自制涡喷引擎
自制涡轮发动机
蓝天的向往——航模涡轮喷气发动机完全制作手册来源:王中扬的日志1.发动机如何自己设计?到哪里找材料,价钱如何?Small gas turbines are not scaled down large engines. Any attempt to do so is likely to fail. Kurt Schreckling is to becommended for his original approach to the design of small engines as set out in his book on the FD3 64.He carried out thetherorectical considerations and came to the conclusion that a simple radial compressor and turbine wheel with a singleannular combustion chamber would produce the best results. His views have been confirmed by the rapid progress in refiningthe designs and extracting more power from the same basic size. Spreadsheets have been developed by a number of peoplebased on the Formulas in the Schreckling and Kamps books that model the processes that go on in the engine. The GTBA hasalso commissioned burst analysis of the turbine wheel.小型燃气涡轮机不是比例缩减大型引擎。
涡喷发动机---我也设计一个脉冲发动机
我也设计一个脉冲发动机
受“北京青年”在
/cgi-bin/topic.cgi?forum=98&topic=205&show=0的启发,我觉得他的思路应该是可行的,不过尾管太长可能气流回冲。
其实为了给另外一个燃烧室形成负压,
尾管反而需要缩短。
脉冲发动机留了很长的尾管,就是为了用来完成吸气流程,在这个过程中能量损失很大。
我发现,既然用“两个脉冲发动机”互相激励,那么过长的尾管根本是不必要的。
所以我们完全可以缩短它,只留一小段,并在两个尾管结合处用一个隔板做导流用,使另外一个喷管形
成负压。
发动机分成4个冲程:
1,1号机燃烧;
2,1号机喷气,引起2号机吸入混合气体;
3,2号机燃烧;
4,2号机喷气,引起1号机吸入混合气体。
这个设计的优点是缩短了喷管,效率提升(但是发动机重量增加)。
需要注意的地方是:
1,两个发动机不是同轴的,所以推力不在中心线上,因此两个喷管尽可能接近,如果做成
矩形,长边靠在一起,效果会更好。
2,喷管中心的隔板上有空隙,我打算用于散热,如果温度不高也可以不用;
3,中心隔板的厚度和喷管面积的比例应该是非常重要的,直接影响到吸气是否充分,我想
这需要很多试验来验证获得最佳的数据。
教大家用普通材料制作[实验型]涡喷汇总
大家用普通材料制作[实验型]涡喷--更新6楼12楼/25楼完结看燃烧效果以下都是最普通的简单材料.目的只是实验而已,,为成品打下基础.--------------------------------本人弄的是轴流实验,--------------------------------1-准备一个10MM的小管子内经8MM的.一个电线管4分管大小=================================2-3个螺丝加大垫,内8,内19*2并且把管子切割好.===============================3-打磨最小的螺丝垫打磨下,因为做轴套的管子是10MM的.打磨时候千万别打磨大了.=============================4-在稍微打磨下小管子的前部分一点就够.============================5-稍微能按上一点点而已.=============================6-把2个东西砸紧.==========================7-安装完毕==========================================.============================8-把螺丝垫变成法蓝.==============================9-把画好的螺丝眼,用电转转眼,2MM的=============================10-钻好的法蓝.==========================11-穿上螺丝看下眼是否标准.===========================12-打磨下螺丝冒.和螺丝杆一平========================================================14-安装后的效果.==========================15-开始加工电线管,画出法蓝眼的位置==============================================17-找张纸套在管上,准被剪口==========================18-开始剪口,要仔细,剪平==========================19-剪完效果,把画好的那几个点,往里弯,其余的都向外弯平,用钳子弄好===============================20-装配上.效果.很结实,密封也不错.======================================21-今天去市场买的材料.1小段1寸管,2个轴承内3外8的.大垫片,丁杆,卡孤.==================================22-开始打磨掉昨天按是行的那个大垫,要和小的一样大小==================================23-打磨完效果==================================24-开始做后导气轮,以后的压气轮涡轮也这样做.==================================25-画好内圆,弄4个眼固定到后面,同时剪好导气叶片==================================26-做完的效果图==================================27-效果图,叶片大小要和后面的垫片一样大.==================================28-把买来的一寸管边口打磨平==================================29-打磨买回来的大垫片,准备套在1寸管上.别打磨大了。
小型涡喷发动机制造材料总结
NAS800高温特性:由于NAS800其Ni、Cr含量高,因此在高温环境下,对氧化以及渗碳的耐受性高,耐氧化性优于SUS 310S,甚至接近NAS 600。具有良好的高温强度,几乎与NAS 600相当,且在使用过程中不会析出σ相而导致脆化,广泛用作耐热材料。一般在600℃以下的温度环境下采用NAS 800,而在更高的温度环境下,且对蠕变性能特性有要求时,则采用NAS 800H/NAS 800T。
总结得出:304不锈钢在900℃以下的热空气中具有稳定的抗氧化性,同时在900℃时304不锈钢具有较小的晶粒尺寸,在800-1000℃时产生了奥氏体晶粒长大效应,加温为1000℃时,晶粒的平均截距开始增大。所以在制造小型涡喷发动机时如果设计温度在600-900℃时不建议长期使用304不锈钢。但是,在模友制造过程中如果受到经费的限制可以考虑用304不锈钢制造一个低推力的小型涡喷发动机的主轴,燃烧室及尾喷口。
总结得出: K418高温合金完全可以应对小型大推力涡喷发动机的燃烧室,主轴,以及涡轮的铸造,但由于其价位相对较高,对于刚刚接触和了解到小型涡喷发动机的模友们不推荐直接使用。
以上内容为本人原创,其中数据多来源于网络和相关书籍,本人只做以总结方便以后大家查阅。由于本人知识程度有限,内容有可能不全面或有错误,如发现当中错误或者有新的建议请及时提出。谢谢!
