Pulsoreactorul este un tip de motor cu reactie in care arderea are loc in mod ciclic. Desi a fost patentat prima data in 1864 de inventatorul rus N. Teleshov, a fost dezvoltat la inceputul anilor ’30, in mod independent in Franta si Germania.
Pulsoreactoarele sunt motoare foarte simple constructiv, costul de fabricatie fiind relativ redus.
Raportul tractiune/ masa este excelent, insa consumul specific de combustibil este foarte ridicat.
Functioneaza pe baza ciclului Lenoir si difera fata de motoarele cu piston tip Otto sau turbomotoarele bazate pe ciclul Bryton, compresia amestecului carburant fiind generata prin fenomenul de rezonanta acustica.
Arderea este realizata in secvente scurte, diferind astfel fata de turboreactoare, motoarele racheta sau statoreactoare, la care arderea este continua.
In interior are loc o alternanta intre presiune joasa la admisie si presiune inalta in timpul arderii.
Valoarea maxima a compresiei este de 1.2 : 1, ceea ce conduce la un randament scazut.
Din punct de vedere constructiv sunt motoare pulsoreactoare cu supape, ce realizeaza la deschidere admisia si se inchid la detenta, sau motoare fara supape, neavand piese in miscare.
Acestea din urma sunt cele mai simple motoare aeroreactoare ce pot sa functioneze static, deci cu viteza zero de inaintare.
Caracteristic motoarelor pulsoreactoare este zgomotul specific, datorat rezonantei in tubul de ardere si frecventei de completare a ciclului.
Pulsoreactorul cu supape
La acest tip de motor, supapele, cand sunt inchise, controleaza curgerea gazelor arse, fortandu-le sa curga spre tubul ejector. In momentul cand se deschid, are loc admisia de aer proaspat in camera de ardere.
Supapele sunt de tip sens unic, fiind confectionate din lamele elastice si sunt actionate de diferenta de presiune intre priza de admisie si camera de ardere.
Pulsoreactorul fara supape
Pulsoreactoarele fara supape nu au nici o piesa in miscare, folosind doar propria geometrie pentru a controla ciclul de functionare. Desi o parte din gazele de ardere sunt eliminate si prin priza de admisie, majoritatea curg prin tubul ejector, generand forta de tractiune.
Principiul de functionare foloseste efectul Kadenacy , care apare la iesirea gazelor arse dintr-o camera de ardere. In momentul evacuarii are loc o scadere a presiunii, care favorizeaza admisia aerului proaspat.
Efectul Kadenacy la un „borcan” cu reactie
Motorul Argus AS 014
Cel mai cunoscut pulsoreactor a fost patentat in 1931 de germanul Paul Schmidt. Incepand cu 1933, a inceput dezvoltarea motorului pentru a echipa o „bomba zburatoare”.
Desi a fost prezentat in 1938, proiectul nu a fost aprobat.
In acelasi an, compania Argus a inceput dezvoltarea bombei zburatoare cu motorul AS 014, devenind apoi cunoscuta sub numele de V 1 – Vergeltungswaffe 1.
Motorul a fost produs sub licenta in Japonia in WWII sub numele de Ka10.
Dupa razboi, americanii l-au copiat si a fost produs sub denumirea Ford PJ31, echipand rachetele de croaziera Republic Ford JB 2.
Sectiune motor
Functionarea supapelor tip grila
Test pe banc
Motorul este un exemplu de constructie simpla, fabricata cu costuri minime, realizat dintr-o tabla de otel moale, roluita in forma de tub. In partea din fata se afla supapele cu arc, montate in forma de grila, un injector de combustibil si o bujie de automobil.
Putea functiona cu orice fel de combustibil derivat din petrol. Resursa totala de functionare era de circa o ora.
Motorul functiona si la punct fix, neavand nevoie de o viteza initiala pentru pornire.
Startul era realizat cu acetilena sub presiune, dupa care motorul intra in regim normal de functionare cu aproximativ 45-55 cicli/ minut, generand sunetul specific.
Englezii au poreclit din acest motiv V1, „buzz bomb”.
Bujia era necesara doar la pornire, ulterior nefiind necesare surse de elctricitate.
Tractiunea realizata era de circa 270 kgf. In total au fost produse circa 31 000 motoare de acest tip.
A fost testat pe diverse tipuri de avioane.
Testare in 1941 pe avionul Gotha Go 145
In timpul WWII, motorul a fost folosit in principal pentru echiparea V1.
In total au fost lansate 9521 catre Anglia si 2448 catre tinte din Belgia, in special portul Antwerp.
