Реактивный двигатель для авиамоделей: Реактивная микроавиация: Турбо-модели |

Содержание

Реактивная микроавиация: Турбо-модели

Многие конструкторы авиадвигателей были уверены, что построить настоящий турбореактивный двигатель для авиамоделей невозможно даже теоретически. Тем не менее такие двигатели не только существуют, но и летают более десяти лет.

Александр Грек

Item 1 of 12

1 / 12

МиГ-29 – один из самых популярных самолетов среди «реактивных» авиамоделистов. Эта любовь объясняется превосходной аэродинамикой прототипа

Новейший сверхманевренный МиГ-29ОВТ застыл на взлетной полосе, слегка шевеля соплами двигателей с отклоняемым вектором тяги. Затем раздался свист турбин, и, присев, самолет начал стремительный разбег по взлетной полосе военного аэродрома. Взлет — и он свечой ушел в небо, после чего на глазах восхищенных зрителей начал крутить фигуры высшего пилотажа: кобру Пугачева, колокол, двойной кульбит и другие, названия которым даже еще не придуманы. Выполнив программу, истребитель зашел на посадку и плавно подкатил к лучшему шоу-пилоту Италии Себастьяно Сильвестре. Лишь тут стало видно, что МиГ хвостовым оперением едва достает пилоту до пояса.

Пионеры с огнетушителями

Запуск первых модельных турбореактивных двигателей, рассказывает нам пионер этой техники в России Виталий Робертус, напоминал небольшой подвиг. Для запуска была строго необходима команда из четырех человек. Они обступали модель самолета, первый — держа в руках водолазный баллон со сжатым воздухом, второй — баллон с бытовым газом, третий — огнетушитель побольше, а четвертый, с пультом управления, был собственно пилотом. Последовательность запуска была следующей. Сначала сжатым воздухом дули на крыльчатку компрессора, раскручивая его до 3000 оборотов в минуту. Потом подавали газ и поджигали его, пытаясь получить устойчивое горение в камерах сгорания. После этого надо было умудриться переключиться на подачу керосина. Вероятность благополучного исхода была крайне мала. Как правило, в половине случаев случался пожар, вовремя не срабатывал огнетушитель, и от турбореактивной модели оставались одни головешки. Бороться с этим на первоначальном этапе пытались простыми методами — увеличив команду запуска еще на одного человека с дополнительным огнетушителем. Как правило, после просмотра видеозаписей таких подвигов энтузиазм потенциальных турбореактивных моделистов быстро испарялся.

Отец модельного ТРД

Рождению модельных турбореактивных авиадвигателей, как, впрочем, и полноразмерных, мы обязаны германским инженерам. Отцом микротурбин принято считать Курта Шреклинга, создавшего простой, технологичный и дешевый в производстве двигатель еще лет двадцать назад. Примечательно, что он в деталях повторял первый немецкий турбореактивный двигатель HeS 3, созданный Пабстом фон Охайном в далеком 1939 году (см. статью на стр. 46). Одноконтурный центробежный компрессор, посаженный на один вал с одноконтурной же турбиной. Конструкция была сколь простой, столь и выдающейся. Шреклинг выбрал центробежный компрессор из-за простоты реализации и меньших требований по допускам — он обеспечивал вполне достаточное увеличение давления в 2,4−2,7 раза.

Крыльчатку компрессора Шреклинг делал из дерева (!), усиленного углеволокном. Самодельное колесо турбины было изготовлено из 2,5-миллиметровой жести. Настоящим инженерным откровением была камера сгорания с испарительной системой впрыска, где по змеевику длиной примерно в 1 м подавалось топливо. При длине всего в 260 мм и диаметре 110 мм двигатель весил 700 г и выдавал тягу в 30 Н! Это до сих пор самый тихий ТРД в мире, потому как скорость покидания газа в сопле двигателя составляла всего 200 м/с. Во все это верится с трудом — один человек в одиночку проделал путь, который на полстолетия раньше не могли осилить государства. Тем не менее двигатель Шреклинга был создан, на нем летали модели самолетов, и по лицензии производство наборов для самостоятельной сборки наладили несколько стран. Самым известным стал FD-3 австрийской фирмы Schneider-Sanchez.

Первыми полностью собранными серийными авиамодельными турбинами были JPX-Т240 французской фирмы Vibraye и японская J-450 Sophia Precision. Удовольствие было недешевым, одна «София» стоила в 1995 году $5800. И надо было обладать очень весомыми аргументами, чтобы доказать супруге, что турбина намного важнее, чем новая кухня, и что старое семейное авто вполне может протянуть еще пару лет, а вот с турбиной для самолетика ждать ну никак нельзя.

Почти космический корабль

Вторую революцию в мини-турбиностроении произвела немецкая компания JetCat. «Году в 2001-м в каком-то западном авиамодельном магазине мне в руки попался каталог Graupner, — вспоминает Виталий Робертус, — в нем я наткнулся на описание JetCat P-80 — турбины с автоматическим запуском. ‘Щелкните выключателем на передатчике, через 45 секунд турбина сама раскрутится, заведется и передаст управление на передатчик’, уверял каталог. В общем, не поверив, но набрав необходимые $2500, я вернулся в Россию счастливым обладателем первого в стране модельного турбореактивного двигателя. Был счастлив несказанно, будто купил собственный космический корабль! Но самое главное — каталог не врал! Турбина действительно запускалась единственной кнопкой».

Умная турбина

Главное ноу-хау немецкой компании — электронный блок управления турбиной, разработанный Херстом Ленерцем. Как же работает современная авиационная турбина?

JetCat добавила к уже стандартной турбине Шреклинга электрический стартер, датчик температуры, оптический датчик оборотов, насос-регулятор и электронные «мозги», которые заставили все это вместе работать. После подачи команды на запуск первым включается электрический стартер, который и раскручивает турбину до 5000 оборотов. Далее через шесть форсунок (тоненькие стальные трубочки диаметром 0,7 мм) в камеру сгорания начинает поступать газовая смесь (35% пропана и 65% бутана), которая поджигается обычной авиамодельной калильной свечой. После появления устойчивого фронта горения в форсунки одновременно с газом начинает подаваться керосин. По достижении 45 000−55 000 оборотов в минуту двигатель переходит только на керосин. Затем опускается на малые (холостые) обороты (33 000−35 000). На пульте загорается зеленая лампочка — это означает, что бортовая электроника передала управление турбиной на пульт радиоуправления. Все. Можно взлетать.

Последний писк микротурбинной моды — замена авиамодельной калильной свечи на специальное устройство, распыляющее керосин, который, в свою очередь, воспламеняет раскаленная спираль. Подобная схема позволяет и вовсе отказаться от газа при старте. У такого двигателя два недостатка: увеличение цены и потребления электроэнергии. Для сравнения: керосиновый старт потребляет 700−800 мАч аккумулятора, а газовый — 300−400 мАч. А на борту самолета, как правило, стоит литий-полимерный аккумулятор емкостью в 4300 мАч. Если использовать газовый старт, то перезаряжать его в течение дня полетов не потребуется. А вот в «керосиновом» случае придется.

