Ukraińscy mechanicy zaczęli opracowywać "ludowy" pocisk bojowy "Trembita", Ukraińska„wunderwaffe”? Broń ma być prosta i tania, bo Trembita to – pod względem jego planowanych funkcji - ukraiński odpowiednik irańskich dronów Shahed-136. Masowe użycie tych pocisków ma obezwładnić rosyjską obronę przeciwlotniczą. Możliwości nowej broni wydają się dość ograniczone, ale mocną stroną Trembity, nie są wyśrubowane parametry techniczne, lecz maksymalna prostota. To ma być pocisk nieskomplikowany w budowie i eksploatacji, a tym samym tani. Silnik rakietowy nie ma żadnej ruchomej części, jest łatwy w produkcji i zasilany benzyną, przy czym pocisk wyposażony jest w pneumatyczne urządzenie startowe na katapulcie. Głowica może mieć ładunek termobaryczny i połączony ładunek odłamkowy o masie 20 kg. Prace są wykonywane przez inżynierów z ochotniczego biura projektowego PARS i przy udziale wolontariuszy, którzy chcą rozszerzyć produkcję poszczególnych części i podzespołów rakiety na całą Ukrainę, w warsztatach garażowych.
Pulsejet – silnik strumieniowy został wynaleziony przez Francuza Georges Marconnet w 1908 roku. Natomiast praktyczne zastosowanie silnika było udziałem Niemca, dr Paula Schmidta, w firmie Argus, która zbudowała rakiety V1 do ostrzeliwania Londynu podczas II WŚ. Pulsacyjny silnik strumieniowy jest w zasadzie komorą spalania z zaworem wlotowym na jednym końcu i otworem na drugim oraz układem wtryskiwaczy benzyny. W locie samolotu powietrze jest zasysane przez zawór wlotowy do komory spalania. W najprostszych modelach opary paliwa są zasysane ze źródła paliwa przez zwężkę Venturiego, a świeca zapłonowa zapala mieszaninę paliwowo-powietrzną w komorze. W tym momencie zapłon ciśnienie mieszanki wymusza zamknięcie zaworu wlotowego, a masa zapalonej mieszanki jest wydalana z tyłu komory spalania jako strumień paliwa, napędzając rakietę V1 w czasie lotu. Powstające podciśnienie w komorze spalania powoduje otwarcie zaworów wlotowych i powietrze jest ponownie zasysane do komory spalania, które inicjuje kolejny cykl zapłonowy i wydechowy Ten dyskretny zapłon pary paliwowo-powietrznej nadaje silnikowi strumieniowemu nazwę pulsejet.
FR412478 Georges MARCONNET, Propulseur pour locomotion aérienne et autres applications, Data patentu: 3.05.1910. Przedmiotem niniejszego wynalazku jest układ silnika strumieniowego szczególnie nadający się do samolotów lub sterowanych balonów, w którym ciąg napędowy uzyskuje się poprzez reakcję osiową spowodowaną ciągłym lub cyklicznym przepływem gazu spalinowego pod ciśnieniem w odniesieniu do otaczającej go atmosfery. Opis zawiera przykłady wykonania Fig.1-6, kolejnych realizacji pomysłu silnika strumieniowego.
W pierwszym przykładzie wykonania Fig.1 silnik składa się z sprężarki zasysająca powietrze 2 w celu dostarczenia go pod ciśnieniem przewodem 3 do gaźnika 4, skąd wydostaje się jako paliwo, aby następnie dotrzeć przewodem 5 do zbiornika 6, gdzie mieszanka spala się w sposób ciągły lub nieciągły w dyfuzor 7 w kształcie ściętego stożka 8. Spaliny wybuchowej mieszanki paliwowej wydostają się do atmosfery, gdzie opór stawiany przez powietrze temu wydmuchowi powoduje przemieszczenie całego układu w kierunku przeciwnym. W kolejnych przykładach wykonania stosuje się przykładowo Fig.2 dodatkowa sprężarkę 9 , która porcjuje sprężony ładunek powietrza w komorze zapłonu 12 oraz dodatkowy zawór wlotowy powietrza 14, Fig.3, który automatycznie periodycznie jest zamykany w momentach zapłonu mieszanki w komorze spalania 6.
US2609660 Resonating pulse jet engine, W.L.Tenney et al. Data patent: 9.08.1952. Wynalazek ten odnosi się do pulsacyjnych silników odrzutowych, a w szczególności do impulsowych silników odrzutowych przeznaczonych do napędzania miniaturowych lub modeli samolotów, samochodów, łodzi i tym podobnych pojazdów.
