Модельные двигатели. Реактивный модельный двигатель
| Описание: | В книге рассматриваются различные двигатели, используемые на моделях. В ней приведены основные классификации двигателей поршневого типа и их конструктивные особенности, способы их форсирования, испытания, а также конструкции типичных модельных двигателей. Рассмотрены основные вопросы теории проектирования электрических двигателей и рассказано о двигателях, выпускаемых нашей промышленностью, об элементах питания электрических устройств. Даны необходимые сведения об изготовлении и эксплуатации резиномоторов. | Оглавление: | Введение [3]Первый раздел. Поршневые и реактивные двигатели [5] Глава I. Работа и виды микродвигателей [5] 1. Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания [5] 2. Конструктивное оформление модельных микродвигателей [8] 3. Калильные двигатели [10] 4. Компрессионные двигатели [12] Глава II. Характеристики и испытания двигателей [14] 5. Внешняя скоростная характеристика [15] 6. Дроссельные характеристики [17] 7. Ресурс двигателя [18] 8. Измерение мощности [20] 9. Стендовые испытания [24] Конструкция стенда [24] Работа стенда [29] 10. Летные испытания [31] Глава III. Топливные смеси для модельных двигателей [32] 11. Основные характеристики топлив, масел и присадок [32] 12. Методика составления топливных смесей [35] 13. Рецепты топливных смесей [36] Глава IV. Конструктивные особенности модельных двигателей [39] 14. Схемы продувок [39] 15. Конструкции поршневых групп [40] 16. Схемы впусков рабочей смеси [43] 17. Конструкция калильных свечей [43] Глава V. Конструкции модельных двигателей [51] 18. Конструкционные элементы микродвигателей [51] 19. Спортивные микродвигатели [54] Двигатель МК-16 [54] Двигатель МК-12В [65] Двигатель МД-2,5 «Метеор» [69] Двигатель «ЦСКАМ-1» [71] Двигатель MVVS-2,5 RL [75] Двигатель МД-5 «Комета» [79] Двигатель «Полет» [81] Двигатель МАИ-10 [84] Двигатель МАИ-25 [86] 20. Новые спортивные двигатели [88] Двигатель TWA-15 [88] Двигатель «Kosmic» K-15 [91] Двигатель «Rossi» R-15 [93] 21. Специальные двигатели [94] Двигатель Сох Pee Vee [94] Двигатель Vankel [97] 22. Реактивные двигатели [100] Модельный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель [100] Миниатюрный турбореактивный двигатель [102] Глава VI. Основные способы форсирования двигателей [103] 23. Влияние степени сжатия [104] 24. Влияние газораспределения на мощность двигателя [105] 25. Использование резонансных явлений на выпуске для увеличения мощности [107] 26. Использование специальных материалов и сплавов [108] 27. Технологические и конструктивные доработки [111] Двигатель МД-5 «Комета» [111] Двигатель МД-2,5 «Метеор» [116] Двигатель радиоуправляемой модели самолета [117] 28. Некоторые рекомендации по ремонту модельных двигателей [121] Глава VII. Применение микродвигателей [122] 29. Применение двигателей в авиамоделизме [122] 30. Применение двигателей на автомоделях [126] 31. Использование двигателей на морских моделях [128] Глава VIII. Топливные баки [131] 32. Топливные баки для авиационных моделей [131] Бак для пилотажной модели [131] Бак для скоростной модели [135] Бак с подачей топлива самотеком [137] Бак с поплавковой камерой [137] Бак для скоростных, таймерных моделей и моделей «воздушного боя» [138] 33. Топливный бак для морских и автомобильных моделей [140] 34. Общие указания по монтажу трубопроводов [140] 35. Топливные фильтры [141] 36. Материалы для изготовления топливных баков [142] 37. Расчет емкости топливных баков [143] Расчет объема баков прямоугольной формы [144]Второй раздел. Электродвигатели [145] Глава I. Общая теория электродвигателей [145] 1. Применение электродвигателей в моделизме [145] 2. Принцип действия электродвигателей постоянного тока [146] 3. Устройство электродвигателя и назначение его основных узлов [148] 4. Характеристики электродвигателей и регулирование числа оборотов [153] 5. Потери энергии и к. п. д. электродвигателей [156] 6. Пересчет обмоток электродвигателя постоянного тока на другое напряжение и на другую скорость вращения [157] Глава II. Изготовление и эксплуатация электродвигателей [160] 7. Изготовление якоря [160] 8. Изготовление коллектора, щеткодержателей и щеток [162] 9. Выполнение обмотки [165] 10. Изготовление корпуса, полюсных наконечников и общая сборка [169] 11. Эксплуатация электродвигателей постоянного тока [171] Глава III. Электродвигатели, выпускаемые промышленностью [173] 12. Электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов [173] 13. Электродвигатели постоянного тока с возбуждением от электромагнитов [179] Глава IV. Использование электрических двигателей в авиа-, судо-, автомоделизме [182] 14. Электродвигатели в рулевых машинках радиоуправляемых моделей [182] 15. Применение электродвигателей в авиамоделизме [186] 16. Использование электрических двигателей на моделях судов и автомобилей [191] Глава V. Питание электрических устройств и электродвигателей [194] 17. Виды устройств питания [194] 18. Принцип работы устройств питания [194] Батареи сухих элементов [194] Аккумуляторы [195] Трансформаторы [201]Третий раздел. Резиномоторы [204] Глава I. Общие сведения о резиномоторах [204] 1. Применение резиномоторов на моделях [204] 2. Общие сведения о резине [205] 3. Расчет параметров резиномотора [208] 4. Изготовление резиномоторов [213] Глава II. Эксплуатация и ремонт резиновых двигателей [215] 5. Установка резиномоторов [215] 6. Эксплуатация резиномотора [217] 7. Ремонт резиновых двигателей в полевых условиях [218]Четвертый раздел. Воздушные и гребные винты [219] Глава I. Подбор воздушных и гребных винтов для авиационных и морских моделей [219] 1. Основные понятия о воздушном винте [219] 2. Подбор винта для авиамодели [221] 3 Расчет параметров гребного винта [224] 4. Изготовление гребных винтов [230]Использованная литература [234] |
www.nehudlit.ru
Модельные двигатели
В этой, весьма полезной, книжке для моделистов - конструкторов преподносятся сведения о разного рода двигателях, которые используются в моделестроении. В книге изложены сведения об основных классификациях ДВС поршневых типов и их конструктивных отличий, способах форсирования двигателей, их стендовых испытаний,
а также сама конструкция типичного модельного двигателя. Рассматриваются теоретические задачи по проектированию.Про поршневой и реактивный двигатель:1. Виды двигателей и их работа, страница №5.
3. Про топливную смесь для модельного двигателя, страница №32. 4. Про конструктивные особенности модельных микродвигателей, страница №39. 
5. Про саму конструкцию модельного микродвигателя, страница №51.
6. Про основные методы в форсировании микродвигателей, страница №103.7. Места по применению микродвигателей, страница №122.
2. Про изготовление и эксплуатацию микродвигателей, страница №160.3. Про электродвигатели, выпускаемые отечественной промышленностью, страница №173.4. Как используются электрические двигатели в авиамоделизме,
судомоделизме
и автомоделизме, страница №182.Про резиновые моторы:1. Общие вопросы о резиновых двигателях, страница №204.2. Про эксплуатацию и ремонт резиномоторов, страница №215.
Про воздушные и гребные винты:1. Как правильно подобрать воздушный и гребной винты для авиа - и речной моделей, страница №219.
Скачать или читать онлайн
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Модельные двигатели — Юнциклопедия
Модельными называют двигатели, которые применяют для запуска моделей или отдельных их частей. Они бывают резиновые, поршневые, электрические и реактивные. Благодаря им современные модели покрывают расстояния в сотни и тысячи метров.
Резиновые двигатели, или резиномоторы, наиболее просты в изготовлении и эксплуатации. Их часто ставят на авто-, судо- и авиамоделях. Резиновый двигатель представляет собой жгут из одной или нескольких резиновых нитей. Один конец резинового двигателя закрепляется неподвижно на модели, а другой надевается на ось движителя: воздушный винт авиамоделей, водяной винт судомоделей, колеса или гусеницы моделей транспортной техники. Действие резинового двигателя основано на свойстве резиновой ленты запасать при растягивании потенциальную энергию и возвращать её в виде кинетической энергии, вращающей движитель модели. Энергия резинового двигателя зависит от сорта резины, длины, сечения жгута. Чем длиннее резиновый жгут (при одинаковом сечении), тем больше энергия двигателя и тем дольше он работает.
Масса резиновых двигателей меняется от нескольких граммов (на комнатных авиамоделях) до 40 г на спортивных авиамоделях чемпионатного класса категории F‑1‑B (см. Авиамоделизм).
В судо‑ и автомоделях для повышения энергоотдачи резинового двигателя используют редукторы (см. Механизм). Чтобы резиновые двигатели работали дольше, ставят на модель сразу несколько двигателей, последовательно соединяя их с помощью зубчатых колес.
Поршневые двигатели, применяемые для привода моделей, можно разделить на пневматические и двигатели внутреннего сгорания.
Пневматические двигатели представляют собой поршневую машину, «топливом» для которой служит сжатый воздух или углекислый газ, находящийся в специальном баллоне. Пневматические двигатели имеют ряд преимуществ перед двигателями внутреннего сгорания. Они работают почти бесшумно, им не нужны горючие вещества, они не выделяют вредных выхлопных газов, просты в эксплуатации.