V1 – motor
V1 – sistem ghidare (pilot automat)
Sunetul original al motorului
Motorul AS 014 a fost utilizat si pentru echiparea Me 328 . In total au fost construite 9 prototipuri, fiind lansate de pe bombardiere( avioane parazit).
Me 328
La fel ca si Me 328, Fi 103 a fost gandit ca avion pentru misiuni sinucigase. Este de fapt un V 1, modificat pentru a fi pilotat (japonezii au folosit Ohka).
Misiuniile trebuiau efectuate de Luftwaffe Kampfgeschwader 200 – denumita Leonida squadron, teoretic pilotul avand si varianta parasutarii inainte de atingerea tintei. In lupta nu au fost niciodata folosite aceste avioane.
Fieseler Fi 103 Reichenberg
Me 328 si Fi 103 au fost testate in zbor de celebra Hanna Reitsch, cea mai cunoscuta aviatoare din Germania in anii WWII.
Motoarele pulsoreactoare au fost testate si pentru propulsarea elicopterelor, fiind montate la varful paleleor –XH – 26 JET JEEP.
Dupa testarea a 5 prototipuri, s-a renuntat datorita zgomotului produs si a dificultatilor elicopterului de a intra in regim de autorotatie.
Motorul pulsoreactor cu detonatie PDE (puls detonation engine)
In motoarele aerorectaore, arderea are loc in mod continuu la viteze subsonice. PDE este un nou tip de motor, in care arderea are loc ciclic la viteze supersonice.
Teoretic poate functiona la viteze de pana la M 5, cu eficienta mai buna decat turboreactoarele. Are avantajul de a functiona in orice regim de zbor, intre subsonic si hipersonic.
S-au facut pana in prezent cateva teste.
Rutan LONG EZ
Primul zbor a fost facut de Air Force Research Laboratory cu un avion compozit Rutan Long EZ, modificat si dotat cu motor PDE, format din 4 tuburi producand 89 kgf.
In prezent sunt continuate cercetari de NASA in domeniul civil si in paralel de GE si P&W pentru utilizarea pe avioane de recunoastere cu raza lunga. Exista multe speculatii referitoare la diverse proiecte secrete, dar sa asteptam rezulatele practice.
In mod sigur exista o competitie acerba pentru realizarea unei generatii de motoare PDE foarte performante, care ar permite realizarea zborurilor hipersonice intr-un mod eficient.
Zgomotul ala pe care il facea motorul imi dadea fiori reci, cand am vazut primul film despre V1 si programele de teste germane.
In fine, motor aeronautic mai simplu de atat nu cred sa existe 🙂
@marius zgureanu, statoreactorul si eventual motorul racheta cu combustibil solid (folosit ocazional si pe avioane).
De la 0.50:
https://youtube.com/watch?v=WKCl3lfAx1Q
Ar fi fost ceva interesant, daca era mai fiabil.
X15 nu avea viitor.
Grigore, te-ai gandit la o cariera in pedagogie? 🙂 Profesor de fizica, gen? 🙂
Daca orele mele de fizica din liceu ar fi aratat ca-n articolele tale viata mea ar fi luat, poate, alt curs…
Din putinul pe care-l inteleg, un pulsoreactor ar putea fi realizat in laboratoarele de fizica, daca asa ceva mai exista.
Multumesc, Deocamdata imi exersez „talentul pedagogic” in cadrul echipei de proiectare si constructie IAR 80.
Referitor la pulsoreactor :
kit demonstrativ pentru elevi si studenti
https://www.youtube.com/watch?v=jeI92XV7svQ
sau homemade
https://www.youtube.com/watch?v=FZ1p8eimI7c
Chiar ar fi interesant pentru laboratoare de fizica, dar crezi ca ar mai interesa pe cineva ? Personal , nu cred .
Grigore, jos palaria…
Cum mai merge povestea IAR-ului 80? Sunt convins ca unii dintre noi ar vrea sa stie ce se mai intampla, poate ne mai poti face cate un update din cand in cand. 🙂 Si niste poze in caz ca a inceput constructia, ar fi super! 🙂
Ar trebui sa-i intereseze pe profesori. Dar, din pacate, noi nu mai avem dascali, avem „profesori” care-si justifica nepasarea prin salariile mici. Desi unii dintre ei castiga foarte bine (prea bine chiar) si fara sa-si bata capul platind impozite la stat. Asa, ca altii mai fraieri.
Cu exceptia liceelor bune din Bucuresti si din tara (posibil, probabil, sper), restul e tacere (a se citi durere).
