Юный техник 1968-03, страница 32

Прошу в одном из номеров журнала рассказать об устройстве и принципе работы пульсирующих воздушно-реактивных двигателей.

Кулаковский Е. А.

Просьбу нашего читателя выполняет А. Несмелое, старший инженер Московского высшего технического училища имени Баумана.

ЛЕТАЮЩАЯ ТРУБА

В конце второй мировой войны тысячи небольших самолетов-снарядов устремились через Ла-Манш. Начался обстрел английских городов. К счастью, ФАУ-1 — так назывались самолеты-снаряды — летели медленно и низко над землей. Их настигали и сбивали английские самолеты, им преграждали путь зенитные залпы. И все же ФАУ-1 доставили много неприятностей Лондону. Новые двигатели — пульсирующие воздушно-реактивные (ПуВРД) — часто доносили их до цели.

ПуВРД относится к семье воздушно-реактивных двигателей, его братья: турбореактивные, турбовинтовые, двухконтурные и прямоточные двигатели. ПуВРД первым вошел в жизнь. А идея о его создании появилась еще в 1906 году у нас в России. Инженеру В. В. Кароводину выдали патент на «Аппарат для получения пульсирующей струи газа значительной скорости вследствие периодических взрывов». Правда, изобретатель применил свой аппарат в качестве силовой установки при газовой турбине. Но камера сгорания В. В. Кароводина представляла, в сущности, первый пульсирующий ВРД.

В 1909 году появился другой проект ПуВРД — инженера Антоновича. Он предложил поставить его на летательный аппарат тяжелее воздуха. Как видите, конструкторы ФАУ-1 не были первыми.

Пульсирующий двигатель необычайно прост. В этом смысле с ним не сравнится никакой другой. Посмотрите на рисунок, где показана идеальная схема этого «простака». Воздушный поток влетает через входной диффузор и клапаны впуска в камеру сгорания, где создает повышенное давление. Здесь он смешивается с горючим и. воспламеняется от остаточных продуктов сгорания. Горение возникает в тот момент, когда клапаны впуска и выхода закрыты. Резко повышается давление, клапаны выхода двигателя открываются, и раскаленные газы устремляются через сопло. Создается реактивная тяга. Цикл вновь повторяется (см. рис. на стр. 32—33).

Здесь, конечно, есть свои технические трудности. Выхлопные клапаны, например, все время находятся в потоке горячих газов и быстро выходят из строя. Поэтому ПуВРД обычно делают без выхлопных клапанов. Их заменяет длинная выхлопная труба.

Главной частью этой конструкции является клапанная решетка. В момент запуска с той и другой стороны клапанной решетки давление одинаково — клапаны закрыты. В камеру сгорания начинает поступать воздух от внешнего источника. Туда же устремляется топливо. Образовавшаяся горючая смесь воспламеняется от запальной свечи (положение «А», справа внизу). Воздух, заполняющий длинный и узкий канал выхлопной трубы, служит как бы «воздушной пробкой», тормозящей расширение продуктов сгорания. Давление в камере сгорания резко возрастает, доступ топлива и воздуха прекращается, клапаны по-прежнему закрыты. Но на пути к выходу заслона нет. И, преодолевая «воздушную пробку», расширяющиеся газы устремляются к выходу через выхлопное сопло (положение «Б»), Возникает реактивная тяга. Один из элементов клапанной решетки — воздушный клапан — показан на рисунке (слева вверху — положение «А» и «Б»).

Движение газов не прекращается и после того, как давление внутри двигателя понижается до атмосферного. Газы продолжают свое движение по инерции — в камере наступает разрежение (положение «В»). Клапаны открываются, впуская новую порцию воздуха. Так как давление в камере

30