Вхід Реєстрація
ПРО ПРОГРАМУ

Pulsejet about prog model
Пульсуючий двигун?
Невже його також можна моделювати?

Нам завжди говорили, що пульсуючий процес горіння палива та течії газів у пульсуючому повітряно-реактивному двигуні такий складний і такий заплутаний, що його взагалі ніяк не розрахувати. Потім, правда, окремі, дуже великі вчені сказали, що так – цей процес настільки складний, що його можна моделювати, але тільки за допомогою... найскладніших 3-D програм. А інакше ніяк не вийде. Але оскільки такі програми доступні лише цим найбільшим ученим, вони тим самим лише підтвердили, що всі й так давно знають – моделювати в пульсуючому двигуні дійсно нічого не можна.

З іншого боку, для набагато складніших двигунів – внутрішнього згоряння та турбореактивних, яких тільки моделей не вигадали. Вибір є на будь-який смак та гаманець. І навіть без гаманця. Хочеш змоделювати власний турбореактивний двигун? Взагалі без запитань, будь ласка! Спеціальні програми не лише його намалюють, а й покажуть, як змінюватимуться його параметри за будь-яких змін вихідних даних, включаючи швидкість і висоту польоту. А хочеш повернутись до витоків і зробити свій поршневий моторчик? Також без проблем знайдеш програму для моделювання і спостерігатимеш практично «в прямому ефірі», як впливає довжина вихлопної труби на потужність. А от із пульсуючим двигуном чомусь все не так – вчені не дадуть збрехати, підтвердять.

Що ж ми маємо у результаті? Тільки деякі емпіричні формули, що незрозуміло звідки взялися, для якогось невиразного розрахунку загальних розмірів і співвідношень, отримані, ймовірно, з практичного досвіду різання і зварювання великої кількості сталевих труб. І все? Виявилося, саме так – справді більше нічого немає. Ну, ОК, якщо можна щось розрахувати і навіть отримати якісь розміри труб для зварювання, чому б їх не порахувати? Але варто лише хоч щось порахувати, як виникає ще більше запитань. Наприклад, а якщо трубу зробити трохи довшою, це добре чи погано? А якщо коротше, як вона – працюватиме? А якщо трубу зробити конічною, це краще чи гірше? А якщо ми поставимо нашу трубу на літальний апарат і запустимо зі швидкістю кілометрів так 500-600 на годину, вона даватиме тягу більше чи менше? Або в неї, як кажуть деякі найбільш просунуті вчені, повітря, що набігає, клапани продавить, і все «виродиться»? А на якій швидкості станеться це «виродження»?

Виразних відповідей на ці питання досі немає. Але вже ясно, що без моделювання нічого й аж ніяк не виходить. Тобто, ні – воно виходить, але треба занадто багато витратити нержавіючої стали, часу, шліфувальних кругів на різання і зварювальних електродів чи дроту на зварювання, щоб вийшло. А чи вартує проста труба таких серйозних вкладень? Тим не менш, досі такий шлях і був найпоширенішим, головним чином, у ентузіастів-зварювальників. Ріж, вари, ріж знову і знову вари – невже саме цей шлях і далі буде єдино можливим і правильним для проектування двигунів, що пульсують?

Ми – не повірили. І взагалі кажучи, дуже важко повірити, що в 21 столітті є якась загадкова труба, для якої ще немає готової розрахункової моделі і не написано жодної готової програми. Чому не написано – комусь грошей не дали, скільки він хотів, хтось не зміг чи не захотів напружуватись, бо був упевнений, що це не можна, а хтось вирішив, що легше різати та варити, ніж думати та рахувати – вже навіть не цікаво в цьому розбиратися. Ми просто сіли та за пару тижнів написали модель та програму моделювання робочого циклу пульсуючого двигуна. Яку потім взяли та виклали тут на спеціально створеному для цього сайті. І тепер цю програму може запустити будь-хто. І не просто запустити, а навіть перевірити, чи працює його двигун із заданими параметрами, а якщо працює, то як – добре чи не дуже.

b-0 page

Ми, звичайно, розуміємо, що одразу зробити модель і програму, приємні всім в усіх відношеннях, для моделювання реально складного робочого циклу – дуже непросте і може бути майже нерозв'язне завдання. Тому хочемо відразу попередити скептиків, що пропонована нами зараз модель робочого циклу, як і сама програма – це лише початок. Відразу після запуску проекту і модель, і програма вже перебувають у безперервному процесі доведення та покращень. Тому ми будемо раді, якщо користувачі надішлють нам інформацію про якісь проблеми при роботі з програмою – ми завжди приймемо будь-які зауваження з подякою, перевіримо та виправимо всі виявлені помилки.

Як це працює?

