2006年5月15日 星期一

自行設計脈衝式噴射引擎 (The Design of a Pulse-Jet Engine) Jack


脈衝式噴射引擎的起源

脈衝式噴射引擎起源於二次世界大戰,Paul Schmidt 所發明,第一次使用脈衝式噴射引擎的時間是1944年6月,德國用V-1脈衝式噴射引擎的飛彈轟炸英國。


圖一、V-1 脈衝式噴射引擎的飛彈,Photo by Michael Benolkin

脈衝式噴射引擎的構造

脈衝式噴射引擎的三大構造:有一根排氣管、一個單向閥、一個燃料噴霧器。









圖2、V-1 脈衝式噴射引擎的構造圖

脈衝式噴射引擎的原理

脈衝式噴射引擎與其他噴射引擎有很大的差別,不同之處乃其使用間歇燃燒產生推力。間歇燃燒主要是靠油霧在脈衝式噴射引擎的進氣口進行混合,然後單向閥會開啟讓油霧進入排氣管的燃燒室點火爆炸,爆炸時單向閥會關閉,使得空氣向後壓縮排出,然後會以以上方式進行燃燒。啟動引擎時,要先用高壓空氣吹開單向活門,然後開啟燃料閥,讓燃料進入燃燒室,在開啟火星塞這時引擎就會被啟動。

自製脈衝式噴射引擎

我設計脈衝式噴射引擎(見圖三、圖四)的目的,在我想了解脈衝式噴射引擎的結構及原理,還有想把飛機飆到時速五百公里以上。眾多噴射引擎之中此引擎算是結構及原理較簡單的,還有這是我最了解的噴射引擎。這脈衝式噴射引擎的部分設計是參考德國於1957年12月發表的PL-35脈衝式噴射引擎,還有蘇聯BRAUNER脈衝式噴射引擎來做改良。

我設計的脈衝式噴射引擎分為四大部分,第一部分是單向閥、第二部分是燃料噴霧器、第三部分是進氣系統、第四部分是排氣系統。


圖三、自製脈衝式噴射引擎


最先設計的部分是進氣系統,原因是因為它是引擎的中心。進氣系統的用途是讓空氣和燃料混合,然後經由單向閥進入引擎排氣系統。這進氣系統是採用十孔式花瓣狀活門孔設計,總進氣面積是502.654816平方公厘。

























圖四、自製脈衝式噴射引擎爆炸圖

第三設計部分是燃料噴霧器,這燃料噴霧器是用讓燃油衝至燃料噴霧器底部,然後再回衝,產生霧狀燃料。

第四設計部分是排氣管,這排氣管主要是為了讓油氣在前端的燃燒室進行燃燒,燃燒過後的廢氣會在漸縮的排氣管中到達超音速,然後從漸闊端排出。

參考資料:
1. PL-35脈衝式噴射引擎設計文件
2. BRAUNER脈衝式噴射引擎設計圖

設計期間,感謝各位長輩提供寶貴的經驗與建議。
1. 林克明先生
2. 鄭崢任先生
3. 廖修毅先生
4. 黃宗賢先生

作者:Jack(九年級)

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