DIY航模脈沖式噴汽發(fā)動機(jī)

脈沖式噴氣發(fā)動機(jī)構(gòu)造簡潔，加工便利，并比一般內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)高的

燃燒效，因此適用于各種航空，海模，車輛模中。你也可以自己設(shè)計

做成噴氣助動車輛。本手冊將從原理開頭，教你如何打造出自己的噴氣

發(fā)動機(jī)。

原理構(gòu)造介紹

脈動噴氣發(fā)動機(jī)

脈動噴氣發(fā)動機(jī)工作時，首先把壓縮空氣打入單向閥門，或使發(fā)動

機(jī)在空中運(yùn)動，這時便有氣流進(jìn)入燃燒室，然后油咀噴油，火花塞點(diǎn)

火燃燒。這時長尾噴管在燃?xì)鈬姵龊?，由于燃?xì)饬鞯膽T性作用，雖然

燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)同外面大氣的壓強(qiáng)相等，仍會連續(xù)向外噴，所以在燃

燒室內(nèi)造成空氣淡薄的現(xiàn)象，使壓強(qiáng)顯著降低到小于大氣壓，于是空

氣再次翻開單向活門流入燃燒室，噴油點(diǎn)火燃燒，開頭其次個循環(huán)。這

樣周而復(fù)始，發(fā)動機(jī)便可不斷地工作了。這種發(fā)動機(jī)由進(jìn)氣到燃燒、排

氣的循環(huán)過程進(jìn)展得很快，一秒鐘大約可達(dá)40?50次。

脈動式發(fā)動機(jī)在原地可以起動，構(gòu)造簡潔，重量輕，造價廉價。

這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。但它只適于低速飛行（速度極限約為每小時

640?800公里），飛行高度也有限，單向閥門的工作壽命短，加上

振動猛烈，燃油消耗率大等缺點(diǎn)，使得它的應(yīng)用受到限制。

笫一章如何設(shè)計自己的發(fā)動機(jī)

設(shè)計參數(shù)：

1.油氣比

噴氣發(fā)動機(jī)依靠油氣燃燒產(chǎn)生反作用力，依據(jù)油品的爆炸極限，

燃油與空氣重量比，一般在15-20%。即一升空氣約需一克的油c

2.噴氣頻率,

噴氣發(fā)動機(jī)噴氣頻率與機(jī)身長度有關(guān)，同始終彳仝卜，機(jī)身越長頻率越

低。

2.機(jī)身直徑與長度比L/D

發(fā)動機(jī)長度與直徑是發(fā)動機(jī)設(shè)計的重要步聚，長度與比直徑一般

在

10-17o

4.計算公式

發(fā)動機(jī)的推力是由很多因素打算的，如下公式可說明：

m*va=F*t

V=發(fā)動機(jī)體積(dm人3.)

f=噴氣頻率.(Hz)

va=噴氣速度.(m/s)

推力

F=(NzNewton)

fc=油耗(gram/second)

m=空氣質(zhì)量kg

t=時間s秒.

以時間一秒，m二實(shí)際進(jìn)入發(fā)動機(jī)的油氣量X換算得出

m*v=F*t.m=mass=X%

實(shí)際推力：F(Newton)=(X*DA2*3.1415*L*vA2)/(L*8)

參考數(shù)據(jù):

發(fā)動機(jī)名Y二總長X二尾噴管截面積

Brauner490907

Alpha485531

B-12600531

Aerojet6101075

PAM810907

Sovfaa6701195

6,噴氣速度

由于高溫高壓下噴氣發(fā)動機(jī)噴氣速度計算是一個簡潔的過程，對于

愛好者來說可用一個簡化公式計算

va=2*L*f

p90的計算為例：

噴氣速度為：150*2*0.86=258m/s.

7,單向閥通風(fēng)孔面積

單向閥通風(fēng)孔面積是發(fā)動設(shè)計最關(guān)鍵部，由于它關(guān)系到進(jìn)入發(fā)動機(jī)

的油與空氣比.

計算公式

Y=0.4922*X-37（平方mm）

在這里催二尾噴管截面積，Y二單向閥通風(fēng)孔面積，假設(shè)是大的發(fā)動

機(jī)可不減37）.

