المحرك النفاث النبضي (أو النفاث النبضي ) هو نوع من المحركات النفاثة التي يحدث فيها الاحتراق على شكل نبضات. المحركات النفاثة النبضية هي شكل من أشكال الدفع النفاث منخفض التقنية/منخفض الكفاءة، على عكس المحركات النفاثة أو المحركات الصاروخية. نظرًا لقلة التعقيد، غالبًا ما يتم تصنيعها بواسطة بناة المنازل . بعبارات بسيطة، النفاث النبضي (بدون صمام) هو أنبوب مفتوح من كلا الطرفين؛ يتم حقن الوقود وإشعاله ويخرج الانفجار بشكل أساسي عبر أنبوب العادم (الكبير). ومع ذلك، فإن بعض الانفجار يذهب أيضًا في الاتجاه الآخر (عبر مدخل الهواء الصغير). نتيجة لهذا، فإن النفاث النبضي بدون صمام لديه مدخل هواء وأنبوب عادم يؤدي إلى الخارج في نفس الاتجاه. [1]
محتويات
لماذا الحاجة
يمكن استخدام طائرات النبض لمجموعة متنوعة من المهام:
- ويمكن استخدامها كجهاز تسخين (أي لتسخين المياه، وإزالة الجليد، ...)؛ وفي هذا النوع من التطبيقات يصل إلى إمكاناته الكاملة (أعلى كفاءة) [2]
- ويمكن استخدامها لقيادة التوربينات (أي توربينات تسلا، ...)؛ وهذا يسمح بأداء الأعمال الميكانيكية، والنقل، وتوليد الكهرباء، ... على عكس استخدام صندوق الاحتراق، فإن دورة تحويل الطاقة لا تشمل استخدام الماء لتوليد البخار. ومن خلال التخلص من هذه السلسلة، تتحسن كفاءة الجهاز، ويصبح الجهاز أكثر بساطة.
- ويمكن استخدامها لأغراض النقل (دون استخدام التوربينات)؛ على الرغم من أن محركات الاحتراق الداخلي، ومحركات ستيرلينغ، ... أكثر كفاءة في هذا الصدد، إلا أنها تتمتع ببعض المزايا مقارنة بها (انظر أدناه)
المزايا على الأجهزة المماثلة
بالمقارنة مع محرك الاحتراق الداخلي/محرك ستيرلينغ، يتمتع المحرك النفاث النبضي بالمزايا التالية:
- تكنولوجيا منخفضة للغاية؛ يمكن تصنيعها باستخدام عدد قليل من [3] أو بدون أجزاء متحركة، [4] [5] [6]
- على عكس محرك الاحتراق الداخلي/محرك ستيرلنغ، يمكن تشغيله بأي وقود تقريبًا (بما في ذلك الوقود الدهني والوقود الحيوي ، ...) لاحظ أنه اعتمادًا على الوقود المستخدم، قد يحتاج الحجم (قطر الأنبوب) ونوع الطائرة النبضية إلى لتتغير
- يتم حرق الوقود بكفاءة عالية، لأنه مشتعل
- نسبة عالية من القوة إلى الوزن؛ بالمقارنة مع محرك الاحتراق الداخلي/محرك ستيرلنغ، فهو يولد قدرًا كبيرًا من الطاقة بينما يزن قليلاً. بالنسبة لبعض المركبات،... هذه فائدة كبيرة
- يمكن أن تعمل على ارتفاعات عالية. تقتصر الطائرات المروحية عمومًا على البقاء تحت ارتفاع معين، نظرًا لأن الهواء على ارتفاعات عالية يصبح رقيقًا جدًا. على سبيل المثال، لأسباب تتعلق بالكفاءة (بسبب الهواء الرقيق، تكون مقاومة الهواء منخفضة جدًا)، تحلق طائرات الركاب التجارية عمومًا على ارتفاعات عالية. تتطلب المركبات الفضائية أيضًا قدرة المحرك على الارتفاعات العالية (وتتطلب أيضًا ألا يكون المحرك محركًا يتنفس الهواء، وهذا الأخير يمثل مشكلة ولكن ربما يمكن إصلاحه عن طريق تغيير الوقود)
سلبيات
- صاخبة للغاية (تصل إلى 140 ديسيبل)؛ هذه المشكلة الهائلة تجعل الجهاز غير مناسب للاستخدام في المركبات المأهولة، ولا في أي مركبة يتم تشغيلها بالقرب من الأشخاص
- عدم كفاءة الطاقة: عند مقارنته بمحرك الاحتراق الداخلي/محرك ستيرلينغ واستخدامه في الأعمال الميكانيكية أو النقل. تجدر الإشارة مرة أخرى إلى أنه لا يزال من الممكن أن يكون فعالاً للغاية، نظرًا لأن نسبة القوة إلى الوزن عالية جدًا، وبما أنه يمكن استخدامه للعمل على ارتفاعات عالية (من الواضح أن هذا الأخير يفيد الطائرات فقط).