Пневматический модельный двигатель.На рисунке показана конструкция пневматического двигателя, работающего на углекислом газе с заправкой от баллончика бытового сифона. Его сконструировал мастер спорта Н. К. Шкаликов. Основная деталь двигателя — картер 1, гильза, в верхней части которой расположен впускной клапан 6. Трубопроводы 8 и 10 соединяют двигатель с баком и заправочным клапаном 11. С помощью заправочного устройства углекислый газ из баллончика сифона через клапан 11, заполняя бак 9, начинает испаряться и создает избыточное давление в трубопроводах. При вращении вала двигателя толкатель 5 открывает клапан 6 и впускает газ в надпоршневое пространство. Расширяясь, углекислый газ смещает поршень вниз, клапан 6 закрывается, а газ, продолжая расширяться, совершает работу по перемещению поршня вниз и выходит в атмосферу через выпускные окна 7. По инерции поршень проходит нижнюю мертвую точку и при подходе к верхней мертвой точке вновь открывает впускной клапан. Цикл повторяется.
Одного баллончика от сифона достаточно на 3–4 полных заправки бака. Продолжительность работы двигателя достигает 2,5 мин. Такой двигатель можно поставить на комнатную модель‑копию самолета или любую другую.
Двигатели внутреннего сгорания, применяющиеся для запуска моделей, имеют малый рабочий объем цилиндра (литраж). Чтобы сравнивать характеристики модельных двигателей внутреннего сгорания, их делят на категории в зависимости от максимального рабочего объема цилиндра: двигатели с рабочим объемом цилиндра до 1,5 см3; до 2,5 см3; до 5 см3; до 10 см3.
По способу воспламенения топливо‑воздушной смеси модельные поршневые двигатели внутреннего сгорания разделяют на компрессионные и калильные.
В компрессионных двигателях топливо‑воздушная смесь в цилиндре двигателя воспламеняется от большой температуры при её сжатии. Особенность конструкции таких микродвигателей — наличие контрпоршня. Чтобы подобрать оптимальную степень сжатия, положение контрпоршня в цилиндре двигателя можно менять, используя регулировочный винт.
Компрессионные двигатели, хотя и развивают несколько меньшую мощность по сравнению с калильными, проще в эксплуатации. Но это преимущество пропадает при рабочем объеме цилиндра более 5 см3. Все двигатели с большим рабочим объемом, как правило, с калильным зажиганием. Компрессионные двигатели рекомендуются начинающим моделистам.
Компрессионный двигатель МК‑17 «Юниор» прост в эксплуатации. Конструкцию двигателя разработал старейший советский авиамоделист, мастер спорта, неоднократный чемпион В. И. Петухов.
Двигатель МК‑12В — самый распространенный, он выпускается с 1956 г. и предназначен для широкого круга моделистов. Его устанавливают на самодвижущихся моделях самолетов, глиссеров, автомобилей, аэросаней и других моделях.
Компрессионный двигатель КМД‑2,5 имеет трехканальную продувку, двухконусный профиль гильзы и изготовлен из высококачественных материалов. Он достаточно мощный, стабильный в работе, экономичный, легко запускается. Устанавливают его на гоночных моделях самолетов. Однако этот двигатель можно с успехом применять на кордовых, тренировочных, пилотажных и таймерных авиамоделях, а также на моделях других спортивных классов.
Калильные двигатели свое название получили из‑за установленной в камере сгорания двигателя калильной свечи. Спираль калильной свечи во время запуска накаливают источником постоянного или переменного тока до светло‑красного свечения. Раскаленная спираль зажигает топливо‑воздушную смесь в цилиндре, и двигатель начинает работать. После запуска источник тока отключают, и двигатель продолжает работать самостоятельно.
Наиболее распространенный двигатель с калильным зажиганием — МД‑2,5 «Метеор». Его ставят на скоростные, таймерные модели самолетов, скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
Двигатель МД‑5 «Комета» с калильным зажиганием — самый распространенный двигатель этой категории. Его устанавливают на кордовые пилотажные, модели‑копии и радиоуправляемые модели самолетов, а также на скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
К классу калильных двигателей относится двигатель «Радуга‑7», предназначенный для сравнительно больших моделей самолетов и судов. Двигатели типа «Радуга» устанавливают на пилотажные, радиоуправляемые и модели‑копии самолетов, на модели глиссеров, автомобилей и др.
Электрические двигатели малой мощности (микроэлектродвигатели) применяются для запуска моделей автомобилей, судов, самолетов, а также в различных автоматических и телеуправляемых устройствах. Основной тип модельных электродвигателей — электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Они выпускаются мощностью от десятых долей до десятков ватт.
В авиамоделях электрические двигатели устанавливают в рулевых машинках радиоуправляемых моделей и в системах привода механизмов кордовых моделей‑копий. Тренировочную кордовую модель можно оснастить электрическим двигателем и электропитание подавать через изолированные корды. Такую модель можно запускать в любом достаточно большом помещении, так как она бесшумна и не дает отработанных газов. Размеры моделей зависят от электродвигателя. Наиболее подходящи микродвигатели, масса которых не превышает 20 г, например ДК‑5–19. Конструкция моделей с электродвигателем отличается от конструкций кордовых моделей с механическими двигателями только уменьшенными сечениями.