建议:由网络资料得知增压涡轮结构复杂,叶片截面变化大,叶梢最薄处甚至仅为0.3mm因此采用K418合金浇注增压器涡轮时,叶片极易出现热裂。作为高温合金铸件,热裂是常见的铸造缺陷之一,导致铸造涡轮叶片毛培报废率极高,这一问题的存在制约着铸件产品的质量的提高。(来自网络论文)
加工K418应考虑的事项:1 刀具必须选用耐磨损尤其是要有足够的高温硬度的刀具。2 在保证刀具强度的条件下,应尽量选择较锋利的刀刃既前角较小后角较大刀尖半径尽量小。3 切削速度应选用较低,进给量选用中等偏小。4 充足的冷却(建议:有条件的爱好者可以选择液氮冷却数控加工床)5 切削设备应选用高刚性,大功率设备。
自制涡喷引擎详解(不可多得)
原理介绍脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机有高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。
你也可以自己设计做成喷气助动车辆。
脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。
这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向阀门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。
这样周而复始,发动机便可不断地工作了。
这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。
编辑本段发动机特点脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。
这些都是它的优点。
但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。
编辑本段设计参数1.油气比喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限,燃油与空气重量比,一般在15-20%。
即一升空气约需一克的油。
2.喷气频率,喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。
3.为了雾化燃料,空气在缩小部速度加大,因此进气通道被设计为喇叭状,也称为空气节流阀。
9.如何设计自己的发动机一、首先确定发动机的推力,根据上述公式,以实际油气进入系数X=0.75计算简化得到发动机推力与尾喷截面积的关系,设计公式为F(磅)=4.2磅*平方英寸(喷管面积)或者是:F(牛顿)=2.65牛*平方厘米(一千克力=9.8牛顿)根据外国的设计为列:如果要制作产生25磅推力的发动机,25/4.2 = 5.95 s平方英寸得到尾喷管直径约2.75英寸。
阀孔的面积为5.95*0.6552=3.9平方英寸。
(这里系数0.6552设计者计算是取经验值)由于阀加工形状的限制,那么单向阀的截面积可用3.9/0.55 = 7.1 sqr inc,,以阀上开十个孔计算每个孔的面积为0.39 sqr inc,燃烧室截面积与单向阀的面积大致相同,能装进单向阀。
(整理)DIY航模脉冲式喷气发动机
DIY航模脉冲式喷气发动机脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。
你也可以自己设计做成喷气助动车辆。
本手册将从原理开始,教你如何打造出自己的喷气发动机。
原理结构介绍脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。
这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。
这样周而复始,发动机便可不断地工作了。
这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。
脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。
这些都是它的优点。
但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。
第一章如何设计自己的发动机设计参数:1.油气比喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限,燃油与空气重量比,一般在15-20%。
即一升空气约需一克的油。
2.喷气频率,喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。
2.机身直径与长度比L/D发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚,长度与比直径一般在10-17。
