БОРОДИН В.А.
АВИАМОДЕЛЬНЫЙ
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ
ВОЗДУШНО РЕАКТИВНЫЙ
ДВИГАТЕЛЬ
ВСЕСОЮЗНОЕ ДОБРОВОЛЬНОЕ ОБЩЕСТВО
СОДЕЙСТВИЯ АВИАЦИИ
БОРОДИН В. А.
АВИАМОДЕЛЬНЫЙ
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ
ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ
ДВИГАТЕЛЬ
МОСКВА — 1951
scan
Бородин В. А.
«Авиамодельный пульсирующий воздушно-реактивный
двигатель»
Книга предназначена для авиамоделистов и всех лиц,
интересующихся авиамодельными пульсирующими воз-
душно-реактивными двигателями.
В книге освещаются конструкция, зксплоатация и
элементарная теория пульсирующего ВРД. Книга иллю-
стрирована схемами реактивных летающих моделей само-
летов.
ВВЕДЕНИЕ
В Советском Союзе авиамоделизм имеет очень широкое
распространение и является важным этапом в подготовке
квалифицированных специалистов для сталинской авиации.
Многие авиамоделисты впоследствии становятся выда-
ющимися летчиками, авиационными командирами, строите-
лями самолетов и моторов, преподавателями авиационных
учебных заведений и научно-исследовательскими работни-
ками авиационных институтов.
В результате повседневной заботы большевистской
партии, Советского правительства и лично товарища
И. В. Сталина о воспитании авиационных кадров совет-
ские авиамоделисты по своим спортивным достижениям
вышли на первое место в мире. Нашей стране принадлежат
все четыре абсолютных мировых рекорда — скорости, даль-
ности, продолжительности и высоты полета летающих
моделей самолетов х.
Воспитываясь на передовых традициях отечественной
авиационной науки и техники, советский авиамоделизм
в своем техническом совершенствовании не отставал от раз-
вития авиации в нашей стране.
За последние годы в советском авиамоделизме, наряду
с резиномоторными летающими моделями и моделями
с поршневыми моторчиками, появились летающие модели
с реактивными двигателями, создающими тягу за счет ре-
акции вытекающей струи газов.
Этот новый тип силовой установки, конструктивно про-
стой и позволяющий значительно улучшить летные данные
авиамоделей, привлекает внимание широких кругов авиа-
моделистов.
На первом этапе внедрения реактивной техники в авиа-
моделизм советские авиамоделисты строили модели с жид-
1 Мировые рекорды: скорости —107,080 км/час (Владимир Давы-
дов, Башкирская АССР); дальности — 210,620 км (Сергей Малик,
Москва); продолжительности — 3 часа 48 мин. 45 сек. (Георгий Лю-
бушкин, Москва); высоты — 4152 м (Георгий Любушкин, Москва).
1*
3
костными реактивными двигателями (ЖРД), и, только
после того как были созданы надежно работающие кон-
струкции авиамодельных пульсирующих воздушно-реактив-
ных двигателей (ПуВРД), авиамоделисты стали разраба-
тывать модели с двигателями подобного типа.
Вследствие малого веса, простоты конструкции и экс-
плоатации пульсирующие воздушно-реактивные двигатели
почти полностью вытеснили жидкостные реактивные дви-
гатели и прочно заняли свое место наряду с авиамодель-
ными поршневыми моторчиками.
В 1946 году были созданы первые типы авиамодельных
реактивных двигателей и в 1947 году установлены первые
всесоюзные рекорды дальности и продолжительности по-
лета реактивных моделей Ч
Это были жидкостные реактивные двигатели (ЖРД)»
работающие преимущественно на перекиси водорода высо-
кой концентрации и катализаторе — перманганате натрия
или калия. Появление именно этого типа двигателей было
обусловлено тем, что они достаточно просты по конструк-
ции и теоретический расчет их также несложен.
Схема одного из жидкостных реактивных двигателей
с газобаллонной подачей топлива, предназначенного для
летающих моделей самолетов, приведена на рис. 1.
Двигатель работает по следующему принципу.
При открытии крана 1 воздух из баллончика 17 прохо-
дит через редукционный клапан 3 и под давлением 13 ат
поступает в топливный бачок 6. Под этим давлением пере-
кись водорода из бачка по топливной трубке 9 подходит
к форсунке 14. Поступившая в камеру сгорания перекись
водорода в. присутствии катализатора распадается на свои
составные части: воду и кислород, и при этом выделяется
большое количество тепла.
Тепло превращает воду в пар, и смесь паров воды и
кислорода при температуре примерно 500° С, под давле-
нием 10 ат выбрасывается в атмосферу и создает тягу.
Ввиду сложности эксплоатации и значительного веса
конструкции жидкостные реактивные двигатели не полу-
чили широкого распространения в авиамоделизме.
В 1948 году были завершены работы по созданию на-
дежно работающих конструкций авиамодельных пульсиру-
ющих воздушно-реактивных двигателей. Этот тип двига-
теля имеет значительные преимущества перед другими
1 Слесарев (Москва).
4
типами реактивных двигателей в весовом, конструктивном
и эксплоатационном отношении, а также позволяет полу-
чить необходимую тягу.
Рис. 1. Принципиальная схема авиамодельного жидкостного реак-
тивного двигателя:
1 — кран; 2— зарядный штуцер; 3— редукционный клапан; t— воздушная трубка;
5 — заливная горловина: 6 — топливный бачек емкостью 2,45 л; 7 — забери ая трубка;
2 — манометр, контролирующий давление в топливном бачке: 9 — подводящая топ-
ливная трубка; 10 — камера сгорания: 11—реактивнее сопло; 12—манометр, кон-
тролирующий давление в камере сгорания; 13—катализатор; 14— топливная фор-
сунка; 15 и 16 — жесткие кожухи; 17—воздушный баллончик емкостью 0,25 л
Приоритет в создании пульсирующего воздушно-реак-
тивного двигателя, как и других типов реактивных двига-
телей, принадлежит русским изобретателям и конструк-
торам.
В 1909 году русским инженером Антоновичем впервые
была предложена схема пульсирующего воздушно-реактив-
ного двигателя, а в 1911 году инженером А. Гороховым
был разработан проект силовой установки с этим двига-
телем.
Работами советских ученых и конструкторов внесено
много нового в изучение процесса работы пульсирующих
воздушно-реактивных двигателей.
Советские авиамоделисты, в совершенстве овладевшие
конструированием моторных и безмоторных летающих моде-
лей, в кратчайшее время должны научиться строить реак-
тивные авиамодели, обладающие более высокими скоро-
стями полета.
Овладение конструированием реактивных авиамоделей
еще выше поднимет уровень развития авиамоделизма в
нашей стране и позволит добиться новых успехов, прослав-
ляющих нашу социалистическую Родину.
Прежде чем приступить к описанию конструкции и ра-
боты пульсирующего ВРД, рассмотрим принцип действия
простейшего реактивного двигателя.
ГЛАВА I
ПОНЯТИЯ о РЕАКТИВНОМ ДВИГАТЕЛЕ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для передвижения самолета в воздушной среде исполь-
зуется сила реакции воздушных масс, получающих уско-
ренное движение от воздушного винта. Отбрасываемые
массы воздействуют на винт, сообщающий им ускоренное
движение, что и обусловливает возникновение тяги, создава-
емой винтом.
Таким образом, воздух получает ускорение не в самом
двигателе, а в результате воздействия на него винта, т. е.
тяга в данном случае создается не по принципу прямой ре-
акции, а через промежуточное устройство в виде воздуш-
ного винта.
В реактивных двигателях в отличие от системы «двига-
тель— винт» газы получают ускоренное движение за счет
тепла, подводимого к газам в самих двигателях. Таким
образом, реактивные двигатели работают по принципу
прямой реакции.
С физической точки зрения реактивный принцип осно-
ван на законе изменения количества движения тела. Со-
гласно этому закону изменение количества движения тела
равно импульсу силы, т. е. произведению силы, вызвавшей
изменение скорости движения тела, на время ее действия
mv2 — mv1 = Pt,	(1)
где Р— сила, действующая на тело, имеющее массу т;
t— время действия силы;
т— масса тела;
Vi— начальная скорость массы;
у2— конечная скорость массы.
6
Масса тела т равна его весу G, деленному на ускоре-
ние силы тяжести g = 9,81 м/сек2, т. е.
Количество движения тела есть произведение его массы
на скорость:
G
mv или — V.
g
Импульсом силы Р [кг] за время действия t [сек.] назы-
вается произведение силы на время ее действия: Pt.
Если принять время действия силы равным 1 сек., то
mv2 — mv1 = Pf
где mv2 — mvi — изменение количества движения тела за
1 секунду.
Сила Р, действующая на тело, направлена в сторону
его движения. Согласно третьему закону механики, сила Р
вызывает появление другой силы, равной силе Р по вели-
чине, но направленной в противоположную сторону.
Для пояснения сказанного
сторон
каким-
давле-
больше
А----
представим себе сосуд,
в
-А
в
2. Схема сил, действующих на
Рис.
стенки закрытого сосуда. Силы по-
парно равны и направлены в про-
тивоположные стороны. "
уравновешенной
принимается
системы
стенками
Давление
сил вос-
сосуда
замкнутый со всех
и наполненный
либо газом.
Допустим, что
ние газа в сосуде
давления окружающей
среды. В соответствии с
законами механики заме-
няем силы, равномерно
действующие на соответ-
ствующие стенки сосуда,
одной равнодействующей
силой. После такой за-
мены будем иметь схему
сил, показанную на рис. 2.
Давление газа на противоположные
того сосуда взаимно уравновешивается
Рз — Р4), и сосуд остается в покое. Силы, вызванные дав-
лением атмосферного воздуха, оказывают одинаковое дав-
ление на стенки сосуда снаружи и их система также будет
уравновешена.
Если теперь в одной из стенок сосуда (рис. 3) сделать
отверстие С, то газ будет вытекать из отверстия в окружа-
ющую среду и давление его на внутренние стенки сосуда
7
стенки
(сила Р± = Р2 и
замкну-
уже не будет уравновешено полностью, так как давление
на стенку с отверстием С будет меньше, чем на противо-
положную стенку. Давление газа на стенки 3 и 4 и в этом
случае попрежнему будет взаимно уравновешено
Таким образом, равновесие сил, действующих по оси
АА, нарушится. При этом энергия давления преобразуется
в кинетическую энергию, т. е. в энергию движения частиц
газа, вытекающих из отверстия С. При вытекании газа из
камеры возникает сила Р', направленная в сторону движе-
ния струи. Величина силы Р' зависит от массы вытекаю-
щих газов и от ско-
рости их истечения.
По третьему за-
кону механики при
возникновении ка-
кой-либо силы обя-
зательно должна
возникнуть равная ей
по величине, но про-
тивоположно направ-
ленная сила. Эта
сила обозначена бук-
вой Р.
Под действием
этой силы сосуд бу-
Рис. 3. Схема сил, действующих на стенки
сосуда с отверстием:
1—4—стенки. Система сил не уравновешена. Газы,
выходя через отверстие наружу, создают реактив-
ную силу, направленную в сторону, противополож-
ную выходу струи газов
дет перемещаться в направлении, противоположном истече-
нию газа. Сосуд придет в движение не в результате оттал-
кивания его от окружающего воздуха струей отходящих
газов, а в результате взаимодействия сосуда со струей
газов: сосуд, выбрасывая струю, сам отталкивается от нее.
Следовательно, движение сосуда произойдет и при отсут-
ствии внешнего воздуха, т. е. в безвоздушном пространстве.
Сила, возникающая в результате истечения продуктов
сгорания через отверстие в сосуде и направленная в сто-
рону, противоположную истечению газа, называется реак-
тивной силой. Движение, вызванное реактивной силой Р,
называется реактивным движением, а устройство, при
помощи которого образуется реактивная сила, — реактив-
ным двигателем.
Действие реактивной силы мы можем отчетливо ощу-
тить, если, стоя на коньках на льду, бросим с силой груз
вперед. При этом мы несколько откатываемся назад. Такой
же эффект проявляется при бросании груза в горизонталь-
8
ном направлении с лодки — лодка при этом отталкивается
в противоположном направлении.
Толчок в плечо при выстреле из ружья есть не что иное,
как действие реактивной силы. При выстреле пуля и поро-
ховые газы вылетают из ствола, а отдача ружья пред-
ставляет собой реактивную силу.
Откат ствола орудия при выстреле — тоже результат
действия реактивной силы.
КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПУЛЬСИРУЮЩИХ
ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В пульсирующих воздушно-реактивных двигателях про-
цесс сгорания топлива происходит в замкнутом или полу-
замкнутом объеме.
Рассмотрим схему и принцип действия пульсирующего
воздушно-реактивного двигателя, у которого сгорание про-
исходит в замкнутом объеме. Поджатие воздуха в этом
двигателе может осуществляться либо только за счет ско-
ростного напора, либо за счет скоростного напора и допол-
нительного поджатия воздуха в компрессоре. На рис. 4
Рис. 4. Принципиальная схема пульсирующего ВРД с поджатием
воздуха только за счет скоростного напора:
1—диффузор; 2— входные клапаны: 3 — камера сгорания; 4 — клапан реактив-
ного сопла; 5— расширяющееся реактивное сопло; 6—топливная форсунка; 7—
запальная свеча
приведена принципиальная схема пульсирующего воздушно-
реактивного двигателя с поджатием воздуха только за счет
скоростного напора.
Работа этого двигателя происходит следующим образом.
Воздух, поджатый в диффузоре, поступает через входные
клапаны 2 в камеру сгорания двигателя; клапан 4 сопла
в это время закрыт (или закрывается к моменту заполне-
ния камеры свежим воздухом). Как только камера сгорания
9
наполнится свежим воздухом, передние клапаны также за-
крываются, и камера сгорания становится изолированной
от окружающей среды. В это время в камеру через си-
стему форсунок впрыскивается топливо, а затем образо-
вавшаяся топливовоздушная смесь воспламеняется. В ре-
зультате сгорания топлива в замкнутом объеме темпера-
тура и давление газов в конце сгорания значительно
возрастают. По окончании сгорания клапан реактивного
сопла открывается, и продукты сгорания вытекают в ат-
мосферу, в результате чего создается тяга. По мере истече-
ния продуктов сгорания давление газов в камере сгорания
падает, соответственно падает скорость истечения и реактив-
ная тяга. Как только давление в диффузоре превысит дав-
ление в камере сгорания, входные клапаны открываются,
и цикл повторяется. В результате такого чередования цик-
лов изменение тяги носит пульсирующий характер.
Ввиду того что поджатие воздуха в диффузоре проис-
ходит только за счет скоростного напора, двигатель на
земле (на месте) работать не может.
Изготовить пульсирующие ВРД, работающие по такой
схеме, очень трудно, так как высокие температуры продук-
тов сгорания (около 2000°С) требуют обеспечения большой
жаростойкости деталей двигателя, кроме того, необходимо
ввести специальное управление клапаном на выходе.
