Реактивный двигатель своими руками.

[JohnDoe]

При безнаддувном варианте мощность 8 кВт при надуве мощность возрастает до 20 кВт, при 12 000 об/мин.

И в безнаддувном варианте можно достичь практически такой же мощности. Как я уже говорил, что кроме мощности на валу, опытный девайс даёт ещё около 10 кг реактивной тяги, если эту энергию срабатывать на турбине(без компрессорной части) завязанной через редуктор с валом КС, то выходная мощность возрастёт. Получится такой двухступенчатый ТВД: сама КС будет выполнять роль первой ступени, а турбина - второй(низкого давления).
Можно сделать и ещё вариант: мощность КС тратить на приводной нагнетатель/компрессор, а выход срабатывать в свободной турбине.
ИМХУ

 

[SVD]

опытный девайс даёт ещё около 10 кг реактивной тяги, если эту энергию срабатывать на турбине(без компрессорной части) завязанной через редуктор с валом КС, то выходная мощность возрастёт

Доброго дня Слава, в вариантах предложенных Вами меня лично смущает наличие высокоскоростных редукторов которые простому обывателю не изготовить не купить. ( Помню Вы как то предлагали гидро редуктора или пневмо редуктора, вот тут бы они самый раз были  🙂, как мне кажется )
Допустим как идею - включаем в цепочку компрессора на ПТС + Турбину и болон высокого давление, куда нагнетает давление ПТС и от Турбины, затем часть воздуха идет на питание ПТС и основная часть на пневмомотор винта. Такая схема не имеет совсем обычных редукторов, а это вес прим. 46 кг (взято из ветки про редуктор на мотодвигатель BMV ), роль стартера так же выполняет компрессор который жестко соединен с валом ПТС и такую Силовую Установку удобно располагать в мотоотсеке.

 

[JohnDoe]

Доброго дня Слава, в вариантах предложенных Вами меня лично смущает наличие высокоскоростных редукторов которые простому обывателю не изготовить не купить.

Ну почему же, в соседней ветке обсуждается турбостартер ТС-21, у него есть готовый редуктор массой около 12 кг. и подходящим передаточным отношением, передаваемой мощностью(за рисунки/схемы спасибо Бывалому):

Вариант с пневмомотором+ТКР тоже имеет право, хотя КПД пневматики как силового привода и не высок. Но если это всё упихать компактно, чтобы длина магистралей была минимальна будет получше.
Самым же интересным вариантом мне представляется применения нагнетателей/волновых обменников типа "Comprex". При некоторой модернизации(установка на входе-выходе из барабана НА) получим и нагнетатель и вторую ступень в одном флаконе, даже с некоторой долей регенерации тепла ВГ с одним общим редуктором. Дело в том, что частота вращения барабана "Компрекс"-а(10-16тыс об/мин) как раз соответствует частоте сатурновских ЗКС. Там вообще масса интересных вариантов вытанцовывается.
ИмХУ.

 

[SVD]

Самым же интересным вариантом мне представляется применения нагнетателей/волновых обменников типа "Comprex".

Нашел такой нагнетатель устанавливался на Мазду (Mazda 626 2.0 Comprex Diesel), скоро должны ответить на счет цены данной турбины.
И вроде как нашел наши б/У ТКР с Камаза. Вроде как все срастается.
На счет предложенных Вами схем думаю что это усложняет всю конструкцию в целом, что есть не хорошо. Редуктор от ТС 21 слишком слабый всего до 59 кВт мне нужно на 110 кВт.
Думаю что пойду по предложенному мной пути.
Вот теперь думаю из чего изготовить опытную КС? Как варианты сварной стальной ротор и КС или огнеупорная керамическая вставка (нашел в продаже огнеупорные составы до 1750 С) с металлическим внешним корпусом Ротора к которому крепиться вал (Так понимаю вариант керамический ротор и в нем вал не срастется из-за теплового расширения последнего)

 

[SVD]

обменников типа "Comprex"

К стати из описания это типа нагнетателей что -то не понял в чем его превосходство от более простой схемы, где в турбину или компрессор сразу подается подогретый от выхлопных газов воздух и после турбины охлажденных в интеркуллере ?

