Імпелєр. Креслення, опис

МОДЕЛЮВАННЯ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / моделювання

Імпеллер. Поради моделісту

моделювання

З кожним роком все менше залишається літаків із поршневими двигунами. Легкі, економічні, що працюють на дешевшому, ніж бензин, паливі, реактивні двигуни витісняють поршневі навіть із сільськогосподарської авіації. Але на будь-яких авіамодельних змаганнях, як і раніше, панує "поршнева ера". На кордодромах ви побачите майстерно зроблені копії "Іллі Муромця", "Ньюпора", І-15, Як-3... Не намагайтеся лише шукати моделі реактивних літаків - епоха стрімких сучасних машин у моделі ще не настала. Причина тому - відсутність реактивних мікродвигунів чи хоча б їх імітаторів: поршневих двигунів з імпелерами. На жаль, численні спроби моделістів створити квазіреактивний двигун не були успішними, - як правило, ці пристрої мали вкрай низький коефіцієнт корисної дії і не розвивали тяги, необхідні для стійкого польоту моделі.

Вдалий варіант імпелера вдалося побудувати ветерану радянського авіамоделізму горьковчанину П. П. Смирнову. З "десятикубовим" двигуном його двоступінчастий вентилятор при власній масі 830 г розвиває тягу 2,25 кг/с. А цього цілком достатньо для польоту не тільки кордової моделі, а й радіокерованої моделі-копії.

У роботу зі створення квазіреактивного двигуна оптимальної конструкції пропонуємо включитися і читачам нашого журналу, розповісти про самостійно розроблені конструкції, поділитися ідеями та задумами. Найкращі технічні рішення будуть опубліковані.

При конструюванні імпелпера переді мною стояло завдання - отримати максимальну тягу (а отже, і максимальний коефіцієнт корисної дії рушія) при мінімальному діаметрі вентилятора. Це виявилося можливим лише за використання імпелера двоступінчастої схеми. Лопаті першого і другого ступенів знаходяться в кільцевих каналах між лопатками апаратів, що спрямовують.

Спочатку повітряний потік потрапляє на вхідний напрямний апарат - кільцевий канал, в якому розміщуються 11 радіальних профільованих лопаток. Кожна з них встановлена під кутом 15 ° до напрямку повітряного потоку, що дає можливість закрутити його в напрямку обертання ротора. Це зменшує швидкість потоку щодо лопатей ротора першого ступеня імпелера.

Після першого вентилятора повітря потрапляє на проміжний апарат, що спрямовує. На відміну від вхідного він має більше лопаток (22), хорди яких паралельні осі каналу. Далі повітряний потік надходить на другий ступінь, прискорюється і проходить через вихідний апарат, що спрямовує. Останній влаштований аналогічно вхідному і має те ж число лопаток, проте кут установки протилежний - це необхідно для вирівнювання потоку. Потім повітря спрямовується в ресивер - його основна маса з великою швидкістю проходить через сопло, а частина обтікає головку циліндра двигуна, охолоджуючи його.

Деталі імпелера зроблені з магнієвих сплавів із щільністю 1,78 г/смЗ – це дозволило створити конструкцію порівняно малої ваги. Тим, хто має намір повторити мій квазіреактивний двигун, слід врахувати, що магній дуже легко окислюється, тому всі деталі з нього необхідно оксидувати з наступним забарвленням та поліруванням. Рекомендую для цього застосовувати поліуретанову та пентафталеву емалі з попередньою ґрунтовкою складом ЕП-56, оскільки інші фарби розчиняються метанолом.

Дуже коротко про особливості конструкції. "Десятикубовий" калільний двигун імпелера закріплений на рамі, що є частиною вихідного апарату, що спрямовує. Ступиці обох роторів і носовий кок стягуються в єдиний блок різьбовою шпилькою, вкрученою авал двигуна. Передня опора блоку - підшипник кочення, посаджений у корпус вхідного направляючого апарату. Ступиці роторів виточені таким чином, що між ними і корпусом проміжного апарату, що спрямовує залишається зазор 0,5 мм, - це дозволяє роторам вільно обертатися і в той же час не створює зайвого опору повітряному потоку.