4.计算公式发动机的推力是由许多因素决定的,如下公式可说明:m*va=F*tV = 发动机体积(dm^3.)f = 喷气频率. (Hz)va = 喷气速度. (m/s)F = 推力(N, Newton)fc = 油耗(gram/second)m = 空气质量kgt =时间s秒.以时间一秒,m=实际进入发动机的油气量X换算得出m*v=F*t. m = mass = X %实际推力:F (Newton) = (X * D^2 * 3.1415 * L * v^2 )/(L * 8)由以上公式可以得出尾喷管直径越大,发动机的推力越大,同时进入的油气X越多就能产生更大的推力。
【VIP专享】自制无阀脉冲发动机的资料
无阀脉冲喷气发动机(Valveless Pulse Jet)无阀脉冲喷气发动机是世界上最简单的引擎之一。
这种引擎发明在60年代,但是由于涡轮喷气发动机的问世而停止了发展。
我曾经按照Lockwood/Hiller的专利模式的方案制造了一个这样的发动机。
发动机可以制作成不同打小,只要保证各开口的比例相同即可。
这种发动机没有可活动的零件,这意味着会很耐用,这是他的一大优点。
这发动机还可以用几乎所有的石油产品来驱动,只要能确保燃料在进入发动机之前能保持稳定。
(我现在用的是50%柴油和50%汽油的混合物,我的第一台是用气体燃料的)这发动机的结构简单,制作比较便宜。
下面是一些种类的脉冲喷气发动机和无阀脉冲喷气发动机的爆炸产生推力原理图。
我不知道它每秒爆炸多少次,但是我估计大概30至50次。
这一系列的爆炸产生难以置信的噪声和共振。
小心你邻居!真希望将来可以测量到它的工作频率啊!.发动时,丙烷供应到燃烧室并被火花塞点燃,接着爆炸开始,瞬间产生巨大的气压将热空气从发动机的两个开口喷出。
当空气被喷出燃烧室,燃烧室内便产生一个真空。
这真空会迫使即将被喷出排气管的火焰吸回燃烧室。
此时喷管已经排出了火焰并吸入了新鲜空气。
这个循环一次又一次地重复直到燃料用完。
下图为此过程的展示。
(ps:这里一定要注意我所说的喷管和排气管是分别是哪条)从这种模式看,很容易制作成各种大小。
在我画的图(下图),你可以看到我的发动机是以Lockwood/Hiller的模式为基础的,虽然在排气管位置与他的模式有一点点不同,但是这只是为了更容易制作。
我的发动机运作的很好,不过还没测量过他的推力。
我计划做些增推力装置并安装在我的发动机上,这样可以增加推力。
在有些案例中,增加推力装置可以使推力翻倍。
下面是一些缩写:∙NL = 喷嘴长度∙NM = 喷嘴直径∙CL = 燃烧室长∙CM = 燃烧室直径∙TL = 排气管长∙TM = 排气管直径∙∙ PS:没错!这里就是整个发动机的全部构造,说白了就是特殊形状的钢管丙烷瓶能在各个气站里买到,我买了一个11kg的瓶(工业尺寸)一共花费925挪威币,冲丙烷充了330挪威币。
微型涡喷发动机结构设计与商业价值
涡轮喷气发动机制作图注意事项:个人自制涡喷是一项能力挑战,不建议无机械基础及未成年人尝试!!另外在此申明:本资料如用于商业产品开发,请自行解决相关版权。
谢谢合作!!!另外,制作中一定要有安全意识,!!!切记与高速运转物体,与火打交道,安全第一!安全守则:涡喷的制作不同于其他模型,由于涡喷在高温与高速条件下工作如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项!!1.别被火喷成烤鸭,玩火要有科学知识指导。
2.涡轮一定要作动平衡才能用。
3.无论如何不要在共公场合试发动机,很多人围观不是好事。
4.涡轮转速高达70000转每分以上,没机械基础不要去试!!5.发动机试运与工作中,永远不要站在涡轮的两侧正对位,以免涡轮发生事故时,钢片高速飞出,象子弹一样,危及生命!!特别提醒!做涡喷一定要有机加工与材料常识,了解金属,火灾,爆炸原理,等安全知识,安全第一。
涡喷自制问题解答:1:.发动机如何自己设计?到哪里找材料,价钱如何?模型用的发动机不是大的发动机的按比列缩小,任何试图这样做都很可能是失败。
值得推荐的是英国人-Kurt Schreckling设计的FD3-64航模涡喷发动机的设计,开创了小型发动机设计先河,用一个简单方法制作的放射式压气机,环型燃烧室,一个用简单方法制做出来的涡轮,达到了良好的效果。
他的理念已被最新改进的各种新的设计所证实,并且都是以他的设计为基础进行的提炼。
数字显示,许多爱好者根据他的著作理论,成功地将发动机用在了航模上。
涡轮喷气发动机材料为不锈钢为主,材料成本很低,如果从材料本身的价值来说,以广州为例,也就100元上下,但由于个人爱好者,有些可能无机床,氩弧焊的话,到外面加工的人力成本会贵过材料费。
但也无妨。
再就是如果有认识不锈钢加工厂的话,找到边角料足矣做一台涡轮,如果你想省事些,可以用涡轮增压器上的压气轮来代替木头的压气轮。
2.涡轮容易加工吗,没专业设备如何做动平衡?涡轮是由型号为301,2.5mm不锈板剪口弯成,用一个小电钻配小砂轮可以打磨出翼型即可,关键的动平衡测试,记住这一点很重要!!否则会导致发动机解体!!是用我们的大拇指与食指来感觉振动。
航空燃气涡轮发动机典型制造工艺
航空燃气涡轮发动机典型制造工艺航空燃气涡轮发动机,这玩意儿听起来就高大上,对吧?实际上,它就是飞行器的心脏,负责给飞机提供动力。