Если вы устанавливаете электрический двигатель на плавающую модель, то следует позаботиться о его герметичности. Электродвигатель станет водоустойчивым, если покрыть его корпус слоем лака или парафина, а в местах выхода вала нанести густую смазку. Батареи и аккумуляторы легко защитить от влаги, завернув их в полиэтиленовую пленку.
На простейших моделях судов редукторы обычно не применяют. Вот как устроен электродвигатель, который устанавливают на морскую модель. Гребной винт, закрепленный на валу через соединительную муфту, связан с валом электродвигателя, который укреплен на ложементе с выемкой по форме двигателя с помощью хомутов винтами. Гребной вал выходит из корпуса через дейвуд и поддерживается кронштейном. В качестве соединительной муфты используется пружина.
Реактивные двигатели. Первым реактивным двигателем, который в нашей стране выпускался серийно в 60‑х гг. для моделей, был воздушно‑реактивный двигатель РАМ‑1. Он применялся для запуска кордовых скоростных моделей и моделей глиссеров.
Примером турбореактивного модельного двигателя может служить двигатель «Турбокрафт». Он имеет все те же узлы, что и большие двигатели. На входе двигателя установлен одноступенчатый компрессор, сгорание смеси происходит в 8 камерах. Ротор имеет одноступенчатую осевую турбину, за которой расположена форсажная камера. Масса двигателя — 0,625 кг, статическая тяга — 36 Н, на форсаже — 45 Н. Запуск осуществляется электростартером. Расход топлива около 150 г/мин, длина — 300 мм, а диаметр — 70 мм.
yunc.org
Модель двухконтурного реактивного двигателя
Изобретение относится к области аэродинамических испытаний, а именно к установкам для исследования попадания посторонних частиц в воздухозаборник летательного аппарата. Модель двухконтурного реактивного двигателя состоит из цилиндрического корпуса и расположенной внутри него цилиндрической обечайки, имитирующей разделение входного потока на внешний и внутренний контуры. Носовая часть корпуса выполнена с обводами, идентичными обводам мотогондолы и воздухозаборника. На переднем торце обечайки установлен кок двигателя. Хвостовые торцы корпуса и обечайки перекрыты установленными с зазором друг относительно друга наклонными сепарационными сетками. Модель двигателя снабжена двумя накопительными устройствами, помещенными одно в другом. Верхний торец внешнего накопительного устройства соединен с корпусом, а верхний торец внутреннего накопительного устройства соединен с обечайкой, при этом их нижние торцы перекрыты съемными крышками. В носовой части корпуса размещено окно, выполненное с возможностью проведения через него видео-, или кино-, или фотосъемки, при этом кок и обечайка покрашены матовой краской. Изобретение позволяет производить оценку общей массы посторонних предметов, попавших в воздушно-реактивный двигатель, при движении по взлетно-посадочной полосе, а также фиксировать места соударения частиц песка с внутренней поверхностью модели. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области аэродинамических испытаний, а именно к установкам для исследования попадания посторонних частиц в воздухозаборник летательного аппарата.
Известны различные устройства для аэродинамических испытаний двухконтурных воздушно-реактивных двигателей, являющиеся аналогами заявляемого изобретения.
Известна модель смесительного устройства двухконтурного газотурбинного двигателя (авторское свидетельство SU 793094 A1, G01M 15/00, опубл. 10.11.2005). Модель содержит гофрированный корпус, гофры которого образуют каналы, сообщающие в поочередном порядке наружный контур с внутренним и внутренний контур с наружным. Гофры со стороны наружного контура имеют в зоне вершины разъем и их одноименные стороны попарно соединены с возможностью относительного перемещения при помощи приводного механизма. Это устройство модели не обеспечивает возможность исследования попадания посторонних частиц в воздухозаборник двухконтурного реактивного двигателя.
Известна модель смесителя потоков (авторское свидетельство SU 862680, G01M 15/00, 10.11.2005). Модель смесителя потоков, преимущественно двухконтурных турбореактивных двигателей, содержит корпус, выполненный в виде тела вращения и имеющий смесительные окна. В корпусе, в зоне расположения окон, укреплены с возможностью поворота пластины, выполненные с профильными отверстиями, форма которых соответствует форме окон.