Рис. 5. Принципиальная схема турбокомпрессорного пульсирую-
щего ВРД:
/ — диффузср; 2— ротср компрессора; 3—камера сгорания; 4 — входные клапаны;
5 — сопловой аппарат турбины; 6 — газовая турбина; 7—конфузор; S — конус кон-
фузора; 9—топливная форсунка; 10— запальная свеча
На рис. 5 показана принципиальная схема пульсирую-
щего ВРД с поджатием воздуха как за счет скоростного на-
пора, так и в компрессоре, приводимом во вращение газо-
вой турбиной. Двигатель не имеет клапана на выходе, и
сгорание топлива осуществляется в полузамкнутом объеме.
Работа этого двигателя происходит следующим образом.
10
Ротор компрессора перед запуском раскручивается до
каких-то минимально необходимых оборотов с помощью
электромотора или другого приводного устройства. Давле-
ние воздуха, поджатого в компрессоре, достигает величины,
достаточной для того, чтобы открыть клапаны, в результате
чего воздух поступает в камеру сгорания. Затем происходит
впрыскивание топлива и воспламенение топливовоздушной
смеси. Давление газов в момент сгорания резко нарастает,
и клапаны закрываются. Газы устремляются в открытую
часть камеры сгорания и, пройдя через турбину и реактив-
ное сопло, вытекают наружу. Проходя через турбину, газ,
вращая ее, затрачивает на это часть своей энергии. Вра-
щение турбины передается осевому компрессору, сидящему
на одном валу с турбиной. Как только давление в камере
сгорания окажется ниже давления воздуха, поджатого ком-
прессором, клапаны вновь открываются, и воздух поступает
в камеру сгорания. Затем цикл повторяется. Такой двига-
тель может работать и на земле (на месте).
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АВИАМОДЕЛЬНОГО ПУЛЬСИРУЮЩЕГО
ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
В описываемом ниже авиамодельном пульсирующем
ВРД сгорание смеси происходит в полузамкнутом объеме,
т. е. камера сгорания с одной стороны остается открытой.
Рис. 6. Общий вид авиамодельного пульсирующего ВРД:
1 — головка; % — камера сгорания; 3— реактивное сопло; 4 — выхлопная труба; 5 —
регулировочная игла; 6 — диск клапанной решетки; 7—клапаны; 8—подводящая
топливная трубка; 9 — заливная горловина; 10— бензиновый бачок
Воздух (рис. 6), проходя через конфузорную часть го-
ловки /, увеличивает свою скорость, вследствие чего давле-
ние воздуха на этом участке, согласно закону Бернулли,
падает. Наименьшее давление будет в самой узкой части,
куда подведена топливная трубка. Под действием понижен-
11
ного давления, окружающего трубку, из нее начнет под-
сасываться топливо, которое затем подхватывается струей
воздуха, разбивается ею на более мелкие частички и испа-
ряется. Пары топлива с воздухом поступают в диффузор-
ную часть головки, где происходит некоторое поджатие
смеси. Затем, проходя через клапанные отверстия решетки,
смесь омывает клапаны и интенсивно завихривается.
В таком завихренном состоянии окончательно перемешан-
ная смесь поступает в камеру сгорания, где воспламеняется
с помощью электрической свечи или очага пламени, подво-
димого к обрезу выхлопной трубы.
В результате сгорания топлива давление в камере сго-
рания возрастает, причем абсолютная величина давления
зависит от качественного состава смеси и степени предва-
рительного поджатия воздуха в диффузорной части. Чем
больше давление воздуха перед клапанной решеткой, тем
больше свежей смеси будет поступать в камеру сгорания.
Под действием повышенного давления в камере сгорания
клапаны закрываются, и процесс сгорания протекает в полу-
замкнутом объеме.
Одновременно со сгоранием происходит процесс истече-
ния продуктов сгорания через открытое реактивное сопло,
где они получают максимальную скорость. В некоторый
момент давление и температура достигают своего наи-
высшего значения. В этот момент скорость истечения про-
дуктов сгорания из реактивного сопла и соответственно
тяга, развиваемая двигателем, также максимальны.
В дальнейшем, по мере истечения продуктов сгорания,
давление в камере сгорания падает. Как только давление
окажется несколько меньше давления воздуха в диффузоре,
клапаны вновь открываются, начинается заполнение камеры
сгорания свежей смесью, и цикл повторяется снова.
Разрежение в камере сгорания, возникающее в процессе
истечения газов, является следствием использования инер-
ции столба выходящих газов в длинной трубе. Это своего
рода «газовый поршень».
Кроме того, столб газов играет и другую очень важную
роль,— он повышает давление в камере сгорания в момент
вспышки. Происходит это в результате того, что столб
газов под действием созданного им разрежения изменяет
направление движения, т. е. начинает двигаться в сторону
клапанной решетки. Двигаясь в этом направлении, столб
газов производит поджатие вновь поступившего заряда
смеси.
12
Таким образом, авиамодельный пульсирующий воздушно-
реактивный двигатель может работать и на земле (на месте).
На рис. 7 схематично показана последовательность работы
двигателя за один цикл.
Рис. 7. Принципиальная схема работы двигателя:
А—заполнение камеры сгорания свежей смесью (клапаны открыты): Б — смесь
воспламенилась, давление в камере сгорания возрастает (клана! ы закрываются);
В—основная масса газов устремляется в реактивнее сопло и выхлопьую трубу,
ссздавая за собой некоторое понижение давления; Г—клапаны открыты, свежая
смесь поступает в камеру сгорания, газовый столб начинает двигаться в сторову
клапанной решетки
Схема А, Момент заполнения камеры сгорания све-
жей смесью при открытых клапанах.
Схема В. Момент воспламенения смеси. Образовав-
шиеся при сгорании смеси газы расширяются, давление
в камере сгорания возрастает, клапаны закрываются, и про-
дукты сгорания устремляются через реактивное сопло
в выхлопную трубу.
Схема В. Продукты сгорания, увеличивающие свой
объем, движутся к выходу и создают разрежение перед
клапанами, под действием которого клапаны открываются.
Схема Г. Момент заполнения камеры сгорания свежей
смесью. Газовый столб начинает двигаться в сторону кла-
панной решетки.
13
В результате чередования циклов изменение тяги носит
пульсирующий характер, причем за один цикл тяга изме-
няется от нуля до максимума, а затем опять до нуля.
На рис. 8 показано изменение тяги двигателя в течение
одного цикла. Из графика видно, что тяга от нулевого зна-
чения достигает какого-то максимального значения, а затем
опять снижается до нуля. Тяга двигателя зависит от коли-
чества и качества смеси, поступающей в камеру сгорания.
Рис. 8. Изменение тяги пульсирующего ВРД
за один цикл
Чем больше (по весу) обогащенной смеси поступит в камеру
сгорания, тем больше будет масса газа и количество подве-
денного тепла и тем больше величина максимального дав-
ления, а следовательно, и скорость истечения. В результате
и тяга двигателя будет также больше.
Таким образом, чтобы получить наибольшую тягу дви-
гателя при заданных его габаритах, необходимо обеспечить
возможно большее поступление топливовоздушной смеси
в камеру сгорания.
Некоторые конструктивные факторы, влияющие на ве-
личину тяги, будут рассмотрены ниже.
Как же происходит воспламенение смеси в двигателе,
обеспечивающее непрерывное автоматическое повторение
циклов?
При установившейся работе двигателя воспламенение
свежей порции смеси происходит не от постороннего источ-
ника, а от горящих газов. При сгорании, вследствие интен-
сивного нарастания давления, основная часть газов устрем-
ляется к выходу, оставляя за собой в некоторой части
камеры сгорания «след» догорающей смеси. Свежепосту-
пившая порция смеси и воспламеняется от этого следа пла-
мени. В том случае, когда двигатель перегрет, воспламене-
ние смеси может происходить и от стенок камеры сгорания
14
Авиамодельный пульсирующий ВРД или, точнее, ВРД
периодического сгорания является двигателем волнового
типа, т. е. таким, на рабочий процесс которого существенное
влияние оказывают колебания газового столба. Чем больше
амплитуды колебаний и чем они чаще, тем тяга двигателя
больше.
С помощью волновой теории может быть дано строгое
объяснение процессов, происходящих в двигателе, но мы на
этом останавливаться не будем, так как это выходит за
рамки настоящей работы.
ГЛАВА II
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ВРД
ТЕПЛОВОЙ цикл
Выше мы рассмотрели физическую сущность работы
пульсирующего ВРД и установили, что двигатель может
работать на месте, т. е. при отсутствии скоростного напора.
Создание тяги ПуВРД при скорости полета, равной нулю,
обусловлено наличием длинной выхлопной трубы, в которой
часть кинетической энергии газа, получаемой на выходе из
камеры сгорания, используется самим двигателем для заса-
сывания очередной порции горючей смеси.
Рассмотрим идеальный тепловой цикл пульсирующего
ВРД в координатах р, V, т. е. установим, как происходит из-
Рис. 9. Диаграмма цикла пульсирую-
щего ВРД с учетом скоростного напо-
ра воздуха
менение объема и дав-
ления в течение одного
цикла.
Под идеальным цик-
лом пульсирующего
ВРД будем понимать
такой цикл, в котором
процессы сжатия воз-
духа в диффузоре и
расширения продуктов
сгорания на выходе из
камеры сгорания про-
текают адиабатически,
т. е. без отдачи и полу-
чения тепла извне, а
процесс сгорания топ-
лива происходит при постоянном объеме, т. е. мгновенно.
Считаем также, что давление газа на выходе из реактив-
ного сопла равно атмосферному.
На рис. 9 изображена теоретическая диаграмма цикла
ПуВРД. На участке а — к диаграммы цикла воздух адиа-
16
батически поджимается в диффузоре от атмосферного дав-
ления, что соответствует точке а, до какого-то давления —
выше атмосферного, соответствующего точке к; на уча-
стке к — z подводится тепло при постоянном объеме. Здесь
имеется в виду, что топливо сгорает в двигателе мгновенно,
следовательно, и нарастание давления также происходит
мгновенно, до максимального значения, соответствующего
точке z. На участке z — е продукты сгорания адиабатически
расширяются в реактивном
сопле до наружного давле-
ния, соответствующего точ-
ке е; на участке е — а про-
исходит отдача тепла про-
дуктами сгорания в окру-
жающую среду. Линия е—а
проведена условно, чтобы
сделать цикл замкнутым,
так как процесс охлаждения
продуктов сгорания — отвод
Рис. 10. Диаграмма цикла пуль-
сирующего ВРД без учета ско-
ростного напора (при работе на
месте)
тепла — в действительности
протекает вне реактивного
двигателя. Приращение ки-
нетической энергии воздуха при прохождении его через дви-
гатель осуществляется только за счет тепла, эквивалентного
площади акгеа.
При работе двигателя на месте, т. е. при скорости по-
лета, равной нулю, линии а — к (рис. 9), изображающей
поджатие воздуха в диффузоре за счет скоростного напора,
не будет, и цикл в координатах р, V будет иметь вид, пока-
занный на рис. 10. Полезная работа Lt в этом случае бу-
дет эквивалентна площади azea.
ТЯГА, РАЗВИВАЕМАЯ ДВИГАТЕЛЕМ
Выше было отмечено, что тяга, развиваемая реактивным
двигателем любого типа и устройства, в том числе и пульси-
рующим ВРД, определяется на основании второго и третьего
законов механики.
По второму закону механики количество движения, при-
обретаемое за время t потоком газа, протекающим через
двигатель, равно импульсу силы, действующей на поток и
обусловливающей его ускорение.
Эта сила, согласно третьему закону механики, равна по
величине и обратна по направлению искомой реактивной
2 Зак. £02	17
тяге Р, т. е. силе реакции от газового потока, восприни-
маемой конструкцией двигателя и передаваемой летающей
модели.
Переходя к определению силы тяги в пульсирующем
ВРД, введем понятие о средней скорости истечения. Из-
вестно, что мгновенное значение тяги пульсирующего ВРД
за один цикл изменяется от максимальной величины до
минимальной отрицательной. В свою очередь скорость исте-
чения зависит от величины давления в камере сгорания,
которое в течение цикла меняется от какого-то максималь-
ного значения — больше атмосферного, до минимального —
меньше атмосферного (при этом имеется разрежение).
Следовательно, скорость истечения газов в течение цикла
есть величина также непостоянная. Для упрощения опреде-
ления тяги предположим, что скорость истечения газа есть
величина постоянная, равная некоторому среднему значе-
нию истинной скорости за цикл. В дальнейшем эту скорость
будем обозначать С^сре
За положительное направление для рассматриваемых
сил примем направление полета, т. е. направление, проти-
воположное движению потока воздуха относительно дви-
гателя.
Обозначим массу продуктов сгорания, вытекающих из
двигателя со скоростью С^ср м/сек за промежуток вре-
мени f, через т~, а массу воздуха, входящего в двигатель
со скоростью V м/сек, т. е. со скоростью полета модели за
тот же промежуток времени, — через /п3. Тогда начальное
количество движения будет равно тв v, конечное — /пгС^ср
и изменение количества движения будет
mrCeep — maV.
Формула (1), выражающая закон количества движения,
в этом случае примет вид:
=	— mBv,	(2)
откуда
Р = Се V.	(3)
/ еср t
Отношения и представляют собой массы продук-
тов сгорания и воздуха, протекающего через двигатель
в секунду, и, следовательно, могут быть выражены через
18
соответствующие секундные весовые расходы продуктов
сгорания Gr и воздуха G , т. е.
ГПг _ Gr ' ТПв _ Gb
t ~ g' t g '
Подставляя в формулу (3) секундные массовые расходы,
выраженные через секундные весовые расходы, получим
Р = ~ C^-^v.	(4)
g р g
Вынеся за скобки получим
Р = 2г/|£Сеср_Л	(5)
g \Gb	/
Рассмотрим, чему равно отношение
GT
Gb ’
где Gr — секундный весовой расход газа через двигатель;
GB — секундный весовой расход воздуха через дви-
гатель.
Для этого введем понятие о коэфициенте избытка воз-
духа. Коэфициентом избытка воздуха называется отноше-
ние действительного количества воздуха, поступающего
в камеру для сжигания одного килограмма топлива, к тео-
ретически необходимому, т. е.
/
а = Г’
‘о
где а — коэфициент избытка воздуха;
I — действительное количество воздуха, поступившее
в камеру для сгорания 1 кг топлива;
<’о— теоретически необходимое количество воздуха для
сгорания 1 кг топлива.
В том случае, когда воздуха в камеру сгорания поступает
больше, чем теоретически необходимо для сгорания 1 кг
топлива, а будет больше единицы и смесь называется бед-
ной. Если же воздуха в камеру поступит меньше, чем тео-
ретически необходимо, то а будет меньше единицы и смесь
называется богатой. Если считать, что в пульсирующем ВРД
качество смеси а равно единице, то можно сделать следую-
щее заключение.
