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。

喷管长度可简化计算 L=5.95*3.88+18.66 = 41.8，留余量，可取50

英寸,如果喷管尾部采用扩张部分，长度为0.2*41=8，总长50的情况下，那么实际尾喷管长为50-8=42英寸.

最小空气入口面积为阀孔面积，即3.9平方英寸

国外P-90发动机实验数据（供参考）

各参数如下

V = 2.9 litre

fc = 6.7 gram/sec

f = 150 Hz

va = 258 m/s

F = 85 Newton

编辑本段安全守则

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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编辑本段个人心得：

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>》

编辑本段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，（对于业余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。