Известна аэродинамическая модель летательного аппарата с воздушно-реактивным двигателем (патент RU 2287140 С2, G01M 9/08, 10.11.2006). Модель содержит державку, обтекатель державки, расходомерное сопло, расположенное в выходном участке проточного канала. Расходомерное сопло содержит дроссель, выполненный в форме цилиндра с присоединенной к нему половиной эллипсоида вращения и закрепленный на узле механизма изменения углов атаки и скольжения, не связанном с аэродинамическими весами. На обтекателе державки, на которой модель установлена на аэродинамических весах, на дросселе закреплены насадки полного и статического давлений с приемными отверстиями в вертикальной плоскости. Перед дросселем закреплен приемник температуры торможения и приемники статического давления на выходе из расходомерного сопла. Насадки полного и статического давлений и приемники статического давления соединены с соответствующими измерительными приборами дренажными трубками. Данная модель направлена на повышение точности измерения внешнего сопротивления аэродинамической модели летательного аппарата с воздушно-реактивным двигателем при гиперзвуковых скоростях. Известны также и другие способы и устройства для аэродинамических испытаний двигателей (US 3835703, JP 62005145, JP 2002022597, JP 8054334, DE 19902573, US 6276217).
Известные аналоги предназначены для визуализации турбулентных и/или ламинарных потоков в газообразной среде либо для исследования течений в двухконтурных реактивных двигателях. Они не предназначены для исследования попадания частиц песка или других посторонних предметов во внутренний объем двигателя при взаимодействии набегающего потока с моделью мотогондолы и воздухозаборника двигателя, расположенной над поверхностью взлетно-посадочной полосы, и изучения распределения попадания посторонних предметов во внешний и внутренний контуры реактивного двигателя. Вместе с тем такие исследования и такие оценки необходимы для получения рекомендаций при проектировании воздухозаборных устройств.
Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является разработка устройства модели двухконтурного реактивного двигателя для аэродинамических испытаний по исследованию попадания посторонних предметов при движении самолета по взлетно-посадочной полосе, позволяющего проводить оценку как общей массы посторонних предметов, попавших в двигатель, так и оценку массы посторонних предметов, попавших во внутренний и наружный контуры воздушно-реактивного двигателя.
Поставленная задача решается за счет того, что модель двухконтурного реактивного двигателя состоит из цилиндрического корпуса и расположенной внутри него цилиндрической обечайки, имитирующей разделение входного потока на внешний и внутренний контуры. При этом носовая часть корпуса выполнена с обводами, идентичными обводам мотогондолы и воздухозаборника. На переднем торце обечайки установлен кок двигателя. Хвостовые торцы корпуса и обечайки перекрыты установленными с зазором друг относительно друга наклонными сепарационными сетками. Модель двигателя снабжена двумя накопительными устройствами, помещенными одно в другое, причем верхний торец внешнего накопительного устройства соединен с корпусом, а верхний торец внутреннего накопительного устройства соединен с обечайкой, при этом их нижние торцы перекрыты съемными крышками.
Накопительные устройства могут быть выполнены в виде цилиндров, причем на внутреннем накопительном устройстве с наветренной стороны может быть размещен рассекатель потока.
Кроме того, в носовой части корпуса может быть размещено окно, выполненное с возможностью проведения через него видео-, или кино-, или фотосъемки, при этом кок и обечайка покрашены краской, причем кок и обечайка могут быть покрашены разной краской.
На входе в каждый контур модели двигателя могут быть размещены приемники давления.
Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение получения в ходе аэродинамических испытаний оценки как общей массы посторонних предметов, попавших в воздушно-реактивный двигатель, при движении по взлетно-посадочной полосе, так и массы частиц, попавших во внутренний и наружный контуры двигателя. Кроме того, техническое решение позволяет изучить траекторию движения частиц в зоне их отражения от конической поверхности кока, а также фиксацию места соударения частиц песка с внутренней поверхностью модели.
Изобретение поясняется чертежами:
фиг.1 - схема модели двухконтурного реактивного двигателя;
фиг.2 - разрез А-А;
фиг.3 - разрез Б-Б;
фиг.4 - разрез В-В;
фиг.5 - разрез Г-Г;
фиг.6 - разрез Д-Д;
фиг.7, 8 - схема расположения окна на корпусе модели.
Заявленное техническое решение модели двухконтурного реактивного двигателя устроено следующим образом.
Модель двухконтурного реактивного двигателя содержит цилиндрический корпус 1, имитирующий мотогондолу с воздухозаборником. Как вся модель, так и носовая часть корпуса, имитирующая мотогондолу с воздухозаборником, могут быть выполнены в масштабе 1:6.
Кроме того, модель двигателя содержит кок двигателя 2; прозрачное окно 14; цилиндрическую обечайку 10, имитирующую разделение внешнего 7 и внутреннего 8 контуров двигателя; сепарационную сетку 4 на выходе внешнего контура двигателя, задерживающую попавший во внешний контур песок; накопительное устройство (пескосборник) 6 внешнего контура, в который направляется песок с сепарационной сетки 4; сепарационную сетку 3 на выходе внутреннего контура двигателя, задерживающую попавший во внутренний контур песок; накопительное устройство (пескосборник) 5 внутреннего контура, в который направляется песок с сепарационной сетки 3; съемные крышки внутреннего накопительного устройства 11 и внешнего накопительного устройства 12. Внутренние полости накопительных устройств могут быть соединены с нижними торцами сепарационных сеток наклонными соединительными каналами, как показано на фиг.1. На корпусе модели расположены крепежные элементы 13. На входе в каждый контур модели двигателя размещены приемники давления (на чертеже не показаны). В носовой части корпуса (как показано на фиг.7, 8) может быть размещено окно, выполненное с возможностью проведения через него видео-, или кино-, или фотосъемки. Кок и обечайка модели покрашены краской, причем кок и обечайка могут быть покрашены разной краской. Накопительные устройства 5, 6 могут быть выполнены в виде цилиндров. На внутреннем накопительном устройстве расположен рассекатель потока 9.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Модель крепится на посадочное место стенда и сообщается с его эжекторной системой, обеспечивающей просос воздуха через воздухозаборнк. В ходе испытаний изменяется расход воздуха, протекающего через воздухозаборник, в соответствии с моделируемым режимом. С помощью специальной вентиляторной установки стенда имитируется внешний поток (ветер) различной скорости, направленности и различной степени неравномерности. Песок насыпают непосредственно на экран под входом в воздухозаборник. В качестве твердых частиц используется промытый речной песок, просеянный на калибрующих ситах. Испытания проводятся при угле обдува модели внешним потоком воздуха, создаваемым вентиляторной установкой, от 0° до 90° при различных расходах воздуха через воздухозаборник модели и различных скоростях внешнего потока.
При прососе воздуха через воздухозаборник и имитации внешнего потока ветра песок попадает в воздухозаборник. Кок и цилиндрическая обечайка делят поток на поток внешнего и внутреннего контуров.
Рассекатель потока, установленный с наветренной стороны на внутреннем накопительном устройстве, снижает аэродинамическое сопротивление внешнего контура модели.
Частицы песка, попавшие во внешний и внутренний контуры, задерживаются сепарационными сетками на выходе из контуров и затем попадают в соответствующие накопительные устройства. После окончания испытаний производится съем крышки внешнего накопительного устройства и взвешивается песок, попавший во внешний контур двигателя. Затем снимается крышка внутреннего накопительного устройства и определяется масса песка. Таким образом, может быть оценена масса песка, попавшего во внутренний и внешний контуры, и общая масса песка, попавшего в воздухозаборник.
Сравнение суммарной массы песка, попавшего в накопительные устройства, с массой песка, оставшегося на экране, позволяет определить соотношение количества песка, поднятого с поверхности экрана, и количества песка, оказавшегося в воздухозаборнике.
При размещении приемников давления в носовой части контуров может быть оценено как статическое, так и динамическое давление на входе во внешний и внутренний контуры.
Наличие прозрачного окна на боковой поверхности модели при окрашивании песка, например, флуоресцирующей краской позволяет визуализировать движение частиц песка внутри воздухозаборника.
Динамическая визуализация процесса движения песка в модели воздухозаборника может быть зафиксирована киносъемкой или цифровыми видеозаписывающими системами. При использовании цифровых видеозаписывающих систем регистрация изображения осуществляется на персональном компьютере, к которому подсоединяется цифровая видеокамера.
В целях получения изображения необходимо обеспечить минимальные отражающие свойства стенок канала и других элементов конструкции модели воздухозаборника. Это достигается применением матовой черной краски для покрытия внутренних поверхностей модели (фона). Зеленое свечение частиц на темном фоне (при использовании ультрафиолетового источника света) позволяет получить хороший экспериментальный материал для дальнейшей обработки.
В качестве источника света применяется ультрафиолетовый источник или импульсный лазер с цилиндрической фокусирующей системой, что обеспечивает получение высокой яркости свечения частиц в узкой (по ширине) зоне наблюдения с минимальным контактом лазерного света с боковыми стенками канала. Возможно также использование лазерных источников непрерывного излучения.
Полученные результаты позволяют получить качественную и количественную характеристику взаимодействия воздухозаборника и твердых частиц, находящихся на поверхности ВПП. Полученные данные могут использоваться при проектировании воздухозаборных устройств.
1. Модель двухконтурного реактивного двигателя, состоящая из цилиндрического корпуса и расположенной внутри него цилиндрической обечайки, имитирующей разделение входного потока на внешний и внутренний контуры, при этом носовая часть корпуса выполнена с обводами, идентичными обводам мотогондолы и воздухозаборника, а на переднем торце обечайки установлен кок двигателя, причем хвостовые торцы корпуса и обечайки перекрыты установленными с зазором относительно друг друга наклонными сепарационными сетками, кроме того, модель двигателя снабжена двумя накопительными устройствами, помещенными одно в другом, причем верхний торец внешнего накопительного устройства соединен с корпусом, а верхний торец внутреннего накопительного устройства соединен с обечайкой, при этом их нижние торцы перекрыты съемными крышками.
2. Модель двухконтурного реактивного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что на входе в каждый контур модели двигателя размещены приемники давления.