Известно, что для полного сгорания 1 кг топлива теоре-
тически необходимо примерно 15 кг воздуха. Тогда вес
2*	19
продуктов сгорания, получившихся при сжигании 1 кг топ-
лива, можно выразить следующим образом: Gr=GT +
+GB = 1 кг топлива + 15 кг воздуха — 16 кг продуктов
сгорания, а отношение примет вид
отношение
^=^ = i+1 = l1066,
Ов Ов 15
т. е. отношение д- больше единицы. Принимая
Gr
g- примерно равным единице, вместо формулы (5) можно
получить более простую приближенную формулу для опре-
деления силы тяги пульсирующего ВРД, дающую несколько
заниженное значение силы тяги
p-°f (С..»-*')-
При работе двигателя на месте, когда v = 0, получим
Р = — Се	(7)
g ср-
Анализируя формулу (6), можно видеть, что сила тяги
пульсирующего ВРД равна весу воздуха, проходящего че-
рез двигатель в одну секунду GB сек> деленному на уско-
рение силы тяжести g и умноженному на разность скоро-
стей: скорости истечения газов из выхлопной трубы Сеср и
скорости набегающего потока воздуха v. Из формулы видно,
что чем больше воздуха поступит в двигатель и чем больше
скорость истечения продуктов сгорания, тем больше тяга,
развиваемая двигателем.
Наполнение двигателя зависит и от величину разреже-
ния в камере сгорания: чем больше разрежение, тем боль-
ше смеси оно способно засосать в двигатель. Эксперимент
показывает, что средняя величина максимального разреже-
ния в камере сгорания авиамодельного пульсирующего ВРД
Б-10 равна 140 мм ртутного столба — ниже атмосферного,
а средняя величина максимального давления равна 280 мм
ртутного столба — выше атмосферного.
Тяга двигателя зависит также от частоты циклов: чем
больше циклов в секунду повторяет двигатель, тем больше
его тяга. Эксперимент показывает, что частота циклов дви-
гателя Б-10 равна 142 в секунду, а двигателя Б-12 —
167 в секунду, т. е. оба эти двигателя имеют весьма высо-
кие частоты колебания.
20
ТЯГА АВИАМОДЕЛЬНОГО ПуВРД В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ СКОРОСТИ ПОЛЕТА
Тяги различных типов реактивных двигателей и поршне-
вого мотора с воздушным винтом фиксированного шага раз-
лично изменяются в
На рис. 11 показа-
ны кривые измене-
ния тяг ЖРД, тур-
бореактивного дви-
гателя (ТРД) и пор-
шневого мотора с
винтом фиксирован-
ного шага в зависи-
мости от скорости
полета.
Из графика вид-
но, что располагае-
мая тяга поршневого
двигателя с винтом
(ВМГ) с увеличе-
нием скорости поле-
та быстро падает.
Это падение тяги
можно объяснить,
анализируя следую-
щую формулу для
зависимости от скорости полета.
(ВМГ)(ТК'ГРД) (ЖРД)
Рис. 11. Зависимость тяг ВМГ, ЖРД,
ТКТРД и потребной тяги от скорости
полета
подсчета располагае-
мой тяги:
п __ 75 А^е Т]в
ГР —	,
V
где Рр — располагаемая тяга;
Ne — эффективная мощность
поршневого мотора,
не зависящая от скорости полета;
7]в — коэфициент полезного действия винта;
v — скорость полета.
Из формулы видно, что значение скорости полета стоит
в знаменателе дроби и ее увеличение резко уменьшает ве-
личину располагаемой тяги. Кроме того, коэфициент полез-
ного действия винта ?]в, стоящий в числителе дроби, с уве-
личением скорости полета падает, что также уменьшает
значение располагаемой тяги.
Тяга же жидкостного реактивного двигателя (ЖРД) и
турбореактивного двигателя (ТРД) с увеличением скорости
21
полета почти не изменяется. Это и обусловливает преиму-
щество реактивных двигателей в отношении тяги на боль-
ших скоростях полета по сравнению с поршневым мотором
с воздушным винтом (ВМГ).
Точки пересечения кривых располагаемых тяг (ЖРД,
ТРД, ВМГ) с кривой, потребной для горизонтального по-
лета тяги (Рь), соответствуют максимально возможным
скоростям горизонтального полета, при которых тяга, раз-
виваемая винтом или реактивным двигателем, полностью
используется для преодоления лобового сопротивления са-
молета. Из рис. И видно, что максимальная скорость реак-
тивных самолетов с такими же аэродинамическими каче-
ствами, что и самолетов с ВМГ, оказывается значительно
больше. Если же учесть, что реактивные самолеты, как
правило, в аэродинамическом отношении более совершенны,
то эта разница окажется еще больше.
Тяга пульсирующего ВРД в зависимости от скорости
полета может изменяться различным образом и зависит
от закона подачи топлива, т. е. от того, как отрегулирован
автомат подачи топлива, реагирующий на скорость полета и
высоту. Таким образом, тяга ПуВРД может оставаться посто-
янной, возрастать до какого-то предела или даже падать.
Если автомат подачи топлива настроен таким образом,
что с увеличением скорости полета на заданной высоте
обеспечивается поступление в камеру сгорания наивыгод-
нейшего количества горючего, то тяга двигателя будет
расти до какого-то определенного предела, после чего нач-
нет падать.
Падение тяги на больших скоростях полета обусловли-
вается следующими основными двумя причинами:
1) сильным возрастанием сопротивления клапанной ре-
шетки;
2) ослаблением силы вспышки в камере сгорания, сни-
жающим величину максимального давления.
Ослабление вспышки происходит вследствие постепен-
ного выравнивания давлений в камере сгорания и диффу-
зоре за счет скоростного напора и увеличения разрежения
на обрезе выхлопной трубы, которое приводит к отсутствию
сжатия смеси, вызываемого обратным движением газового
столба.
В авиамодельном пульсирующем ВРД расход топлива
зависит от расхода воздуха, так как внутренняя часть го-
ловки вместе с топливной трубкой и регулировочной иглой
представляет собой простейший карбюратор. Чем больше
22
воздуха пройдет через диффузорную часть за какой-то про-
межуток времени, тем больше подсос топлива и тем больше
его поступит в камеру сгорания.
С увеличением скорости полета расход воздуха через
двигатель за счет увеличения скоростного напора будет
возрастать и, следовательно, будет возрастать количество
топлива, поступающего в двигатель за цикл.
Кроме того, с увеличением скорости полета интенсив-
ность охлаждения стенок камеры сгорания возрастает
вследствие увеличения обдува их воздушным потоком, что
также приводит к увеличению количества топливовоздуш-
ной смеси, поступающей в двигатель за цикл.
В результате этого тяга авиамодельного пульсирующего
ВРД с увеличением скорости полета возрастает.
Возрастание тяги происходит до какого-то определенного
предела, после чего за счет сильно увеличивающегося со-
противления клапанной решетки и ослабления вспышки в
камере сгорания тяга двигателя начинает падать.
При использовании системы подвода топлива за счет
подсоса необходимо иметь в виду, что в простейшем кар-
бюраторе расходы воздуха и топлива растут непропорцио-
нально. Расход топлива возрастает быстрее, чем расход
воздуха, в результате чего с увеличением расхода воздуха
происходит постепенное обогащение смеси. Поэтому, чтобы
не допустить переобогащения смеси, при котором нару-
шается нормальная работа двигателя, необходимо перед
выпуском модели в воздух завернуть регулировочную иглу
на одну четверть оборота, т. е. немного обеднить смесь.
Для обеспечения более надежной работы топливной си-
стемы указанного двигателя рекомендуется использовать
поплавковую камеру, сохраняющую постоянный уровень
топлива, а следовательно, обеспечивающую при каком-то
установившемся режиме и постоянное качество смеси.
С увеличением высоты полета тяга двигателя падает,
так как уменьшается весовое количество топливовоздуш-
ной смеси, поступающей в камеру сгорания, вследствие
падения плотности воздуха.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ
НА ВЕЛИЧИНУ ТЯГИ
К факторам, влияющим на величину тяги авиамодель-
ного ПуВРД, следует отнести конструкцию двигателя в це-
лом и в первую очередь конструкцию клапанной решетки.
Рассмотрим только конструкции клапанных решеток и
23
влияние их на величину тяги, считая, что диаметры камеры
сгорания и выхлопной трубы и длина всей жаровой трубы
подобраны наивыгоднейшими.
Важной величиной, характеризующей степень совершен-
ства клапанной решетки, является отношение площади вход-
ных отверстий к площади поперечного сечения камеры сгора-
ния. Важность этого отношения объясняется тем, что оно ли-
митирует количество поступающей смеси в камеру сгорания.
При одной и той же величине разрежения за клапанной
решеткой в камеру сгорания поступит тем больше свежей
смеси, чем больше площадь проходного сечения решетки.
И, наоборот, чем меньше площадь проходного сечения, тем
больше сопротивление, оказываемое всасываемой смеси, и
тем меньше ее поступит в камеру сгорания.
Дисковые решетки (см. приложения 1 и 2 в конце
книги) с круглыми проходными отверстиями имеют очень
малую площадь проходного сечения, что способствует пони-
жению тяги двигателя.
Поэтому в дальнейшем необходимо работать над соз-
данием решеток с
большим проходным
сечением, конструк-
тивно простых и
легких по весу, поз-
воляющих значи-
тельно увеличить
тягу авиамодельного
ПуВРД.
Ниже приведено
несколько схем ре-
шеток, позволяющих
увеличить площадь
проходных сечений
и тем самым увели-
чить тягу двигателя.
Решетки А и Б (рис. 12) представляют собой конусы,
выточенные на токарном станке, с размещением на них
одного или двух рядов клапанов. Входные отверстия про-
резаны по всей поверхности конуса и со стороны наложе-
ния клапанов; для создания большей опоры проточена ров-
ная кольцевая площадка. Ввиду того что клапаны откры-
ваются не параллельно самим себе, а под углом один
к другому, расстояние между ними можно сократить до
0,5—1,0 мм. Толщину клапанных пластинок можно брать
24
0,08—0,1 мм. Клапаны прижимаются к телу конуса с по-
мощью специального кольца, имеющего ровные площади
соответственно числу входных отверстий. Клапаны закла-
дываются на ровной площадке между конусом и кольцом
и зажимаются гайкой.
Лучшей решеткой, с точки зрения увеличения площади
проходного сечения, следует считать решетку В (рис. 13).
Клапаны на ней расположены двумя ярусами и занимают
значительную площадь. Достоинством решетки является и
то, что входные отверстия прорезываются на ровных плоско-
стях и для клапанов обеспечена большая площадь опоры.
Рис. 13. Решетка В
Конструкцией решетки обеспечивается интенсивное (органи-
зованное) завихривание смеси, способствующее увеличению
скорости ее сгорания. Решетка изготовлена из листовой
стали толщиной 0,5 мм и спаяна латунью.
Решетка Г (рис. 14) с большим проходным сечением
изготовлена из листовой стали толщиной 0,4—0,5 мм и
имеет четыре ряда клапанов, расположенных под углом
к направлению потока смеси. Особенностью этой решетки
является то, что клапаны, прижимаемые к телу решетки
стальными пластинами, сдвоенные, т. е. при изготовлении
их из клапанной ленты вырезаются сразу два клапана, рас-
положенных один к другому узкими сторонами (рис. 14).
После прижима клапанов подвижные части их необходимо
отогнуть от седел на 0,1—0,2 мм, чтобы обеспечить более
свободное прохождение смеси.
Дисковая решетка Д (рис. 15) имеет несколько увели-
ченное сечение проходных отверстий за счет придания им
каплевидной формы.
25
Другой, не менее важной характеристикой решетки яв-
ляются ее аэродинамические качества. Решетка в какой-то
степени препятствует свободному поступлению смеси в ка-
Рис. 14. Решетка Г
меру сгорания из-за сопротивления, создаваемого ею. Чем
больше это сопротивление,
в камеру сгорания. Дисковая
Рис. 15. Решетка Д
тем меньше поступит смеси
решетка с поперечным распо-
ложением клапанов
имеет наиболее низкие
аэродинамические каче-
ства и создает наи-
большие сопротивления
прохождению смеси по
сравнению с другими
выше приведенными
схемами клапанных ре-
шеток.
При установке ди-
сковой решетки смесь
проходит через отвер-
стия диска, располо-
женные перпендику-
лярно направлению по-
тока смеси, затем огибает клапаны, расположенные также
перпендикулярно входу.
Таким образом, величина разрежения, созданного в ка-
мере сгорания, расходуется не только на засасывание
26
смеси, но и на повороты движущегося потока смеси, прежде
чем смесь сможет поступить в камеру сгорания. Чем
меньше поворотов у движущегося потока смеси по пути
в камеру сгорания, тем больше смеси поступит в камеру
сгорания и, следовательно, тем большую тягу разовьет дви-
гатель. Решетки Л, S, В и Г имеют наилучшие аэродина-
мические качества и позволяют, при прочих равных усло-
виях, увеличить количество смеси, поступающей в камеру
сгорания, и тем самым повысить тягу двигателя.
К положительным свойствам дисковой решетки, кроме
простоты и легкости ее конструкции, следует отнести спо-
собность этой решетки сильно завихрять смесь, поступаю-
щую в камеру сгорания. Эта организованная завихренность
позволяет хорошо перемешать смесь и значительно увели-
чить скорость ее сгорания, в результате чего возрастает ча-
стота циклов и, следовательно, при прочих равных условиях
увеличивается тяга двигателя.
Третьим фактором, влияющим на величину тяги двига-
теля, является нагрев стенок камеры сгорания. По истече-
нии 10—15 секунд работы стенки камеры сгорания приоб-
ретают высокую температуру, что ускоряет процесс испа-
рения топлива и уменьшает время воспламенения смеси.
При повышении температуры стенок камеры сгорания вес
смеси, поступающей в камеру, уменьшается, что приводит
к уменьшению максимального давления в ней и, следова-
тельно, к уменьшению тяги. Если двигатель перегрет, вос-
пламенение свежей смеси может происходить и от стенок,
в этом случае количество свежей смеси, поступающей за
один цикл (коэфициент наполнения двигателя свежей
смесью), резко уменьшается, при этом тяга также резко
падает, хотя частота циклов несколько увеличивается.
Поэтому ни в коем случае нельзя допускать перегрева дви-
гателя.
Для устойчивой работы двигателя любого типа имеется
два предела: предельное обеднение и предельное обогаще-
ние. Если допустить работу двигателя на предельно обед-
ненной смеси, то количество выделяемого тепла и скорость
сгорания уменьшатся, следовательно, и скорость нараста-
ния максимального давления и величина его также упадут.