Ротори складені, кожен із них зібраний із маточини та дванадцяти лопатей. У маточях для закріплення останніх просвердлено по 12 рівно розташованих радіальних отворів. Лопаті досить складного профілювання - переріз кожної має змінну хорду, товщину, і до того ж кінцевий переріз лопаті закручений щодо перерізу з хордою, що дорівнює 21 мм. Щоб точніше вивірити лопаті щодо маточини ротора, я застосовував нескладний шаблон. На обох вентиляторах лопаті встановлені під одним кутом - 41°9' до площини обертання їх відносно хорди.

Імпелер конструкції П. Смирнова (натисніть для збільшення): 1 - вхідний напрямний апарат (МА-8), 2 - носовий кок (МА-8), 3 - конусна втулка (Ст. 45), 4 - різьбова шпилька (30ХГСА), 5 - фігурна гайка (Ст. 45); 6 - підшипник (12x24x6 мм); 7 - маточина вентилятора першого ступеня (МА-8); 8 - обичайка проміжного спрямовуючого апарату (МА-8); -9), 8 - лопать вентилятора (МА-10), 8 - вихідний спрямовуючий апарат (МА-11), 8 - зовнішній обтічник ресивера (склотканина та епоксидна смола), 12 - внутрішній обтічник ресивера (склотканина та смола), 13 - конусна втулка (Ст. 14); 45 - хомут (МЛ-15); мм), 2 – обичайка вхідного направляючого апарату (МА-16), 8 – гвинт М17, 8 – гайка (МА-18), 30 – гвинт М6, 0,5 – двигун.

Після остаточного складання ротори проточуються на токарному верстаті таким чином, щоб зовнішній діаметр кожного становив 98 мм - цим забезпечується кільцевий зазор 0,25 мм між обичайками і лопатями вентиляторів. І насамкінець - балансування роторів, яке має виконуватися дуже ретельно, враховуючи високі інерційні навантаження.

Розробляючи свою конструкцію під двигун, врахуйте, що зазначений кут установки лопатей вентилятора вибирався відповідно до частоти його обертання (мій двигун, зокрема, розвиває 14 тис. об/хв), при цьому тяга була максимальною. Якщо ваш двигун має меншу (або більшу) частоту обертання, то кут установки лопатей необхідно збільшити (або зменшити).

Внутрішня та зовнішня оболонки ресивера виклеєні зі склотканини та епоксидної смоли. Формувати їх краще на виточених з деревини оправках, попередньо змащених паркетною мастикою. При промальовуванні контурів оболонок врахуйте, що площа сопла на виході з ресивера повинна становити 75-100% площі кільцевого каналу імпелера. Кріплення елементів ресивера до обичайок - "хомутами з магнієвого сплаву" електрон. У зовнішній оболонці оброблено отвір шириною 8 мм, через який надходить повітря для охолодження двигуна.

Всі внутрішні поверхні каналів необхідно відполірувати, це суттєво підвищує коефіцієнт корисної дії імпелера та, відповідно, тягу.

Для доступу до електрода свічки в оболонці обтічника прорізаний отвір Ø 10 мм. Голка карбюратора та важіль управління оборотами двигуна виведені за обводи імпелера.

Обертання ротора - проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку носового кока. Запускати двигун необхідно стартером, витівкою вал якого має гумову насадку із внутрішнім конусом. Поїло запуску будьте обережні - імпелер дуже інтенсивно засмоктує повітря через вхідний напрямний апарат.

