自制涡喷引擎详解(不可多得)
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。
涡喷发动机原理
涡喷发动机原理
涡喷发动机是一种利用内燃机原理推动飞机前进的动力装置。
它的工作原理主要是通过将空气和燃料混合后在燃烧室内燃烧，产生高温高压的气体，然后将这些气体喷出，产生推力推动飞机前进。
首先，涡喷发动机的工作原理是基于牛顿第三定律的。
根据牛顿第三定律，每个作用力都有一个相等大小、方向相反的反作用力。
当燃烧室内的燃料燃烧时，产生的高温高压气体会被喷射出来，由于喷射的气体速度很高，根据牛顿第三定律，喷射的气体会产生一个相反方向的推力，推动飞机向前飞行。
其次，涡喷发动机的工作原理还涉及到空气的压缩和燃料的燃烧过程。
在涡喷发动机内部，空气首先会被压缩，然后与燃料混合并在燃烧室内燃烧。
燃烧产生的高温高压气体会通过喷嘴喷出，产生推力。
这个过程需要精密的控制和高效的燃烧技术，以确保燃料能够完全燃烧并产生足够的推力。
另外，涡喷发动机的工作原理还包括了涡轮的作用。
在涡喷发动机内部，涡轮通过喷气的高速流动带动，从而驱动压气机和风扇。
这样一来，涡轮可以帮助提高空气的压缩效率和推进效率，从而增加发动机的性能和效率。
总的来说，涡喷发动机的工作原理是通过将空气和燃料混合并燃烧，产生高温高压气体，然后将这些气体喷出，产生推力推动飞机前进。
这个过程涉及到牛顿第三定律、空气的压缩和燃料的燃烧，以及涡轮的作用。
涡喷发动机的工作原理是复杂而精密的，需要高超的技术和精密的工艺来实现。
涡喷发动机的出现，极大地推动了航空工业的发展，也为现代航空运输提供了强大的动力支持。
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。
涡喷发动机原理21页共23页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
涡喷发动机原理2பைடு நூலகம்页
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
小涡喷
FD 3/67喷气涡轮发动机是Kurt Schrechlings开发最后一款发动机，而且它的装配不需要特别的工具。
关于作者：Kurt Schreckling, Dipl.-Ing.,生于1939年Kurt Schreckling早期受到过基础技术教育，后来又修完了重点在应用物理学方面的工程课程。
之后又在一家大型的化工公司从事工程控制和系统控制方面的工作。
Herr Schreckling在15岁之前已经有了飞行模型的经验，那是他第一次把一套飞机模型套件组装起来后的事。
几年之后他开始学习制造模型飞机和无线电控制设备。
他特别钟情于模型的动力系统，但那时还没有重大的进展。
因此他投入了相当多的时在电动飞行器方面的开发：可调螺距的推进系统和计算机优化的电动飞行系统。
接下来他的首次成功尝试是用他自己制作的一套电动直升机，随后是他为Wolfgang Kueppers设计了电动系统，并创造了竞速模型的速度记录。
再随后的五年中他把他的全部业余时间投入了喷气发动机的开发，并且抽出时间写出他在这方面的成功经验。
因此，如决定要开发专业级的模型喷气发动机的话，Herr Schreckling是最适合的合作人选。
虽然Herr Schreckling并不是非常好的模型飞行员，但是他具有独创的见解，并且在一个领域有独创，并把他自己做的发动机装到了模型中并且飞了起来，因此他必定是我们这个时代最多才多艺最有经验的模型制造者。
编设计涡轮机我将从尾部开始，也就是涡轮机的喷口。
这是经过深思熟虑的，既然涡轮喷气发动机最重要的部分是废气的喷射速度也就是推力，这第一个问题是：如何设计涡轮机产生所需的推力，产生最高的温度和外围速度。
压缩机的设计计算方法也同样适用于涡轮机的设计。
最大可能的节约，也就是尽量低的燃料消耗，但在短时间的模型飞行中这一点并不是要优先考虑的。
我们限制讨论轴向的涡轮机。
轴向的涡轮机的工作气流沿轴向流进桨叶然后又以相同的方向喷出。
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。
浅谈涡扇喷气发动机的基本构造和工作原理
浅谈涡扇喷气发动机的基本构造和工作原理涡扇喷气发动机主要由压气机、燃烧室、涡轮、喷管几大部分构成。