 

[JohnDoe]

Нашел такой нагнетатель устанавливался на Мазду (Mazda 626 2.0 Comprex Diesel), скоро должны ответить на счет цены данной турбины. 

Да, правильно, это самый распространённый из таких девайсов в наших палестинах. Подобные выпускали ещё несколько фирм, но найти их много сложнее. И да, это не турбина, а волновой обменник. Ему, в базовом исполнении, требуется привод от внешнего источника(вала ДВС), но лишь для синхронизации с оборотами двигателя. Самовращения у него нет. Этого можно добиться, переделав систему впуска/выпуска ВГ и/или воздуха в обменник- установить лопатку/пластину(одну или больше) чтобы газы входили в калалы ротора под углом. В идеале конечно ещё бы и сами каналы "искривить" в осевом направлении, но это нужно ротор ваять с нуля.

Вот теперь думаю из чего изготовить опытную КС?

Для опытов сойдёт и обычная сталь, пару-тройку пусков выдержит. Коструктивно просто пустотелый цилиндр/"консервная банка" с вырезом. На "крышках" - выходной вал/опора подшипника. Корпус точно такая же банка чуть больших, на зазоры, размеров, только вырезов два(впуск и выпуск). К ним впускной и выпускной коллекторы.  Свеча+форсунка. Думал про использование топливной аппаратуры от дизеля "Коммон Рейл", или у кого там впрыск фазированный(т.е. форсунка открывается несколько раз за такт) Они смогут дать необходимую частоту. Давления большие не нужны, ТНВД можно "не брать", обойтись каким-нить насосом от ГУРа. Хотя большие давления впрыска улучшат распыл, позволять "добить" до стенок вращаюшейся камеры(плёночное смесеобразование+частичное охлаждение стенок) и пр.
ИМХУ

 

[JohnDoe]

К стати из описания это типа нагнетателей что -то не понял в чем его превосходство от более простой схемы, где в турбину или компрессор сразу подается подогретый от выхлопных газов воздух и после турбины охлажденных в интеркуллере ?

Его преймущества в том, что ВГ сжимают воздух непосредственно, им не требуются посредники в виде крыльчаток турбины и компрессора.
Подогрев воздуха перед компрессором снижает его КПД, после- снижает КПД поршневика, т.к. и там и там выше работа сжатия. Это и есть один из недостатков компрексов, т.к. в них, из-за непосредственного контакта выхлопных газов и сжимаемого воздуха подогрев последнего выше, чем в других типах нагнетателей. Но в нашем случае это может оказаться менее актуально, т.к. повлияет лишь на наполнение, сжатия-то в КС не происходит. 😉
ИМХУ.

 

[SVD]

Коструктивно просто пустотелый цилиндр/"консервная банка" с вырезом

Немного хотел сразу усложнить КС - на рисунке схема трехкамерной ротора, обратите внимание на вырезы - сопла думаю не заменят ли такая форма "крылышко" авторов, так как и изготовить его сложней и выгорит оно в первую очередь.
Задумка еще есть направлять подачу воздуха в камеру или через отдельное окно или сделать дополнительный вырез в окне и так что бы поток закручивался внутри КС как мне кажется это должно улучшить и сгорание и наполняемость.
Второй рисунок КС сверху

 

[SVD]

Думал про использование топливной аппаратуры от дизеля "Коммон Рейл", или у кого там впрыск фазированный(т.е. форсунка открывается несколько раз за такт) Они смогут дать необходимую частоту. Давления большие не нужны, ТНВД можно "не брать", обойтись каким-нить насосом от ГУРа.