В результате газы будут двигаться по выхлопной трубе
с меньшей скоростью, их инерционная способность снизится,
и разрежение создаваемое ими перед клапанами, также
уменьшится. Уменьшение абсолютной величины разреже-
ния перед клапанами приводит к уменьшению количества
27
свежепоступающей смеси в камеру сгорания. Поэтому при
регулировке режима работы двигателя необходимо не-
сколько обогащать смесь, так как при этом уменьшается
теплонапряженность двигателя и увеличивается развивае-
мая им тяга.
ОСНОВНЫЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ (УДЕЛЬНЫЕ) ПАРАМЕТРЫ
ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ВРД
Сравнительную оценку летно-эксплоатационных качеств
пульсирующего ВРД удобнее всего производить, пользуясь
относительными параметрами.
Основными относительными параметрами являются:
удельная тяга, удельный расход топлива, удельный вес дви-
гателя и удельная лобовая тяга. Выражения для этих вели-
чин будут даны без выводов.
Удельная тяга
Удельная тяга Руд равна отношению развиваемой тяги
к весовому секундному расходу воздуха через двигатель:
где Руд — удельная тяга; Р — тяга двигателя; GB ceK—
секундный расход воздуха.
Подставляя в данную формулу значение силы тяги Р из
формулы (4), получим
/>Уд = |(Свср-’')-	(9)
При работе двигателя на месте, т. е. при v = 0, выра-
жение для удельной тяги примет очень простой вид:
Руд = £!еР_ Г	(Ю)
g L кг воздуха J
Чем больше удельная тяга, тем меньше при заданной
величине тяги Р потребный секундный расход воздуха, а
следовательно, тем меньше размеры и вес двигателя. На
рис. 16 показано изменение удельной тяги по скорости по-
лета. Из графика видно, что удельная тяга все время
падает, причем более быстрое ее падение происходит на
больших скоростях полета. Падение удельной тяги с увели-
чением скорости вызывается непропорциональным измене-
нием тяги двигателя и расхода воздуха через двигатель.
Возрастание тяги двигателя происходит медленнее воз-
растания расхода воздуха через двигатель.
28
Рис. 16. Изменение удельной тяги пульсирующего ВРД
в зависимости от скорости полета
Удельный расход топлива
Удельный расход топлива Ср равен отношению часового
расхода топлива к тяге, развиваемой двигателем, т. е.
Р __(j'v Г кг топлива 1
I ----------1 >	(11)
Р [кг тяги час J
где Ср — удельный расход топлива; G'T — часовой расход
топлива; Р — тяга, развиваемая двигателем.
Зная секундный расход топлива GTcfK^ можно опреде-
лить часовой расход топлива по формуле
G' = 3600 GT .
г	1 сек
Удельный расход топлива является важной эксплоата-
ционной характеристикой двигателя, так как чем меньше Ср,
тем больше дальность и продолжительность полета при
прочих равных условиях.
Удельный вес двигателя
Удельный вес двигателя равен отношению сухого веса
двигателя к максимальной тяге, т. е.
Y _ ^дв Г г веса!
дв Р |_з тяги ]f	'
где удв — удельный вес двигателя; Сдз — сухой вес двига-
теля; Р — тяга, развиваемая двигателем.
29
При заданной величине тяги удельный вес двигателя
определяет вес двигательной установки, который, как из-
вестно, очень сильно влияет на параметры летающей мо-
дели и в первую очередь на ее скорость и грузоподъемность.
Чем меньше удельный вес двигателя, т. е. чем меньше вес
двигателя при заданной тяге, тем большего веса модель
этот двигатель может поднять в воздух.
Удельная лобовая тяга
Удельная лобовая тяга РЛОб равна отношению тяги, раз-
виваемой двигателем, к площади его наибольшего попе-
речного сечения
где РЛОб — удельная лобовая тяга; Р — тяга, развиваемая
двигателем; F„O6—площадь наибольшего поперечного се-
чения двигателя.
Для авиамодельного ПуВРД удельную лобовую тягу
удобнее выражать в г!см2, т. е. тягу двигателя выражать
в граммах, а площадь наибольшего поперечного сечения —
в квадратных сантиметрах, тогда удельная лобовая тяга
[г тяги 1
~ - I .
Удельная лобовая тяга играет важную роль при оценке
аэродинамических качеств двигателя скоростной модели.
Чем больше РЛОб, тем меньшая доля тяги, развиваемая дви-
гателем в полете, расходуется на преодоление его собствен-
ного сопротивления.
Авиамодельный ПуВРД вследствие малого лобового
сопротивления (что вызывается достаточно обтекаемой фор-
мой его) наиболее удобен для установки на летающую
модель. Сопротивление, создаваемое двигателем, очень не-
значительно.
Рассмотренные относительные параметры для одного и
того же двигателя меняются с изменением скорости и вы-
соты полета, так как при этом не сохраняют свою величину
тяга, развиваемая двигателем, и суммарный расход топлива
у двигателя. Относительные параметры обычно относятся
к работе двигателя на месте, на максимальном режиме на
земле.
30
ГЛАВА III
КОНСТРУКЦИЯ АВИАМОДЕЛЬНОГО
ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДВИГАТЕЛЯ Б-10
Авиамодельный пульсирующий ВРД имеет ряд кон*
структивных особенностей по сравнению с описанными выше
конструкциями пульсирующих двигателей. Чертежи двига-
теля Б-10 даны в приложении 1. Основной его особенностью
является то, что топливо в камеру сгорания не впрыски-
вается через форсунки, а поступает вместе с воздухом
через входные отверстия клапанной решетки. Такая
система подвода топлива сильно упрощает конструкцию
двигателя и регулирующего устройства. Топливная система
двигателя Б-10 состоит из топливного бачка, подводящей
трубки и регулировочной иглы. Топливо подсасывается в
диффузор головки вследствие некоторого разрежения, воз-
никающего в узкой части диффузора, где оно переме-
шивается с воздухом. Таким образом, диффузор, топливная
трубка и регулировочная игла представляют собой простей-
ший карбюратор. Впрыск топлива в камеру сгорания через
форсунки на авиамодельном ПуВРД нецелесообразен. Это
объясняется тем, что для достижения хорошего распыла
топлива в малом объеме за короткое время требуется очень
сложная аппаратура, обеспечивающая сохранение высокого
давления при впрыске. К тому же вес требуемой аппара-
туры в несколько раз больше веса самого двигателя. При
конструировании и доводке двигателя Б-10 автору приш-
лось изготовить большое количество опытных двигателей
различных форм и размеров и опытным путем добиваться
устойчивой и надежной работы их.
При конструировании двигателя должны быть по воз-
можности учтены все требования, предъявляемые обычно
к авиамодельному двигателю, простота конструкции и экс-
плоатации, надежность работы, возможность постройки
двигателя самими авиамоделистами, использование для по-
стройки доступных материалов. Конструкция двигателя Б-10
достаточно проста и имеет минимальное количество деталей.
31
Так, например, если авиамодельный бензиновый моторчик
имеет более 45 технологических деталей, то авиамодельный
пульсирующий ВРД имеет их только 15. Кроме того, дви-
гатель не требует батареек, бобины и электрической свечи,
необходимых для воспламенения смеси. Вес авиамодельного
ПуВРД равен 180—185 г, т. е. примерно в 2 раза меньше,
чем вес поршневого бензинового моторчика без винта и
системы зажигания.
Основные данные двигателя Б-10
Тяга, развиваемая на земле............ 550—650 г
Сухой вес без бачка.......................... 180	г
Расход топлива........................ 24—28 г/мин
Удельный вес.......................... 0,27—0,327 г/г	тяги
Отношение площади проходного сечения
решетки к площади поперечного сечения
камеры сгорания....................... С,14
Частота циклов в секунду.................... 142
Габаритные размеры:
общая длина............................. 723	мм
наибольший диаметр............... 59 мм
Средняя геличина максимального разреже-
ния в камере сгорания.................140 мм ртутного столба
(ниже атмосферного)
Средняя величина максимального давления
в камере сгорания в момент вспышки . . 280 мм ртутного столба
(выше атмосферного)
Применяемое топливо...................Автомобильные	и авиа-
ционные бензины
Удельная лобовая тяга................. 20 г тяги/см^
Головка двигателя (рис. 17) имеет удобообтекаемую
форму и состоит из двух отдельных частей — внешней и
внутренней.
Внутренняя часть изготовлена из дуралюмина в виде
диффузора; в самую узкую часть диффузора подведена
топливная трубка.
Внешняя часть головки (обтекатель) не является сило-
вой деталью и служит только для придания удобообтекае-
мой формы головке. Обе детали имеют небольшой вес и в
конструктивном отношении являются достаточно доведен-
ными.
Диффузорная часть головки изготовляется на токарном
станке. В самой узкой части диффузора с внешней сто-
роны расположен усиливающий прилив. В приливе имеется
два диаметрально противоположно расположенных отвер-
стия с резьбой. В верхнее отверстие ввертывается регули-
ровочная игла, в нижнее — подводящая топливная трубка.
32
Задняя часть диффузора оканчивается резьбой, нарезан-
ной с внешней стороны, с помощью которой головка ввер-
тывается в тело камеры сгорания и своей торцовой частью
Рис. 17. Передняя часть двигателя:
1 — обтекатель; 2— диффузор; 3 — регулировочная игла;
4 — подводящая топливная трубка; 5—диск клапанной
решетки; 6 — зажимн я шайба: 7—клапан: 3—стяжная
шпилька; 9— резьбовсе кольцо; 10—камера сгорания
прижимает диск клапанной решетки к буртику камеры сго-
рания.
Обычно внутренняя часть диффузора имеет вид про-
филированного канала, очерченного на всем протяжении
(от входа воздуха в головку и до входа в клапанную ре-
шетку) по одной плавной кривой Однако изготовление
такого диффузора обработкой на токарном станке пред-
ставляет значительные трудности. В разбираемой конструк-
ции, с целью облегчения технологии изготовления, обра-
зующие стенок диффузора представляют собой прямые ли-
нии, и закругление имеется только в самой узкой части.
Внешняя часть головки изготовлена из листового алю-
миния толщиной 0,8 мм в виде обтекателя. Требуемую
форму обтекателю придают способом выдавливания на то-
карном станке.
В обтекателе имеется два отверстия для прохода регу-
лировочной иглы и топливной трубки. Своей передней и
задней частями обтекатель посажен на соответствующие
цилиндрические пояски, имеющиеся на диффузоре.
3 Зак. 902
33
Регулировочная игла качества смеси изготовляется из
3-мм стальной проволоки. Игла имеет резьбу, с помощью
которой она ввертывается в диффузорную часть головки.
Своей конической частью она входит в жиклерное отвер-
стие подводящей топливной трубки и тем самым дозирует
количество топлива, поступающее через трубку.
Топливная трубка изготовляется из латуни на токарном
станке. С внешней стороны она имеет буртик, которым упи-
рается в силовой поясок диффузора в ввернутом состоянии,
что позволяет обеспечить достаточно плотную затяжку
трубки. Часть трубки с жиклерным отверстием диаметром
1,5 мм введена в узкую часть диффузора. Другая часть
трубки до буртика имеет внутренний диаметр 2 мм и внеш-
ний 4 мм. В нижней части трубка имеет два заборных отвер-
стия диаметром 2 мм, просверленных на расстоянии 1,5 мм
от конца трубки; трубка введена внутрь топливного бачка
и припаяна к обечайке в двух точках — верхней и нижней.
Бачок изготовлен из медной фольги и пропаян оловом.
В данной топливной системе бачок используется для
хранения запаса топлива, необходимого для регулировки
режима работы двигателя при его доводке, и не устанав-
ливается на модель. Бачок может быть использован на
модели как приемный бачок, в котором уровень топлива
будет все время поддерживаться постоянным за счет топ-
лива, подаваемого из другого (основного) бачка, располо-
женного выше.
Вопросам работы системы питания двигателя топливом
нужно уделять очень большое внимание, так как от этого
зависит устойчивость и длительность работы двигателя.
Клапанная решетка — главнейшая деталь пульсирую-
щего ВРД. Назовем разбираемую решетку дисковой, так
как дуралюминовый диск является силовой основой всей
решетки. Дисковая решетка состоит из диска с отверстиями,
стальных пластинчатых клапанов, зажимной стальной шай-
бы, стяжной стальной шпильки, двух шайб под гайки и
двух гаек. Клапаны в дисковой решетке, закрывая изнутри
входные отверстия диаметром 6,5 мм, образуют звездочку
с двенадцатью лепестками. Узкие концы клапанов сходятся
в центре диска на диаметре 12 мм и зажимаются стальной
шайбой с наружным диаметром 18 мм и толщиной 2 мм.
Диск, клапаны и зажимная шайба стягиваются стальной
стяжной шпилькой. Таким образом, клапаны удерживаются
от выпадания и смещения за счет сил трения. Всего на
диске имеется двенадцать отверстий и столько же клапа-
34
нов. Диск и зажимная шайба в центре имеют отверстия
диаметром 5,5 мм для прохода стяжной шпильки диамет-
ром 5 мм. При работе клапаны изгибаются по всей длине
от зажимной шайбы и до концов. Вследствие того что
у клапанов по их длине неодинаковая ширина, у зажимной
шайбы, где ширина клапанов минимальная, а изгибающий
момент максимальный, изгиб их в этом месте будет наи-
большим. По мере удаления от зажимной шайбы к концам
клапанов изгиб клапанов становится меньше, так как ши-
рина их увеличивается, а изгибающий момент уменьшается.
При установившемся режиме работы концы клапанов при
всасывании смеси отходят от диска на 5—6 мм. После того
как свежепоступившая порция смеси воспламенится, давле-
ние в камере сгорания повышается, и клапаны под дей-
ствием этого повышенного давления и под действием соб-
ственных сил упругости закрываются.
В момент закрытия клапаны испытывают большую ди-
намическую нагрузку и, кроме того, подвергаются воздей-
ствию высокой температуры. Температура клапана за цикл
ввиду его малой толщины непостоянна, что создает еще
более трудные условия их работы. Наконец, если учесть
частоту циклов, с которой клапаны открываются и закры-
ваются, равную 142 в секунду, то станет вполне ясной вся
трудность условий их работы. Клапаны разрушаются
в основном за счет усталостных напряжений, т. е. вслед-
ствие того что материал клапанов от частых ударов, из-
гиба и переменных термических нагрузок разрушается.
Разрушаются в первую очередь концы клапанов как вос-
принимающие наибольшие нагрузки. При вырезке или
штамповке клапанов следует обращать внимание на то,
чтобы шаблон или штамп своей вытянутой частью был
направлен вдоль ленты и, следовательно, вдоль волокон.
Клапаны, вырезанные из ленты вдоль волокон ее, имеют
больший срок работы, чем клапаны, вырезанные поперек
волокон. Наружная часть клапана имеет форму полуокруж-
ности и тщательно отшлифована, что также несколько уве-
личивает срок работы клапана.