3. Модель двухконтурного реактивного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что в носовой части корпуса размещено окно, выполненное с возможностью проведения через него видео-, или кино-, или фотосъемки, при этом кок и обечайка покрашены матовой краской.
4. Модель двухконтурного реактивного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что накопительные устройства выполнены в виде цилиндров, причем на внутреннем накопительном устройстве с наветренной стороны размещен рассекатель потока.
5. Модель двухконтурного реактивного двигателя по п.3, отличающаяся тем, что кок и обечайка покрашены разной краской.
www.findpatent.ru
ДВИГАТЕЛИ МОДЕЛЬНЫЕ
Модельными называют двигатели, которые применяют для запуска моделей или отдельных их частей. Они бывают резиновые, поршневые, электрические и реактивные. Благодаря им современные модели покрывают расстояния в сотни и тысячи метров.
Резиновые двигатели, или резиномоторы, наиболее просты в изготовлении и эксплуатации. Их часто ставят на авто-, судо- и авиамоделях. Резиновый двигатель представляет собой жгут из одной или нескольких резиновых нитей. Один конец резинового двигателя закрепляется неподвижно на модели, а другой надевается на ось движителя: воздушный винт авиамоделей, водяной винт судомоделей, колеса или гусеницы моделей транспортной техники. Действие резинового двигателя основано на свойстве резиновой ленты запасать при растягивании потенциальную энергию и возвращать ее в виде кинетической энергии, вращающей движитель модели. Энергия резинового двигателя зависит от сорта резины, длины, сечения жгута. Чем длиннее резиновый жгут (при одинаковом сечении), тем больше энергия двигателя и тем дольше он работает.
Масса резиновых двигателей меняется от нескольких граммов (на комнатных авиамоделях) до 40 г на спортивных авиамоделях чемпионатного класса категории F-1-B (см. Авиамоделизм).
В судо- и автомоделях для повышения энергоотдачи резинового двигателя используют редукторы (см. Механизм). Чтобы резиновые двигатели работали дольше, ставят на модель сразу несколько двигателей, последовательно соединяя их с помощью зубчатых колес.
Поршневые двигатели, применяемые для привода моделей, можно разделить на пневматические и двигатели внутреннего сгорания.
Пневматические двигатели представляют собой поршневую машину, «топливом» для которой служит сжатый воздух или углекислый газ, находящийся в специальном баллоне. Пневматические двигатели имеют ряд преимуществ перед двигателями внутреннего сгорания. Они работают почти бесшумно, им не нужны горючие вещества, они не выделяют вредных выхлопных газов, просты в эксплуатации.
На рисунке показана конструкция пневматического двигателя, работающего на углекислом газе с заправкой от баллончика бытового сифона. Его сконструировал мастер спорта СНГ Н. К. Шкаликов. Основная деталь двигателя — картер /, где находятся коленчатый вал и шатун с поршнем . В картер на резьбе ввинчена гильза, в верхней части которой расположен впускной клапан . Трубопроводы соединяют двигатель с баком и заправочным клапаном //. С помощью заправочного устройства углекислый газ из баллончика сифона через клапан заполняя бак, начинает испаряться и создает избыточное давление в трубопроводах. При вращении вала двигателя толкатель открывает клапан и впускает газ в надпоршневое пространство. Расширяясь, углекислый газ смещает поршень вниз, клапан закрывается, а газ, продолжая расширяться, совершает работу по перемещению поршня вниз и выходит в атмосферу через выпускные окна . По инерции поршень проходит нижнюю мертвую точку и при подходе к верхней мертвой точке вновь открывает впускной клапан. Цикл повторяется.
Одного баллончика от сифона достаточно на 3—4 полных заправки бака. Продолжительность работы двигателя достигает 2,5 мин. Такой двигатель можно поставить на комнатную модель-копию самолета или любую другую.
Двигатели внутреннего сгорания, применяющиеся для запуска моделей, имеют малый рабочий объем цилиндра (литраж). Чтобы сравнивать характеристики модельных двигателей внутреннего сгорания, их делят на категории в зависимости от максимального рабочего объема цилиндра: двигатели с рабочим объемом цилиндра до 1,5 см3; до 2,5 см3; до 5 см3; до 10 см3.
По способу воспламенения топливо-воздушной смеси модельные поршневые двигатели внутреннего сгорания разделяют на компрессионные и калильные.
В компрессионных двигателях топливо-воздушная смесь в цилиндре двигателя воспламеняется от большой температуры при ее сжатии. Особенность конструкции таких микро- двигателей — наличие контрпоршня. Чтобы подобрать оптимальную степень сжатия, положение контрпоршня в цилиндре двигателя можно менять, используя регулировочный винт.
Компрессионные двигатели, хотя и развивают несколько меньшую мощность по сравнению с калильными, проще в эксплуатации. Но это преимущество пропадает при рабочем объеме цилиндра более 5 см3. Все двигатели с большим рабочим объемом, как правило, с калильным зажиганием. Компрессионные двигатели рекомендуются начинающим моделистам.