Erau bune si cercurile alea, sau cum le mai spunea, inainte de Revolutie.
@Nicolae Acum doar proiectare, planning, bugete .
Cand incepem campania PR, o sa va tin la curent.
minunat articol, subscriu la ce spune nicolae. am fost mereu interesat de partea practica a fizicii, din pacate nu a fost sa fie. In scoala fizica e foarte arida si predata de oameni fara pasiune.
Talentul pedagogic nu ar trebui exersat neaparat in scoala, si te contrazic, inca exista entuziasti si chiar si initiativa privata. Un amic, fost coleg a facut acum cativa ani http://www.oraselulcunoasterii.ro/despre-noi/. E Genul de afacere care doar mananca resurse si nu prea produce. Oamenii sunt avocati, Oraselul Cunoasterii e doar o pasiune, una scumpa.
Acolo ai putea sa faci un pulsoreactor si alte experimente pt copii mici si mari. As fi fascinat sa vad asa ceva si as putea vorbi sa sa faca si niste seri pt copiii mari, asa ca noi. Cred ca nu as fi singurul de pe RoMil care ar veni sa vada 🙂
@Dinu
Foarte educativ ce fac la oraselul cunoasterii.
Acum se gasesc kituri f interesante pentru asa ceva.
Fac chinezii de toate.
https://www.aliexpress.com/wholesale?catId=0&initiative_id=SB_20180223004254&SearchText=ENGINE+EDUCATIONAL
sau pulsoreactoare kit
https://aardvark.co.nz/pjet/pjetkit.htm
mai ca sunt tentat sa-mi cumpar asa ceva, dar mi-e ca ma vedeti apoi la stiri, am dat foc la bloc :))
Da, e ceva aproape unic ce se intampla acolo. Nu toata lumea se gandesti doar la bani 🙂
Editat: offtopic: PSR, oameni buni, PSR…
Merci !
Dacà stiam teoretic câte ceva, abia acuma m-am làmurit complet.
Iar despre PDE habar n-aveam.
Încà o datà multumesc d-le Lioveanu.
Hanna Reitsch… Cat ma impresionase, cand am vazut filmul „Operation Crossbow”.
Trial and error, atatia ani in aviatie, iar acum parca totul stagneaza. Cand se va face pasul urmator ?
Aerodina Lenticulara si avioanele VTOL, nu au fost directia sperata, iar dronele sunt doar avioane fara pilot, so what’s next?
Excelent articol, @nicolae a rezumat perfect.
Multumesc.
Am urmărit mai multe filmulețe pe internet. Motorul este folosit intens de către cei care sunt pasionați de aeromodele.
Chiar sunt uimit de acest „motoras”.
Și îl pot numi „motorul săracilor”
Vă dați seama că acest „motoras” poate fi folosit pe post de Boostere, chiar în domeniul militar?
Datorita greutății reduse și a simplității cărora li se adaugă un preț fff mic!
chipp, pulsoreactorul ar fi printre cele mai proaste alegeri pt. un booster pentru ca are tractiune slaba (uneori deloc) la punct fix. La booster iti trebuie exact start instantaneu si tractiune maxima, ambele iti sunt oferite de un motor foarte simplu anume motorul racheta cu combustibil solid. Pe care il foloseste toata lumea pe post de booster.
@stelian,
Nu stiu daca toate booster-ele au motoare racheta. ma indoiesc ca avioanele au booster cu motoare rachete. ma refer la acele avioane care opereaza prin Canada, Siberia, Groenlanda. (adica pe zapada)
Sunt solutii multe pentru aceste motoare. si ar putea fi folosite din cauza pretului fff mic. practic se construiesc intr-un atelier mecanic,
@Neamtu tiganu,
o intrebare de nestiutor, la IAR 93 in loc de postcombustie, se putea adapta un astfel de motor, pe priza de sub fuselaj? banuesc ca ar fi avut consum de combustibil mai mic decat postcombustia la o tractiune similara….
Poate ca un IAR-93MB dotat cu asa ceva, suplimentar, se comporta mai bine decat un IAR-93B, tinand cont de greutatea fff mare a „B-ului” dupa montarea motoarelor cu postcombustie.
repet, o intrebare de nestiutor.
Binenteles, nu am inteles daca acest motor, poate opera transonic. sau supersonic… undeva la Mach 1 – Mach 1,2
din cate am mai citit, se intentiona depasirea M1 cu avionul IAR93.
Chiar daca ramanea sub-sonic, castiga bine la capitolul tractiune!
Foarte fain articol !