涡扇发动机上的压气机一般是轴流式压气机，它是涡扇发动机上的核心部件之一。
轴流式压气机由多级风扇构成，每一级都能产生增压作用，各级风扇产生的增压比的乘积就是整个压气机的总增压比值。
和离心式压气机相比，轴流式压气机有体积小、流量大、单位效率高的优点。
涡扇发动机使用双转子结构，目的就是提高压气机的效率。
因为压气机效率的高低直接影响发动机的功率大小。
一般来讲风扇级数多，产生的总增压比就越高。
但是这样一来，就会增大发动机的体积和重量，大大降低发动机的推重比。
为了提高压气机的总增压比值，人们只能想方设法去提高风扇的单级增压比。
随着压气机的增压比越来越高，压气机可能会出现振喘，压气机出口温度会大大升高。
这样防振喘和防热的问题又凸显出来。
就要求我们去研制耐高温的材料，和解决压气机的振喘问题。
现在一般使用新型的耐高温钛合金，一是重量轻，二是强度大，耐高温性能好。
解决振喘问题就困难许多。
振喘是发动机的一种不正常的工作状态，它是由压气机内的空气流量、流速、压力的空然变化而引发的。
飞机进行加速、减速时，当飞机发动机进入异物时，都极有可能引起发动机振喘。
人们利用调整风扇叶片间距，改进叶片的弯曲弧度，提高叶片的光洁度，采用整流叶片等方法来降低发动机的振喘，但直到现在人们还没有彻底解决这一问题。
为防止振喘的出现，现在也有在发动机的压气机上安装放气阀门的方法。
涡扇发动机通过燃烧室产生高压燃气，涡扇发动机一般使用环状燃烧室。
环形燃烧室的形状就像是一个同心圆，压缩空气与燃油在圆环中组织燃烧。
由于环形燃烧室不像环管燃烧室那样是由多个火焰筒所组成，环形燃烧室的燃烧室是一个整体，因此环形燃烧室的出口燃气场的温度要比环管形燃烧室的温度均匀，而且环形燃烧室所需的燃油喷嘴也要比环管燃烧室的要少一些。
均匀的温度场对直接承受高温燃气的燃气导流叶片的整体寿命是有好处的。
小型涡喷发动机制造材料总结
我是王开心，欢迎大家加入CHNJ ET中国喷气爱好者原地！介于大家对小型涡喷发动机的热爱以及对制造一个属于自己小型涡喷发动机的追求，在此我写下这点总结以备大家在制造和生产小型涡喷发动机的过程中对于制造材料产生疑惑时做以参考，同时在这里也纠正一些刚刚了解到涡喷发动机和金属材料的朋友们的一个直观错误：选择耐高温材料并不单单只看这个金属材料的熔点，而是应多方面考虑到这个金属材料的蠕变强度，热疲劳性，高温抗氧化性以及高温下金属会产生晶粒长大效应等等因素。
相关名词的解释说明——晶粒长大效应：晶粒长大是金属的一种缺陷，晶粒越大，晶界越少，晶界少了金属各部分抵御外界的能力就变小了，因此晶粒长大效应是判断金属在高温下性能好坏的重要指标。
大家在制造小型涡喷发动机的过程中最能接触到的金属材料我总结为以下几种：304不锈钢，316L不锈钢，310S不锈钢，NAS800，NA S600和K418耐高温合金。
下面对上述几种材料在加工和生产中容易遇到的问题和使用中容易遇到的问题做以介绍。
首先304不锈钢，316L不锈钢，310S不锈钢，NAS800，N AS600都属于“奥氏体不锈钢”奥氏体不锈钢具有很高的耐蚀性，良好的冷加工性和良好的韧性、塑性、焊接性和无磁性，下面我们就来分析一下这几种金属在制造微型涡喷发动机时所要了解到的一些特性。
SUS304304不锈钢介绍：304不锈钢由于含碳量较低，因而有良好的加工成型性和抗氧化性，同时该钢具有良好的焊接性能，适用于各种方法的焊接（备注：该钢焊接后不需进行热处理工艺）。
304不锈钢的抗氧化特性：1,该钢在700-800℃氧化时具有优异的抗氧化性能，属于完全抗氧化级。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
---------------------------------------------------
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
-----------------------
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
------------------
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。
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
用汽车废气增压器制作的涡喷分解
成品涡喷分解。