要知道,这种发动机的制造工艺可不是随便说说的,而是一门非常讲究的学问。
下面就跟着我,一起看看这些“飞行器的动力机器”是如何诞生的。
1. 材料的选择1.1 轻巧与强韧首先,材料的选择至关重要。
想想看,飞机在高空飞行,气压低,温度又冷,这可不是随便什么材料都能扛得住的。
我们得用一些轻巧又强韧的材料,比如钛合金和高温合金。
钛合金的好处是轻,但又不失强度,能让发动机既省油又耐用;而高温合金则是在高温下也能保持良好的性能,像是在火炉里跑了一圈都不怕。
1.2 成本与性能当然,光有材料还不行,成本也得考虑。
就像买东西一样,不能一味追求贵的,得找到性价比最高的。
航空工业可是个“烧钱”的行业,选择材料的时候,工程师们得掂量掂量:这种材料值不值得?长远来看,能不能降低维护成本?这些问题可是得一一考虑,不然真是“前人栽树,后人乘凉”。
2. 制造工艺2.1 先进的技术说到制造工艺,那可是一门高深的艺术了!首先,发动机的各个部件得经过精密加工,比如铣削、车削等等,得把每个部件做得“如丝如缕”。
现在,很多企业还引入了3D打印技术,简直是颠覆传统制造!想想看,以后是不是只要有设计图纸,就能轻轻松松打印出发动机零件,省时省力又省钱。
2.2 焊接与组装接着是焊接与组装,哇,这可是一个“心跳加速”的环节。
发动机内部的各个组件需要严丝合缝,像拼乐高一样,得保证每个连接都牢固。
焊接技术可不能马虎,哪怕是一个小小的缝隙,都可能导致“飞机失事”,这可不是闹着玩的。
工程师们在这方面可是“严苛无比”,每一道焊缝都要经过严格检查,确保“万无一失”。
3. 测试与验证3.1 质量把关制造完毕,接下来就要进行测试了!这可是个“检验真理”的过程,没经过测试的发动机就像没有经历过风雨的少年,怎么能上天飞翔呢?发动机会经历一系列的性能测试,比如振动测试、温度测试等等。
自制涡轮喷气发动机_基于FLUENT旋转机械
刚开始接触FLUENT,做的不好,抛砖引玉,希望大家提出建议和意见。
整了个增压涡轮310s不锈钢。
发动机整体设计基于FD34,但是由于离心涡轮结构改变,需要从新设计动力涡轮。
前处理在workbench中弄,导入模型,添加包围体。
边界条件,网格划分的很渣,希望大神们教教我划分网格。
这个案例严格来说应该用动网格来做是吧。
由于是涡喷的压缩机部分,所以没有温度,故采用Density_Based求解器。
Viscous-Standard k-e方程。
Cell Zone 对涡轮设置转速为10000(经验值)。
时速平均45m/s,设置进口风速。
耦合面设置。
请无视动网格设置,完全不知道怎么回事。
隐式求解器,一阶迎风。
然后采用默认监视器,初始化。
求解中。
打开CFD-post。
然后还可以在workbench中耦合静力分析,校验轴承的受力。
因为对于玩具级的涡喷最重要的是轴承。
取得一些数据以后,为动力涡轮的提供依据。
这是另外购买的套件,最后组装起来的的家伙,还没有试车。
还有很多疏漏,希望大家不要吝啬,予以指正,谢谢大家观看。
FD3-64制作方法
业余制作涡轮的工具:一台普通的车床能焊不锈钢的电焊电钻由于详细的设计与制作过程有一本80页的书那么多,以下仅为书中内容的摘要!!!1.涡轮涡轮的桨叶长度大约是外经的1/6,(对于业鱼爱好者来说不要问为什么),因为是作者无数次实验的数据。
涡轮不能钻孔,叶片数设计为17片。
当温度从500度降至20度时,涡轮与机壳的间隙会减少5%,也就是说设计时要预留涡轮膨胀空间,太大了不行。
没推力了。
涡轮为2.5mm耐高温不锈钢剪口弯成。
2.轴高转速低转矩,必须很硬,不然会在60000转、分的情况下共振玩完,本发动机采用铝合金以助散热,两端为不锈钢。
轴承要高转速的,达90000转、分才行。
使用润滑油降温,可以用日常找到的688代替。
3.压气叶轮材料为航空层板,或山毛榉等结实的木头。
外绕碳纤加强.4.涡轮动平衡5.加工资料fd3-64设计与部件加工蓝图下载...........>解压密码:联盟成员免费获得!kj66的手工版(适合中国爱好者参考的制作)直径: 110mm长: 235mm最大推力:5kg最大转速: 103,000rpm排气温度: 550 deg C净重 1.140Kg本设计是kj66手工制作版,国外爱好者自力更生,除压气轮采用了车用的配件压气轮之外,其余全采用手工制作,,,,以上是kj66的手工制作成品。
个人心得:(供爱好者参考)对于国内爱好者要自制涡喷,根据本人的制作经验,我个人认为,可以在对fd3-64的加工设计原理有一定了解后,制作KJ66(手工版)是一个比较合适的选择,因为如下的改造足以让你觉得动心。
1.压气轮新的设计使用了涡轮增压器用的kkk系列铝合金压气轮。
各大汽车配件店能购到由于原fd3-64木制压气轮制作比较麻烦,加上一定要碳纤加强,才能确保安全,但碳纤在国内可能很难买到。
因此会阻碍制作进程。
也可能打消你制作的欲望。
为了提高压气机的效率,简化制作步骤,因而在kj66上采用是汽车常用已做好动平衡成品kkk系列铝合金压气轮。
教你如何制作小型涡轮喷气发动机!