Думаю про вариант с испарительными форсунками а - ля керогаз, а подачу простым Вазовским топливным погружным насосом. (Топливо керосин)

 

[JohnDoe]

Немного хотел сразу усложнить КС - на рисунке схема трехкамерной ротора, обратите внимание на вырезы - сопла думаю не заменят ли такая форма "крылышко" авторов, так как и изготовить его сложней и выгорит оно в первую очередь. 

При такой форме вероятно образование "мёртвых", "непродуваемых" зон, тут нужно серьёзно газодинамикам кумекать.  Кромки у ротора также будут обгорать, как и лопатки сатурновцев, но лопатку проще заменить, чем весь ротор. Закрутка потока будет в любом случае, слишком сильная закрутка может даже повредить, разрывая фронт пламени. Её же можно создать установкой направляющих лопаток в впускном канале(ВНА).
Второе. необязательно городить две, три и т.д. камеры в одном роторе. Можно установить на одной оси также две, три, етц. однополостных камеры. Ну, условно говоря, Вы рисуете "звездообразник", а я предлагаю "рядник". Мой подход чем хорош, можно одну "банку" отработать, а потом тупо прицепить к ней сколько нужно таких же. Да и "лоб" движка не изменится. 😉
ИМХУ.

 

[SVD]

Можно установить на одной оси также две, три, етц. однополостных камеры. Ну, условно говоря, Вы рисуете "звездообразник", а я предлагаю "рядник".

При таком расположение нужны будет думать с выпускными коллектора + проблема стыкование валов возникнет. а тут все проще, смешно но это как в развитие Авиамоторов с начало Звезда, потом рядник. Потом момент у большой звезды наверно будет больше за счет большего плеча?

 

[ОСТРОВИТЯНИН]

https://www.youtube.com/watch?v=fp_l6oYSwZQ&x-yt-cl=83543002&x-yt-ts=1420750445

 

[SVD]

@ ОСТРОВИТЯНИН
Доброго дня, красивое видео, но... если бы нужна маленькая турбинка все хорошо, а вот турбо или мотовинтовая СУ на 150 лошадей то там все намного серьезней и цена совсем не детская, вот допустим вариант позиционируют как для ультрос (180 кВт) цена до обвала прим.1800 кило рублей если конечно не ошибаюсь http://www.pbsvb.cz/rynochnyye-segmenty/aviatsiya/aviatsionnyye-dvigateli/turbovintovoy-dvigatel-tp-100
Авто -Мото двигателя, как и Ротаксы и иже с ним в этой нише просто нет, а если и подходят по мощности, то вес их слишком большой получается, допустим Хонда К 20/24 два литра мощность 120 - 180 лошадей вес от 140 до 160 кг как понимаю без обвеса, так что или два маленьких и дорогих или один и не дорогой (относительно конечно) но самопал. 
Авиамоторы сами знаете почем сейчас, это вообще космос.

 

[JohnDoe]

При таком расположение нужны будет думать с выпускными коллектора + проблема стыкование валов возникнет.

Коллектор всяко нужен, при любом раскладе. А стыковать... Я не очень понял. Я предлагал отработать одиночную камеру, тупо повторив прототип. Получится, тогда просто "удлинить" прототип в N раз, вварив крышки-переборки, и "дырки прорезав со смещением по фазе. Да и проще/технологичней такой ротор в отличии от... Ну да ладно.

Потом момент у большой звезды наверно будет больше за счет большего плеча?

Угу. При прочих равных.

 

[SVD]

Такой вопрос с какого объема камер начать - 3 х 0.33 ?

 

[Colibri thalassinu]

И вроде как нашел наши б/У ТКР с Камаза.

А чем плох для таких целей сей девайс? 😎

По моему, цель оправдывает средства 😉

Турбокомпрессоры типа ТК18С-21 для двигателя тепловоза ТГМ4.