Внутренности

Реактивные самолеты стоят особняком в мире авиамоделизма, федерация реактивной авиации даже не входит в FAI. Причин много: и сами пилоты помоложе, и «входной билет» подороже, и скорости повыше, и самолеты посложнее. Турбинные самолеты маленькими не бывают — 2−2,5 м в длину. Турбореактивные двигатели позволяют развивать скорость от 40 до 350 км/ч. Можно и быстрее, но тогда непонятно, как управлять. Обычная скорость пилотирования составляет 200−250 км/ч. Взлет осуществляется на скорости 70−80 км/ч, посадка — 60−70 км/ч.

Такие скорости диктуют совершенно особые требования по прочности — большинство элементов конструкции в 3−4 раза прочнее, чем в поршневой авиации. Ведь нагрузка растет пропорционально квадрату скорости. В реактивной авиации разрушение неправильно рассчитанной модели прямо в воздухе — вполне обычное явление. Огромные нагрузки диктуют и специфические требования к рулевым машинкам: начиная от силы в 12−15 кгс до 25 кгс на щитках и закрылках.

Механизация самолета — отдельный разговор. Без механизации крыла скорость при посадке может составить 120−150 км/ч, что почти наверняка грозит потерей самолета. Поэтому реактивные самолеты оборудуют как минимум закрылками. Как правило, есть воздушный тормоз. На наиболее сложных моделях устанавливают и предкрылки, которые работают как при взлете-посадке, так и в полете. Шасси — разумеется, убирающееся — снабжается дисковыми или барабанными тормозами. Иногда на самолеты ставят тормозные парашюты.

Все это требует множества сервомашинок, которые потребляют массу электроэнергии. Сбой в питании почти наверняка приводит к катастрофе модели. Поэтому вся электропроводка на борту дублируется, дублируются и источники питания: их, как правило, два по 3−4 А. Плюс — отдельный аккумулятор для запуска двигателей.

Кстати, причиной гибели легендарной гигантской реактивной восьмимоторной копии B-52 были как раз неполадки электроники в полете. Десятки метров проводов внутри самолета начинают влиять друг на друга и вызывать паразитные наводки — полностью избежать их в такой сложной модели не удается.

Даже целая батарея сервомашинок не решает все самолетные проблемы: щитки, шасси, створки шасси и другие сервисные механизмы снабжены электронными клапанами, секвенсерами и пневмоприводами, которые запитываются от бортового баллона со сжатым воздухом в 6−8 атмосфер. Как правило, полной зарядки хватает на 5−6 выпусков шасси в воздухе.

На очень сложных и тяжелых моделях пневматика уже не работает — не хватает давления воздуха. На них применяют гидравлические тормозные системы и системы уборки шасси. Для этого на борту устанавливается небольшой насос, поддерживающий постоянное давление в системе. С чем так пока и не могут справиться моделисты, так это с постоянным подтеканием миниатюрных гидравлических систем.

Из коробки

Реактивные авиамодели — хобби не для начинающих и даже не для продвинутых авиамоделистов, а для профессионалов. Слишком велика цена ошибки, слишком трудно ее не совершить. Виталий, например, за пять лет разбил десять моделей. А ведь он серебряный призер чемпионата мира!

Самостоятельное изготовление готовой модели — дело дорогое, долгое (около трех лет) и кропотливое. Это практически изготовление настоящего самолета: с чертежами, аэродинамическими трубами и экспериментальными прототипами. Как правило, делают копии хорошо летавших «взрослых» самолетов в масштабе от 1:4 до 1:9, тут главное — уложиться в конечный размер от двух до трех метров. Простая копия летать будет плохо, если вообще будет летать — в аэродинамике простое масштабирование не работает. Поэтому, сохраняя пропорции, полностью пересчитывают профили крыла, рулевые поверхности, воздухозаборники и т. д. — недаром многие из реактивных моделистов заканчивали Московский авиационный институт. Но даже тщательный расчет не спасает от ошибок — требуется разбить от трех до пяти прототипов, прежде чем модель будет «вылизана». Первый прототип теряют, как правило, из-за проблем с центровкой, второй — с рулевыми поверхностями, прочностью и т. д.

Впрочем, большинство авиамоделистов собирают модели не для того, чтобы их строить, а для того, чтобы летать. Поэтому очень удачные модели тиражируются на современных заводах и продаются в качестве наборов для самостоятельной сборки. Самый авторитетный производитель — немецкая компания Composite-ARF, на заводе которой корпуса и крылья изготавливают на самом настоящем конвейере с немецким же качеством. В тройку лидеров также входят германо-венгерский AIRWORLD и американский BVM Jets. Сделанные из самых современных материалов — стекло- и углепластика, — наборы для изготовления турбореактивных самолетов по стоимости на порядок отличаются от аналогичных наборов для поршневого авиамоделизма: цены стартуют от Є2000. При этом, чтобы из набора сделать летающую модель, надо затратить огромное количество сил — новичкам это просто не под силу. Но оно и понятно — это же самый настоящий современный самолет. На соревнованиях, например, уже никого не удивишь моделями с двигателями с отклоняемыми векторами тяги. В отличие, увы, от строевых воинских частей, где таких самолетов днем с огнем не сыщешь.

Наши чемпионы

Реактивные авиамоделисты — это особая всемирная тусовка. Их главная организация, Международный комитет по реактивным моделям IJMC, раз в два года устраивает главное реактивное шоу — чемпионат мира. Впервые российская команда RUSJET принимала в нем участие в 2003 году в Южной Африке (50 участников). Потом была Венгрия-2005 (73 участника) и в этом году Северная Ирландия (100 участников).

IJMC, пожалуй, самая неформальная модельная ассоциация — кстати, не имеющая ничего общего с поршнево-планерной FAI. Попытка объединиться была, но после встречи стороны расстались без сожалений. «Реактивный комитет» более молодой и амбициозный, делает основной упор на шоу, «старенький» FAI — приверженец классики. Собственно, поэтому соревнования IJMC собирают свыше ста участников, а в некоторых древних дисциплинах FAI выступает пяток спортсменов. Но оставим разногласия федерациям, а сами вернемся к реактивной авиации.

Наиболее эффектный чемпионат мира по радиоуправляемым моделям-копиям проходит в два этапа, на каждом из них участник набирает 50% очков. Первый — это стендовая оценка модели, где судьи дотошно оценивают соответствие оригиналу, сравнивая выставленную модель с чертежами и фотографиями. Кстати, на последнем чемпионате мира, проходившем в Северной Ирландии с 3 по 15 июля 2007 года, наша команда RUSJET с копией BAe HAWK TMk1A 208 SQUADRON RAF Valley 2006 Display Team (таково полное название) на стенде набрала наибольшее количество очков. Но все, конечно, решают полеты. Каждый участник выполняет три зачетных полета, из которых два лучших идут в итоговый зачет. Не каждый самолет доживает до итогового зачета. В Африке разбились восемь моделей, в Венгрии — четыре, на нынешнем чемпионате — две. Кстати, RUSJET на своих первых двух чемпионатах потеряла модели как раз в катастрофах. Тем более значительным выглядит наше второе место в чемпионате мира этого года, где российским пилотам удалось перелетать немцев — непререкаемых авторитетов в малой реактивной авиации. «Это все равно что на ‘Формуле-1′ объехать Шумахера», — говорит пилот RUSJET Виталий Робертус.