Продолжительность работы клапанов зависит от степени
их механической обработки, а также от системы подвода
топлива и качества смеси, поступающей в двигатель. Срок
непрерывной работы клапанов колеблется в пределах
3—5 минут и более.
Решетка в собранном виде вставляется в переднюю
часть камеры сгорания до упора в буртик и прижимается
3*
35
к нему головкой. Такие решетки в собранном виде нужно
всегда иметь в запасе. Для замены решетки требуется
2—3 минуты. Дисковая решетка по своей конструкции про-
ста и легка в производстве, но имеет сравнительно малый
срок работы. Поэтому необходимо разрабатывать более
совершенные клапанные решетки, которые могли бы рабо-
тать более длительное время.
Жаровая труба состоит из трех частей: камеры сгора-
ния, реактивного сопла и выхлопной трубы, соединенных
между собой точечной сваркой или пайкой латунью. Все
три части трубы могут изготовляться из нержавеющей или
обыкновенной стали и даже из жести консервных банок.
Толщину стенок камеры сгорания и реактивного сопла
рекомендуется делать не более 0,15—0,18 мм, а выхлопной
трубы — 0,1 мм. Передняя часть камеры сгорания внутри
имеет буртик, в который упирается клапанная решетка, и
резьбу для ввертывания головки. В данной конструкции
камера сгорания с резьбовой ее частью изготовляется на
токарном станке за одно целое. Если есть возможность, то
резьбовая часть вместе с упорным буртиком может быть
изготовлена отдельно в виде кольца, которое затем прива-
ривается или припаивается латунью к камере сгорания.
В этом случае камеру сгорания следует изготовлять из
листа стали или жести, сваренного вдоль камеры сгорания.
Реактивное сопло может быть выточено на токарнОхЧ
станке, но проще его изготовить из листовой стали.
Выхлопная труба изготовляется также из листовой стали
или из готовой трубы. Необходимую толщину стенки можно
получить обработкой на токарном станке, и в этом случае
толщина ее обычно не меньше 0,15 мм.
Крепление двигателя к авиамодели осуществляется
с помощью хомутиков, которые удобнее всего располагать
в передней части камеры сгорания и в месте перехода ее
в реактивное сопло, т. е. в местах, наиболее жестких. Спо-
соб крепления в каждом частном случае выбирается в зави-
симости от типа и конструкции модели. Крепить двигатель к
модели необходимо по крайней мере в двух точках, ибо креп-
ление в одной точке не обеспечивает достаточной жесткости.
В том случае, когда двигатель крепится к модели за
головку, на ней необходимо предусмотреть специальный
фланец.
36
ГЛАВА IV
ЭКСПЛОАТАЦИЯ АВИАМОДЕЛЬНОГО
ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ВРД
СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ
Воспламенение рабочей смеси в камере сгорания в мо-
мент запуска осуществляется от пламени спички, подводи-
мой к обрезу выхлопной трубы. Перед запуском двигатель
необходимо продуть рабочей смесью с помощью воздушного
насоса автомобильного типа. Резиновый шланг от воздуш-
ного насоса оканчивается специальным сплющенным насад-
ком (рис. 18). Струя воздуха, выходящая из насадка, на
правляется на обрез топливной трубки
с жиклерным отверстием таким обра-
зом, чтобы из нее, за счет создавае-
мого разрежения, начал вытекать бен-
зин, который затем подхватывается
струей воздуха, смешивается с ней и
Рис. 18. Конец рези-
нового шланга от на-
соса со сплющенным
насадком:
1 — сплющенный насадок;
2 — проволочные кольца;
3 — резиновый шланг
рывков, чтобы не
образует горючую смесь. Этой смесью
и продувается двигатель. После того
как двигатель заполнен рабочей
смесью, зажигается спичка и подно-
сится к обрезу выхлопной трубы. Од-
новременно с этим производится про-
дувка двигателя горючей смесью вы-
шеуказанным способом, но плавно, без
сдуть пламени. Как только двигатель заработает, продувка
прекращается, и резиновый шланг, идущий от насоса, уби-
рается из диффузорного отверстия. Первоначальный запал
смеси указанным способом является одним из простейших
и может рекомендоваться как способ запуска авиамодель-
ных пульсирующих ВРД.
37
Зажигание смеси можно производить не только от от-
крытого пламени, но и от специального приспособления.
Если имеется в наличии аккумулятор или батарейки и бо-
бина с прерывателем (пусковая катушка), то можно произ-
водить зажигание смеси и от электрической свечи. Для
этого необходимо проводники от источника питания присо-
единить к клеммам пусковой катушки, а проводник высо-
кого напряжения подвести к электрической авиамодельной
свече. Свеча закрепляется на камере сгорания с помощью
гайки, навернутой изнутри камеры сгорания. Проводник от
пусковой катушки, идущий к массе, подсоединяется к са-
мой трубе.
Рис. 19. Принципиальная электрическая схема для зажигания смеси
в камере сгорания в момент запуска:
В — кнопочный выключатель: Тр — понижающий трансформатор; Kj и К2 — клеммы;
С — сердечник; Wj— первичная обмотка; W2 — р-оричная обмотка; С3—конденса-
тор; П — прерыватель; Пр — пружина; Р — разрядник (электрическая свеча)
Принципиальная схема электрического способа запуска
показана на рис. 19. В данной схеме к пусковой катушке
проводники подключены не от аккумулятора, а от транс-
форматора, к которому ток подводится от сети. Трансфор-
матор понижает напряжение тока, подводимого от сети,
до 24—26 в. В том случае, когда питание подводится от
аккумулятора, проводники присоединяются к клеммам
Ki и К2, при этом трансформатор отключается.
Электрический способ запуска может быть рекомендо-
ван для лабораторных реактивных установок или для дви-
гателей, устанавливаемых на моделях, у которых за-
труднен подвод открытого пламени к обрезу выхлопной
трубы.
38
СИСТЕМА ПИТАНИЯ
Как было указано выше, топливо в двигатель поступает
не в чистом виде, а в виде смеси его паров с воздухом.
Для образования горючей смеси служит головка, внутрен-
няя часть которой вместе с топливной трубкой и регулиро-
вочной иглой представляет собой простейший карбюратор.
Вследствие разрежения, создаваемого в узкой части
диффузора, топливо из бачка, поднимаясь по трубке, начи-
нает вытекать из жиклерного отверстия, затем подхваты-
вается струей воздуха и смешивается с ним. Приготовление
топливовоздушной смеси заканчивается после того, как она
пройдет через отверстия клапанной решетки и сильно за-
вихрится. Качество смеси регулируется иглой.
ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ
Первые запуски (в период освоения двигателя) необхо-
димо производить в подготовленном для этого помещении.
Желательно под установку подложить железный лист.
Выходящие газы нужно направлять в безопасном направле-
нии. Во избежание тряски двигатель должен быть надежно
закреплен в специальном станке или приспособлении.
Перед запуском необходимо тщательно осмотреть всю
установку в целом и ее отдельные агрегаты.
Нужно проверить:
—	крепление двигателя в приспособлении;
—	заполнен ли бачок топливом;
—	систему карбюрации;
—	систему зажигания (при запуске от электрической
свечи).
Если все в порядке, можно приступить непосредственно
к запуску. Для этого нужно:
—	отвернуть иглу жиклера на два-три оборота;
—	продуть двигатель рабочей смесью с помощью воз-
душного насоса;
—	не прекращая продувку, зажечь спичку, поднести ее
снизу к обрезу выхлопной трубы и поджечь пары топлива,
выходящие из трубы (продувка горючей смесью продол-
жается до надежного запуска двигателя).
После запуска следует отрегулировать режим работы
с помощью регулировочной иглы, добиваясь при этом устой-
чивой работы. Желательно, чтобы двигатель работал на не-
сколько обогащенной смеси, при которой обеспечивается
39
нормальный температурный режим, устойчивая работа и
тяга, близкая к максимальной.
Быстрота запуска зависит от качества смеси, поступаю-
щей в двигатель. Необходимое качество смеси характери-
зуется пламенем с голубоватым оттенком. Если горение
происходит только на конце трубы и не переходит в камеру
сгорания, что бывает при очень богатой смеси, то насадок
от воздушного насоса следует направить прямо на решетку,
минуя жиклер. В результате обедняется смесь, и очаг горе-
ния переносится в камеру сгорания.
Если при работе двигателя наблюдаются редкие вспыш-
ки и двигатель не переходит на установившийся режим, то
смесь бедная и ее необходимо обогатить; для этого нужно
увеличить поступление топлива (регулировочную иглу по-
вернуть влево).
При сильно отогнутых клапанах возможны «хлопки»
в диффузор, при которых может произойти воспламенение
смеси и скопившегося в диффузоре топлива. В этих слу-
чаях пламя надо просто сдувать. Запуск двигателя с та-
кими клапанами может быть осуществлен, но при более
сильной продувке.
Трудность запуска двигателя в большинстве случаев
вызывается неисправностью систем топливопитания и за-
жигания. Наиболее вероятные неисправности следующие.-
1. Не подсасывается топливо из жиклера вследствие
того, что жиклер перекрыт иглой или засорен.
2. Не происходит поступления горючей смеси в камеру
сгорания вследствие того, что клапаны плотно прижаты
к решетке или насадок от насоса не направлен на жиклер
и не создает необходимого подсоса топлива.
Если двигатель работает с перебоями, то причиной этого
может быть слишком богатая или слишком бедная горючая
смесь.
После того как двигатель опробован и отрегулирован на
стенде, его можно устанавливать на летающую модель.
ОСТАНОВКА ДВИГАТЕЛЯ
Остановка двигателя производится преграждением сво-
бодного входа воздуха в диффузорную часть головки. Оста-
навливать двигатель перекрытием жиклерного отверстия
топливной трубки с помощью регулировочной иглы не ре-
комендуется, так как в этом случае при повторном запуске
потребуется заново производить регулировку подачи топ-
лива.
40
УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
На рис. 20 показана одна из установок, предназначен-
пая для регулировки двигателя и для замера его тяги.
Рис. 20. Установка для испытания двигателя
На ящике (или доске), изготовленном из 8-мм фанеры,
крепятся две металлические стойки, заканчивающиеся
в верхней части полукольцом. Средней частью полукольца
приклепаны к стойкам, а на их концах имеются отверстия
с резьбой под зажимные винты. Двигатель крепится двумя
хомутиками, один из которых расположен в месте пере-
хода камеры сгорания в реактивное сопло, а другой на
выхлопной трубе. На хомутиках диаметрально противопо-
ложно расположены приливы, имеющие с внешней стороны
конические углубления, в которые и входят своими остри-
ями зажимные винты. Нижние части стоек жестко при-
креплены к стальным осям; острые концы осей входят
в соответствующие конические углубления в зажимных
винтах. Зажимные винты ввернуты в неподвижные сталь-
ные штифты, прикрепленные неподвижно к верхней части
41
ящика. Таким образом, при повороте стоек на своих осях
двигатель сохраняет горизонтальное положение. К перед-
ней стойке прикреплен один конец спиральной пружины,
другой конец ее соединен с петлей на ящике. К задней
стойке жестко прикреплена стрелка, конец которой пере-
мещается по градуированной шкале. Градуировку шкалы
можно произвести следующим образом. Конец шелковой
нити привязать к концу топливной трубки, выходящей в
диффузор. Вытянуть нить вдоль оси двигателя, затем пере-
гнуть ее через ролик или шариковый подшипник и подве-
шивать гири различного веса. По мере увеличения подве-
шенного груза двигатель будет подаваться вперед и опу-
скаться параллельно самому себе. Нить же при этом дол-
жна все время совпадать с продольной осью двигателя,
для чего ролик нужно несколько опускать. Градуировку
шкалы необходимо производить на тягу до 1 кг.
При запуске передняя стойка стопорится специальньш
стопором и только в том случае, когда нужно замерить
тягу, стопор, изготовленный в виде крючка, поднимается
вверх. Если установка используется для лабораторных це-
лей, внутренняя часть ящика используется для размещения
баллона со сжатым воздухом, пусковой катушки и трансфор-
матора. Для зарядки баллона воздухом сбоку ящика выве-
ден зарядный штуцер. Электрический ток подводится от
сети к трансформатору, понижающему напряжение тока до
24 в, и затем от трансформатора, через выключатель, рас-
положенный с правой стороны ящика, подводится к пуско-
вой катушке. Проводник высокого напряжения от пусковой
катушки, через верхнее днище ящика, подводится к элект-
рической запальной свече.
При переносе установки внешняя надстройка может
быть легко разобрана и помещена в ящике, одна из стенок
которого подвешена на шарнирах и откидывается вверх.
Установка в целом проста по конструкции и компактна.
ГЛАВА V
ОСОБЕННОСТИ КОМПОНОВКИ
ЛЕТАЮЩИХ МОДЕЛЕЙ С ПУЛЬСИРУЮЩИМ ВРД
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Летающие модели с реактивными двигателями имеют
особенности конструктивной и аэродинамической компо-
новки, которые обусловливаются двумя основными факто-
рами: 1) особенностями, присущими реактивному двига-
телю; 2) явлениями, связанными с полетом модели на ско-
ростях 50—100 км/час и выше. Из особенностей реактив-
ного двигателя, влияющих на компоновочную схему модели,
являются: отсутствие на реактивном двигателе воздушного
винта, наличие мощной струи выхлопных газов с высокой
температурой, отбрасываемой назад с очень большой ско-
ростью, и большие расходы горючего по сравнению с авиа-
модельным бензиновым моторчиком.
Из явлений, вызываемых большой скоростью полета, на
общую схему модели и ее основные параметры влияют:
повышенные требования к устойчивости и регулировке, а
также большая прочность и меньшая чувствительность
к вибрациям у деталей летающей модели.
Рассмотрим подробнее влияние этих факторов.
ОСОБЕННОСТИ ЛЕТАЮЩИХ МОДЕЛЕЙ, ВЫЗВАННЫЕ
ОТСУТСТВИЕМ ВИНТА
Отсутствие винта на летающей модели позволяет раз-
местить реактивный двигатель внутри фюзеляжа (рис. 28).
При таком расположении двигателя ось выхлопной трубы
совмещается с продольной осью фюзеляжа, благодаря
чему при изменении величины тяги незначительно изме-
няется момент сил относительно центра тяжести.
43
Положение центра тяжести, т. е. балансировка модели
при изменении режима работы двигателя, почти не нару-
шается. Наконец, размещение двигателя внутри фюзеляжа
позволяет придать ему более обтекаемую форму и приме-
нить шасси с носовым колесом. Размещение двигателя
внутри фюзеляжа наиболее желательно, но связано с ря-
дом трудностей, возникающих при практическом осуще-
ствлении модели. В этом случае фюзеляж необходимо изго-
товлять из дуралюмина или алюминия.