 

[SVD]

По моему, цель оправдывает средства

Ну как Вам сказать, как -то в наших степях с тепловозами не очень  🙂, а вот камазаводы как оказалось частенько меняют эти турбины и могут просто так их отдать - то есть безвозмездно (Новая стоит от 14 000 до 24 000 восстановление Б\У -5000) . Понятно что когда прототип заработает, то у же стоит подумать и о чем то по серьезней и конечно же не б\у.
Хотя та же ТКР 6 для наших объемов и задач вполне достаточно, а это и вес ( сравните 8 кг и 140 кг турбокомпрессора), габариты и доступность и ремонтопригодность (не забывайте что ТКР 6 обслуживает мотор 3.5 литра, а турбокомпрессор от локомотива в десятки литров - может просто не раскрутится).
И потом турбина это не самая главная вещь в задумке, так как задумка основывается не на максимум сжать и реализовать круть момент на максимальных оборотах, а наоборот работа выполняется при "малых" давлениях в КС и на "маленьких" оборотах (Это имеет свои проблемы - экономичность, поджиг и т.д.). Но как считает Вячеслав лучше и с ним интуитивно по аналогии с авиамоторами согласен. (на этой ветке или где еще тут он об этом писал)

 

[JohnDoe]

Проблема в том как это делать с практической стороны и что бы соосность сохранить и прочность, даже два ротора нужно соединять очень прочными связями, или ставить карданы между ними иначе при малейших биениях валы вместе с секциями мотора в раскалбас пойдут, да и просто подлазить к этому валу с ключом не удобно будет.

В моём представлении "рядник" это просто труба разделённая перегородками на секции-КС, никаких карданов и прочей лабуды. Жёсткость/прочность будет вполне на уровне. Компактность, например, ротор 1 литрового двигла(4 секции-КС по 250 куб.см) будет иметь в длину около 30 см. и диаметр около 8-10 см. в зависимости от толщины стенок. Размеры выбраны из соображения наименьших размеров и потерь в стенку при заданном объёме и могут быть пересмотрены.

 

[SVD]

В моём представлении "рядник"

Про такой тип "рядника" как то и не подумал, зацепившись вот за эти слова

предлагал отработать одиночную камеру, тупо повторив прототип. Получится, тогда просто "удлинить" прототип в N раз,

Ну да ладно, это как кажется разное видение одного решения, будет да же интересно, как себя покажут себя в деле.
Да кстати есть вот такой нюанс ( прошу прощение за вредность) если все окна расположить по одной линии то круть момент будет передаваться на вал существенными толчками - импульсами, что совсем не желательно (а точнее совсем не желательно) для редуктора и винта, если же камеры размещать с некоторым поворотом относительно друг друга, то все равно остается опасность что круть момент в узел свернет многосоставную КС (Если мы говорим о серьезных величинах порядка 20 кВт или больше). Если же ставить маховик  и увеличивать толщину стенок КС :-/, это ведь не кошерно в турбо СУ ?
Вариант с радиальным расположением камер сам по себе является хорошим маховиком, что по идеи и должно сглаживать импульсы момента, потом можно организовать воздушное охлаждение ротора, простыми окнами между КС с одной стороны ближе к валу с противоположной ближе к периметру ротора.

 

[SVD]

Компактность, например, ротор 1 литрового двигла(4 секции-КС по 250 куб.см) будет иметь в длину около 30 см. и диаметр около 8-10 см.

У меня как раз наоборот диаметр ок. 30 см + статор и кожух подачи воздуха это порядка 10 см и того 40 см, длина ротора 10 см. и общая длина вместе с редуктором облегченным маховиком - приводом стартера те же ок. 40 см, вес на вскидку вместе с редуктором, турбиной, стартером и проч. ливером ок 50-60 кг.  Но для малой авиации это не много. Для ультромалой Ваш вариант как подарок.
Кстати как Вы считаете с литра что можно получить в среднем?