涡轮喷气发动机制作图注意事项:个人自制涡喷是一项能力挑战,不建议无机械基础及未成年人尝试!!另外在此申明:本资料如用于商业产品开发,请自行解决相关版权。
谢谢合作!!!另外,制作中一定要有安全意识,!!!切记与高速运转物体,与火打交道,安全第一!安全守则:涡喷的制作不同于其他模型,由于涡喷在高温与高速条件下工作如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项!!1.别被火喷成烤鸭,玩火要有科学知识指导。
2.涡轮一定要作动平衡才能用。
3.无论如何不要在共公场合试发动机,很多人围观不是好事。
4.涡轮转速高达70000转每分以上,没机械基础不要去试!!5.发动机试运与工作中,永远不要站在涡轮的两侧正对位,以免涡轮发生事故时,钢片高速飞出,象子弹一样,危及生命!!特别提醒!做涡喷一定要有机加工与材料常识,了解金属,火灾,爆炸原理,等安全知识,安全第一。
涡喷自制问题解答:1:.发动机如何自己设计?到哪里找材料,价钱如何?模型用的发动机不是大的发动机的按比列缩小,任何试图这样做都很可能是失败。
值得推荐的是英国人-Kurt Schreckling设计的FD3-64航模涡喷发动机的设计,开创了小型发动机设计先河,用一个简单方法制作的放射式压气机,环型燃烧室,一个用简单方法制做出来的涡轮,达到了良好的效果。
他的理念已被最新改进的各种新的设计所证实,并且都是以他的设计为基础进行的提炼。
数字显示,许多爱好者根据他的著作理论,成功地将发动机用在了航模上。
涡轮喷气发动机材料为不锈钢为主,材料成本很低,如果从材料本身的价值来说,以广州为例,也就100元上下,但由于个人爱好者,有些可能无机床,氩弧焊的话,到外面加工的人力成本会贵过材料费。
但也无妨。
再就是如果有认识不锈钢加工厂的话,找到边角料足矣做一台涡轮,如果你想省事些,可以用涡轮增压器上的压气轮来代替木头的压气轮。
2.涡轮容易加工吗,没专业设备如何做动平衡?涡轮是由型号为301,2.5mm不锈板剪口弯成,用一个小电钻配小砂轮可以打磨出翼型即可,关键的动平衡测试,记住这一点很重要!!否则会导致发动机解体!!是用我们的大拇指与食指来感觉振动。
微型涡喷发动机结构设计研究与制作
毕业设计(论文) `题目微型涡喷发动机结构设计研究与制作院系动力工程系专业班级热能与动力工程0801班学生姓名指导教师王庆五二0一二年六月微型涡喷发动机结构设计研究与制作摘要微型涡喷发动机具有高能量密度和高推重比的优势,是满足先进低成本空中武器系统推动力需求的先进动力装置。
开展微型涡轮发动机技术研究,对加速推进微型涡轮发动机的应用进程具有重要意义。
本文探讨了一种正在研制的推力为100N,转速为105r/min的微型涡喷发动机的结构设计特点。
首先介绍了微型涡轮发动机的总体构造特点;其次,对这台发动机独有的结构特点进行了分析,如冷却润滑结构、电机布置、转子系统、结构稳定、燃烧室;这些设计经验对于发展高推重比微型涡喷发动机具有参考价值。
并介绍了某微型涡喷发动机的零部件制作过程以及工作原理,包括空气压缩机、扩压器、燃烧室、涡轮等。
SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,功能强大,易学易用,是领先的、主流的三维CAD解决方案。
能给制作加工带来很大的方便。
关键词:微型涡喷发动机;结构设计研究;制作过程;solidworksMICRO TURBOJET ENGINE STRUCTURE DESIGNRESEARCH AND PRODUCTIONAbstractMicro turbojet engine,with its merits in high power density and thrust-weight ratio,can be used as propul on system and satisfy the ruquirements of advanced micro vehicles at low payment. Development of micro turbine engine technique can contribute to the using process of micro turbine engine.The presented work is referred to the structural of a high power density micro-turbojet engine with a thrust of 100N and a rational speed 105r/min.First,the general overall tectonic characteristics of a micro engine are mentioned;Second,the