Установка двигателя либо сверху фюзеляжа (рис. 29),
либо под крылом (рис. 33) неблагоприятна в отношении
продольной статической устойчивости и аэродинамического
сопротивления. При такой установке двигателя создается
большое плечо от реактивной силы струи выхлопных газов
относительно центра тяжести и увеличивается площадь
лобового сопротивления модели за счет выступающего на-
ружу двигателя; однако при этом фюзеляж можно изго-
товлять из обычных материалов и использовать его для раз-
мещения бачков с топливом. Наконец, отсутствие винта
позволяет уменьшить высоту шасси, что уменьшает вес
модели.
При необходимости получения значительной тяги воз-
можно спаривание пульсирующих ВРД, размещаемых над
фюзеляжем. Во избежание значительного разворачиваю-
щего момента при остановке одного из двигателей их сле-
дует располагать рядом.
Отсутствие винта на реактивном двигателе позволяет
осуществить компоновку двухмоторной модели комбиниро-
ванного типа, а именно: установить в носовой части фюзе-
ляжа поршневой бензиновый моторчик с винтом, а сзади —
пульсирующий ВРД (рис. 32).
Модель такого типа благодаря значительной тяге винта
на малых скоростях обладает хорошими взлетными каче-
ствами, а при обоих включенных двигателях может развить
значительную скорость полета. В случае выключения пульси-
рующего ВРД модель может продолжать полет за счет
тяги, создаваемой винтом.
Такую модель по своим свойствам можно считать сред-
ней между винтовыми и реактивными моделями.
ВЛИЯНИЕ НАЛИЧИЯ СТРУИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
Высокие температуры и большие скорости истечения вы-
хлопных газов реактивного двигателя требуют, чтобы ле-
тающая модель конструировалась таким образом, чтобы ни
44
одна ее часть не попадала в струю газов. Так, например,
при расположении двигателя над фюзеляжем необходимо
применять разнесенное вертикальное оперение. Для умень-
шения влияния нагретых стенок реактивного двигателя на
детали летающей модели между ними устанавливают спе-
циальные дефлекторы. На реактивных моделях рекомен-
дуется применять шасси с носовым колесом, так как при
этом легко обеспечить вытекание струи выхлопных газов
параллельно земли.
ВЛИЯНИЕ БОЛЬШИХ РАСХОДОВ ТОПЛИВА
Малая экономичность реактивного двигателя требует для
полета реактивной модели значительного запаса топлива.
Так, например, для полета модели с реактивным двигате-
лем в течение 20 минут требуется 400—500 г топлива, тогда
как поршневой моторчик за это же время расходует
50—55 г.
При размещении на модели бачков с топливом нужно
стараться размещать их ближе к центру тяжести, чтобы
израсходование топлива мало влияло на балансировку мо-
дели.
УСТАНОВКА ДВИГАТЕЛЯ НА ЛЕТАЮЩИЕ МОДЕЛИ
САМОЛЕТОВ
Пульсирующий ВРД вследствие малого веса и простоты
конструкции может устанавливаться почти на все летающие
модели: модели нормального типа, модели-утки, бесхвостки,
модели типа летающее крыло и на лопасти геликоптерных
винтов.
Двигатель может быть установлен на модели планеров
и использован для забрасывания их на высоту. Для этого
требуется кратковременная работа двигателя в течение
двух-трех минут, и эту задачу с успехом может выполнять
авиамодельный ПуВРД.
Приведенные ниже эскизы летающих моделей самолетов
с пульсирующим ВРД помогут читателям при разработке и
практическом изготовлении ими своих моделей.
Известно, что при конструировании, постройке и до-
водке модели с бензиновым моторчиком авиамоделисты
всегда встречались с теми или иными трудностями, кото-
рые им приходилось преодолевать. При постройке моделей
с пульсирующим ВРД они, несомненно, также встретятся
с рядом трудностей.
45
1.	Первая задача, которую нужно разрешить при уста-
новке ПуВРД на модель, заключается в том, чтобы изоли-
ровать обшивку модели от воздействия тепла, излучаемого
жаровой трубой. Если обшивка не экранирована, т. е. не за-
щищена тонким дуралюминовым или алюминиевым листом,
то двигатель необходимо располагать так, чтобы камера
сгорания отстояла от обшивки не менее чем на 50—60 мм.
Если же обшивка располагается близко к двигателю, реко-
мендуется покрывать ее слоем жидкого стекла. При уста-
новке экрана расстояние между обшивкой и двигателем
уменьшается до 30—35 мм. Экран может быть выполнен
в виде дуралюминового или алюминиевого щитка, отстоя-
щего от обшивки на расстоянии 15—20 мм, или же кольца,
расположенного вокруг двигателя. В последнем случае ре-
комендуется экран устанавливать на протяжении всей жа-
ровой трубы и использовать при этом отсасывающую спо-
собность выходящих газов, что повысит общую эффектив-
ность реактивной установки. Кольцевой экран показан на
рис. 25.
Рис. 21. Схема компенсации момента от силы тяги двигателя
с помощью руля глубины:
1 и 2—стейки: 3 — штырек: 4— пружина; S—тяга; 5—руль высоты; 7—двигатель
2.	У большинства моделей двигатель размещается или
над фюзеляжем и над крылом, или под фюзеляжем и под
крылом. В обоих случаях будут возникать моменты от силы
тяги относительно центра тяжести; в перьом случае момент
пикирующий, во втором — кабрирующий. Эти моменты ну-
жно компенсировать или установкой самого двигателя под
углом к продольной оси модели, или с помощью рулей вы-
соты, управляемых в полете. Одна из таких возможных
схем компенсации момента, вызываемого силой тяги двига-
теля за счет руля высоты, приведена на рис. 21. Двигатель
установлен на специальных стойках, позволяющих иметь
продольный ход относительно фюзеляжа. К нижнему концу
46
стойки 2, выведенному внутрь фюзеляжа, присоединяется
жесткая тяга 5, идущая к рулю высоты 6, и пружина 4,
другой конец которой прикреплен к неподвижному
штырьку 3. Работающий двигатель, создавая тягу, отойдет
вперед относительно планера модели и отклонит руль вы-
соты вверх.
Таким образом, пикирующий момент относительно центра
тяжести, создаваемый работающим двигателем, будет ком-
пенсирован кабрирующим моментом, создаваемым рулем
высоты. При остановке двигателя в полете он под действием
пружины отойдет в крайнее заднее положение и установит
рули высоты в положение, соответствующее режиму пла-
нирования.
Рис. 22. Принципиальная схема топливной системы для пульсирую-
щего ВРД:
1 — основной топливный бачок; 2— топливный бачок (поплавковая камера); 3 —
трубопровод; 4 — поплавок; 5 — запорная игла; 6—шарвир; 7—подводящая топ-
ливная трубка; 8— заливная горловина
Регулировку модели следует начинать с регулировки ее
на планирование, а затем при работающем двигателе мето-
дом последовательного подбора угла отклонения стойки 2,
а, следовательно, и руля высоты нужно добиться горизон-
тального режима полета модели.
При перемещении двигателя вперед центр тяжести мо-
дели будет немного отходить вперед, но это не окажет су-
щественного влияния на общую балансировку модели.
47
3.	Выше было отмечено, что условия работы двигателя
требуют, чтобы уровень топлива в расходном бачке сохра-
нялся постоянным. Выполнение этого условия, возможно,
потребует применения поплавкового устройства,обеспечиваю-
щего сохранение постоянного уровня в расходном бачке
(поплавковой камере).
На рис. 22 показана одна из топливных систем с по-
плавковым механизмом, обеспечивающим постоянный уро-
вень топлива в расходном
бачке. Топливо из основного
бачка 1 по трубопроводу 3
подводится самотеком к рас-
ходному бачку (поплавковой
камере) 2 и поступает в
него до тех пор, пока попла-
вок не поднимется до опре-
деленной высоты и не пере-
кроет иглой отверстие тру-
бопровода. Как только уро-
вень топлива в расходном
бачке упадет, поплавок опу-
стится, игла отойдет от пе-
рекрывного отверстия, и топ-
ливо вновь начнет посту-
пать в камеру. Таким обра-
зом, уровень топлива в по-
плавковой камере будет
оставаться постоянным.
Возможна подача топ-
лива под давлением, созда-
ваемым в бензиновом бачке.
Рис. 23. Клапан обратного дей-
ствия:
1 — корпус; 2 — клапан; 3 — зажимное
кольцо
Для этого от особого клапана обратного действия (рис. 23),
закрепленного на камере сгорания, отводится трубка к бен-
зиновому бачку и закрепляется в верхней его части. При
повышенном давлении в камере сгорания клапан откры-
вается и перепускает часть газа по трубке в бачок и тем
самым увеличивает в нем давление. Клапан изготовляется
из той же стали, что и клапаны на решетке. Диаметр про-
ходного отверстия, перекрываемого клапаном, 1,0—1,2 мм.
Заливная горловина в этом случае должна плотно закры-
ваться, чтобы не выпускать в атмосферу газы, поступаю-
щие из камеры сгорания в бачок.
Другая схема подачи топлива под давлением включает
в себя качающее устройство (рис. 24), обеспечивающее при-
48
мерно постоянное поступление топлива в диффузорную часть
головки. Качающее устройство состоит из верхней
крышки /, мембраны 2, клапанной перегородки 3, нижней
крышки 4, двух клапанов 5 и 6, зажимной шайбы 7, рези-
Рис. 24. Качающее устройство;
Би В—полости; 1 — верхняя крышка; 2— мембрана; 3— клапан-
ная перегородка; 4 — нижняя крышка; бив—клапаны; 7— зажим-
ная шайба; 8—камера сгорания; 9 — прокладка: 10— стяжной болт;
11 — гайка; 12, 13 и 14 — трубки
новых прокладок 9, стяжного болта 10 и гайки 11. К ниж-
ней крышке припаяны две трубки 12 и 13, по одной из ко-
торых топливо подводится к качающему устройству, а по
другой отводится от него. Трубка 14 соединяет полость Б
с камерой сгорания 8.
4 Зак. 902
49
Качающее устройство работает следующим образом. Под
действием разрежения в камере сгорания, возникающего
при истечении газов, мембрана 2 прижимается к верхней
крышке, что вызывает падение давления в полости В,
вследствие чего приоткроется клапан 5, и топливо по
трубке 12 начнет поступать в полость В.
Затем под действием возросшего давления в камере сго-
рания (в процессе сгорания смеси) мембрана 2 прижимается
к клапанной перегородке, и топливо из полости В начнет
поступать в трубку 13, по которой оно подводится к диффу-
зору головки.
Таким образом, качающее устройство работает за счет
наличия перепадов давления в камере сгорания в процессе
работы двигателя и обеспечивает надежную подачу топлива
независимо от положения модели в воздухе.
Мембрана 2, диаметром 50—60 мм, изготовленная из
резины, имеет внутри хлопчатобумажную прослойку. Тол-
щина мембраны должна быть не более 1 мм.
Клапаны 5 и 6 изготовлены из той же стали, что и кла-
паны на клапанной решетке. Трубка 14, соединяющая ка-
меру сгорания с качающим устройством, должна быть не
длиннее 50—70 мм, так как в случае увеличения длины ее
более 70 мм резко снижается эффект влияния перепада
давления в камере сгорания на мембрану.
4.	На рис. 28 показана схема модели с размещением
двигателя внутри фюзеляжа. В этом случае фюзеляж изго-
товляется из листового алюминия или дуралюмина спосо-
бом выколачивания или штамповкой.
Важным преимуществом такого размещения является
наличие некоторого увеличения тяги за счет увеличения
массы выходящих газов с помощью подсасывания (эжек-
ции). Выходящие из длинной трубы газы увлекают за собой
воздух из окружающей среды, который, проходя внутри
фюзеляжа, охлаждает жаровую трубу, забирая от нее при
этом некоторое количество тепла. В результате коэфициент
наполнения двигателя за цикл увеличится, следовательно,
и тяга двигателя при установившемся режиме также воз-
растет. За счет улавливания тепла подсасываемым возду-
хом, проходящим внутри фюзеляжа, тепловые потери дви-
гателя уменьшаются, а общая эффективность реактивной
установки увеличивается.
Идея увеличения массы вытекающих газов за счет эжек-
ции принадлежит русскому инженеру Гешвенду, который
в 1887 году в своем проекте самолета впервые применил
50
насадки для увеличения массы вытекающего из реактивного
двигателя пара. На рис. 25 показан авиамодельный ПуВРД
с кольцевым экраном, позволяющим увеличить массу выхо-
дящих газов за счет эжекции.
рис. 25. Схема авиамодельного пульсирующего ВРД с кольцевым
экраном, используемым для увеличения массы газа за счет эжекции
На рис. 26—35 показаны различные конструкции реак-
тивных моделей.
5.	На рис. 31 показана реактивная модель «утка», рас-
положение двигателя на которой можно считать наиболее
удачным из всех приведенных схем. Кроме того, в этой
Рис. 26. Схема модели летающего крыла
схеме двигатель почти не создает момента относительно
центра тяжести, он удален от всех частей модели на дале-
кое расстояние, и поэтому модель может изготовляться из
обычных материалов. Для подвода воздуха к двигателю
применяются специальные заборные патрубки, установлен-
ные в передней кромке крыла или выступающие с боков
фюзеляжа. Воздух может также подводиться и через пе-
реднюю часть фюзеляжа, для чего по всей длине его про-
кладывается воздухопровод.
4*
51
52
Рис. 29. Схема скоростной кордовой модели
Рис. 30. Схема модели „утка“ с верхним расположением
двигателя
53
Рис. 31. Схема модели „утка“ с расположением двигателя
по оси фюзеляжа
Рис. 32. Схема комбинированной модели с использованием
поршневого моторчика и реактивного двигателя
54
Рис. 33. Схема реактивной поплавковой гидромодели
Рис. 34. Схема реактивной модели гидролодки
55
Рис. 35. Схема модели геликоптера с использованием авиамодельных
пульсирующих ВРД
Каналы подвода воздуха к двигателю должны иметь
как можно меньше поворотов, а внутренняя их поверхность
должна быть тщательно обработана. При выполнении этих
условий торможение воздуха стенками будет наименьшим
и, следовательно, больше воздуха сможет поступить к дви-
гателю. Модели типа «утка» имеют следующие преимуще-
ства по сравнению с другими типами моделей:
1)	горизонтальное оперение имеет подъемную силу как
в моторном полете, так и при посадке; таким образом, не-
сущими поверхностями являются и горизонтальное оперение
и крылья (у модели нормальной схемы оперение имеет
отрицательную подъемную силу, уменьшающую несущую
способность крыла);
2)	выхлопные газы реактивного двигателя не встречают
на своем пути каких-либо деталей модели;
3)	вынос фюзеляжа вперед от крыла облегчает приме-
нение шасси с носовым колесом;
4)	схема модели «утка» позволяет полностью предот-
вратить срыв в штопор.