Насамкінець кілька рекомендацій тим, хто захоче зробити аналогічний пристрій. Вас не повинна бентежити деяка "переускладненість" квазіреактивного двигуна. Це пояснюється тим, що моя конструкція повинна була забезпечувати можливість налаштування - варіювання кутами установки лопатей вентиляторів, підбору профілювання та кутів установки лопаток апаратів, що спрямовують. Після виявлення параметрів відповідно до оборотів двигуна багато елементів конструкції можна істотно спростити, використовуючи такі передові технологічні методи, як формування синтетичних смол і скло- і вуглеволокна. Так, зокрема, можна робити лопаті вентиляторів або весь вентилятор цілком. Загалом тут є над чим поламати голову досвідченим моделістам.

Рекомендуємо цікаві статті розділу моделювання:

▪ Пружина для кордової моделі

▪ Крапля на кордодромі

▪ Кордова швидкісна модель

Дивіться інші статті розділу моделювання.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

DDL-лазер Panasonic 11.02.2020

Компанія Panasonic представила найяскравіший і найпотужніший у світі синій лазер. Це досягнення стало можливим завдяки використанню комбінації кількох технологій – технології прямих діодних лазерів (direct diode laser, DDL) та технології об'єднання променів з різною довжиною хвилі (wavelength beam combining, WBC), завдяки якій на виході пристрою виходить один потужний промінь лазерного світла синього кольору. . Більш того, дана технологія дозволяє масштабувати будь-який рівень і шляхом збільшення кількості джерел лазерного світла можна збільшити потужність вихідного променя до немислимих значень.

DDL-лазер є напівпровідниковою системою, яка випромінює сильно фокусований промінь світла в заданому напрямку. На відміну від інших технологій твердотільних лазерів, технологія DDL дозволяє створювати більш компактні та ефективніші пристрої, що дозволяють отримати більший вихід при менших витратах енергії, що споживається, і це є ключовим моментом, завдяки якому такі лазери широко використовуються в технологіях лазерного зварювання, різання і т.д. п.

Роботи у цьому напрямі ведуться компанією Panasonic вже досить давно. З 2013 року компанія співпрацювала з компанією TeraDiode (TDI), яка займалася розробкою WBC-технологій, а в 2017 році компанія Panasonic просто поглинула компанію TDI, і це дозволило досить короткий термін розробити ефективну технологію зменшення довжини хвилі лазерного світла.

Новий лазер компанії Panasonic працює у досить вузькому діапазоні від 400 до 450 нанометрів, хоча звичайні сині лазери перекривають ширший діапазон – від 360 до 480 нанометрів. А у вихідному промені пристрою сконцентрована енергія світла, що випромінюється сотнею DDL-лазерів. При цьому лазерні діоди були виготовлені у вигляді матриць, розташованих на окремих напівпровідникових кристалах, на яких також знаходиться вся необхідна керуюча електроніка.

Новий синій лазер, на думку представників компанії Panasonic, є ідеальним пристроєм для створення технології мікрообробки таких складних матеріалів, як мідь, срібло, золото та ін, що мають високу теплопровідність. Теплопровідність цих матеріалів вимагає використання для їх обробки такої кількості енергії світла, яке нездатні поставити не тільки лазерні системи, що генерують менш енергетичне та більш довгохвильове випромінювання, але й звичайні системи синіх лазерів, що відстають від нової системи мінімум на два порядки за показником вихідної потужності.

Інші цікаві новини:

▪ Новий метод визначення віку складних відкладень

▪ Складаний електромобіль

▪ Крижане паливо для термоядерного реактора

▪ Російський відеорекордер на флеш-пам'яті

▪ Електронні нашийники для дресирування собак

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Найважливіші наукові відкриття. Добірка статей

▪ стаття Семенов Микола. Біографія вченого

▪ стаття Що таке утопія? Детальна відповідь

▪ стаття Пісколот щетинистий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Кімнатна парфумерія. Прості рецепти та поради

▪ стаття Транзисторний регулятор напруги. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт