自制航模渦噴引擎教材

1、有關DIY航模脈沖式噴氣發(fā)動機脈沖式噴氣發(fā)動機結構簡單，加工方便，并比普通內(nèi)燃機發(fā)動機高的燃燒效，因此適用 于各種航空，海模，車輛模中。你也可以自己設計做成噴氣助動車輛。本手冊將從原理開始,教你如何打造出自己的噴氣發(fā)動機。原理結構介紹充氣脈動噴氣發(fā)動機JETHFCNOZZLE ANOINNCR ANO OUTIRKSNITfRFLUGINTERROTORcompressorMOTORCOMFRt&sofihousingtTMC皿 IWIRLVArOUTPUTSHAFTTRAINI CT 3201 Tufboft-FUEL FUMF / DRIVESPRAYERDlf IUSLRCOMP

2、RESSORSHAf TOH PUMPMAIN AIRCASINGAIRlNLtT CONNfCTIONAt TfRNAFORDRIVE13IM 0 hVA ACT&， 8ji*« Output S>wfi Two 5r” EchcvcIic fWckcLkdn GA« EiiJhMrttFrw Fowri Tuftur# Flm4 S(m“b gECrntMtUixi CMmb*f ComfMVugf ThifIbm ComfMMW Ze©Drum GwOaiiElectric Stxw脈動噴氣發(fā)動機工作時，首先把壓縮空氣打入單向閥門，或使發(fā)動機在

3、空中運動，這時便有氣流進入燃燒室，然后油咀噴油，火花塞點火燃燒。這時長尾噴管在燃氣噴出后，由于燃氣流的慣性作用，雖然燃燒室內(nèi)的壓強同外面大氣的壓強相等，仍會繼續(xù)向外噴，所以在燃燒室內(nèi)造成空氣稀薄的現(xiàn)象，使壓強顯著降低到小于大氣壓，于是空氣再次打開單向活門流入燃燒室，噴油點火燃燒，開始第二個循環(huán)。這樣周而復始，發(fā)動機便可不斷地工作了。這種發(fā)動機由進氣到燃燒、排氣的循環(huán)過程進行得很快，一秒鐘大約可達4050次。脈動式發(fā)動機在原地可以起動，構造簡單，重量輕，造價便宜。這些都是它的優(yōu)點。但它只適于低速飛行（速度極限約為每小時640800公里），飛行高度也有限，單向閥門的工作壽命短，加上振動劇烈，燃油消

4、耗率大等缺點，使得它的應用受到限制。（制作渦噴特別提醒！安全第一）:安全守貝U:渦噴的制作不同于其他模型，由于渦噴在高溫與高速條件下工作，如果你不想被當成烤鴨請注意下面的事項！1,別被火噴成烤鴨，玩火要有科學知識指導。2,渦輪一定要作動平衡才能用。3,無論如何不要在公共場合試發(fā)動機，很多人圍觀不是好事。4，渦輪轉速高達70000 轉 /每分以上，沒機械基礎不要去試！5，發(fā)動機試運與工作中，永遠不要站在渦輪的兩側正對位，以免渦輪發(fā)生事故時，鋼片高速飛出，象子彈一樣，危及生命！特別提醒：做渦噴一定要有機加工與材料常識，了解金屬，火災，爆炸原理等安全知識，安 全第一。*第一章如何設計自己的發(fā)動機設計

5、參數(shù)：1 . 油氣比噴氣發(fā)動機依靠油氣燃燒產(chǎn)生反作用力，根據(jù)油品的爆炸極限，燃油與空氣重量比，一般在 15-20% 。即一升空氣約需一克的油。2 .噴氣頻率，噴氣發(fā)動機噴氣頻率與機身長度有關，同一直徑下，機身越長頻率越低。3 .機身直徑與長度比L/D發(fā)動機長度與直徑是發(fā)動機設計的重要步聚，長度與比直徑一般在10-17 。再上原理圖：性能參數(shù)：直徑：120mm 長度：210mm 凈重:1kg推力：2.5kg力100 美元國內(nèi)材料成本約需：300 元人民幣渦輪主要部件：壓氣機FD0040 主要是為燃燒室提供大量的空氣，用航空板粘制而成。渦輪 FD0055 用耐高溫不銹鋼板，剪出葉片，彎成形狀。燃燒

6、室用不銹鋼容器改制。個人心得：做為自制渦噴的原型機，可能現(xiàn)在你打算自制渦噴時，不用選擇制作fd3-64 ，因為它畢竟是98 年的產(chǎn)品，現(xiàn)在的國外愛好者的通過改進設計，自制渦噴已經(jīng)達到12 公斤推力。推重比 10 左右。但不要認為它已過時，而一無用處，因為fd3-64 的制作理論，讓你在家哩打造渦噴成為了?，F(xiàn)實， 不用去擔心沒有航空發(fā)動機制造廠的專用設備，因為日常生活中你能找到相應的材料來加工。同時，作者打破迷信專業(yè)廠家的思想，自己開動腦筋，用中國人的話說，就是想盡一切土辦法，在科學的理論指導下制成了能用于航模的噴氣發(fā)動機。他的成功，同時也鼓勵了更多的愛好者參與到自制渦噴的研究與發(fā)燒行列中來，大

7、大提高了自制渦噴的推力，這是一種挑戰(zhàn)與鍛煉。同時我們也可以參考fd3-64 的制作加工部件過程，敢于根據(jù)自己的條件，在科學理論指導下，改進加工方法。但是fd3-64 畢竟是過時的設計，它的木頭壓氣輪需要碳纖加強，加上效率不高，因此， 后來的改進采用了kkk 系列或蓋勒特商品壓氣輪部件，稍大點的汽車配件店可以買到。（制作渦噴特別提醒！安全第一）：安全守則：渦噴的制作不同于其他模型，由于渦噴在高溫與高速條件下工作，如果你不想被當成烤鴨請注意下面的事項！1 ，別被火噴成烤鴨，玩火要有科學知識指導。2，渦輪一定要作動平衡才能用。3，無論如何不要在公共場合試發(fā)動機，很多人圍觀不是好事。4，渦輪轉速高達7

8、0000 轉 /每分以上，沒機械基礎不要去試！5,發(fā)動機試運與工作中，永遠不要站在渦輪的兩側正對位，以免渦輪發(fā)生事故時，鋼片高 速飛出，象子彈一樣，危及生命！ 特別提醒：做渦噴一定要有機加工與材料常識，了解金屬，火災，爆炸原理等安全知識，安全第一。*第一章如何設計自己的發(fā)動機設計參數(shù)：1 .油氣比噴氣發(fā)動機依靠油氣燃燒產(chǎn)生反作用力，根據(jù)油品的爆炸極限，燃油與空氣重量比，一般在15-20%。即一升空氣約需一克的油。2 .噴氣頻率，噴氣發(fā)動機噴氣頻率與機身長度有關，同一直徑下，機身越長頻率越低。3 .機身直徑與長度比 L/D發(fā)動機長度與直徑是發(fā)動機設計的重要步聚，長度與比直徑一般在10-17。再上

9、原理圖:性能參數(shù)：直徑：120mm長度：210mm凈重:1kg推力：2.5kg力國外造價參考：約 100美元國內(nèi)材料成本約需：300元人民幣渦輪主要部件：壓氣機 FD0040主要是為燃燒室提供大量的空氣，用航空板粘制而成。渦輪FD0055用耐高溫不銹鋼板，剪出葉片，彎成形狀。燃燒室用不銹鋼容器改制。個人心得：做為自制渦噴的原型機，可能現(xiàn)在你打算自制渦噴時，不用選擇制作fd3-64 ,因為它畢竟是98年的產(chǎn)品，現(xiàn)在的國外愛好者的通過改進設計，自制渦噴已經(jīng)達到12公斤推力。推 重比10左右。但不要認為它已過時，而一無用處，因為 fd3-64的制作理論，讓你在家哩打 造渦噴成為了?，F(xiàn)實，不用去擔心沒

10、有航空發(fā)動機制造廠的專用設備，因為日常生活中你能找到相應的材料來加工。同時，作者打破迷信專業(yè)廠家的思想，自己開動腦筋，用中國人的話說，就是想盡一切土辦法，在科學的理論指導下制成了能用于航模的噴氣發(fā)動機。他的成功，同時也鼓勵了更多的愛好者參與到自制渦噴的研究與發(fā)燒行列中來，大大提高了自制渦噴的推力， 這是一種挑戰(zhàn)與鍛煉。同時我們也可以參考 fd3-64的制作加工部件過程，敢于根據(jù)自己的條件，在科學理論指導下，改進加工方法。但是 fd3-64畢竟是過時的設計，它的木頭壓氣輪需要碳纖加強，加上 效率不高，因此，后來的改進采用了 kkk系列或蓋勒特商品壓氣輪部件，稍大點的汽車配件店可以買到。推薦廣告位

11、推薦廣告位IIRNNKANIIXIMKK KOMPI.ET稱娜1MMi吼融菰0強1> ZrJLOII SiIVII畫1Wffli】幽FROM WWW.5IRC.COMTITKIIHNF；NKAI)FROM WWW.5IRC.COM推薦廣告位雨野MM札同露口也豳成品渦噴分解參考意見：根據(jù)個人情況，kj66手工版的制作，我選擇完全按 kj66的藍圖來加工，最難解決的那個渦 輪部件，完全采用fd3-64的加工方法來制作渦輪與動平衡調(diào)試，最適合目前國內(nèi)難以買到 進口材料的愛好者制作。KJ66發(fā)動機可能是目前最流行的設計，用icon713精鑄的渦輪，使之可以達到8公斤推力,這是Artesjets推

12、出的產(chǎn)品。該公司為廣大愛好者提供該機型各種配件，使自制愛好者也能 在此基礎上制造出高推力的渦噴發(fā)動機，也可能是目前世界上愛好者自制的最多的機型之下圖顯示的是自制的 kj66內(nèi)部部件。商品級：KJ66性能參數(shù)直徑：110mm長度：240mm凈重:0.93kg推力：8kg力價格：約1500美元kj66的手工版（適合中國愛好者參考的制作）直徑：110mm長：235mm最大推力：5kg最大轉速：103,000rpm排氣溫度：550 deg C 凈重：1.140Kg:渦噴自制問題解答：下面基本是英文1 :.發(fā)動機如何自己設計？到哪里找材料，價錢如何？Small gas turbines are not

13、scaled down large engines. Any attempt to do so is likel y to fail. Kurt Schreckling is to be commended for his original approach to the desi gn of small engines as set out in his book on the FD3 64.He carried out the theror ectical considerations and came to the conclusion that a simple radial comp

14、ressor a nd turbine wheel with a single annular combustion chamber would produce the best results. His views have been confirmed by the rapid progress in refining the designs and extracting more power from the same basic size. Spreadsheets have been de veloped by a number of people based on the Form

15、ulas in the Schreckling and Kam ps books that model the processes that go on in the engine. The GTBA has also co mmissioned burst analysis of the turbine wheel.英文來自（GTBA-英國渦輪發(fā)動機制作聯(lián)盟）模型用的發(fā)動機不是大的發(fā)動機的按比列縮小，任何試圖這樣做都很可能是失敗。值得推薦的是英國人-Kurt Schreckling 設計的 FD3-64 航模渦噴發(fā)動機的設計，開創(chuàng)了小型發(fā)動機設計先河，用一個簡單方法制作的放射式壓氣機，環(huán)型燃

16、燒室，一個用簡單方法制做出來的渦輪， 達到了良好的效果。他的理念已被最新改進的各種新的設計所證實，并且都是以他的設計為基礎進行的提煉。數(shù)字顯示，許多愛好者根據(jù)他的著作理論，成功地將發(fā)動機用在了航模上。渦輪噴氣發(fā)動機材料為不銹鋼為主，材料成本很低，如果從材料本身的價值來說，以廣州為例，也就100 元上下，但由于個人愛好者，有些可能無機床，氬弧焊的話，到外面加工的人力成本會貴過材料費。但也無妨。再就是如果有認識不銹鋼加工廠的話，找到邊角料足矣做一臺渦輪,如果你想省事些，可以用渦輪增壓器上的壓氣輪來代替木頭的壓氣輪。2 .渦輪容易加工嗎,沒專業(yè)設備如何做動平衡？渦輪是由型號為301,2.5mm 不銹

17、板剪口彎成，用一個小電鉆配小砂輪可以打磨出翼型即可，關鍵的動平衡測試，記住這一點很重要！否則會導致發(fā)動機解體！是用我們的大拇指與 食指來感覺振動。靈敏度相當高。足以完成渦輪的動平衡調(diào)試。3 .散熱與軸承問題BearingsThe compressed air in the chamber passes down the bearing tube and exits both e nds to provide cooling to the bearings. The bearings are simple ball races and they are oiled with oil mist s

18、upplied buy the pressure from the engine itself. Very low fl ows of oil are better than a constant flow as the drops can cause the ball to skid i n the raceways. Turbine oil or thin machine oil can be used.壓縮空氣將穿過軸套為軸承提供冷卻，軸承為簡單的滾珠軸承，用自身的壓縮空氣壓油提供油霧潤滑?？梢杂猛钙接停虻驼扯鹊臋C械潤滑油。FD3-64 的設計合理的利用壓氣機的空氣，將溫度控制在600

19、 度以下，從而保證各部件的強度。在運行中我們要注意發(fā)動機的溫度不能超高。4 .fd3-64 能推多重的模型，國內(nèi)造價要多少？對于航模飛機來說，0.5 的推重比完成各種特技動作都已夠了，這臺發(fā)動機的設計推力約3kg 力，也就是說，你的航模總重達6kg 在飛行中都沒問題。按 fd3-64r 材料本身來說不值錢，不銹鋼在國內(nèi)100 元就買齊了，主要是加工費用問題，可能是的數(shù)倍。5 .（愛好者問得最多的問題）：根據(jù)國外的這些資料我能做出渦輪發(fā)動機來嗎？國外的這些資料， 是國外的愛好者制作成功總結出來的， 作者通過總結數(shù)年來自己開發(fā)，研究渦輪發(fā)動機，對渦輪發(fā)動機的原理，渦輪發(fā)動機的自行設計的方法都做了詳

20、細的介紹，尤其是制作過程，每一個部件的加工詳細方法，與注意事項，如何控制加工精度等，都一一描述，以確保用普通的機床，達到渦輪的制作要求。特別是一些動平衡的調(diào)試，用最簡單的方法就能達到要求，。也就是說凡事愛好者能想到的問題，制作過程中會碰到的問題，這些資料都全面進行了講解，并給出解決方法。6 , 關于我網(wǎng)上提供的噴氣制作光盤問題有個別愛好者收到我的光盤后，可能對目前渦噴的發(fā)動機制作類型不太很了解，不知看那個目錄為好，由于翻譯成了中文，英文題目也成了中文，特此解答，碟的目錄指引。光碟中的航模渦輪噴氣發(fā)動機制作與fd3-64 制作過程，即為英國原著 gas turbineengine for mod

21、el aircraft 一書， kj66 制作藍圖與指導即為渦輪發(fā)動機kj66 的英文原版掃描手冊，這是最主要的制作資料，以及德文版的全套AUTOCAD 藍圖。剩下的內(nèi)容，渦輪加工知識，渦輪相冊，渦輪加工過程相冊，渦噴機飛行片斷，是為了制作fd3-64 與 kj66 提高直觀的參考。因為許多愛好者沒見過真正的發(fā)動機，也不知材料與軸承的選型。 所以收錄資料上去是為了讓大家更方便制作。同時也收錄了上百種飛機模型的圖紙供大家做噴氣飛機用。需要詳細渦噴自制藍圖與加工手冊書請點下面的圖標！< 噴氣發(fā)動機制作大全>以下問答摘自：（GTBA）英國噴氣發(fā)動機制作協(xié)會Starting the eng

22、ine啟動發(fā)動機All engines require a large volume of air to start them. Some like the AMT and JPX use scuba tanks. The home-built engines mostly are started with a fan held on th e air intake. The fan can be a converted hairdryer fitted with a more powerful mot or. The alternative is to use a high revving

23、small electric motor onto a friction cup.The supplementary gas is lighted and the fan increases the revs . The liquid fuel i s slowly fed in until the engine speed picks up and the engine self sustains. It can get hot when starting if too much fuel is fed in to quickly. With practice starting i s si

24、mple and undramatic , there should be no flames visible either during starting o r running.Controlling the speed控制速度This is achieved by the use of a speed controller that controls the fuel pump motor. When bench testing it is more convenient to control the speed by a hand operate d controller such a

25、s a minidrill speed controller rather than use a transmitter receiv er and speed controller. When mounted in a plane a motor speed controller is used or if available a fully programmedECU. Overspeed should be controlled by a combination of battery power and pump pressure so that whatever happens to

26、the receiv er or transmitter the supply of fuel is restricted.Underspeed can be controlled via a pressure switch that stops the engine if pressur e drops below a pre determined point.What is a sensible rev limit?轉速控制In the Kamps book there is full detail on how to calculate the critical speed for th

27、e shaft. The speed will depend on the material the shaft is made of and the thickne ss as well as the weight of the compressor and turbine and their positions. In pract ice engines with a 316 or 310 stainless steel turbine should have the revs restricted to about 75,000 rpm. Above this speed the mat

28、erial will expand and cause it to bi nd on the housing. The Kamps engine is limited to about 103,000rpm and the new Schreckling at 117,000rpm. The higher the revs the more need there is for the en gine being well balanced.How do I balance the engine?如何做動平衡Simple static balancing has proved to be ade

29、quate. The method in the Kamps book produces good results. He uses a tube that contains 2 new bearings and the shaft to be balanced. Thisis laidon aflat surface such asa pieceof glass and is rocked to andfro until theheavypointreaches the bottom.This ismarked and alittle is groundaway on theheavysid

30、e.When the shaftis balancedthe compressoris balanced. Though this is from the factory the balance has in practice found not to be accurateenough. Thecompressoris removed andtheturbinewheel is fittedand this is balanced . The blades can be thinned or the roots can be ground away slight ly to reduce t

31、he weight.How do I make the turbine wheel?如何制作渦輪The early wheels are made from sheet that is slit and twisted to the correct angle and profiled by hand minigrinder. Better wheels can be ground from thick discs. Thi s is time consuming but will give better results particularly with Inconel. Cast Inco

32、n el wheels are becoming available now for those that do not feel they have the skill to make one.Are the engines noisy?If you stand close to a gas turbine you will find the noise level greater than a pist on engine. However in the air the noise is dissipated so that it is much less obtrusi ve than

33、a piston engine. Indeed if a piston engine and a turbine are flying together it is difficult to hear the turbine at all.How do I weld stainless steel?如何焊接不銹鋼This is not a skill everyone can acquire. Thin stainless can be spot-welded so this c overs the combustion chamber. The NGV assembly will require TIG we