Недостатки модели «утка»:
1)	трудно достигается нужная степень путевой устойчи-
вости модели вследствие большого дестабилизирующего
влияния носовой части фюзеляжа и малого расстояния
(плеча) от вертикального оперения до центра тяжести мо-
дели;
55
2)	малы пределы допустимой центровки, что затрудняет
компоновку модели;
3)	при восходящих потоках легко происходит срыв по-
тока с горизонтального оперения, в результате чего возни-
кают беспорядочные колебания модели относительно попе-
речной оси, т. е. модель начинает попеременно поднимать
и опускать нос.
Но несмотря на отмеченные недостатки, реактивная мо-
дель «утка» вероятно получит такое же широкое распро-
странение в авиамоделизме, как и модели нормального
типа.
КОМБИНИРОВАННЫЕ МОДЕЛИ
На рис. 32 показана одна из возможных комбинирован-
ных моделей. В носовой части фюзеляжа располагается
бензиновый моторчик с винтом, а в хвостовой — авиамо-
дельный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель.
Эта схема модели оригинальна и имеет ряд преимуществ
по сравнению с другими моделями. Как уже было отмечено
выше, сочетание бензинового поршневого моторчика и реак-
тивного двигателя позволяет улучшить взлетные качества
модели за счет возрастания тяги винта на малых скоростях.
С увеличением скорости полета тяга винта падает, а тяга
пульсирующего реактивного двигателя может оставаться
постоянной или даже расти. Таким образом, с увеличением
скорости полета суммарная тяга винта и реактивного дви-
гателя падает более медленно, чем это происходит при на-
личии только винта. В результате комбинированная модель
может развить гораздо большую скорость полета, чем мо-
дель с одним поршневым моторчиком или с одним реактив-
ным двигателем. Лучше всего на такую модель устанавли-
вать не обычный поршневой моторчик, а авиамодельный ди-
зель. Отсутствие оборудования зажигания у авиамодельного
дизеля позволяет сильно облегчить вес винтомоторной уста-
новки, в результате общий вес авиамодельного дизеля и
реактивного двигателя становится примерно таким же, как
и вес бензинового моторчика с оборудованием зажигания.
При выбранной схеме модели (рис. 32) выхлопные газы
не встречают на своем пути каких-либо деталей модели,
а нагретые стенки жаровой трубы удалены на значительное
расстояние. Подвод открытого пламени к обрезу выхлопной
трубы при запуске двигателя также свободен и не сопря-
жен с опасностью воспламенения частей модели.
57
Вследствие того что реактивный двигатель, выступая из
фюзеляжа, увеличивает общую длину модели, приходится
применять более высокий костыль, чтобы конец выхлопной
трубы отстоял от земли не менее чем на 50—60 мм.
Крепить костыль на реактивном двигателе не рекомен-
дуется.
Для использования скоростного напора воздуха, созда-
ваемого винтом, заборные патрубки выводятся с боков фю-
зеляжа, а поток воздуха направляется непосредственно
в диффузорную часть головки и используется, таким обра-
зом, не только в полете, но и при запуске двигателя.
Порядок запуска двигателя следующий. Запускается ди-
зель, и число оборотов его доводится до номинальных; при
этом потоком воздуха, отбрасываемым винтом, «проду-
вается» пульсирующий реактивный двигатель. Одновре-
менно в диффузорную часть головки поступает топливо, ко-
торое испаряется и подается в жаровую трубу. Пламя под-
водится к обрезу выхлопной трубы и воспламеняет смесь,
выходящую из трубы.
Запуск реактивного двигателя комбинированной модели
и при отсутствии воздушного потока от винта также легко
осуществим.
Запас топлива для обоих двигателей лучше всего хра-
нить в раздельных бачках и располагать их ближе к центру
тяжести с таким расчетом, чтобы выработка топлива не
влияла на центровку модели.
Комбинированные модели представляют значительный
интерес, ибо использование тяги от двух двигателей раз-
личного типа ставит перед авиамоделистами ряд задач,
требующих вдумчивого и серьезного их разрешения.
ГЛАВА VI
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И СБОРКА ДВИГАТЕЛЯ Б-10
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
В основное оборудование, необходимое для изготовления
двигателя Б-10, входят: токарно-винторезный и сверлильный
станки, набор резцов и сверл, метчики и лерки для нарезки
резьб диаметра 3 и 5 мм, а также набор слесарного обо-
рудования. Кроме того, могут потребоваться паяльная
лампа или сварочный аппарат для газовой сварки. Несом-
ненно, что лучше пользоваться сварочным аппаратом и
только в крайнем случае паяльной лампой.
При изготовлении деталей двигателя требуется уде-
лять им большое внимание, так как из-за малых размеров
деталей они легко могут быть приведены в негодное со-
стояние. Такая деталь, как головка, вследствие сложности
ее конфигурации требует особого внимания при изготовле-
нии. Остановимся более подробно на изготовлении этой
наиболее сложной детали двигателя и приведем примерную
технологию ее изготовления.
Так как изготовление других деталей двигателя не пред-
ставляет особой трудности, то об их технологии будет
сказано очень кратко.
Изготовление головки
Головка состоит из внутренней части, выполненной
в форме диффузора, внешней части, являющейся обтекате-
лем, регулировочной иглы и подводящей топливной трубки
вместе с приемным топливным бачком.
Изготовление внутренней части го-
ловки. Внутренняя часть головки изготовляется из
дуралюмина. При этом основные работы производятся на
токарно-винторезном станке. Сверление сквозного диамет-
рального отверстия под нарезку резьбы для иглы и под-
водящей топливной трубки на токарном станке не произ-
водится.
59
В качестве заготовки для внутренней части головки
лучше всего использовать круглую поковку диаметром
60 мм. Длина поковки должна быть не менее 150 мм.
Последовательность операции при изготовлении внутрен-
ней части головки:
1.	Изготовить заготовку диффузорной части.
2.	Заложить заготовку в патрон и зажать кулачками.
3.	Произвести обдирку по наружной площади до диа-
метра, равного 58 мм.
4.	Произвести подрезку торцовой базовой поверхности.
5.	Просверлить отверстие строго по центру в соответ-
ствии с размером диаметра, указанным в чертеже.
При выполнении этой операции следует ориентироваться
по наименьшему диаметру диффузора и сверло выбирать
на 0,5—0,6 мм меньше этого диаметра.
6.	Изготовить шаблон выходной конусной части диффу-
зора по форме, указанной в чертеже (сторона аа, см.
рис. 17).
7.	Заправить резец.
8.	Установить резец в резцедержатель и повернуть
поперечный суппорт на угол конуса (26,5°).
9.	Расточить внутреннюю конусную поверхность диффу-
зора, периодически контролируя конусность шаблоном.
10.	Отшлифовать внутреннюю расточенную площадь
диффузора.
11.	Окончательно обработать место заготовки под
резьбу.
12.	Заточить резец под резьбу.
13.	Настроить станок в соответствии с нарезаемой резьбой.
14.	Нарезать резьбу, контролируя резьбу резьбомером.
15.	Изготовить оправку с нарезкой резьбы для креп-
ления диффузора.
16.	Ввернуть в изготовленную оправку диффузор.
17.	Расточить с внешней стороны диффузора кольцевую
канавку — за местом посадки задней части обтекателя на
глубину, указанную в чертеже (стенка б, см. рис. 17).
18.	Изготовить шаблон по контуру верхней части диффу-
зора.
19.	Произвести токарную обработку внешней площади
диффузора, периодически контролируя работу при помощи
шаблона.
20.	Произвести расточку цилиндрического пояска для
посадки передней части обтекателя.
69
21.	Изготовить шаблон для расточки передней внутрен-
ней части диффузора (сторона гг, см. рис. 17).
22.	Изготовить шаблон для заправки резца и заправить
резец.
23.	Установить поперечный суппорт на угол конуса
входной части.
24.	Расточить конусную входную часть диффузора.
25.	Расточить узкую часть диффузора под требуемый
размер с помощью резца и завальцевать углы шабером.
26.	Окончательно отшлифовать внутреннюю поверхность.
27.	Просверлить сквозное отверстие под нарезку резьбы
для регулировочной иглы и подводящей топливной трубки
сверлом диаметром 2,7 лш.
28.	Нарезать резьбу метчиком диаметром 3 мм.
Изготовление обтекателя. Обтекатель изго-
товляется из листового алюминия, способом выдавливания
на токарном станке. Заготовка вырезается из листа тол-
щиной 0,8—1,0 мм в форме диска диаметром 140 мм.
Последовательность операций при изготовлении обтека-
теля:
1.	Изготовить стальную оправку по форме обтекателя.
При изготовлении оправки рекомендуется сделать шаблон
по форме, указанной в чертеже.
2.	Вырезать заготовку из алюминиевого листа.
3.	Изготовить оправку для подпора центром задней
бабки (оправка представляет собой диск с углублением для
центра).
4.	Установить и зажать заготовку между оправками.
5.	Запустить станок на 200 об/мин и выдавить обтека-
тель с помощью давила, добиваясь при этом гладкой по-
верхности (давило — рычаг с овальной зашлифованной
концевой частью).
6.	Отшлифовать внешнюю часть обтекателя.
7.	Обрезать и подогнать кромки обтекателя по местам
посадки на диффузоре.
8.	Разметить и просверлить отверстия для прохода иглы
и подводящей топливной трубки.
Изготовление подводящей топливной трубки
Подводящая топливная трубка изготовляется из латуни
на токарном станке.
В качестве заготовки для трубки нужно использовать
пруток диаметром 5—6 мм. Обработку рекомендуется
61
начинать с просверливания отверстия диаметром 1,5 мм
строго по центру. После этого на глубину, указанную на
чертеже, рассверлить отверстие до диаметра 2,5 мм и затем
обработать наружную поверхность заготовки. Необходимо
при этом стремиться более точно обработать поверхность
под резьбу, после чего отрезать трубку по размеру и наре-
зать резьбу. На расстоянии 1,5 мм от нижнего обреза трубки
просверлить сквозное отверстие диаметром 2 мм для забора
топлива. В ввернутом положении трубка должна упираться
в усиливающий поясок диффузора своим буртиком, обра-
зованным разностью диаметров, причем обрез трубки, вы-
ходящий в узкую часть диффузора, должен находиться на
0,5—1 мм выше центра.
Изготовление регулировочной иглы
Игла регулировки качества смеси изготовляется из Ъ-мм
стальной проволоки. Заготовку необходимо выправить, сде-
лать прямолинейной, а затем вложить в оправку, и, оставив
конец, равный длине конусной части иглы, вместе с оправ-
кой вставить в патрон. После этого нужно зажать кулач-
ками заготовку и вручную, с помощью напильника, обрабо-
тать ее по форме конуса и отшлифовать. Затем нужно
нарезать резьбу на длине, указанной в чертеже, согнуть
заготовку (иглу) под углом 90°, отрезать лишний конец и
ввернуть в головку. Игла должна ввертываться в головку
с небольшим натягом.
Изготовление клапанной решетки
Клапанная решетка состоит из диска, клапанов, зажим-
ной шайбы, стяжной шпильки, двух шайб и двух гаек.
Можно использовать имеющиеся шпильки, гайки и шайбы,
чтобы не изготовлять их. Вместо стяжной шпильки можно
применить обычный болт такого же диаметра.
Изготовление диска
Диск клапанной решетки изготовляется из дуралюмина
на токарном станке. Круглая поковка вставляется в патрон
и обрабатывается по наружному диаметру под требуемый
размер. Затем более тщательно обрабатывается торцовая
поверхность заготовки и производится сверление централь-
ного Ъ$-мм отверстия.
После этого с помощью отрезного резца отрезается диск
необходимой толщины, зачищаются заусенцы и размечаются
62
12 клапанных отверстий. При сверлении отверстий диск дол-
жен быть крепко прижат к горизонтальной поверхности и
не сдвигаться с места.
Необходимо подчеркнуть, что после окончательной обра-
ботки диска он не должен иметь заусенцев, погнутостей и
вмятин. Кромки клапанных отверстий со стороны входа
топливовоздушной смеси должны иметь небольшую овали-
зацию.
При отсутствии круглой поковки диск можно изготовить
из листового дуралюмина, при этом выпиливание диска не-
обходимо производить самым тщательным образом, чтобы
не нарушить его ровной поверхности.
Изготовление клапанов
Клапаны изготовляются из углеродистой, термически!
обработанной стали марки У-8А или У-9А толщиной
0,06—0,08 мм.
Клапаны вырезаются по специальному шаблону, изготов-
ленному точно по чертежу из листового железа толщи-
ной 0,5 мм.
Шаблон нужно накладывать на ленту так, чтобы он
своей вытянутой частью был расположен вдоль волокон.
Обычно волокна расположены вдоль самой ленты, и по-
этому шаблон необходимо располагать также вдоль ленты.
После вырезки клапанов кромки их опиливаются мелко-
зернистым брусочком.
Клапаны, изогнутые в процессе их обработки, необхо-
димо выправить и на отверстие диска накладывать только
выправленные клапаны, изготовленные точно по шаблону.
Изготовление зажимной шайбы
Зажимная шайба изготовляется из стали. При ее изго-
товлении (обработкой на токарном станке) необходимо обра-
щать внимание на то, чтобы поясок, которым шайба ло-
жится на клапаны, был строго плоским, т. е. не имел ова-
лизации. Это обеспечивает более надежное прижатие кла-
панов.
Изготовление жаровой трубы
Изготовление жаровой трубы можно осуществить двумя
способами. По первому способу камера сгорания, реактив-
ное сопло и выхлопная труба изготовляются на токарном
станке, а сочленение этих частей производится пайкой
63
латунью. По второму способу части трубы изготовляются
из листовой стали и соединяются с помощью точечной сварки.
Выбор способа зависит от имеющихся возможностей.
В том случае, когда жаровая труба изготовляется на
токарном станке, порядок операции следующий:
1.	Подобрать стальную цельнотянутую трубу, внутрен-
ний диаметр которой равен внутреннему диаметру камеры
сгорания, и с одного конца отрезать заготовку.
2.	Подобрать специальную пробку, с помощью которой
выправить внутренность трубы. Это необходимо сделать
потому, что внутренние диаметры трубы в двух взаимно
перпендикулярных направлениях могут отличаться на вели-
чину до 0,2 мм, т. е. почти на толщину стенки камеры сго-
рания. После этого произвести точный замер внутреннего
диаметра трубы.
3.	Изготовить оправку по внутреннему диаметру заго-
товки и насадить на нее заготовку. Желательно, чтобы по-
садка была с небольшим натягом.
4.	Для гарантии от провертывания трубы на оправке
просверлить отверстие сквозь трубу и оправку 5-мм свер-
лом и вставить в него соответствующий болт, при этом
гайка должна быть законтрена.
5.	Запустить станок на 200—250 об/мин и произвести
обработку наружной поверхности трубы. Контроль наруж-
ного диаметра производить с помощью точного меритель-
ного инструмента (микрометра или хорошего штангенцир-
куля).
6.	Отмерить длину камеры сгорания, указанную на чер-
теже, и с помощью резца отрезать лишнюю часть.