另在設(shè)計中要考慮到閥片安裝后會使通風(fēng)孔面積減料-20%,

因此要留確定的余量。

計算結(jié)果大約是尾噴管截面積的50-60%,一般設(shè)計可取55%

（提示，稍大的通風(fēng)面積可以讓發(fā)動機(jī)更易點(diǎn)火）。

外國發(fā)動機(jī)設(shè)計參考：

發(fā)動機(jī)名閥通風(fēng)面積Y尾噴截面積X

Brauner452907

Alpha381531

B-12221531

Aerojet6031075

PAM506907

Sovfaa6611195

也可以已手冊加工圖自己驗(yàn)算一下，一般誤差5%之間

8.進(jìn)氣口面積

位于發(fā)動機(jī)前端的進(jìn)氣孔最小面積不能小于單向閥通風(fēng)孔面積。

為了霧化燃料，空氣在縮小部速度加大，因此進(jìn)氣通道被設(shè)計為喇叭

狀，也稱為空氣節(jié)流閥。

9.如何設(shè)計自己的發(fā)動機(jī)

一、首先確定發(fā)動機(jī)的推力，

依據(jù)上述公式，以實(shí)際油氣進(jìn)入系數(shù)X=0.75計算簡化得到

發(fā)動機(jī)推力與尾噴截面積的關(guān)系，設(shè)計公式為

F（磅）=4.2磅*平方英寸（噴管面積）

或者是：

F（牛頓）=2.65牛*平方厘米

（一千克力二98牛頓）

依據(jù)外國的設(shè)計為列：

假設(shè)要制作產(chǎn)生25磅推力的發(fā)動機(jī)，25/4,2=5.95s平方英寸

得到尾噴管直徑約2.75英寸。

閥孔的面積為5.95*0.6552=3.9平方英寸。（這里系數(shù)0.6552

設(shè)計者計算是取閱歷值）

由于閥加工外形的限制，那么單向閥的截面積可用3.9/0.55=

7.1sqrinc,,以閥上開十個孔計算每個孔的面積為0.39sq門nc,燃

燒室截面積與單向閥的面積大致一樣，能裝進(jìn)單向閥。

噴管長度可簡化計算1=5.95*3.88+18.66=41.8

,留余量，可取50英寸

假設(shè)噴管尾部承受擴(kuò)張局部，長度為0.2*41=8,總長50的狀況

下，那么實(shí)際尾噴管長為50-8=42英寸.

最小空氣入口面積為閥孔面積，即3.9平方英寸

國外P-90發(fā)動機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（供參考〕

各參數(shù)如下

V=2.9litre

fc=6.7gram/sec

f=150Hz

va=258m/s

F=85Newton

其次章噴氣發(fā)動機(jī)制作

1.材料選擇

由于發(fā)動機(jī)在高溫下工作，所以不能用鋁，等低熔點(diǎn)金屬。

一般對于愛好者來說，可使用碳鋼，鋁合金。不銹鋼管是最正確

的材料，你可以在五金店找到，各種規(guī)格都有，還可以用的材料是摩

托車或汽車的排氣管，是由碳鋼組成，外表鍍鋁，不易生銹，但由于

管比較厚顯得稍重一些。價錢也不貴，40元一個左右，在摩托修理

部能找到，用過的舊的更廉價10元一個常有得賣。你也可以按圖加

工錐形局部。

鋁合金只可以用來做發(fā)動機(jī)最前部的進(jìn)氣節(jié)流罩，。

3.