particular structural design characteristics of this micro-turbojet engine are an-alyzed,such as cooling and lubricating structure,motor arrangement,rotor system,structural stability,combustion chamber .The experiences in the design processes are valuable for the developing of a hing/weight ratio micro-turbojet engine.And intuoducted a micro-turbojet engine parts production process as well as works,including air compressor, diffuser,combustor,turbine,etc.Solidworks software is the world’s first Windows-based development of three-dimensional CAD system.it is powerful and easy to use.It is a leading,mainstream 3D CAD solutions,It can give the production process a lot of convience.Keywords:micro-turbojet engine,structural design research,production process,solidworks目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外研究进展 (3)1.2.1微型发动机的研究现状 (3)1.2.2 部件设计技术的研究现状 (4)1.3 本文主要研究内容 (5)第二章微型涡喷发动机结构设计研究 (6)2.1 总体构造特点 (6)2.2 冷却润滑结构特点 (6)2.2.1 冷却润滑系统 (7)2.2.2 中心冷却系统 (7)2.2.3 外围冷却系统 (8)2.3 电机布置 (8)2.4 转子系统 (8)2.5 结构稳定性 (9)2.6 燃烧室 (10)2.7 小结 (10)第三章涡喷发动机零件设计原理及加工 (11)3.1 进气口 (11)3.2 压气机 (11)3.2.1 压气机制作及基本结构 (11)3.2.2 压气机的工作原理 (12)3.3 扩压器 (13)3.4 轴及轴套 (13)3.5 燃烧室 (14)3.5.1 燃烧室的制作过程 (14)3.5.2 对燃烧室的基本要求 (15)3.6 燃烧器 (15)3.7 涡轮 (15)3.7.1 涡轮的制作过程 (16)3.7.2 涡轮工作原理 (16)3.8 外壳 (16)3.9 后盖 (17)3.10 尾喷管 (17)3.11 小结 (18)第四章SolidWorks在微型涡喷发动机制作中的应用 (19)4.1 solidworks简介 (19)4.2 solidworks 在制作过程中的应用 (19)4.2.1在机械工程图生产上的应用 (19)4.2.2 在钣金零件设计上的应用 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)第一章绪论1.1选题背景及意义微型涡轮发动机(MicroTurbine Engine,MTE)是推进动力/能源系统研究的新兴领域,具有尺寸小、重量轻、能量密度高、推重比大的优点。
否则一台点焊机对于自制涡喷
自制的点焊机除非你有很好的氩气焊去焊接大量的0.5mm 的不锈钢,否则一台点焊机对于自制涡喷发动机是非常必要的。
市场上常见的点焊机很贵,通常要3000多块(人民币),而且这种点焊机的焊头都很大,很难用来焊接小的部件比如燃烧室,或者焊接小物件时是手持的焊头,不便使用。
估计焊个床架子的话市售的点焊机还行,焊接50mm 大小燃烧室是不成的。
除了变压器可能需要定制以外,其他的部件都可以在市场上买到。
变压器可以找一个700W 以上的大家伙,而且次级线圈要绕在外侧的。
其他的部件包括:时间继电器及插座脚踏开关固态继电器原理图。
应该选用至少16档的时间继电器,而且最好使用继电器插座(估计继电器会有相当的损坏率)注意注意::要搞搞清楚这种东东的原理种东东的原理、、能确保不会接错再尝试这个电路个电路。
否则可能带来致命的电压来致命的电压。
(变压器反接的话器反接的话))点焊机全图。
这里有个关键点:将找到的700W 变压器的外侧的次级线圈小心地拆去,并用#4铜线绕制新的次级,使输出电压为4V (电流约200A )。
