Was sind die Vor- und Nachteile eines Pulsjets?

Das Impulsstrahltriebwerk funktioniert, weil es den Staudruck der Luft zur Verdichtung nutzt. Folglich braucht es Geschwindigkeit, um gut zu funktionieren. Wenn der Impulsstrahl auf dem Boden ist, ist es nicht einfach zu starten - er muss mit Druckluft versorgt werden und sobald er läuft (er kann auch laufen, wenn er sich nicht bewegt, weil die oszillierende Druckwelle im Rohr die einströmende Luft komprimiert ), es entwickelt wenig Schub.

Der Schub steigt mit der Fluggeschwindigkeit, daher benötigen Sie zusätzliche Schubquellen für die anfängliche Beschleunigung und den Start. Im Falle des V-1 erfolgte dies durch ein Dampfkatapult oder durch Luftstart des Geräts. Beachten Sie, dass der V-1 auf einem 45 m langen Katapult auf 370 km/h beschleunigt wurde, was einer durchschnittlichen Beschleunigung von mehr als 100 m/s² (10 g) entspricht. Die meiste Entwicklungsarbeit floss darin, die Flugzeugzelle dieser Beschleunigung standzuhalten. Ein modernes Design würde auch zusätzliche Motoren benötigen, und sobald diese enthalten sind, wird die Begründung für Pulsjets sehr schwach. Sie sind sinnvoll, wenn Sie eine aus der Luft gestartete Einweganwendung haben, wie z. B. Luft-Luft-Langstreckenraketen. Dies ist eine Nische, in der ihre schnelleren Vettern, die Ramjets, weiterhin eingesetzt werden .

Vorteile:

• Sehr einfach aufzubauen, sehr leicht.
• Läuft und erzeugt im Ruhezustand etwas Schub (im Gegensatz zu Ramjets).

Nachteile:

• Der Schub wächst mit der Fluggeschwindigkeit. Dies kann als Profi angesehen werden, erfordert aber normalerweise zusätzliche Beschleunigungsmittel. Daher hier als Contra aufgeführt.
• Niedrige Kraftstoffeffizienz. Die Kraftstoffenergie wird in andere Energieformen umgewandelt: Hören Sie sich einfach die Videos von Colin Furze an, um sich ein Bild zu machen.
• Hohe Vibrationen durch intermittierenden Betrieb. Als die Heinkel 280 mit Argus-Pulsjets getestet wurde, erfuhr das Flugzeug unannehmbare Vibrationen.
• Benötigen Sie hitzebeständige Materialien. Der Mittelteil wird im Betrieb sehr heiß, daher ist mindestens Nickel-Chrom-Edelstahl erforderlich, wenn die Luftkühlung nicht ausreicht.
• Kann nicht überschallen. Dafür gibt es Ramjets .

BEARBEITEN:

Die NACA hat den Pulsjet As 014 getestet und einen Bericht verfasst , dem die unten abgebildeten Leistungsdaten entnommen sind:

Es scheint, dass Bruce Simpson drüben in Neuseeland das Puls-Jet-Design stark verbessert hat: Er braucht keine Druckluft zum Starten und nutzt die kalte Umgebungsluft geschickt aus, um den Massenstrom zu erhöhen und die Materialtemperatur niedrig zu halten.

Erstens sind sie laut , es gibt einen Grund, warum die V1-Bombe "Buzz Bomb" genannt wird.

Sie sind aufgrund des niedrigen Verdichtungsverhältnisses auch kraftstoffhungrig.

Der größte Vorteil ist, dass sie sehr einfach sind. Sobald Sie sie gezündet haben, brennen sie weiter, bis ihnen der Kraftstoff ausgeht oder der Luftstrom gestört ist.

Impulsjets waren während des Zweiten Weltkriegs groß, aber sie haben ein paar Probleme.

Vorteile:

Abgesehen von Drosselklappen haben Impulsdüsen im Wesentlichen keine beweglichen Teile, was sie nicht nur einfach zu bauen, sondern auch einfach zu warten macht. Die Leute bauen sie die ganze Zeit in ihren Garagen zu Hause. Vom Standpunkt der Kriegszeit aus war das großartig, da man viele davon in kurzer Zeit herstellen konnte.

Nachteile:

Lärm: Impulsdüsen sind viel lauter als ihre rotierenden Gegenstücke. Dies macht sie aus Sicht der Stealth/Kriegszeit und aus kommerzieller Sicht in Bezug auf allgemeine Bedenken hinsichtlich der Lärmbelästigung etwas weniger nützlich.

Niedriger Impuls: Nach meinem Verständnis haben Impulsdüsen aufgrund ihres eher kolbenartigen Zündmusters einen niedrigen spezifischen Impuls. Sie liefern nicht die Art von Schub, die ihr Lüfter wie ihre Gegenstücke kann.

Größe: Wenn das Gedächtnis dient, sind sie auch viel größer als ein normaler Jet (für eine bestimmte Leistung).

Nachteile :

• Sehr geringer thermodynamischer Wirkungsgrad durch sehr niedriges Verdichtungsverhältnis. Daher sind sie nicht sehr kraftstoffeffizient. Sie verbrauchen viel Sprit.

• Sie sind sehr sehr laut.

• Membranventile ermüden schnell. Membranventile können auch Hitze ausgesetzt werden und ihre Beherrschung verlieren. Bruce Simpson hat viel Arbeit geleistet, um den Hub von Membranventilen zu verbessern.

• Hohe Temperaturen beteiligt.

• Ventillose Impulsdüsen sind in der Regel weniger effizient als Ventildüsen (aber viel einfacher).

• Der größte Teil der Literatur zu ventillosen Impulsdüsen ist im Wesentlichen falsch, was mit dem Gasstrom innerhalb des Triebwerks passiert.

Vorteile :

• Einfachheit

Impulsdüsen können so konstruiert werden, dass sie im Stillstand oder bei einer bestimmten Unterschallgeschwindigkeit einen maximalen Schub entwickeln. Wenn sie für maximalen Schub bei einer angemessen hohen Geschwindigkeit ausgelegt sind, ist ihr Schub im Stillstand gering. Ein Impulsstrahl mit niedriger Geschwindigkeit leidet darunter, dass die Flamme dazu neigt, aus der Rückseite des Triebwerks herausgeblasen zu werden, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit zunimmt. Es gibt Möglichkeiten, Impulsdüsen so herzustellen, dass sie über einen weiten Geschwindigkeitsbereich maximalen Schub entwickeln können.

Ein weiterer Vorteil von Impulsjets ist: Sie sind im Vergleich zu anderen Arten von Flugzeugtriebwerken spottbillig zu bauen. Ein Hauptgrund für ihre Verwendung im V1 waren ihre sehr niedrigen Kosten.

Ein weiterer Nachteil: Sie haben wirklich nur eine effiziente Leistungsabgabe: ihr Maximum. Dies variiert zwar mit der Fluggeschwindigkeit, bedeutet aber auch, dass Impulsdüsen nicht wirklich gedrosselt werden können, ohne einen Flammenausfall zu riskieren. Das würde die Landung eines Impulsstrahlflugzeugs zu einer herausfordernden Angelegenheit machen.

Da die V1 nie für eine kontrollierte Landung mit einem Piloten an Bord ausgelegt war, war das kein Problem.