Компрессионный двигатель МК-17 «Юниор» прост в эксплуатации. Конструкцию двигателя разработал старейший советский авиамоделист, мастер спорта, неоднократный чемпион СНГ В. И. Петухов.
Двигатель МК-12В — самый распространенный, он выпускается с 1956 г. и предназначен для широкого круга моделистов. Его устанавливают на самодвижущихся моделях самолетов, глиссеров, автомобилей, аэросаней и других моделях.
Компрессионный двигатель КМД-2,5 имеет трехканальную продувку, двухконусный профиль гильзы и изготовлен из высококачественных материалов. Он достаточно мощный, стабильный в работе, экономичный, легко запускается. Устанавливают его на гоночных моделях самолетов. Однако этот двигатель можно с успехом применять на кордовых, тренировочных, пилотажных и таймерных авиамоделях, а также на моделях других спортивных классов.
Калильные двигатели свое название получили из-за установленной в камере сгорания двигателя калильной свечи. Спираль калильной свечи во время запуска накаливают источником постоянного или переменного тока до светло-красного свечения. Раскаленная спираль зажигает топливо-воздушную смесь в цилиндре, и двигатель начинает работать. После запуска источник тока отключают, и двигатель продолжает работать самостоятельно.
Наиболее распространенный двигатель с калильным зажиганием — МД-2,5 «Метеор». Его ставят на скоростные, таймерные модели самолетов, скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
Двигатель МД-5 «Комета» с калильным зажиганием — самый распространенный двигатель этой категории. Его устанавливают на кордовые пилотажные, модели-копии и радиоуправляемые модели самолетов, а также на скоростные модели судов и гоночные модели автомобилей.
К классу калильных двигателей относится двигатель «Радуга-7», предназначенный для сравнительно больших моделей самолетов и судов. Двигатели типа «Радуга» устанавливают на пилотажные, радиоуправляемые и модели-копии самолетов, на модели глиссеров, автомобилей и др.
Электрические двигатели малой мощности (микроэлектродвигатели) применяются для запуска моделей автомобилей, судов, самолетов, а также в различных автоматических и телеуправляемых устройствах. Основной тип модельных электродвигателей — электродвигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Они выпускаются мощностью от десятых долей до десятков ватт.
В авиамоделях электрические двигатели устанавливают в рулевых машинках радиоуправляемых моделей и в системах привода механизмов кордовых моделей-копий. Тренировочную кордовую модель можно оснастить электрическим двигателем и электропитание подавать через изолированные корды. Такую модель можно запускать в любом достаточно большом помещении, так как она бесшумна и не дает отработанных газов. Размеры моделей зависят от электродвигателя. Наиболее подходящи микродвигатели, масса которых не превышает 20 г, например ДК-5-19. Конструкция моделей с электродвигателем отличается от конструкций кордовых моделей с механическими двигателями только уменьшенными сечениями.
Если вы устанавливаете электрический двигатель на плавающую модель, то следует позаботиться о его герметичности. Электродвигатель станет водоустойчивым, если покрыть его корпус слоем лака или парафина, а в местах выхода вала нанести густую смазку. Батареи и аккумуляторы легко защитить от влаги, завернув их в полиэтиленовую пленку.
На простейших моделях судов редукторы обычно не применяют. Вот как устроен электродвигатель, который устанавливают на морскую модель. Гребной винт, закрепленный на валу через соединительную муфту, связан с валом электродвигателя, который укреплен на ложементе с выемкой по форме двигателя с помощью хомутов винтами. Гребной вал выходит из корпуса через дейвуд и поддерживается кронштейном. В качестве соединительной муфты используется пружина.
Реактивные двигатели. Первым реактивным двигателем, который в нашей стране выпускался серийно в 60-х гг. для моделей, был воздушно-реактивный двигатель РАМ-1. Он применялся для запуска кордовых скоростных моделей и моделей глиссеров.
Примером турбореактивного модельного двигателя может служить двигатель «Тур-бокрафт». Он имеет все те же узлы, что и большие двигатели. На входе двигателя установлен одноступенчатый компрессор, сгорание смеси происходит в 8 камерах. Ротор имеет одноступенчатую осевую турбину, за которой расположена форсажная камера. Масса двигателя — 0,625 кг, статическая тяга — 36 Н, на форсаже — 45 Н. Запуск осуществляется электростартером. Расход топлива около 150 г/мин, длина — 300 мм, а диаметр — 70 мм.
Чтобы избавиться от трения, резиномотор смазывают глицерином, касторовым маслом, смесью глицерина и жидкого мыла или силиконовой смазкой. Смазанный жгут складывают в несколько раз, надевают на пучок резиновое колечко и укладывают в коробку.
На соревнованиях резиномотор заводят с помощью дрели, в патрон которой вставлен крюк. Делают это обычно вдвоем: один закручивает жгут, другой держит модель.
enciklopediya-tehniki.ru