夹具的上臂是活动的,下臂固定并做好和其他部位的绝缘。
一共有两个继电器。
这个是时间继电器,具有可调的时间和可变的控制逻辑。
这个宝贝要60美金,不过很值得,这会带来很棒焊接感受。
一个脚踏开关会启动指定的流程,在这里使用的是单次方式,在设定的时间后关断。
另一个继电器没画出来,它受时间继电器的控制,再控制变压器的初级,达到控制焊接电流的目的。
靠近看看被改造的变压器。
在原来的次级线圈被拿掉后,空间足够绕进5匝的#4绝缘铜线。
可以用电焊机线或汽车电池线,只要够粗而且够软能够绕进去就行。
变压器上面的小黑盒是初级的保险丝,20A 的。
焊接头(夹具)用于把工件夹在中间焊接。
不要用钨电极,那会把钨电极和工件焊在一起。
图中的夹具是12mm的黄铜柱夹具,焊接点为90度的锥形,端头大约0.8mm焊接时,工件表面要处理为导电的。
有的不锈钢板在供货时会带有塑料膜,如果没有取电的话会导致绝缘没有电流而无法焊接。
微型涡喷发动机结构设计与商业价值Word版
涡轮喷气发动机制作图注意事项:个人自制涡喷是一项能力挑战,不建议无机械基础及未成年人尝试!!另外在此申明:本资料如用于商业产品开发,请自行解决相关版权。
谢谢合作!!!另外,制作中一定要有安全意识,!!!切记与高速运转物体,与火打交道,安全第一!安全守则:涡喷的制作不同于其他模型,由于涡喷在高温与高速条件下工作如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项!!1.别被火喷成烤鸭,玩火要有科学知识指导。
2.涡轮一定要作动平衡才能用。
3.无论如何不要在共公场合试发动机,很多人围观不是好事。
4.涡轮转速高达70000转每分以上,没机械基础不要去试!!5.发动机试运与工作中,永远不要站在涡轮的两侧正对位,以免涡轮发生事故时,钢片高速飞出,象子弹一样,危及生命!!特别提醒!做涡喷一定要有机加工与材料常识,了解金属,火灾,爆炸原理,等安全知识,安全第一。
涡喷自制问题解答:1:.发动机如何自己设计?到哪里找材料,价钱如何?模型用的发动机不是大的发动机的按比列缩小,任何试图这样做都很可能是失败。
值得推荐的是英国人-Kurt Schreckling设计的FD3-64航模涡喷发动机的设计,开创了小型发动机设计先河,用一个简单方法制作的放射式压气机,环型燃烧室,一个用简单方法制做出来的涡轮,达到了良好的效果。
他的理念已被最新改进的各种新的设计所证实,并且都是以他的设计为基础进行的提炼。
数字显示,许多爱好者根据他的著作理论,成功地将发动机用在了航模上。
涡轮喷气发动机材料为不锈钢为主,材料成本很低,如果从材料本身的价值来说,以广州为例,也就100元上下,但由于个人爱好者,有些可能无机床,氩弧焊的话,到外面加工的人力成本会贵过材料费。
但也无妨。
再就是如果有认识不锈钢加工厂的话,找到边角料足矣做一台涡轮,如果你想省事些,可以用涡轮增压器上的压气轮来代替木头的压气轮。
2.涡轮容易加工吗,没专业设备如何做动平衡?涡轮是由型号为301,2.5mm不锈板剪口弯成,用一个小电钻配小砂轮可以打磨出翼型即可,关键的动平衡测试,记住这一点很重要!!否则会导致发动机解体!!是用我们的大拇指与食指来感觉振动。
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涡轮发动机精品
如果你也渴望有这么一个自制的涡喷引擎的话,就往下看吧!
有关DIY航模脉冲式喷气发动机
脉冲式喷气发动机结构简单,加工方便,并比普通内燃机发动机高的燃烧效,因此适用于各种航空,海模,车辆模中。
你也可以自己设计做成喷气助动车辆。
本手册将从原理开始,教你如何打造出自己的喷气发动机。
原理结构介绍
脉动喷气发动机工作时,首先把压缩空气打入单向阀门,或使发动机在空中运动,这时便有气流进入燃烧室,然后油咀喷油,火花塞点火燃烧。
这时长尾喷管在燃气喷出后,由于燃气流的惯性作用,虽然燃烧室内的压强同外面大气的压强相等,仍会继续向外喷,
所以在燃烧室内造成空气稀薄的现象,使压强显著降低到小于大气压,于是空气再次打开单向活门流入燃烧室,喷油点火燃烧,开始第二个循环。
这样周而复始,发动机便可不断地工作了。
这种发动机由进气到燃烧、排气的循环过程进行得很快,一秒钟大约可达40~50次。
脉动式发动机在原地可以起动,构造简单,重量轻,造价便宜。
这些都是它的优点。
但它只适于低速飞行(速度极限约为每小时640~800公里),飞行高度也有限,单向阀门的工作寿命短,加上振动剧烈,燃油消耗率大等缺点,使得它的应用受到限制。
第一章如何设计自己的发动机
设计参数:
1.
油气比
喷气发动机依靠油气燃烧产生反作用力,根据油品的爆炸极限,
燃油与空气重量比,一般在15-20%。
即一升空气约需一克的油。
2.喷气频率,
喷气发动机喷气频率与机身长度有关,同一直径下,机身越长频率越低。
2.
