса и вообще все, что вращается.

Современные большие самолеты используют турбовентилятор High-Bypass Turbofan, который похож на стандартный турбореактивный двигатель, за исключением того, что большой вентилятор спереди всасывает больше воздуха в двигатель.Однако не весь воздух проходит через компрессор и турбины, при этом большая часть воздуха фактически проходит через сердечник и проходит через каналы снаружи от сердечника (в среднем в 5 раз больше воздуха обходится, чем фактически проходит через сердечник). Они более эффективны, особенно на дозвуковых скоростях (т. Е. Ниже скорости звука, 768 миль в час), а также намного тише, при этом все еще имея способность разгоняться с более тяжелой скоростью, чем локомотив, от 0 до 200 миль в час менее чем за 60 секунд.

MIT Школа Разработки | »Как работает реактивный двигатель?

Как работает реактивный двигатель?

Намного эффективнее, чем раньше. Читайте дальше ...

Джейсон М. Рубин Реактивные двигатели

создают прямую тягу, принимая большое количество воздуха и выбрасывая его в виде высокоскоростной газовой струи. Их конструкция позволяет летать быстрее и дальше по сравнению с воздушным винтом. Их развитие и совершенствование в течение последних 65 лет сделали коммерческие авиаперевозки более практичными и прибыльными, открыв мир для бизнесменов и туристов.

«Типичным реактивным двигателем является газовая турбина», - говорит Джефф Дефо, научный сотрудник лаборатории газовых турбин MIT. «В самом простом случае он состоит из компрессора, лопасти которого имеют форму крыльев, которые вращаются очень быстро. Это втягивает воздух и сдавливает его, превращая его в газ под высоким давлением. Затем топливо впрыскивается в газ и зажигается. Это делает газ как высоким давлением, так и высокой температурой ».

Этот высокотемпературный пламенный поток газа высокого давления теперь проходит через турбину - по существу, еще один набор лопастей - который извлекает энергию из газа, понижая давление и температуру.«Турбина втягивает газ через двигатель и обратно через сопло, которое заметно увеличивает скорость за счет давления - давление уменьшается, а скорость увеличивается», - говорит Дефо. «Именно сила выброса газа обеспечивает тягу для продвижения самолета вперед».

Помимо аспекта сжатия / воспламенения топлива / мощности турбины реактивного двигателя, оболочка вокруг него также делает его более эффективным, чем открытый винт двигателя. «Без оболочки вокруг него пропеллер« видит »воздух, идущий к нему с любой скоростью, с которой летит самолет, - говорит Дефо.«Это ограничивает скорость вращения винта до того, как уменьшится сила тяги, ограничивая скорость полета самолета. Поскольку корпус реактивного двигателя удерживает воздух, поступающий в двигатель, с почти одинаковой скоростью, независимо от скорости полета, самолет может лететь быстрее ».

В наши дни реактивные двигатели даже более совершенные, чем базовая турбина, описанная выше. Теперь у них огромные вентиляторы впереди, и вместо того, чтобы выстреливать газ сзади, он проходит через вторую турбину, которая приводит вентилятор в движение спереди.В то время как старые реактивные двигатели отбирали меньшее количество воздуха и сильно его ускоряли, новые реактивные двигатели впитывали больше воздуха и немного ускоряли его. В результате двигатель потребляет гораздо меньше энергии. «До 1970-х годов для транс-тихоокеанских рейсов требовались остановки заправки», - отмечает Дефо.

В Лаборатории газовых турбин Дефо и его коллеги работают над тем, чтобы сделать реактивные двигатели тише и эффективнее, исследуя такие изменения конструкции, как снятие двигателей с крыльев и размещение их рядом с фюзеляжем, где молекулы воздуха были замедлены трениемУ самых больших реактивных двигателей могут быть вентиляторы диаметром более десяти футов, но они также могут быть достаточно маленькими, чтобы поместиться на ладони. Полезно отметить, что массивные газовые турбины, построенные по тем же принципам, что и двигатели реактивных самолетов, также используются для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе.

Благодарю 21-летнего Кумара Вишала из Патны, Индия, за этот вопрос.

Опубликовано: 14 февраля 2012 г.