如何制作進(jìn)氣單向閥

發(fā)動的關(guān)鍵在于單向閥的加工，閥的加工需要有車床作整體加工才

行，假設(shè)沒車床也可以承受另一種設(shè)計，如從藍(lán)圖可以看到，在一塊

厚3—10mm圓鐵板上自己鉆出需要的孔了可用來代替，然后裝上閥

片。

梅花型的閥片是發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵，必需用彈性強(qiáng)，耐高溫的，厚

0.1-0.3mm左右薄鋼片來作，否則將使發(fā)動機(jī)無法工作下去。閥片的

加工可以剪出需要的外形，也可用電解法，像做印刷電路板那樣，先

在板上涂油漆，干后畫出所要的樣式，用鋼針沿線條刻掉油漆，放入

食鹽水中，用6-12v的直流電電解。

4.發(fā)動機(jī)的裝配

噴氣發(fā)動機(jī)的安裝較簡潔，按圖加工好部件，裝上就可。在裝單向

閥片時，要留意將梅花閥片內(nèi)彎10度到30度。使閥通氣孔翻開。

另外留意發(fā)動機(jī)接點(diǎn)要不透氣。

第三章如何啟動發(fā)動機(jī)

概述

脈沖式發(fā)動機(jī)啟動起比較困難嗎?其實(shí)不然。從發(fā)動機(jī)原理可知要發(fā)

動機(jī)燃燒發(fā)動需要滿足以下條件：

1.燃油

2.空氣

3.點(diǎn)火源

燃料

脈沖式發(fā)動機(jī)可以使用多種日常燃料，家用的液化氣，汽油，柴

油，煤油，甲醇（工業(yè)酒精）等，一般選擇為汽油做為燃料，對一般

的愛好者來說可用任何牌號車用汽油即可。假設(shè)氣溫較低而可能會使

燃料難以揮發(fā)，也可以向油中參與不超過25%的乙醴組分，使點(diǎn)火

更簡潔。最好的燃料是甲醇，由于燃燒生成的是水，且易揮發(fā)，爆炸

點(diǎn)范圍寬。

空氣

在噴氣發(fā)動機(jī)沒發(fā)動起來前，空氣無法自動吸入燃燒室，這時，需要

用一個小風(fēng)箱或打氣筒在發(fā)動機(jī)入口處輸入空氣來幫助發(fā)動機(jī)輸入

油氣混合物，留意，空氣需要有確定的壓力與流速，才能使燃料充分

霧化成油氣。

點(diǎn)火方法

最好的方法是在機(jī)身燃燒室上裝一個火花塞，假設(shè)沒有也沒關(guān)

系，可以鐵絲頭纏棉球浸汽油點(diǎn)著后伸尾噴管同樣也可點(diǎn)火。多種點(diǎn)

火方式如以下圖

自然供油二

泵油i—I

?我》1。6

一三三*1,__________

7&ZQQNG

??ZH=^=三

鎂條

L

r一二-=^r

?iBZD電火花園

③CT?

高壓包干

?CD二H/.-=,

C電子華墾鼠

?an二二,)3——

'磁電機(jī)點(diǎn)火’‘

點(diǎn)火步驟：

1.接好油管，留意油箱液面與發(fā)動機(jī)噴油出口之間的高度不能大于

20mm.

2.翻開電火花塞或點(diǎn)燃料小火把從尾噴管口伸入。

3.手壓風(fēng)箱，或打氣筒朝發(fā)動機(jī)入口吹風(fēng)，留意觀看看，要使單向閥

片被吹開，油被吸入并霧化才行。

調(diào)整油閥針把握好油門大小，查找最正確吹風(fēng)角度使油能完全霧化。

假設(shè)發(fā)動機(jī)還是不能點(diǎn)火，可以拆開機(jī)身，調(diào)整閥片的角度，與固定

螺絲的松緊度。然后再試，直到找到最正確工作點(diǎn)，噴氣發(fā)動機(jī)就會

發(fā)動起來，撤走風(fēng)箱及點(diǎn)火源也能持續(xù)運(yùn)行了。

另外也可先用罐裝火機(jī)用氣體，從入口吹入，點(diǎn)火，步驟同上述一

樣，只是要調(diào)整好氣體量。

第四章制作問題解答

一.為何發(fā)動機(jī)不工作

由于設(shè)計，加工中選材的問題，很多發(fā)動機(jī)不能正常工作，其實(shí)可

以從燃燒條件來看主要緣由是如下幾點(diǎn)：

1.空氣缺乏與過量

由于閥片制作中材料不一樣，閥片太硬了，會使外面空氣無法吸入，

因此要事先將閥片的間隙調(diào)好