- من الصعب إلى حد ما تشغيل الجهاز: على الرغم من أن النفاثات النبضية بدون صمامات لا تحتاج حتى إلى شمعة إشعال أثناء التشغيل، إلا أنها تحتاج إلى شمعة لبدء تشغيلها. نظرًا لأن هذا يصبح عائقًا عند التشغيل، فمن الأفضل إزالته من الجهاز. كما أنه يبدأ بشكل عام بشكل أقل جودة من محرك الاحتراق الداخلي.
أنواع مفيدة
هناك عدة أنواع من النفاثات النبضية بدون صمامات مفيدة، اعتمادًا على التطبيق:
محول الطاقة الحرارية (التدفئة)
- لوكوود هيلر النبضي؛ النفاثة النبضية الأكثر استخدامًا من قبل بناة الهواة
- طائرة نبضية NRL؛ يقال أنه تم إثباته بالفعل كمنفاخ للهواء الساخن
استخدامها مع التوربينات
- طائرة هولزوارث النبضية؛ ويجري حاليًا إعادة تقييمه لاستخدامه في المحركات التوربينية منخفضة التكلفة
النقل (بدون استخدام التوربينات)
- لوكوود هيلر النبضي؛ النفاثة النبضية الأكثر استخدامًا من قبل بناة الهواة
- CS SJP-1 وCS SJP-2: مفيدان في الغالب لمركبات R/C الصغيرة
- طائرة نبضية Foa and Saunders-Roe: مفيدة في الغالب لمركبات R/C الكبيرة
تحسين طائرة النبض
يمكن جعل الطائرات النابضة أكثر كفاءة وأسهل في التشغيل (أو يمكن تشغيلها على الإطلاق) عن طريق إضافة ضاغط توربيني. [7] وهذا يزيد من الهواء الذي يتم سحبه. اعتمادًا على نوع المحرك النبضي بدون صمامات، قد يكون ذلك ضروريًا. ومع ذلك، إذا لم يكن ذلك ضروريًا، فمن الأفضل التخلص منه لأن الضواغط التوربينية تمثل حلقة ضعيفة في التصميم (يمكن تدميرها أثناء التشغيل)؛ كما أنها مكون مكلف للغاية و/أو من الصعب جدًا صنعه.
معلومات اكثر
- طائرة لوكوود النبضية
- موقع اريك بيك
- موقع المحرك النفاث الصغير لبروس سيمبسون
- موقع النار والرعد لبول شيرمان
- مختبرات أبحاث البقاء
- الدفع الصاروخي عديم الانبعاثات
أنظر أيضا
- توربين يعمل بالوقود : جهاز حرق مماثل مزود بدوار وشفرات إضافية، يستخدم في الغالب لتوليد الطاقة (بكفاءة منخفضة، أي 15-30%)
مراجع
- ↑ أعمال النفاثة النبضية بدون صمامات
- ↑ طائرة نبضية NRL مصممة لإزالة الجليد
- ↑ http://web.archive.org/web/20171120231420/http://gofurther.utsi.edu:80/Projects/PulseDE.htm
- ↑ http://news.google.com/patents/about?id=vOZsAAAAEBAJ
- ↑ http://www.google.com/patents?vid=USPAT6216446
- ↑ http://web.archive.org/web/20200806073529/http://www.home.no/andreas.sunnhordvik/English/mechanical/valveless_e.htm
- ↑ محرك النبض كينيث مولر-جان بيترسن