Ну что, понравилось? А ведь еще существуют турбовинтовые модели самолетов и турбореактивные вертолеты. Не верите? Я сам видел.

Турбореактивные технологии: выходим на микроуровень

– Сергей, скажите, на какие знания и технологии вы опирались
при разработке своего двигателя?

К тому моменту, когда мы подошли к вопросу создания
собственной микротурбины, в нашей команде было несколько человек, вышедших из
авиационной сферы. Однако двигателестроением мы профессионально не занимались,
поэтому, естественно, столкнулись с необходимостью изучить весь тот опыт,
который был наработан по этой тематике до нас.

В результате выяснились достаточно любопытные вещи.
Оказалось, что реактивные двигатели для моделирования в своём развитии прошли
определённый эволюционный этап, но никакой научной школы, которая бы
формировала термодинамику или аэродинамику в малых объёмах при этом не
возникло. Складывалось ощущение, что все те конструкции малых двигателей,
которые мы проанализировали, были сделаны путём только лишь
опытно-конструкторских работ. То есть разработчики брали большой двигатель,
геометрически его масштабировали, а потом физически смотрели, какие при этом
возникли проблемы, и пытались их устранить – где-то что-то подкручивали, где-то
что-то заменяли, где-то что-то совершенствовали. Я не берусь утверждать, что мы
изучили всё, но, по крайней мере, те двигатели, которые смогли найти и
посмотреть, имели примитивную камеру сгорания и примитивную топливную систему.
В силу использования примитивных материалов циклы эксплуатации этих двигателей
были очень короткими. С другой стороны, свою функцию эти двигатели выполняли.
Один полёт модели длится в среднем 3-5 минут. Двигатель в таком режиме способен
отработать 20-30 циклов. Но в течение этого времени уже сама модель, как
правило, либо разбивается, либо изнашивается. То есть как таковой потребности в
более совершенном двигателе не было, поэтому никакой науки вокруг него и не
возникло.

– Но если науки как таковой здесь ещё нет, то каким путём
пошли вы? Как и другие разработчики, «оттолкнулись» от больших двигателей?

Мы попробовали позаниматься матмоделированием, в результате
чего разработали ряд моделей с оценкой термодинамических позиций. Посмотрели
алгоритмы и ушли в совершенно другую логику управления рабочими процессами в
двигателе по сравнению с той, которую увидели при анализе имевшихся в доступе
конструкций. На всё про всё у нас ушло примерно два года. Затем в марте 2016-го
мы приняли решение изготовить опытный образец двигателя, и осенью того же года
он уже был готов к испытаниям.

– В чём была ваша задумка? Выйти на рынок со своим
собственным аналогом?

К необходимости разработки собственного
микротурбореактивного двигателя мы подошли вовсе не со стороны
авиамоделизма. То, чем мы занимаемся на самом деле, – это строительство.
Микротурбина же является ключевым элементом нашей идеи об энергосистеме
автономного энергопроизводящего дома (хозяйства), то есть дома, не зависящего
от внешних монопольных сетей. Анализируя различные варианты исполнения, мы
пришли к пониманию того, что в качестве резервного генератора в таком доме
микротурбина будет наиболее эффективной.

Мы исходим из того, что рано или поздно эти системы должны
стать источниками либо сопутствующей (то есть дополнительной), либо
альтернативной энергии. Соответственно, мы выходим на два возможных сценария.
Первый из них подразумевает, что к общей электрической сети вы всё-таки
подключены, но стоимость дневной электроэнергии достаточно высока, поэтому пики
вашего потребления целесообразно сгладить за счёт других, более дешёвых
источников. Второй сценарий – это переход на полностью автономную систему,
когда другие источники энергии, кроме самостоятельно производимой
«альтернативки», у вас отсутствуют.

В том, чтобы создать автономный дом, никаких трудностей
сегодня нет. Вопрос состоит только в цене технологий, которые вы будете при
этом использовать. Традиционная схема с применением солнечных батарей и
ветрогенераторов дорога́. Использование аккумуляторов, необходимых для
накопления энергии на случай безветренной и пасмурной погоды, особенно в
условиях зимней России, делают её стоимость просто космической. Куда правильнее
и дешевле хранить первичную энергию в химической форме, например, – в виде
горючих газов. В этом плане очень важен тот факт, что метан, производимый самим
автономным домохозяйством из бытовых отходов, позволяет легко закрыть всю его
потребность в электроэнергии и тепле на протяжении зимы. Отсюда, собственно
говоря, и возникает идея микрогазотурбинной установки. Метан, конечно, можно
перерабатывать и привычными газопоршневыми агрегатами (двигателями внутреннего
сгорания), но по сравнению с ними микротурбины имеют ряд существенных
преимуществ. Например, более высокий КПД, способность работать на плохом
(некачественном) газе, очень малые размеры и возможность лёгкой и практически
полной звукоизоляции.

Естественным продолжением описанного подхода является
философия энергоизбыточности. Для Европы это уже достаточно отчётливо
сложившийся тренд: избыточная энергия скупается государством, то есть снижение
энергозависимости от внешних источников поддерживается на государственном
уровне. Другой вектор развития – объединение локальных производителей энергии с
её потребителями, взаимный обмен энергией или её совместное использование.
Обмен энергией возникает в тот момент, когда у одного мелкого производителя
наблюдается пик потребления, у другого – наоборот, потребление находится на
минимуме. То есть если раньше домохозяйство было потребителем энергии (неважно
– сетевой или альтернативной), то сейчас наступило пороговое время, когда оно
становится производящим звеном, а значит, объединение домохозяйств является не
сугубо энергетическим, а потенциально производящим, то есть производственным.

Вопрос о необходимости разработки собственного микротурбореактивного двигателя возник при проработке концепции энергосистемы автономного энергопроизводящего дома (хозяйства). Строительство малоэтажного экологического жилья – одно из направлений деятельности, находящихся в сфере предпринимательского и ценностного интереса Сергея Журавлёва. На фото: процесс создания экологического жилья компанией «МоДом.ком».

– В итоге – каким вам видится рынок сбыта для ваших
микротурбин?

Сегментов два: домохозяйства и авиация. При этом в части
авиации нам есть куда двигаться и помимо реактивных авиамоделей. Например,
несмотря на, казалось бы, бурное развитие беспилотных летательных аппаратов,
здесь наметился содержательный кризис. Дело в том, что основную массу БПЛА
составляют электрические дроны. Но порог грузоподъёмности у них невелик –
что-то около 30 килограммов. Дальше полезную нагрузку наращивать неэффективно:
дрона начинает «душить» его же собственный аккумулятор. Максимальная
продолжительность полёта электрического беспилотника тоже невысока – в среднем
30 минут. Для устранения этих ограничений разработчики малых и средних БПЛА всё
чаще начинают посматривать в сторону реактивных двигателей, которые пока что
остаются наиболее мощными энергомашинами. Дальше, конечно, возникает вопрос –
как именно их использовать на дроне. Вариации на тему прямотока можно увидеть в
«Терминаторе». Помните эту чудо-машину с несколькими реактивными движками?
Попробовать сделать нечто подобное можно, но история с синхронизацией
реактивной тяги может получиться очень жёсткой. Гораздо легче было бы крутить
вентилятор, а значит, возникает потребность в гибридных (на базе турбины)
двигателях. Но таковых в авиации сейчас практически нет. Турбовинтовые, с
передачей момента через редуктор на конечный движитель (винт) – есть. А
гибридов нет.

Основную массу малых и средних БПЛА сегодня составляют электрические дроны, имеющие невысокий порог грузоподъёмности и малую длительность полёта. Для решения этих проблем разработчики начинают задумываться об использовании малых реактивных двигателей.

Вариации на тему возможного использования реактивных двигателей на средних беспилотниках представлены в фильме «Терминатор 3: Восстание машин». Удастся ли в реальности подобным образом синхронизировать работу нескольких реактивных турбин, до конца пока не понятно.

А вот на крупных БПЛА турбореактивные двигатели уже давно и успешно применяются. На фото: американский стратегический разведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk, способный без посадки патрулировать территорию в течение 30 часов на высоте до 18 000 метров. Аппарат оснащён турбовентиляторным двигателем Allison Rolls-Royce AE3007H с тягой 31,4 кН и может нести полезную нагрузку массой до 900 кг.

Конструкция, которую мы сейчас предъявляем рынку, рядом
позиций довольно сильно отличается от традиционных. С начала 2017 года,
надеюсь, эти позиции мы начнём потихоньку приоткрывать. Здесь мы придерживаемся
того же мнения, что и Илон Маск с его открытыми кодами и открытыми инновациями:
на рынке сегодня побеждает не тот, кто имеет патенты, а тот, кто всё время их
придумывает; тот, кто опережает и непрерывно двигается вперёд.

Созданный двигатель мы позиционируем, в первую очередь, для
прототипов БПЛА. Он достаточно прост, но профессиональный двигатель под
какие-то конкретные задачи сейчас и не нужен: беспилотники на реактивной тяге
не проработаны, а значит и планеры, и приводы, и энергосистемы, и полезная
нагрузка – то есть то всё, что связано с новой силовой установкой, необходимо
тестировать. С другой стороны, мы знаем несколько конструкторских бюро, которые
формулируют или уже имеют на руках технические задания на реактивные двигатели
и силовые установки. С одним из потенциальных заказчиков мы вступили в
переговоры для уточнения потенциальных продуктов и требований к ним. Поэтому
заделы у нас очень большие, и на выходе мы планируем создать целую линейку
продуктов со своими типоразмерами и силовыми диапазонами.

Первый диапазон – это двигатели с силой тяги до 400
Ньютонов, предназначенные для реактивных моделей и небольших беспилотников. К
этому диапазону относится и уже созданный двигатель. Он имеет номинальную тягу
в 150 Ньютонов, хотя без существенного падения ресурса двигателя можно летать и
на двухсот (что примерно соответствует 12 кВт мощности). За счёт ряда уже
понятных внутренних усовершенствований и изменения типоразмера, этот двигатель
мы без труда сможем докрутить до 400 Ньютонов.

Второй диапазон – двигатели с силой тяги от 400 до 750
Ньютонов. Основное назначение – средние беспилотники. Логика нашего двигателя
здесь останется прежней, но вот конструктив будет гораздо более сложным.

Третий диапазон – это двигатели с силой тяги от 750 до 1200
Ньютонов, предназначенные либо для больших беспилотников, либо для малой
пилотируемой авиации. Эта ниша также представляет для нас большой интерес.
Движки с силой тяги в 1200 Ньютонов – наш порог, поскольку после него
начинается крупное монопольное двигателестроение. Это объединённая корпорация
двигателестроения, это пермские и рыбинские моторы и тому подобное. Это
огромная научная школа, огромные деньги и предельно жёсткий рынок.

Для всех трёх диапазонов мы планируем подготовить свои
варианты турбореактивных, турбовинтовых и гибридных газотурбинных двигателей.

В той же логике мы планируем двигаться и в плане создания
генерационных установок. Соответственно, по мощности их также будет три типа:
до 20, до 50 и до 100 кВт.

Таковы наши примерные амбиции.

– И в беспилотнике, и в домохозяйстве энергосистема, помимо
турбины, включает в себя и множество других составляющих – редукторы,
инверторы, теплообменники и много чего ещё. Их разработкой и изготовлением вы
тоже занимаетесь самостоятельно?

Двигатель является сердцем всей энергосистемы и свои
интересы мы ограничили им. Решили, что всю периферию правильнее будет отдать
нашим партнёрам.

А вообще, у меня очень чёткая позиция относительно того, что
нужно оставлять себе, и что желательно передать на аутсорсинг. Она является
производной от пережитых кризисов и собственного опыта домостроения, которые
учат простому правилу: до момента устойчивой избыточности заказов нельзя
содержать ни собственный штат, ни собственный офис, ни собственное стационарное
производство.

Но есть три управленческие позиции, которые обязательно
нужно закрепить за собой. Первая – это наука и разработка, то есть постоянный
процесс, в котором ты всё время должен что-то придумывать, менять,
совершенствовать, улучшать, оптимизировать. Вторая позиция – это сертификация и
испытания. Третья – монтаж, контроль за монтажом и контроль за качеством.

А что касается собственного производства, то логика здесь
такая. Производственная отрасль сейчас очень активно совершенствуется.
Появляются новые материалы и методы их обработки; возникают центры
прототипирования, создаются всё более высокоточные и производительные станки.
Ситуация такова, что ты можешь приобрести себе самый современный 3d-принтер, а
через пару месяцев он уже устареет. Так что покупка парка всего необходимого
оборудования и тем более его поддержание в актуальном состоянии будет
неоправданно дорогой. Поэтому, производить посредством аутсорсинга оказывается
дешевле. Тем более что многомиллионными тиражами сегодня уже практически ничего
не производится; все переходят на малые партии.

Ну и самое главное, в случае с высокотехнологичной
продукцией, используя аутсорсинг, я всегда могу законтрактоваться с тем
партнёром, который в текущий момент использует наиболее современное
оборудование или наиболее передовую технологию. Причём именно то, что тебе
нужно, ты порой находишь в самых неожиданных местах, в каких-то смежных
отраслях, в линейных производственных процессах. И как вывод из всего
сказанного, я обозначу: у нас есть чёткое понимание, что нет никакой нужды
замыкать все эти процессы на себя, и уж тем более локализовывать их.

– Насколько сейчас широка география ваших партнёров и
насколько сложными являются возникшие кооперационные связи?

Во-первых, у нас уже возникла определённая конкуренция, то
есть избыточность предложений по так называемой аддитивке (технологиям
послойного синтеза). В результате мы можем производить 3d-продукцию очень
оперативно, малыми партиями и при этом за сопоставимые с традиционными методами
обработки материалов деньги. А 70% нашего двигателя – это именно аддитивные
технологии, то есть запрограммированное «выращивание» металлических конструкций
с помощью 3d-принтера, который сразу делает готовое изделие из аморфного
металла. Есть, конечно, определённые
проблемы с обработкой поверхностей и шлифовальными процессами (типовой
недостаток аддитивных технологий), но у нас уже имеется и несколько
потенциальных поставщиков решений для их устранения.

Некоторые из деталей двигателя: сразу после выхода из станка и вскоре после небольшой обработки.

На этапе экспериментов с аддитивными технологиями. Уже просматривается будущий облик двигателя.

Есть некоторые сложности с комплектующими для топливной
системы: пока что мы не умеем делать очень точные патрубки с микроразмерами,
особенно конусные, сужающиеся. Подходящего для этих задач партнёра в России мы
пока не нашли. А ведь хотелось бы производить и более сложные структуры, такие
как труба в трубе со связями, фиксирующими внутреннюю трубу. Понятно, что здесь
нам нужно кооперироваться с учёными, экспериментаторами: садиться и решать этот
вопрос совместно. Также есть проблемы с керамическими подшипниками.
Производителя надлежащего качества мы смогли найти только за рубежом.

Повторюсь, но всё-таки ещё раз обращу ваше внимание на то,
что решения часто приходится искать в каких-то смежных областях. И они там
действительно находятся. Например, медицинская промышленность научилась делать
очень тонкие медицинские иглы. И именно здесь лежит решение задачи производства
качественных трубок микроразмера для подачи топлива в температурно-агрессивную
камеру сгорания двигателя.

Говоря в целом, сейчас мы дошли до очень высокого уровня
российской локализации: доля зарубежных комплектующих не превышает 10% в общей
комплектации и стоимости двигателя. Из этого я могу сделать вывод, что
высокотехнологичных производителей в России не так уж и мало, хотя большинство
этих технологий, конечно, привозные.

Готовый двигатель в сборе. Хорошо видна фактура корпуса и сопла, изготовленных аддитивным способом.

– С какими-то другими сложностями сталкиваетесь?

Да, и это наши российские традиции. Мы создаём 3d-модели
двигателя, на которых очень внятно видны все размеры, все допуски, все связи
элементов. Каждый элемент «вытаскивается» из 3d-модели и является, по сути,
файлом, программой для цифрового станка. Но мы приходим с этим файлом на
производство и там начинается типовой диалог:

– Ребята, сделайте нам лучше чертежи. На бумаге!

– А вы понимаете, какой это уровень трудозатрат – сделать
чертёж?

– Ничего не поделаешь – мы по-другому не умеем.

В итоге несколько недель моя команда занимается
изготовлением чертежей. Потом конструкторские отделы сколько-то времени
адаптируют их к производственному циклу. А потом снова переводят в 3d-файл. То
есть культура передачи информации от конструктора к станку (я уж не говорю о
сборке и прочем) очень консервативна.

– Насколько большие серии вы рассчитываете выпускать?

Монопродукт не будет востребован на рынке даже в количестве
100 штук. Завоевать рынок с помощью монопродукта нельзя. Поэтому я и говорю,
что мы должны сделать целую линейку продукции. В Америке каждый год продаётся
примерно 30 тысяч микротурбин. И это очень крутой рынок, но он уже перенасыщен
и забрендирован. Более того, ассортимент двигателей настолько широк, что в
диапазоне от 50 до 200 Ньютонов можно приобрести любой двигатель с шагом в 10
Ньютонов.

Но такая продуктовая линейка крайне инвестиционно затратна,
поэтому выходить на рынок мы можем только с какими-то более или менее
универсальными продуктами, с взаимозаменяемыми деталями и универсальными
частями. Говорить о конкретных цифрах пока сложно, но мы находимся в очень выгодном
положении, поскольку других российских производителей микротурбин сейчас нет, а
спрос на них постепенно формируется. Для нас это хороший шанс войти в мировую
элиту производителей малых турбин. При этом мы очень гордимся тем фактом, что
не копировали имеющиеся в мире аналоги, а создали собственное сложнейшее
энергетическое устройство, применяя современные методы анализа и моделирования,
новейшие технологии, материалы и эффективные формы производственной кооперации.

Подпишитесь на eRazvitie.org в Фейсбуке и ВКонтакте, чтобы не пропустить новые материалы.

Двигатели для самолетов в Украине.

Цены на Двигатели для самолетов на Prom.ua

Бесколлекторный двигатель для самолета T-Motor AT3520 KV850 1100W 3-4S запчасти для авиамодели РУ RC самолетов

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

5 150 грн

Купить

MotoRC

Двигатель для самолёта T-Motor AT5330A KV220 3600W 12S мотор для авиамодели на радиоуправлении RC

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

11 050 грн

Купить

MotoRC

Бесколлекторный двигатель для самолетов 20-25CC T-Motor AT5220A KV380 2200W 6S мотор для авиамодели RC

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

8 500 грн

Купить

MotoRC

Электродвигатели коллекторные для самолёта VolantexRC Mini Cessna 200мм (V-781-m)

На складе

Доставка по Украине

по 119 грн

от 4 продавцов

119 грн

Купить

Интернет-магазин, студия «ФанФарт»

Капот двигателя CW+CCW (запчасть для самолета XK X520)

На складе

Доставка по Украине

по 102 грн

от 4 продавцов

102 грн

Купить

Интернет-магазин, студия «ФанФарт»

Смывка для двигателей сборных моделей самолетов 35 мл. AK-INTERACTIVE AK-2033

На складе

Доставка по Украине

168 грн

Купить

MODELFAN — сборные пластиковые модели и товары для моделирования

Сервопривод серводвигатель для самолетов и вертолетов микро 3.7г Power HD 1370A 0.4кг/0.12сек для моделей

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

270 грн

Купить

MotoRC

Сервопривод микро 3.7г Power HD 1370A 0.4кг/0.12сек

Доставка по Украине

по 270 грн

от 11 продавцов

270 грн

Купить

ARPIC

Мотор T-Motor MS2208-18 KV1100 2-3S 110W для мультикоптеров

Доставка по Украине

по 1 240 грн

от 11 продавцов

1 240 грн

Купить

ARPIC

Мотор T-Motor AT3520 KV850 1100W 3-4S для самолетов

Доставка по Украине

по 5 150 грн

от 10 продавцов

5 150 грн

Купить

ARPIC

Мотор T-Motor AT5330A KV220 3600W 12S для самолетов 25-30CC

Доставка по Украине

по 11 050 грн

от 11 продавцов

11 050 грн

Купить

ARPIC

Мотор T-Motor AT5220A KV380 2200W 6S для самолетов 20-25CC

Доставка по Украине

по 8 500 грн

от 11 продавцов

8 500 грн

Купить

ARPIC

Бесколлекторный двигатель для квадрокоптеров T-Motor MS2208-18 KV1100 2-3S 110W мотор для мультикоптеров

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

1 240 грн

Купить

MotoRC

Двигатель бензиновый Sadko GE-390 (13,0 л.с.,шпонка, вал 25,4мм)

Недоступен

12 660 грн

Смотреть

Интернет-магазин Мастерсад

Мотор (бесщеточный двигатель) для самолетов и квадрокоптеров DYS D3548 -790KV»

Недоступен

Цену уточняйте

Смотреть

Інтернет — магазин Аруіно в Києві «RoboStore»

Смотрите также

Набор моторов (бесщеточный двигатель) для самолетов и квадрокоптеров SUNNYSKY X2212 2212 980KV

Недоступен

2 107 грн

Смотреть

Інтернет — магазин Аруіно в Києві «RoboStore»

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

500 грн

Смотреть

RC Ukraine

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

kid-auto.com.ua

Набор деталировки для модели самолета двигатель R-985 Wasp Junior. 1/72 METALLIC DETAILS MDR7240

Недоступен

111 грн

Смотреть

MODELFAN — сборные пластиковые модели и товары для моделирования

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CCW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

500 грн

Смотреть

RC Ukraine

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

Декоративное убранство

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

Интернет-магазин, студия «ФанФарт»

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CCW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

kid-auto.com.ua

Набор для деталировки модели самолета C-141 Двигатели. 1/144 METALLIC DETAILS MDR14414

Недоступен

325 грн

Смотреть

MODELFAN — сборные пластиковые модели и товары для моделирования

Капот двигателя CW+CCW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

70 грн

Смотреть

RC Ukraine

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

VERSAILLES

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CCW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

Декоративное убранство

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CCW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

Интернет-магазин, студия «ФанФарт»

Двигатель бесколлекторный 1307 3000KV CCW (запчасть для самолета XK X520)

Недоступен

730 грн

Смотреть

VERSAILLES

Своими руками турбореактивный двигатель для авиамоделей

Содержание

Что такое турбореактивный двигатель?
Делаем камеру сгорания
Делаем опору
Изготовление рабочих колес
Как сделать реально работающий газотурбинный двигатель в домашних условиях
Реактивные модели самолетов
Сборка внутренней части ngv
Статор компрессора (диффузор)

Что такое турбореактивный двигатель?

Турбореактивный двигатель (ТРД) или газотурбинный привод основан на работе расширения газа. В середине тридцатых годов одному умному английскому инженеру пришла в голову идея создания авиационного двигателя без пропеллера. По тем временам — просто признак сумасшествия, но по этому принципу работают все современные ТРД до сих пор.

На одном конце вращающегося вала расположен компрессор, который нагнетает и сжимает воздух. Высвобождаясь из статора компрессора, воздух расширяется, а затем, попадая в камеру сгорания, разогревается там сгорающим топливом и расширяется ещё сильней. Так как деваться этому воздуху больше некуда, он с огромной скоростью стремится покинуть замкнутое пространство, протискиваясь при этом сквозь крыльчатку турбины, находящейся на другом конце вала и приводя её во вращение.

Так как энергии этой разогретой воздушной струи намного больше, чем требуется компрессору для его работы, то ее остаток высвобождается в сопле двигателя в виде мощного импульса, направленного назад. И чем больше воздуха разогревается в камере сгорания, тем он быстрее стремится её покинуть, ещё сильнее разгоняя турбину, а значит и находящийся на другом конце вала компрессор.

На этом же принципе основаны все турбонагнетатели воздуха для бензиновых и дизельных моторов, как двух, так и четырёхтактных. Выхлопными газами разгоняется крыльчатка турбины, вращая вал, на другом конце которого расположена крыльчатка компрессора, снабжающего двигатель свежим воздухом.

Принцип работы — проще не придумаешь. Но если бы всё было так просто!

ТРД можно четко разделить на три части.

А. Ступень компрессора
Б. Камера сгорания
В. Ступень турбины

Мощность турбины во многом зависит от надёжности и работоспособности её компрессора. В принципе бывают три вида компрессоров:

А. Аксиальный или линейный
Б. Радиальный или центробежный
В. Диагональный

А. Многоступенчатые линейные компрессоры получили большое распространение только в современных авиационных и промышленных турбинах. Дело в том, что достичь приемлемых результатов линейным компрессором можно, только если поставить последовательно несколько ступеней сжатия одну за другой, а это сильно усложняет конструкцию.

К тому же, должен быть выполнен ряд требований по устройству диффузора и стенок воздушного канала, чтобы избежать срыва потока и помпажа. Были попытки создания модельных турбин на этом принципе, но из-за сложности изготовления, всё так и осталось на стадии опытов и проб.

Б. Радиальные, или центробежные компрессоры. В них воздух разгоняется крыльчаткой и под действием центробежных сил компримируется — сжимается в спрямительной системе-статоре. Именно с них начиналось развитие первых действующих ТРД.

Простота конструкции, меньшая подверженность к срывам воздушного потока и сравнительно большая отдача всего одной ступени были преимуществами, которые раньше толкали инженеров начинать свои разработки именно с этим типом компрессоров. В настоящее время это основной тип компрессора в микротурбинах, но об этом позже.

В. Диагональный, или смешанный тип компрессора, обычно одноступенчатый, по принципу работы похож на радиальный, но встречается довольно редко, обычно в устройствах турбонаддувов поршневых ДВС.

Делаем камеру сгорания

Наклейте этот шаблон поверх металлического листа. Просверлите отверстия и обрежьте форму. Здесь нет необходимости использовать нержавеющую сталь. Сверните конус. Для для того, чтобы он не разворачивался, загните его. Передняя часть камеры находится здесь:

Снова используйте этот шаблон, чтобы сделать конус. Используйте долото, чтобы сделать клиновые прорези, и затем сверните в конус. Закрепите конус с помощью загиба. Обе части удерживаются вместе только трением двигателе. Поэтому не нужно думать, как их закрепить на этом этапе.

Делаем опору

Файл документа с шаблоном для опоры находится здесь:

Вырежьте деталь из листа нержавеющей стали, просверлите необходимые отверстия и согните деталь, как показано на фотографиях.

Если бы у вас есть токарный станок, вы можете сделать все проставки на нем. Другой способ сделать это — вырезать несколько плоских дисков из листа металла, положить их один на другой и плотно закрепить их болтами, чтобы получить объемную деталь.

Используйте здесь лист из мягкой (или оцинкованной) стали толщиной 1 мм.

Документы с шаблонами для проставок находятся здесь:

Вам понадобятся 2 маленьких диска и 12 больших. Количество приведено для листа металла толщиной 1 мм. Если вы используете более тонкий или более толстый, вам нужно будет отрегулировать количество дисков, чтобы получить правильную общую толщину.Отрежьте диски и просверлите отверстия. Обточите диски одинакового диаметра, как описано выше.

Изготовление рабочих колес

В этой конструкции используются 2 вида стальных колес. А именно: турбинное колесо и колесо NGV. Для их изготовления используют нержавеющую сталь. Если бы они были изготовлены из легкого или оцинкованного материала, их едва хватило бы, чтобы показать, как работает двигатель.

Вы можете вырезать диски из металлического листа, а затем просверлить отверстие в центре, но, скорее всего, вы не попадете в центр. Поэтом просверлите отверстие в листе металла, а затем приклеить бумажный шаблон, чтобы отверстие в металле и место для отверстия в бумажном шаблоне совпали. Вырежьте металл по шаблону.

Просверлите вспомогательные отверстия. (Обратите внимание, что центральные отверстия уже должны быть просверлены. Также обратите внимание, что колесо турбины имеет только центральное отверстие.)

Также неплохо бы оставить немного припуска при резке металла, а затем обточить кромку дисков, используя сверлильный станок и точило.На этом этапе может быть лучше сделать несколько резервных дисков. Далее будет понятно почему.

Как сделать реально работающий газотурбинный двигатель в домашних условиях

Самое сложное в изготовлении и самое важное для работы турбины — это ступень компрессора. Обычно для его сборки требуется точный обрабатывающий инструмент с ЧПУ или ручным приводом. К счастью, компрессор работает при низкой температуре и может быть напечатан на 3D-принтере.

Еще одна вещь, которую обычно очень трудно воспроизвести в домашних условиях, это так называемая «сопловая лопатка» или просто NGV. Путем проб и ошибок автор нашел способ, как сделать это, не используя сварочный аппарат или другие экзотические инструменты.

Что понадобится: 1) 3D-принтер, способный работать с нитью PLA. Если у вас есть дорогой, такой как Ultimaker – это замечательно, но более дешевый, такой как Prusa Anet, тоже подойдет; 2) У вас должно быть достаточное количество PLA, чтобы напечатать все части.

ABS не подойдет для этого проекта, так как он слишком мягкий. Вероятно, можете использовать PETG, но это не проверялось , так что делайте это на свой страх и риск; 3) Жестяная банка соответствующего размера (диаметр 100 мм, длина 145 мм). Предпочтительно банка должна иметь съемную крышку.

Вы можете взять обычную банку (скажем, от кусочков ананаса), но тогда вам нужно будет сделать для нее металлическую крышку; 4) Лист из оцинкованного железа. Толщина 0,5 мм является оптимальной. Вы можете выбрать другую толщину, но у вас могут возникнуть трудности с изгибом или шлифовкой, поэтому будьте готовы.

В любом случае Вам понадобится как минимум короткая лента из оцинкованного железа толщиной 0,5 мм, чтобы сделать проставку кожуха турбины. Подойдет 2 шт. Размером 200 х 30 мм; 5) Лист нержавеющей стали для изготовления колеса турбины, колеса NGV и кожуха турбины.

Опять толщина 0,5 мм является оптимальной. 6) Твердый стальной стержень для изготовления вала турбины. Осторожно: мягкая сталь здесь просто не работает. Вам понадобится хотя бы немного углеродистой стали. Твердые сплавы будут еще лучше. Диаметр вала составляет 6 мм.

Вы можете выбрать другой диаметр, но затем вам нужно будет найти подходящие материалы для изготовления ступицы; 7) 2 шт. 6х22 подшипники 626zz; 8) патрубки 1/2″ длиной 150 мм и два концевых фитинга; 9) сверлильный станок; 10) Точило 11) дремель (или что-то похожее) 12)

Ножовка по металу, плоскогубцы, отвертку, плашку М6, ножницы, тиски и т. д .; 13) кусок трубы из меди или нержавеющей стали для распыления топлива; 14) Набор болтов, гаек, хомутов, виниловых трубок и прочего; 15) пропан или бутановая горелка

Если вы хотите запустить двигатель, вам также понадобятся:

16) Баллон с пропаном. Существуют бензиновые или керосиновые двигатели, но заставить их работать на этих видах топлива немного сложно. Лучше начать с пропана, а потом решить, хотите ли вы перейти на жидкое топливо или вы уже довольны газовым топливом; 17)

Манометр, способный измерять давление в несколько мм водяного столба. 18) Цифровой тахометр для измерения оборотов турбины 19) Стартер. Для запуска реактивного двигателя можно использовать:Вентилятор (100 Вт или более). Лучше центробежный)электродвигатель (мощностью 100 Вт или более, 15000 об / мин; Вы можете использовать свой дремель здесь).

Реактивные модели самолетов

Продолжение недавнего поста (не моего) о реактивных моделях самолетов.

Пионеры с огнетушителями
Запуск первых модельных турбореактивных двигателей, рассказывает нам пионер этой техники в России Виталий Робертус, напоминал небольшой подвиг. Для запуска была строго необходима команда из четырех человек. Они обступали модель самолета, первый — держа в руках водолазный баллон со сжатым воздухом, второй — баллон с бытовым газом, третий — огнетушитель побольше, а четвертый, с пультом управления, был собственно пилотом. Последовательность запуска была следующей. Сначала сжатым воздухом дули на крыльчатку компрессора, раскручивая его до 3000 оборотов в минуту. Потом подавали газ и поджигали его, пытаясь получить устойчивое горение в камерах сгорания. После этого надо было умудриться переключиться на подачу керосина. Вероятность благополучного исхода была крайне мала. Как правило, в половине случаев случался пожар, вовремя не срабатывал огнетушитель, и от турбореактивной модели оставались одни головешки. Бороться с этим на первоначальном этапе пытались простыми методами — увеличив команду запуска еще на одного человека с дополнительным огнетушителем. Как правило, после просмотра видеозаписей таких подвигов энтузиазм потенциальных турбореактивных моделистов быстро испарялся.

Отец модельного ТРД

Почти космический корабль

Умная турбина

Последний писк микротурбинной моды – замена авиамодельной калильной свечи на специальное устройство, распыляющее керосин, который, в свою очередь, воспламеняет раскаленная спираль. Подобная схема позволяет и вовсе отказаться от газа при старте. У такого двигателя два недостатка: увеличение цены и потребления электроэнергии. Для сравнения: керосиновый старт потребляет 700−800 мАч аккумулятора, а газовый — 300−400 мАч. А на борту самолета, как правило, стоит литий-полимерный аккумулятор емкостью в 4300 мАч. Если использовать газовый старт, то перезаряжать его в течение дня полетов не потребуется. А вот в «керосиновом» случае придется.

Внутренности

Из коробки

Наши чемпионы

Двухдвигательные

Несколько лет назад многие двухдвигательные копии на самом деле имели один двигатель из-за дороговизны турбин и сложностей с запуском. Сейчас от этой практики отказались. Самые распространенные двухдвигательные копии — F-15, F-18, Me-262, Су-27 и, конечно, МиГ-29.

Многодвигательные
Чрезвычайно дорогой класс реактивного авиамоделизма. Как правило, такие модели строятся на деньги компаний-спонсоров и участвуют в различных шоу. Наиболее известны копии восьмидвигательного В-52, четырехдвигательных Airbus A-380, A-340 и легендарного Boeing 747.

Турбореактивные
Существует менее эффектный, но не менее сложный класс турбовинтовых моделей-копий. На них ставят, как правило, вертолетные турбореактивные модельные двигатели. Чаще встречаются копии спортивных пилотажных самолетов. Из-за малочисленности жанра назвать какие-то хиты затруднительно.

Сборка внутренней части ngv

Теперь у вас есть все детали для сборки NGV. Установите их на ступицу, как показано на фотографиях.

Турбина нуждается в некотором давлении для нормальной работы. А чтобы не допустить свободного распространения горячих газов, нам нужен так называемый «турбинный кожух». В противном случае газы будут терять давление сразу после прохождения через NGV. Для правильного функционирования кожух должен соответствовать турбине небольшой зазор.