机身直径与长度比L/D
发动机长度与直径是发动机设计的重要步聚,长度与比直径一般在10-17。
再上原理图:
::::安全守则::::
涡喷的制作不同于其他模型,由于涡喷在高温与高速条件下工作
如果你不想被当成烤鸭请注意下面的事项!!
1.别被火喷成烤鸭,玩火要有科学知识指导。
2.,涡轮一定要作动平衡才能用。
3.无论如何不要在共公场合试发动机,很多人围观不是好事。
4.涡轮转速高达70000转每分以上,没机械基础不要去试!!
5,发动机试运与工作中,永远不要站在涡轮的两侧正对位,以免涡轮发生事故时,钢片高速飞出,象子弹一样,危及生命!!
特别提醒!做涡喷一定要有机加工与材料常识,了解金属,火灾,爆炸原理,等安全知识,安全第一。
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性能参数;
直径:120mm
长度: 210mm
净重:1kg
推力:2.5kg力
国外造价参考:约100美元
国内材料成本约需:300元人民币
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涡轮主要部件:压气机FD0040主要是为燃烧室提供大量的空气,用航空板粘制而成
涡轮FD0055用耐高温不锈钢板,剪出叶片,弯成形状。
燃烧室用不锈钢容器改制
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个人心得:
做为自制涡喷的原型机,可能现在你打算自制涡喷时,不用选择制作fd3-64,因为它毕竟是98年的产品,现在的国外爱好者的通过改进设计,自制涡喷已经达到12公斤推力。
推重比10左右。
,但不要认为它已过时,而一无用处,因为fd3-64的制作理论,让你在家哩打造涡喷成为了
现实,不用去担心没有航空发动机制造厂的专用设备,因为日常生活中你能找到相应的材料来加工。
同时,作者打破迷信专业厂家的思想,自己开动脑筋,用中国人的话说,就是想尽一切土办法,在科学的理论指导下制成了能用于航模的喷气发动机。
他的成功,同时也鼓励了更多的爱好者参与到自制涡喷的研究与发烧行列中来,大大提高了自制涡喷的推力,这是一种挑战与锻炼。
同时我们也可以参考fd3-64的制作加工部件过程,敢于根据自己的条件,在科学理论指导下,改进加工方法。
但是fd3-64毕竟是过时的设计,它的木头压气轮需要碳纤加强,加上效率不高,因此,后来的改进采用了kkk系列或盖勒特商品压气轮部件,稍大点的汽车配件店可以买到。
FD3/46 涡轮喷气发动机制作方法-摘录
在此感谢“东方蜘蛛”的大力支持
原著:kurt shreckling
摘自《Gas turbine engine for model aircraft-航模涡轮喷气发动机>》
业余制作涡轮的工具:
一台普通的车床
能焊不锈钢的电焊
电钻
由于详细的设计与制作过程有一本80页的书那么多,以下仅为书中内容的摘要!!!
1.涡轮
涡轮的桨叶长度大约是外经的1/6,(对于业鱼爱好者来说不要问为什么),因为是作者无数次实验的数据。
涡轮不能钻孔,叶片数设计为17片。
当温度从500度降至20度时,涡轮与机壳的间隙会减少5%,也就是说设计时要预留涡轮膨胀空间,太大了不行。
没推力了。
涡轮为2.5mm耐高温不锈钢剪口弯成。
2.轴
高转速低转矩,必须很硬,不然会在60000转、分的情况下共振玩完,本发动机采用铝合金以助散热,两端为不锈钢。
轴承要高转速的,达90000转、分才行。
使用润滑油降温,可以用日常找到的688代替。
3.压气叶轮
材料为航空层板,或山毛榉等结实的木头。
外绕碳纤加强.
4.涡轮动平衡
(请参见涡喷自制问答)
5.加工资料
fd3-64设计与部件加工蓝图下载...........>解压密码:联盟成员免费获得!
kj66的手工版
(适合中国爱好者参考的制作)
直径:110mm
长:235mm
最大推力:5kg
最大转速:103,000rpm
排气温度:550 deg C
净重 1.140Kg
本设计是kj66手工制作版,国外爱好者自力更生,除压气轮采用了车用的配件压气轮之外,其余全采用手工制作,,,,以上是kj66的手工制作成品。
个人心得供爱好者参考)
对于国内爱好者要自制涡喷,根据本人的制作经验,我个人认为,可以在对fd3-64的加工设计原理有一定了解后,制作KJ66(手工版)是一个比较合适的选择,因为如下的改造足以让你觉得动心。
1.压气轮
新的设计使用了涡轮增压器用的kkk系列铝合金压气轮。
各大汽车配件店能购到
提供自制涡喷爱好者一些资料照片,希望能对你们自制涡喷有用。
原始的涡喷分解
KJ66涡喷分解
汽车废气增压器分解。