Выхлопная труба изготовляется точно так же, как и жа-
ровая.
В том случае, когда не представляется возможным обра-
ботать трубу по всей ее длине, трубу можно сделать со-
ставной из двух частей, каждая из которых равна половине
длины выхлопной трубы.
Изготовление реактивного сопла
Реактивное сопло изготовляется на токарном станке
в такой последовательности:
1.	Изготовить заготовку из круглой стальной поковки
диаметром 65—70 мм. Длина заготовки должна быть не ме-
нее 150 мм, для того чтобы заготовку можно было зажать
кулачками патрона.
64
2.	Заложить заготовку в патрон и зажать кулачками.
3.	Просверлить сквозное отверстие диаметром 25 мм
точно по центру.
4.	Установить поперечный суппорт под углом конуса
реактивного сопла и произвести обработку внутренней по-
верхности заготовки до ширины пояска у основания ко-
нуса, равного 1,5 мм\ при этом длина конуса будет больше,
чем это необходимо.
5.	Изготовить оправку из дуралюминовой или стальной
поковки, представляющей собой усеченный конус.
6.	Для предотвращения провертывания заготовки на
оправке у основания конуса оправки нужно просверлить
сквозное диаметральное отверстие диаметром 4 мм и вста-
вить в него штифт (концы штифта должны выходить из
оправки не более чем на 5 мм). Затем произвести керновку
штифта в месте выхода из оправки.
7.	Выбрать места для штифтов на заготовке реактив-
ного сопла и насадить ее на оправку так, чтобы штифты
точно вошли в вырезы на заготовке.
8.	Подпереть центром задней бабки заготовку и обра-
ботать внешнюю поверхность сопла. Контроль производить
промером толщины стенки.
9.	Точно отмерить длину реактивного сопла и отрезать
лишнюю часть. Диаметр нижнего основания конуса дол-
жен быть равен внешнему диаметру камеры сгорания, а
диаметр верхнего основания — внешнему диаметру выхлоп-
ной трубы.
Резьбовое кольцо с буртиком для упора диска решетки
изготовляется также на токарном станке.
После того как все части жаровой трубы готовы, их
нужно соединить вместе и пропаять латунью, для чего
необходимо иметь паяльную лампу, латунную проволоку и
буру. При наличии сварочного аппарата лучше пользо-
ваться им. Сначала нужно пропаять камеру сгорания и
реактивное сопло, затем припаять выхлопную трубу к реак-
тивному соплу и резьбовое кольцо к камере сгорания. При
пайке обращать внимание на то, чтобы все части жаровой
трубы были правильно сочленены. Перекосы не допуска-
ются.
При наличии сварочного аппарата для точечной сварки
тонких листов трудоемкость работ при изготовлении жаро-
вой трубы значительно сокращается и вес ее также умень-
шается.
5 Зак. 902
65
В заключение сделаем ряд замечаний, которые необхо-
димо иметь в виду при изготовлении жаровой трубы:
1.	При изготовлении жаровой трубы обработкой на
токарном станке толщина стенок должна быть не более
0,2 мм (желательно 0,15 мм).
2.	При изготовлении жаровой трубы из листовой стали
толщина стенок должна быть: у камеры сгорания и реак-
тивного сопла — 0,15 мм, у выхлопной трубы — 0,1 мм.
3.	Ширина шва и расстояние между точками (при то-
чечной сварке) должны быть не более 5 мм.
4.	Внутренняя поверхность жаровой трубы должна быть
более гладкой и не иметь неровностей, вызывающих тормо-
жение газового потока.
СБОРКА ДВИГАТЕЛЯ
Перед сборкой двигателя необходимо произвести про-
верку наличия всех деталей и протереть их сухой чистой
байкой. Полный комплект деталей состоит из диффузора,
обтекателя, регулировочной иглы, подводящей топливной
трубки вместе с бачком, диска с отверстиями, зажимной
шайбы, двух гаек, двух шайб под гайки, стяжной шпильки,
двенадцати клапанов и жаровой трубы.
Сборка головки
1.	Надеть обтекатель на диффузор так, чтобы отверстия
в нем для иглы и топливной трубки совпали с соответству-
ющими отверстиями на диффузоре. Желательно, чтобы
обтекатель садился на свое место с некоторым натягом.
2.	Ввернуть топливную трубку до упора в усиливающий
поясок диффузора. Обрез трубки с жиклерным отверстием
должен быть на 0,5—1 мм выше горизонтальной централь-
ной линии отверстия диффузора. Если топливная трубка
впаяна в бачок, то в ввернутом состоянии бачок должен
принять положение, соответствующее горизонтальному по-
лету, т. е. продольная ось его должна совпасть с продоль-
ной осью двигателя. Если бачок не займет указанного поло-
жения, подложить под буртик топливной трубки шайбу.
3.	Ввернуть регулировочную иглу на свое место. Острие
иглы должно проходить точно по центру жиклерного отвер-
стия топливной трубки и при полностью ввернутом поло-
жении игла должна плотно перекрывать его.
63
Сборка клапанной решетки
1.	Положить диск с отверстиями на ровное место шли-
фованной стороной кверху.
2.	На входные отверстия диска положить клапаны так,
чтобы узкие концы их были направлены к центру.
3.	Навернуть гайку на одну сторону шпильки.
4.	Взять шпильку с гайкой в руку и открытую сторону
направить вверх.
5.	Надеть на шпильку шайбу.
6.	Осторожно поднять диск с клапанами и насадить
его на шпильку.
7.	Наложить на диск с клапанами зажимную шайбу.
8.	Надеть шайбу под гайку и предварительно затянуть
все детали.
9.	Проверить правильность наложения клапанов на
отверстия диска. Концы клапанов должны отстоять от края
диска на расстоянии 2—2,5 мм. Оси симметрии клапанов
должны совпадать с линиями радиусов, проведенных из
центра диска через центры клапанных отверстий. Поправ-
лять положение клапанов рекомендуется перочинным но-
жом или другим плоским предметом, имеющим острое
ребро.
10.	Окончательно затянуть гайку.
И. С помощью перочинного ножа отогнуть клапаны так,
чтобы концы их отстояли от диска на расстоянии не более
0,5 мм. Это необходимо для более легкого «продувания»
двигателя горючей смесью в момент запуска.
После сборки клапанной решетки окончательно соби-
рается двигатель, для чего необходимо:
1.	Установить жаровую трубу в вертикальное положе-
ние, камерой сгорания вверх.
2.	Вставить в камеру сгорания клапанную решетку так,
чтобы она легла на буртик. Клапаны решетки должны
быть направлены вниз, т. е. в сторону камеры сгорания.
3.	Ввернуть головку в камеру сгорания от руки, при
этом жаровую трубу держать ближе к резьбовому кольцу,
чтобы не помять стенок камеры сгорания.
Окончательно собранный двигатель можно устанавли-
вать или на модель, предварительно определив линию
центра тяжести, или на испытательный стенд и после за-
ливки топлива приступать к запуску.
ГЛАВА VII
АВИАМОДЕЛЬНЫЙ ПУЛЬСИРУЮЩИЙ
ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Б-12
Авиамодельный ПуВРД Б-12, чертежи которого даны
в приложении 2, по своей конструкции и принципу действия
аналогичен ПуВРД Б-10, ранее рассмотренному достаточно
подробно.
Авиамодельный пульсирующий ВРД Б-12 имеет также
простую конструкцию и легко может быть изготовлен из тех
же материалов, что и двигатель Б-10. Двигатель Б-12 раз-
вивает тягу 450—550 г и имеет 167 циклов в секунду. Рас-
ход топлива с дисковой решеткой, показанной в приложе-
нии 2 (рис. 54 и 55), 23—24 г!мин. Вес двигателя 145—
150 г.
Головка двигателя навертывается на камеру сгорания,
а не ввертывается в нее, как это осуществлено на двига-
теле Б-10. Диффузорная часть головки имеет внутреннюю
резьбу, камера сгорания — внешнюю. Затяжка произво-
дится также от руки.
Для предотвращения провертывания обтекателя относи-
тельно дуффузорной части рекомендуется фиксировать его
положение с помощью специальных стопоров. Стопоры за-
крепляются на задней части диффузора и выступающие их
концы при посадке обтекателя входят в специальные вы-
резы, имеющиеся на обтекателе, чем и осуществляется фик-
сация.
Дисковая решетка конструктивно выполнена так же,
как и у двигателя Б-10, с той лишь разницей, что она имеет
10 входных отверстий.
В приложении 2 показана также другая решетка с на-
клонным расположением клапанов, имеющая лучшие харак-
теристики, чем дисковая решетка, но более сложная в из-
68
готовлении. Применение этой решетки удлиняет срок непре-
рывной работы клапанов более чем в 2 раза и увеличивает
тягу двигателя до 20%. Решетка имеет 12 входных отвер-
стий такого же диаметра, как и на дисковой.
В приложениях 1 и 2 показаны ребристые головки, кото-
рые особенно могут быть рекомендованы для лабораторных
установок, так как они по весу значительно больше пусто-
телых, а в производстве несколько проще. Ребристые го-
ловки изготовляются из дуралюмина или электрона.
Рис. 36. Передняя часть двигателя Б-12
Жаровая труба двигателя Б-12 изготовляется из тех же
материалов и тем же способом, что и труба двигателя Б-10.
Части трубы соединяются пайкой латунью или свариваются
точечной сваркой.
Лучшими жаровыми трубами являются трубы цельнотя-
нутые, т. е. такие, которые сделаны из одной сплошной за-
готовки. В этом случае толщина стенок должна быть
0,15—0,20 мм.
Вследствие значительной частоты циклов двигатель
имеет повышенный температурный режим. Стенки его
69
камеры сгорания нагреваются сильнее, чем у двигателя Б-10,
поэтому для двигателя Б-12 особенно рекомендуется при-
менение кольцевого экрана по всей длине жаровой трубы.
Экран уменьшает влияние нагретых стенок двигателя на
детали летающей модели и способствует увеличению тяги
двигателя за счет дополнительного подсоса массы воздуха
струей вытекающих газов.
На рис. 25 было показано наиболее выгодное располо-
жение экрана, при котором двигатель увеличивает тягу
на 15—2О°/о.
Для уменьшения влияния температуры горящей смеси
на клапаны можно устанавливать пламегасительные сетки
(рис. 36). При этом пламя не будет касаться клапанов, но
коэфициент наполнения камеры сгорания свежей смесью
вследствие дополнительного сопротивления, создаваемого
сеткой, уменьшится. В результате уменьшится и тяга дви-
гателя. Срок службы клапанов в случае установки пламе-
гасительной сетки увеличивается на 10—15%.
Пламегасительная сетка может быть или стальной (сто-
рона ячейки 1,5 мм), или дуралюминовой в форме диска
(толщиной 1 мм) с отверстиями диаметра 1,3—1,5 мм по
всей площади.
Разрез по А-Б
Рис. 38. Головка (деталь /)
геФ
Масштаб
1: 1
Рис. 39. Разрез головки
Сечение по А-Б
Рис. 40. Решетка (деталь 2)
гжгп
Масштаб
Г-1
Рис. 41. Клапан (деталь 3)
73
Ф25
Резьба М5-------
I
Масштаб
VI
Рис. 43. Шпилька (деталь 5)
74
Рис. 44. Калиброванная трубка (деталь 6)
75
Рис. 46. Камера сгорания (деталь 8)
Масштаб
1:1
Рис. 47. Выхлопная труба (деталь 9)
Масштаб
v-1
Ф57,2
Рис. 49. Регулировочная игла (деталь 11}
79
Рис. 50. Бачок
cn
Зак. 902
Рис. 52. Головка (деталь 1)
00
в
028
Рис. 53. Разрез головки
Масштаб
1:1
048,5
6*
83
00
Рис. 55. Решетка
Масштаб
7'7
0,06
Масштаб
2’1
020.5 
—0/6
Рис. 57. Зажимная шайба (деталь 4)
Резьба М5
Масштаб
1:1
Рис. 58. Шпилька (деталь 5)
00
О
Масштаб
Г-1
Изготовить с размерами:
/1	б	в	г	Кол.
60	и	1G	40	1
Рис. 59. Калибрсванная трубка (деталь б)
Изготовить
с размерами
А	в	Кол.
Зв	16	1
Рис. 60. Регулировочная игла (деталь 7)
Рис. 61. Кольцо (деталь 5)
87
Рис. 62. Камера сгорания (деталь Р)
1:1
01Ф
Рис. 64. Шайба (деталь //)
89
050,2
Рис. 65. Реактивное сопло (деталь 12)
Рис. 66. Выхлопная труба (деталь 13)
Масштаб
/• 1
Рис. 67, Бачок
2 И
Рис. 68. Ушко крепления двигателя
93
ПЕРЕЧЕНЬ
ОСНОВНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Кулагин И. И., Тепловые процессы в реактивных двигателях,
Оборонгиз, 1939 г.
2.	К о л е с н и к о в А. А., Основы теории реактивных двигателей,
Воениздат, 1947 г.
3.	П р и м е н к о Н. Е., Реактивные двигатели, их развитие и при-
менение, Оборонгиз, 1947 г.
4.	Б ед у н к о в и ч А. Г., Крылов В. Я, Пано в ко Я. Г.,
Розанов О. Н., Ростовцев Г. Г., Особенности конструкции
реактивных самолетов, Воениздат, 1948 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Введение ................................................. 3
Глава I. Понятия	о	реактивном	двигателе............... 6
Глава II. Элементарная	теория	пульсирующего ВРД......... 16
Глава III. Конструкция авиамодельного пульсирующего дви-
гателя Б-10........................................... 31
Глава IV. Эксплоатация авиамодельного пульсирующего ВРД 37
Глава V. Особенности компоновки летающих моделей
с пульсирующим ВРД................................... 43
Глава VI. Изготовление и сборка двигателя Б-10........... 59
Глава VII. Авиамодельный пульсирующий воздушно-реактив-
ный двигатель Б-12.................................... 68
Приложение 1.............Вклейка между стр. 70 — 71
Приложение 2.............Вклейка между стр. 80—81
Перечень использованной литературы..... 94
Редактор Новак Д. А.
Технический редактор Кузьмин И. Ф.
Корректор Иванова А. П.
Г70459.
Подписано к печати 14.05.51 г.
Изд. № 9/3771.
Зак. 902.
Формат бумаги 84 X ЮЬ’/32 — 1,5 бум. л.
4,92 печ. л. 4- 2 вклейки 0,25 бум. л.
= 0,82 пе«. л.,	4,805 уч.-изд. л.
1-я типография имени С. К. Тимошенко
Управления Военного Издательства
Военного Министерства Союза ССР
ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА
SHEBA.SPBPU/ZA
Хочу всё знать (теория)
ЮНЫЙ ТЕХНИК (ПРАКТИКА)
ДОМОВОДСТВО (УСЛОВИЯ)