Поскольку у нас турбинное колесо и колесо NGV имеют одинаковый диаметр, нам нужно что-то, чтобы обеспечить необходимый зазор. Это что-то — проставка кожуха турбины. Это просто полоса металла, которая обернута вокруг колеса NGV. Толщина этого листа определяет величину зазора. Используйте 0,5 мм здесь.

Просто нарежьте полосу шириной 10 мм и длиной 214 мм из листа любой стали толщиной 0,5 мм.

Сам турбинный кожух будет куском металла, по диаметру колеса NGV. Или лучше пара штук. Здесь у вас больше свободы выбора толщины. Кожух — это не просто полоса, поскольку у нее есть ушки прикрепления.

Файл документации с шаблоном для кожуха турбины находится здесь:

Наденьте проставку кожуха на лопасти NGV. Закрепите с помощью стальной проволоки. Найдите способ зафиксировать проставку, чтобы она не двигалась при удалении провода. Вы можете использовать пайку.

Затем удалите проволоку, и накрутите кожух турбины на проставку. Снова используйте проволоку, чтобы плотно обернуть.

Делайте, как показано на фотографиях. Единственным соединением между NGV и ступицей являются три винта M3. Это ограничивает тепловой поток от горячего NGV к холодной ступице и не дает перегреваться подшипникам.

Проверьте может ли турбина вращаться свободно. Если нет — произведите выравнивание кожуха NGV, изменив положение регулировочных гаек на трех винтах M3. Изменяйте наклон NGV, пока турбина не сможет свободно вращаться.

Эта деталь очень сложной формы. И когда другие детали могут быть (по крайней мере, теоретически) сделаны без использования точного оборудования, это невозможно. Что еще хуже, эта часть в наибольшей степени влияет на эффективность компрессора. Это означает, что тот факт, будет ли весь двигатель работать или нет, сильно зависит от качества и точности диффузора. Вот почему даже не пытайтесь сделать это вручную. Сделайте это на принтере.

Для удобства 3D-печати статор компрессора разделен на несколько частей. Вот файлы STL:

3D распечатать и собрать, как показано на фотографиях. Обратите внимание, что гайка с трубной резьбой 1/2″ должна быть прикреплена к центральному корпусу статора компрессора. Она используется для удержания втулки на месте. Гайка крепится с помощью 3х винтов М3. Шаблон, где просверлить отверстия в гайке:

Также обратите внимание на теплозащитный конус из алюминиевой фольги . Он используется для предотвращения размягчения частей PLA из-за теплового излучения от вкладыша сгорания. В качестве источника алюминиевой фольги здесь можно использовать любую банку из под пива.

Вам понадобится консервная банка длиной 145 мм и диаметром 100 мм. Лучше, если вы можете использовать банку с крышкой. В противном случае вам нужно будет установить NGV со ступицей на дно консервной банки, и у вас возникнут дополнительные проблемы со сборкой двигателя для обслуживанием.

Отрежьте одно дно консервной банки. В другом дне (или лучше в крышке) вырежьте круглое отверстие 52 мм. Затем нарежьте его кромку на сектора, как показано на фотографиях.

Вставьте сборку NGV в отверстие . Оберните сектора стальной проволокой плотно.

Сделайте кольцо из медной трубки (наружный диаметр 6 мм, внутренний диаметр 3,7 мм). Или лучше Вы можете использовать трубки из нержавеющей стали. Топливное кольцо должно плотно прилегать к внутренним компонентам вашей консервной банки. Припаяйте его.

Обратите внимание, что наличие так называемых «горячих точек» в выхлопе двигателя зависит практически исключительно от качества топливного кольца. Грязные или неровные отверстия, и в итоге вы получите двигатель, который просто разрушит себя при попытке запустить его.

Проверьте качество разбрызгивания топлива, поджигая его. Языки пламени должны быть равны друг другу.

После завершения установите топливную форсунку в корпус консервной банки.

Все, что вам нужно сделать на этом этапе, это собрать все части вместе. Если дела пойдут хорошо, проблем с этим не возникнет.

Замажьте крышку консервной банки термостойким герметиком, вы можете использовать силикатный клей с жаростойким наполнителем. Можно использовать графитовую пыль, стальной порошок и так далее.

После того, как двигатель собран, проверьте, свободно ли вращается его ротор. Если это так, сделайте предварительное испытание на огнестойкость. Используйте какой-нибудь достаточно мощный вентилятор, чтобы продуть воздухозаборник или просто вращайте вал с помощью dremel.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: на этом этапе вы не пытаетесь запустить двигатель! Единственная цель испытания на огнестойкость состоит в том, чтобы нагреть его и посмотреть, хорошо ли он ведет себя или нет. На этом этапе вы можете использовать баллон из бутана, который обычно используется для ручных горелок.

Вы можете запустить двигатель, либо вдувая воздух в него, либо вращая его вал каким-либо стартером. Будьте готовы сжечь несколько дисков NGV (и, возможно, турбины) при попытке запуска. (Вот почему на шаге 4 было рекомендовано сделать несколько резервных.) Как только вы освоитесь с двигателем, вы сможете без проблем запустить его в любое время.

Обратите внимание, что в настоящее время двигатель может служить в основном в образовательных и развлекательных целях. Но это полностью функциональный турбореактивный двигатель, способный вращаться до любых желаемых оборотов (в том числе и до само разрушающихся).

Не стесняйтесь улучшать и модифицировать дизайн для выполнения ваших целей. Прежде всего, вам понадобится более толстый вал, чтобы достичь более высоких оборотов и, следовательно, тяги. Второе, что нужно попробовать — это обернуть внешнюю поверхность двигателя металлической трубой — топливопроводом и использовать ее в качестве испарителя для жидкого топлива.

Здесь пригодится конструкция двигателя с горячей наружной стенкой. Еще одна вещь, о которой стоит подумать, это система смазки. В простейшем случае это может иметь форму маленькой бутылки с небольшим количеством масла и двумя трубами — одна труба для снятия давления с компрессора и направления его в баллон, а другая труба для направления масла из баллона под давлением и направления его в задняя балка.

Без смазки двигатель может работать только в течение от 1 до 5 минут в зависимости от температуры NGV (чем выше температура, тем меньше время работы). После этого Вам необходимо самостоятельно смазать подшипники. А с добавленной системой смазки двигатель может работать долго.

Двигатели для авиамоделей в Сыктывкаре: 509-товаров: бесплатная доставка, скидка-47% [перейти]

Партнерская программаПомощь

Сыктывкар

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Стройматериалы

Здоровье и красота

Текстиль и кожа

Электротехника

Детские товары

Продукты и напитки

Дом и сад

Вода, газ и тепло

Мебель и интерьер

Сельское хозяйство

Все категории

ВходИзбранное

Двигатели для авиамоделей

Пакет моющих присадок Gazoiler HITEC 6470 для бензиновых двигателей 125 мл / набор / присадка в бензиновое топливо / для автомобилей / автотовары и принадлежности / автохимия / товары для автомобиля / для машин