Fig.1 przedstawia boczny widok elewacji, częściowo w przekroju, przedstawiający wygląd zewnę-trzny odrzutowej jednostki napędowej oraz: osłonę lub część chłodzącą powietrzem modelu, w którym urządzenie jest wbudowane; Fig.2 przedstawia fragmentaryczny przekrój poprzeczny, zawierający gaźnik, zawór i mechanizm rozruchowy, komorę spalanie i fragment zespołu rury wydechowej; Fig.3 przedstawia przekrój przedstawiony zgodnie z liniami 3-3 z Fig.2; Fig.4 jest fragmentarycznym widokiem częściowym sekcji wlotowej, pokazujący jeden rodzaj mocowania świecy zapłonowej; Fig.5, jest fragmentarycznym widokiem sekcji wlotowej, pokazującym zmodyfikowaną formę. mocowania między płytą zaworową-wlotową a komorą spalania i zmodyfikowaną formą mocowania zaworu, ogranicznika zaworu i strumienia paliwa oraz zmodyfikowanymi formami ogranicznika zaworu; Fig.6 jest fragmentarycznym przekrojowym spojrzeniem na zmodyfikowaną formę wynalazku; Fig.7 to fragmentaryczny przekrój drugiej zmodyfikowanej formy wynalazku; Fig.8 jest przekrojem typu pokazanego na Fig.3, ale. pokazującym zmodyfikowaną formę zaworu i wspornika zaworu; Fig.9 jest przekrojem wykonanym mniej więcej w pozycji linii przekroju 9,10 na Fig. 2, pokazującym, zmodyfikowaną formę konstrukcji. komory spalania i rury wydechowej; Fig.10 przedstawia drugą zmodyfikowaną formę komory spalania i zespołu rury wydechowej.
Odnosząc się do zamieszczonych rysunków, jednostka napędowa silnika zawiera komorę spalania ogólnie oznaczoną 10, która jest przymocowana do integralnej lub dodatkowej zbieżnej sekcji 11, która jest przymocowana do integralnej lub dodatkowej rury wydechowej, ogólnie oznaczonej 12. Komora spalania 10 jest również przymocowana do zespołu gaźnika i płytki zaworowej, 14, która może być zakryty opływową częścią przednią 9.
Odnosząc się do Fig.2, gaźnik i człon płytki zaworowej 14 mają kołową część tarczową 15, która jest zwrócona tak, aby miała gładką płaską powierzchnię w punkcie 16. Gaźnik i płyta zaworowa 14 mają integralną sekcję Venturiego 17, która ma wąskie gardło w miejscu 18 i wybrzuszony otwór wlotowy 19. Zewnętrzna krawędź dzwonu jest wyposażona w gładką powierzchnię 20, na której odwrócony kołnierz 21 strumienia ma wyściełany nosek 9, który spoczywa w połączeniu ciernym. Część dyskowa 15 jest wyposażona w środkowy występ 22 i jest gwintowana w kierunku do przodu w punkcie 24 oraz w kierunku do tyłu w punkcie 25. Gwinty 25 przyjmują gwintowany pierścień 26, który jest osadzony wewnątrz komory spalania 10 na jej przednim końcu. Pierścień 26 może być mocowany za pomocą zgrzewania punktowego, zgrzewania gazowego lub innego odpowiedniego mocowania. Gwinty 24 podobnie służą do podtrzymywania pierścienia 28, który podobnie jest osadzony w tylnej części 30 opływowej przedniej części 9, która może być integralna z pierścieniem 28 lub przymocowana przez spawanie lub w inny sposób. Można zauważyć, że przednią częścią zespołu jest dzwonowaty otwór 19 sekcji Venturiego, ponieważ podczas pracy jednostka porusza się w kierunku strzałki 32. Po nakręceniu sekcji czołowej 9 na gwint 24 odwrócony kołnierz 21 opiera się o powierzchnię 20 zwężki Venturiego, a zewnętrzny koniec opływowej przedniej części jest w ten sposób solidnie podparty. Sekcja 12 rury wydechowej może być wykonana jako integralna z sekcją redukcyjną 11 lub te dwie części mogą być zespawane ze sobą, jeśli to pożądane, a sekcja redukcyjna 11 może być integralna lub przyspawana do sekcji rury wydechowej 12.
Na Fig.9 i 10 zilustrowano sposoby wytwarzania, szczególnie dobrze przystosowane do wykonania komory spalania i odcinka rurowego. Na tych rysunkach komora spalania 10, sekcja redukcyjna 11 i końcówka 12 są wykonane w dwóch symetrycznych połówkach (Fig.9) lub w trzech symetrycznych tercjach (Fig.10). W ten sposób pół sekcje 34 i 35 są wyposażone w kołnierze 36 i 37, które rozciągają się na zewnątrz na całej długości komory spalania 10, sekcji redukcyjnej 11 i sekcji rurowej 12. Kołnierze mogą być połączone ze sobą za pomocą walcowanego złącza blokującego szew lub mogą być mocowane przez zgrzewanie gazowe, zgrzewanie punktowe lub ciągłe zgrzewanie elektryczne na całej długości jednostki. Na Fig.10 zastosowano ten sam sposób konstrukcji, z wyjątkiem tego, że zastosowano jedną trzecią sekcji 38, 39 i 40, przy czym każda sekcja jest wygięta na swojej krawędzi tak, aby zapewnić punkt mocowania do sąsiedniej sekcji. Zarówno na Fig.9, jak i Fig.10 kołnierze są utworzone przez połączenie 36 i 37 mogą służyć jako żebra chłodzące, usztywnienia i dodatkowe punkty mocowania
Na Fig.1 przedstawiono osłonę powietrzną oznaczoną ogólnie jako 45, która może, jeśli to pożądane, mieć kształt kadłuba modelu samolotu, nadwozia modelu samochodu lub podobnej części nadwozia, z której wykonany jest zespół. Osłona powietrzna 45 jest uformowana w kształcie rurki, która zapewnia wlot powietrza 46 i wylot powietrza 48.
Jeśli jest to pożądane, osłona 45 może być zakończona w punkcie 49 poza punktem końcowym 50 jednostki napędu odrzutowego. Zatem strumień wydobywający się z rury 50 zapewnia efekt ssania, który indukuje przepływ powietrza chłodzącego wokół rury strumieniowej 12 wprowadzanego na wlocie 46, nawet gdy jednostka nie jest w ruchu do przodu. Tam, gdzie zespół 10, 11 i 12 jest wykonany bez wystających na zewnątrz kołnierzy 36 i 37 typu pokazanego na Fig.9 i 10, odstęp osłony 45 można zapewnić za pomocą cienkich, wystających do wewnątrz żeber 52 rozciągających się wzdłuż jednostki na jej przednim końcu i podobnymi wystającymi żebrami 54 na jej tylnym końcu lub w inny odpowiedni sposób. Wiele takich żeber, zwykle trzy lub cztery, może znajdować się zarówno z przodu, jak i z tyłu, a zatem odpowiednio podpierać osłonę w odstępach wokół jednostki napędu odrzutowego. Mocowanie osłony do jednostki może odbywać się za pomocą kołków lub śrub 55, które są korzystnie wpuszczone w metal osłony 45 i przechodzą w kołnierz 22 płytki zaworowej 14, lub mocowanie osłony może być wykonane do integralnej części model samolotu, samochodu itp., który zastępuje sekcję 9, lub w inny odpowiedni sposób. Całkowicie można zrezygnować z osłony 45 ze względu na oszczędność i lekkość, a mocowanie akcesoriów, skrzydeł, osi itp. można wykonać bezpośrednio do sekcji 10, 11 i 12, a także do gwintów 24, jeśli jest to pożądane. Tam, gdzie komora spalania i rura wydechowa zawierają kołnierze 36 i 37 typu pokazanego na Fig.9 i 10, elementy dystansowe i podtrzymujące 52 i 54 można pominąć, ponieważ żebra same w sobie zapewnią niezbędny odstęp i podparcie.
Odnosząc się do Fig.2, 3, płyta zaworowa 14 jest wywiercona lub odlana z pierścieniem zbieżnych do wewnątrz i do przodu otworów 56. Otwory 56 rozciągają się pod kątem do linii środkowej zespołu i zbieżnie do siebie, przecinają się i definiują stożek 58. Stożek jest oczywiście podtrzymywany na swoim tylnym końcu przez rozstaw żeber 59 pomiędzy otworami 56 w powierzchni czołowej 16 zaworu. W razie potrzeby stożek 58 może być wykończony tak, aby zapewnić gładką okrągłą powierzchnię na jego przedniej część poza punktem przecięcia kilku otworów 56 przy czym rowki utworzone przez otwory 56 mogą pozostać.
Należy oczywiście rozumieć, że otwory 56 mogą być odlewane i w takim przypadku powierzchnia stożka 58 może być gładka lub karbowana, co określają formy i stożki odlewu. Płytka zaworu 14 i stożek 58 są wywiercone centralnie w punkcie 62 i gwintowane w celu umieszczenia śruby mocującej 63, która służy do zamocowania blokady wstecznej zaworu 64 i zaworu 65. Zawór 65 jest pokazany poza skalą na rysunkach, ale w rzeczywistości jest to cienki, płaski, sprężysty członek. Do tego celu odpowiednia jest stal sprężynowa o wysokiej zawartości węgla w kolorze niebieskim. Zawór 65 ma generalnie kołowy kształt i jest wycięty w środku 67, tak, aby umożliwić przejście przez niego śruby mocującej 63. Na zewnątrz otworu znajduje się mały pierścieniowy obszar 66, a poza nim tarcza zaworu jest nadcięta, jak wskazano jako 68. Szerokość szczeliny 68 jest w dużej mierze określona przez rozstaw otworów 56 w płytce zaworowej, a ponieważ są one korzystnie ustawione blisko siebie, aby zapewnić maksymalny obszar otworu, szczeliny 68 są odpowiednio zwykle bardzo wąskie. Promieniowe szczeliny 68 służą do uformowania krążka zaworowego w wiele płatków wskazanych jako 69. Płatki są identyczne lub prawie identyczne i są ukształtowane na swoich zewnętrznych końcach, jak wskazano jako 70, przy czym jeśli jest to pożądane, zewnętrzne końce mogą być zaokrąglone. Ogranicznik wsteczny 64 zaworu ma wypukłą przednią powierzchnię, która ma płaską strefę środkową 72 mającą korzystnie średnicę nieco większą niż środkowa powierzchnia nienacięta 66 zaworu. Dlatego też, gdy ogranicznik zwrotny 64 zaworu jest ciasno dociskany do płytki zaworowej z zaworem 65 pomiędzy nimi, każdy z płatków 69 jest w efekcie oddzielnie zaciskany. Kształt tylnej powierzchni 14 jednokierunkowego ogranicznika zaworu ma stosunkowo niewielkie znaczenie i jest przedstawiony na Fig.2 jako lekko wklęsły. Jak zostało to obecnie przedstawione w opisie Fig.5, 6 i 7, kształt tej tylnej powierzchni może być dość szeroko zmieniany bez niekorzystnego wpływu na działanie urządzenia.
Przednia zakrzywiona powierzchnia 75 ogranicznika ruchu wstecznego 64 zaworu jest jednak ważna, ponieważ służy do podtrzymywania zaworu przy jego maksymalnym odchyleniu. Przednia powierzchnia 75 ogranicznika zaworu jest ukształtowana tak, aby zapewnić ogranicznik i podparcie zaworu przy jego maksymalnym ugięciu podczas pracy oraz aby zapewnić podparcie zaworu od punktu zaciśnięcia zaworu promieniowo na zewnątrz do krawędzi ogranicznika wstecznego zaworu. Zawór może, jeśli jest to pożądane, wystawać nieco poza ogranicznik ruchu wstecznego zaworu, aby umożliwić przepływ powietrza pomiędzy ukształtowanymi końcami płatków zaworka, gdy zawór znajduje się w punkcie maksymalnego ugięcia lub w jego pobliżu. Kształtując prawidłowo ogranicznik zaworu można kontrolować formę i zakres ugięcia zaworu, tak aby istotnie wydłużyć żywotność zaworu i uzyskać równomierne osadzenie zaworu na powierzchni 16 płytki zaworowej.
Reasumując w rezonansowym aparacie impulsowo-strumieniowym port wlotowy i jednostka zaworowa przystosowana do zamocowania na jednym końcu komory spalania, przy czym wspomniana jednostka zawiera środki tworzące kanał mający otwór wlotowy powietrza, przy czym wspomniany kanał ma zwężający się przekrój poprzeczny określający kanał gardzieli Venturiego i następnie rozgałęzia się na wiele rozmieszczonych pierścieniowo otworów zakończonych portami na powierzchni wspomnianej jednostki. Natomiast środki zaworowe zawierające segmentowy elastyczny człon zaworowy z jego segmentami leżącymi nad wymienionymi otworami portowymi oraz środki przenoszone przez wspomnianą jednostkę – do podtrzymywania wspomnianych środków zaworowych z jego segmenty wystawione na zginanie w celu kontrolowania przepływu paliwa i powietrza przez wspomniane otwory przelotowe. Dodatkowo są środki umieszczone we wspomnianej zwężce Venturiego, gardziel do dostarczania paliwa w odmierzonej proporcji do napływającego powietrza we wspomnianym kanale, w celu jego odparowania podczas spalania z wynikającym z tego ochłodzeniem wspomnianego zespołu i środków zaworowych.
US2872780 Pulse jet engine with acceleration chamber, Paul Schmidt, Data patent: 10.01.1959.
Wynalazek ten odnosi się do pulsacyjnego silnika strumieniowego zawierającego komorę spalania i komorę przyspieszenia rozciągającą się poza otwór wylotowy pierwszej, przy czym każda z tych komór ma elementy zaworów w odpowiednim otworze wlotowym i zawiera takie elementy konstrukcyjne, że w części komory przyspieszenia między zaworami wlotowymi komory przyspieszenia a otworem wylotowym komory spalania tworzy się kolumna gazowa i że dochodzi do rezonansu częstotliwość drgań wraz z częstotliwością pulsacji spalonych gazów w komorze spalania. Pulsacyjny silnik odrzutowy według wynalazku to taki, w którym znajduje się cyklicznie działająca komora spalania, która wraz z innymi określonymi komponentami, tworzy stale działający silnik spalinowy wewnętrznego spalania, posiadający otwartą komorę spalania bez żadnych tłoków ślizgowych i w którym występuje stała objętość spalania mieszanki paliwowej, mimo że jej dopływ jest okresowy.
Fig.1 jest schematycznym widokiem połączenia rurowej komory spalania z komorą przyspieszenia pulsacyjnego silnika odrzutowego, przy czym wspomniana komora przyspieszenia jest komorą, do której wprowadzany jest dodatkowy czynnik gazowy pod zwiększonym ciśnieniem; Fig.2 przedstawia schematyczny widok drugiego przykładu wykonania rurowej komory spalania pulsacyjnego silnika strumieniowego, która składa się z komory napełniania, której koniec wylotowy ma przekrój większy niż przekrój poprzeczny pozostałej części komory i zawiera środki zaworu regulacyjnego przy końcowym otworze wylotowym; Fig.3 przedstawia schematyczny widok przekroju, przez impulsowy silnik odrzutowy dla samolotów lub podobnych, przy czym wspomniany silnik składający się z rurowego kompensacyjnego elementu magazynującego umieszczonego wokół wspomnianej kombinacji komory spalania i komory przyspieszenia, oraz wspomniany element ma otwór wlotowy na jednym końcu rozstawiony od otworu wlotowego komory spalania i otworu wlotowego komory przyspieszenia i szczelnie połączony na drugim końcu z zewnętrzną powierzchnią ściany komory przyspieszenia; Fig.4 jest diagramowym widokiem przez inne wykonanie tego wynalazku i reprezentuje kombinację: wielu rurowych komór spalania i pojedynczej komory przyspieszania pulsacyjnego silnika strumieniowego, wspomnianej komory przyspieszenia mającej środki do usuwania z niej gazów; Fig.5 przedstawia schematyczny widok innej kombinacji komory spalania i komory przyspieszania dla pulsacyjnego silnika strumieniowego, przy czym wspomniana kombinacja obejmuje jeden układ komory spalania-komory przyspieszania połączony za inną komorą spalania-komorą przyspieszenia, w której część zawierającego gaz tlenu wspomagającego spalanie z komory przyspieszenia jednego układu przejdzie do komory spalania drugiego układu; Fig.6 przedstawia przekrój przez jeden przykład wykonania zaworu składający się z prostej płyty zaworu wibracyjnego 45; Fig.7 przedstawia przekrój przez wiele swobodnie oscylujących zaworów klapowych; Fig.8 przedstawia widok z góry wykonany w kierunku strzałki A zaworu z Fig.7; Fig.9 to przekrój na linii 9-9 Fig.8. Fig.10 przedstawia przekrój poprzez inny przykład wykonania wielu swobodnie oscylujących obrotowych zaworów klapowych.; Fig.11 przedstawia przekrój na linii 10-10 na Fig.10; Fig.12 przedstawia zmianę ciśnienia zachodzącą w określonym czasie w komorze spalania, a także oscylację sterującego zaworu wahadłowego z Fig.7,8 i 9; Fig.13 przedstawia zmianę ciśnienia zachodzącą w określonym czasie w komorze spalania, a także oscylację sterującego zaworu wahadłowego z Fig.10 i 11; Fig.14 przedstawia schematyczny widok przez inny przykład wykonania pulsacyjnego silnika odrzutowego, w którym ściany jego części składowych są zaopatrzone w materiały dźwiękochłonne 65 i falę uderzeniową; Fig.15 przedstawia widok pulsacyjnego silnika strumieniowego z Fig.14 w kierunku strzałki B; Fig.16 jest schematycznym widokiem przykładu wykonania kombinacji komory spalania i komory przyspieszenia, pokazującym środki do inicjowania okresowo powtarzanych spalania w komorze spalania poprzez wykorzystanie środków do przerywanego wprowadzania zapalnej mieszanki na wylocie z komory spalania która jest wykorzystywana w impulsowym silniku odrzutowym z Fig. 15.
Według Fig.1 silnik strumieniowy zawiera rurową komorę spalania 1 i komorę przyspieszenia 2. Przy otworze wlotowym komory spalania 1 znajduje się wiele przeciw ciśnieniowych oscylacyjnych obrotowych zaworów klapowych 3 kontrolujących przepływ powietrza podtrzymującego spalanie do wspomnianej komory, a przy otworze wlotowym komory przyspieszenia 2 znajduje się wiele przeciw ciśnieniowych oscylacyjnych obrotowych zaworów klapowych 4 sterujących przepływem powietrza lub tlenu do komory przyspieszenia 2. Paliwo jest wprowadzane do komory spalania przez wiele dysz 500 umieszczony w płytowym wydrążonym członie 5 z przewodem zasilającym 6. Do przewodu 6 podłączona jest rura 9, która z kolei jest połączona z przewodem 8. Przez przewód 8 przepuszcza się powietrze pod ciśnieniem wyższym od ciśnienia atmosferycznego, a paliwo doprowadzane jest do 8 przez rurkę 9, tworząc mieszaninę paliwa i gazu podtrzymującego spalanie. W celu uruchomienia urządzenia następuje wymieszanie paliwa z powietrzem w przewodzie 8, a mieszanka paliwowo-powietrzna zostanie wprowadzona do komory spalania 1 w postaci strumienia z dyszy 7 i wypełni wspomnianą komorę spalania 1. Wypływ wspomnianej mieszanki z dyszy 7 zostanie wówczas zatrzymany, a mieszanina zostanie zapalona za pomocą świecy zapłonowej 10. Utworzone w ten sposób gazy spalinowe będą wypływać z komorę spalania 1 przez jej otwarty koniec wylotowy, powodując w ten sposób spadek ciśnienia gazu w komorze spalania 1 i wynikające z tego zasysanie świeżego powietrza przez zawory klapowe 3 do komory spalania 1. Z wprowadzonym w ten sposób świeżym powietrzem zostanie zmieszana wystarczająca ilość paliwa potrzebna do wytworzenia zapalnej mieszanki, a wspomniane paliwo przechodzi przez przewód 6 i dysze 500 członu 5, aby zostać promieniowo wtryśnięte przez wspomniane dysze 500 do nowej porcji świeżego powietrza. Po napełnieniu tej części komory spalania, która sąsiaduje z jej otworem wlotowym, mieszanką zapalną, mieszanka ta zostanie zapalona za pomocą fali uderzeniowej powstały w trakcie poprzedniego wypływu gazów spalinowych przy otworze wylotowym komory spalania i rozprężony z dużą prędkością do części wlotowej komory spalania.
Zapłon prowadzi do spalania mieszanki w przybliżeniu o stałej objętości, a następujący po nim wypływ gazów z kanału spalania 2 powoduje powstanie czoła ciśnienia w komorze przyspieszenia 2, na co wskazuje wiele rozszerzonych przerywanych linii na zewnątrz komory spalania przy jej otworze wylotowym, przy czym gaz spalinowy w komorze spalania 1 jest pokazany za pomocą wielu poziomych linii przerywanych. To czoło ciśnienia powstaje chwilowo w trakcie wypływu gazów spalinowych z komory spalania 1 i tworzy się bezpośrednio na wylocie z komory spalania i przy poszerzeniu bocznym rozszerza się w kierunku wylotu z komory przyspieszenia 2. Odległość między wylotem komory przyspieszenia 2 a wylotem komory spalania została tak dobrana, aby gaz w komorze przyspieszenia 2 pulsował w rytm pulsującego słupa gazu w komorze spalania 1, w wyniku czego na wylocie z komory spalania, przyspieszony ośrodek gazowy w komorze akceleracyjnej 2 będzie przemieszczał się w kierunku wylotu komory akceleracyjnej, gdy ciśnienie gazu na wylocie z komory spalania spadnie do niskich wartości, rozpoczynając w ten sposób tworzenie się podciśnienia na wylocie z komory spalania, które zostanie wzmocnione z powodu ruch gazów w kierunku wylotu komory przyspieszenia, stwarzając w ten sposób warunki sprzyjające powstawaniu zapalającej fali uderzeniowej na końcu komory spalania 1, która to fala będzie następnie przepływać z powrotem do komory spalania. Powietrze o ciśnieniu wyższym od ciśnienia atmosferycznego będzie dostarczane przewodem 11 w kierunku wzdłuż ścianek komory spalania, a wylot komory spalania po spadku ciśnienia gazów na wlocie do komory przyspieszenia 2 będzie otoczony powietrzem wprowadzanym przewodem 11, w kierunku wylotu komory akceleracyjnej 2.
Powietrze w komorze spalania o ciśnieniu wyższym od ciśnienia atmosferycznego będzie przenoszone wzdłuż ścianek tej komory, a wylot komory spalania po spadku ciśnienia gazów na wlocie do komory przyspieszenia 2 będzie otoczony powietrzem wprowadzanym kanałem 11, w kierunku wylotu komory przyspieszenia 2. Ponieważ tak wprowadzone powietrze przez kanał 11 przemieszcza się w kierunku wylotu komory przyspieszenia 2 przez zawory 4 pod ciśnieniem większym niż atmosferyczne, prędkość jest taka, że tylko nieskończenie mała część wspomnianego gazu jest zasysana z powrotem do komory spalania, wspomagając w ten sposób tworzenie się zapalającej fali uderzeniowej.
Ponadto, ponieważ tak wprowadzony gaz przez 11 znajduje się pod ciśnieniem większym niż atmosferyczne, stosunkowo duża ilość takiego gazu dostaje się do komory akceleracyjnej, a tak duża objętość takiego gazu z jednej strony zwiększa wydajność reakcji siły wytwarzanie impulsu napędowego, a z drugiej strony obniża średnią temperaturę gazów wypływających z otworu wylotowego komory akceleracyjnej 2, zwłaszcza że gaz wprowadzany kanałem 11 ma temperaturę niższą niż temperaturę gazów spalinowych.
W pulsacyjnych silnikach odrzutowych oraz turbin gazowych czasami jest wskazane i korzystne, aby pole przekroju poprzecznego komory przyspieszenia było zwiększone w stosunku do pola przekroju poprzecznego komory spalania, aby umożliwić pewną ilość gazu podtrzymującego spalanie, mianowicie. powietrza lub tlenu, znacznie większą niż ilość mieszanki paliwowej, którą należy do niej wprowadzić w celu uzyskania większej ilości energii z ładunku początkowego po jego zapaleniu. W przykładzie wykonania z Fig.2 pokazana jest komora napełniania 13, która przenosi się osiowo w tylnej części komory spalania 12 i stanowi jej część. Komora napełniania 13 jest tutaj wykorzystywana do przyjmowania wstępnego ładunku mieszanki paliwowej i ma pole przekroju poprzecznego większe niż druga części wspomnianej komory spalania. We wspomnianej komorze napełniającej rozmieszczone są wydrążone elementy płytkowe 15 w odstępach, z których każdy ma umieszczone w sobie wiele dysz 500. Paliwo jest wprowadzane do komory 13 przez wspomniane dysze połączone z przewodem paliwowym 16. Komora 12 przyjmuje przede wszystkim gazy spalinowe powstających w wyniku spalania w komorze 13. Obrotowe zawory klapowe 14, umożliwiają dopływ gazu podtrzymującego spalanie, a mianowicie. powietrze, przez nie. Przy tego typu komorze spalania zapewniona będzie duża powierzchnia przekroju na wlocie do komory `13, która jest częścią całej komory spalania. Komora 12 jest tak skonstruowana, że jej pole przekroju poprzecznego jest znacznie zmniejszone w jej części sąsiadującej z komorą 13. Aby wspomóc tworzenie się zapalającej fali uderzeniowej, korzystne jest ponadto, aby koniec wlotowy i wylotowy komory przyspieszenia były umieszczone w takiej odległości od otworu wylotowego komory spalania, aby gazy w pierścieniowej przestrzeń, wyznaczonej przez wewnętrzną ścianę komory przyspieszenia i zewnętrzną ścianę komory spalania, pulsował w rytm pulsującego słupa gazu w komorze spalania. Ze względu na chwilowe sprężanie i pulsowanie gazów w obrębie tej części komory akceleracyjnej pomiędzy jej otworem wlotowym a otworem wylotowym komory spalania, po wystąpieniu spadku ciśnienia na wylocie z komory spalania nastąpi z niej wypływ gazów, który odpowiada chwilowemu wypływowi gazów z komory spalania. W aparacie pokazanym na Fig.1 taki przepływ wynika z wprowadzenia medium gazowego pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego, kanałem 11.
Fig.3 pokazuje schematycznie pulsacyjny silnik odrzutowy dla samolotów lub rakiet. Tutaj strumień powstający w wyniku spalania mieszaniny paliwa i powietrza za pomocą zapłonu fali uderzeniowej opuszcza komorę spalania i przyspiesza dodatkowe powietrze, które zostało wprowadzone do komory przyspieszenia w dużych ilościach. Otwór wlotowy komory przyspieszenia jest wyposażony w wiele zaworów i znajduje się pośrednio w otworach wlotowych i wylotowych komory spalania, a komora spalania kończy się w otworze wylotowym w komorze przyspieszenia. Część komory przyspieszania określona przez jej wewnętrzną ścianę i zewnętrzną ścianę komory spalania, stanowiącą przestrzeń pierścieniową, można określić jako komorę wibracyjną, która odprowadza do wylotowej części komory przyspieszenia, przez którą gazy spalinowe i dodatkowe powietrze przenikają w sposób przerywany. Częstotliwość, z jaką dodatkowe powietrze naturalnie wibruje w tej komorze wibracyjnej, jest w przybliżeniu równa częstotliwości spalania we wspomnianej komorze spalania.
Według przykładu wykonania z Fig.3, silnik pulsacyjny posiada komorę spalania 17 mającą na swoim wylocie wiele elastycznych ciśnieniowych zaworów klapowych 8. Przed wspomnianymi zaworami znajduje się przewód doprowadzający paliwo 9 oraz świeca zapłonowa 20 służąca jedynie do inicjowania spalania. Po rozpoczęciu spalania pulsacja będzie utrzymywana w komorze spalania 17 za pomocą samoczynnego zasysania powietrza podtrzymującego spalanie i samoczynnego zapłonu za pomocą fal uderzeniowych. Tak więc ilość świeżej mieszanki paliwowej wprowadzanej do komory 17 musi być minimalna, chyba że występują dodatkowe wymagania energetyczne. Dodatkowe powietrze przepływa przez zawory 22 przy otworze wlotowym komory akceleracyjnej 21 oraz przez przestrzeń pierścieniową 23, która jest komorą wibracyjną. Ponieważ pierścieniowa przestrzeń 23 otwiera się do przedniej części komory przyspieszenia 21, wibracje w obrębie 23 zostaną wzmocnione. Powietrze wpływa do zasobnika wyrównawczego 24 przez jego otwór wlotowy 25, przy czym wspomniany zbiornik 24 jest rurowy i otacza komorę przyspieszenia 21 i komorę spalania 17 oraz jest szczelnie połączony z wymienioną komorą przyspieszenia w otworze wylotowym, jak wyraźnie pokazano na Fig.3. Komora spalania 17 przechodzi w komorę przyspieszania 21, w przestrzeni pierścieniowej 23, a jej działanie polega na przerywanym pobieraniu powietrza ze zbiornika 24 przez odpowiednio zawory 18 i 22.
Wnioski
V-1 został zaprojektowany przez P. Schmita w ramach współpracy z firma Argus Motoren, z kadłubem zbudowanym głównie ze spawanej blachy stalowej i skrzydłami zbudowanymi ze sklejki. Prosty, zbudowany przez Argus pulsacyjny silnik pulsacyjny pulsował około 50 razy na sekundę, Charakterystyczny brzęczący dźwięk dał początek potocznym nazwom „buzz bomb” lub „doodlebug” (popularna nazwa dla szerokiej gamy owadów latających). Główne elementy pulsejeta Argus obejmowały gondolę, dysze paliwa, siatkę zaworu klapowy, zwężkę Venturiego komory mieszania, rurę wydechową i świecę zapłonową. Sprężone powietrze zamiast pompy paliwowej wypychało benzynę ze zbiornika paliwa o pojemności 640l, przez dysze paliwa, które składały się z trzech rzędów trzech atomizerów – dysz rozpylających. Te dziewięć dysz rozpylających znajdowało się przed systemem zaworów wlotowych powietrza, gdzie mieszało się z powietrzem przed wejściem do komory. Zawór dławiący, podłączony do przyrządów wysokościowych i ciśnieniowych, zapewnia kontrolowany przepływ paliwa. Sterowany system sprężynowych zaworów klapowych firmy Schmidt zapewniał wydajną prostą przestrzeń dla napływającego powietrza. Klapy zamykały się chwilowo po każdej eksplozji, powstały gaz sprężony w komorze zwężki Venturiego, a jego stożkowa część przyspieszała spaliny, tworząc ciąg strumienia spalin.
System naprowadzania V-1 wykorzystywał prostego autopilota do regulacji wysokości i prędkości lotu. Para żyroskopów kontrolowała odchylenie i wysokość, podczas gdy azymut był utrzymywany przez kompas magnetyczny. Wysokość była utrzymywana przez urządzenie barometryczne. Dwa sferyczne zbiorniki zawierały sprężone powietrze o mocy 6,2 megapaskali (900 psi), które napędzały żyroskopy, obsługiwały pneumatyczne serwo-silniki sterujące sterem kierunku i elewacji oraz zwiększały ciśnienie w układzie paliwowym. Pulsejet oprócz zalety dużej prostoty konstrukcji posiadał również wady z których podstawową było wymuszenie wystarczającej prędkości strumienia powietrza na wlocie aby faktycznie zacząć działać.
Niemcy przezwyciężyli ten problem, wystrzeliwując rakiety wyposażone w w/w silniki z katapult parowych wykorzystujących rozkład nadtlenku wodoru po zmieszaniu z wodą (co ciekawe, to samo źródło zasilania, które napędzało pompę paliwową w rakiecie V2) Po wymuszonym starcie z katapulty inicjowany był zapłon, którego ciepło wytworzone w komorze spalania było w rzeczywistości wystarczające do zapalenia następnej partii mieszanki paliwowo-powietrznej, więc świeca zapłonowa została użyta tylko raz. Kolejna wadą jest krótka żywotność wlotowych zaworów klapowych – około 40 min i wysokie dawki zużycia paliwa . Wady te zostały ograniczone w praktyce przez krótki czas lotu rakiety V1, która przy prędkości 650-800 km/godz docierała do Londynu, przed w/w czasem, (zużucia się zaworów wlotowych).
Rurka Venturiego (rura Venturiego, przepływomierz Venturiego) to urządzenie do pomiaru natężenia przepływu lub natężenia przepływu gazów i cieczy Dysza Venturiego to przyrząd służący do pomiaru prędkości przepływu cieczy lub gazu, które wykorzystuje zjawisko spadku ciśnienia w cieczy wraz ze wzrostem jej prędkości. Rurka Venturiego składa się z barometru różnicowego i rurki o zwężonym przepływie (właściwej dyszy). Jedna z końcówek barometru włączona jest przed zwężeniem, a druga w samej dyszy. Korzystając z równania Bernoulliego i warunku ciągłości przepływu, można wykazać, że różnica ciśnień wskazywanych przez barometr jest proporcjonalna do kwadratu prędkości przepływu płynu przed dyszą. Gdy objętość płynu jest przepychana przez rurę o zmniejszonej średnicy, prawa dynamiki określają, że zwiększonej prędkości przepływu towarzyszy spadek ciśnienia. Rurka Venturiego wykorzystuje to podciśnienie do zasysania powietrza do płynu pierwotnego.
Pulse Jet Explained