1.Просто заходьте в програму та вибираєте свій тип двигуна – клапанний чи безклапанний.

b-1 page

2. Далі переходьте на сторінку загальних даних. Можна легко протестувати програму, якщо натиснути кнопку «Останні збережені дані» – програма почне працювати з даними за умовчанням, пропустивши всі інші сторінки введення вихідних даних.

b-2 page

Якщо ж натиснути кнопку «Вихідні дані користувача», то можна ввести свої власні розміри. При введенні програма вказує відомі на сьогодні найбільш характерні значення параметрів, що вводяться. Для просунутих користувачів можна встановити параметричні розрахунки зі зміною вибраного параметра в заданих межах (такі параметри позначені кольором) – в результаті можна буде отримати графіки залежності основних параметрів двигуна від обраного параметра. Однак слід мати на увазі, що доступ до таких розрахунків ми надаємо лише після реєстрації та оплати передплати. Деякі параметри також можна змінювати лише за наявності передплати, про що програма видасть відповідне попередження. Після введення даних потрібно натиснути кнопку «Продовження» для переходу на наступну сторінку.

3. Наступні сторінки введення працюють так само – або введення вихідних даних замінюється раніше збереженими даними (за умовчанням), або потрібно вводити власні дані.

b-3 page

4. Програма працює з усіма відомими типами клапанів та клапанних систем, тому можна вибрати тип клапанів, а далі буде запропоновано ввести їх розміри. Після введення типу клапанів перейти на розміри за замовчуванням вже не вийде, задавати свої розміри буде обов'язковим. Однак, програма допоможе і вкаже відомі межі зміни кожного розміру.

b-5 page

b-5 page

b-6-1A page

b-6-1V page

Для безклапанного двигуна замість клапанів задаються розміри впускної труби. Ця труба за замовчуванням повернута назад паралельно до вихлопної труби – це важливо, оскільки в безклапанному двигуні обидві труби, і впускна, і вихлопна створюють реактивну тягу.

b-4-1L page

5. У програмі використовується спрощена модель горіння та течії газу, вона потребує певного налаштування. Коригувальні коефіцієнти, що використовуються, наведені на відповідній сторінці. На що вони впливають, випливає з їхньої назви. За замовчуванням їх значення встановлено 1.0, проте за необхідності можна ввести корекцію в ті чи інші процеси (функція для професіоналів, що надається за передплатою).

6. Наприкінці введення буде запропоновано ввести параметри розрахунку. Рекомендуємо призначати не менше 5 циклів розрахунку, щоб отримати стабілізований пульсуючий цикл з мінімальним впливом початкових умов (найменший вплив спостерігається при 7-10 циклах, проте це вимагає часу). Крок за часом бажано вибирати з рекомендованого діапазону, оскільки за більшого кроку може постраждати стійкість рішення, а при меншому збільшується час розрахунку.

b-8 page

7. Після введення всіх вихідних даних вони відображатимуться на підсумковій сторінці введення. Їх можна схвалити та запустити розрахунок або повернутися назад на початок введення.

b-9 page

8. У процесі розрахунку програма показує зміну параметрів, що розраховуються в режимі реального часу розрахунку – можна спостерігати весь процес з моменту подачі пускового повітря і займання паливо-повітряної суміші до закінчення обраного номера циклу!

r-0 page

Якщо були задані правильні робочі параметри двигуна, програма обов'язково даватиме схожі цикли. Однак, якщо ввести будь-яке помилкове або нереальне значення параметра, цикл легко може стати загасаючим, і вже до 5-7 циклу зміни параметрів перетворяться на лінії, що слабко коливаються. Якщо параметр значно відрізняється від нормального, програма має право відмовитися вважати такий двигун, зупинить розрахунок і видасть відповідне попередження з можливість повернення до введення вихідних даних.

9. Перший одержаний результат, як тільки програма все розрахує, це основні параметри двигуна. Після них можна одержати графіки зміни параметрів у циклі.

r-1 page

10. Передбачена можливість одночасного виведення на графіки 4-х параметрів циклу – тиску та температури у камері згоряння, а також швидкості у вихлопній резонансній трубі та на вході (у безклапанного двигуна – у впускній трубі). Додатково можна вивести положення кордону «газ-повітря» у трубах – дуже важливий параметр для безклапанного двигуна, оскільки він визначає початок впуску повітря в камеру через трубу впуску, прийняте за початок нового циклу. Крім того, положення кордону газ-повітря у вихлопній трубі показує, скільки повітря зайшло трубу і буде виштовхнуто – це впливає на тягу двигуна. Можна також вивести миттєву величину підйому пелюстки клапана, витрати повітря, швидкість тепловиділення при горінні та інші параметри. Вибір параметрів за замовчуванням можна змінити за наявності передплати.

r-2 page

11. Заключна сторінка розрахунків показує результати заданого параметричного дослідження, тобто графічну залежність впливу обраного параметра у його вибраних межах на основні параметри двигуна (надається за передплатою). Після цього можна зберегти файл з даними розрахунку у своєму акаунті (також функція підписки) і перейти до нового розрахунку.

r-3 page

ВІДРАЗУ СПРОБУВАТИ МОДЕЛЬ У СПРАВІ

СПОЧАТКУ ПОДИВИТИСЬ, З ЧОГО ЗРОБЛЕНА МОДЕЛЬ