Tipos de motores de pulso
El motor de pulso viene en dos tipos principales: el motor de pulso Lockhart y el motor de pulso Roueht.
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El motor de pulso Lockhart
El motor de pulso Lockhart es un tipo de motor simple con una forma recta. En su interior, tiene una cámara de combustión donde se quema el combustible. Esta cámara de combustión está abierta en ambos extremos. Los gases en combustión de la cámara de combustión se desplazan hacia adelante a través de una tobera, creando un empuje que impulsa el motor y cualquier cosa que esté unida a él en la dirección opuesta. Una ventaja del motor de pulso Lockhart es que es sencillo y fácil de construir, reparar y comprender.
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Motor de pulso Roueht
El motor de pulso Roueht es más complejo que el motor de pulso Lockhart. Tiene muchas partes, pero funciona bien para producir mucha potencia. El motor de pulso Roueht consiste en un tubo largo con una parte más ancha en el medio llamada cámara de combustión. La forma en que se construye este motor le ayuda a crear más fuerza de empuje (empuje) que los diseños más simples como el motor de pulso Lockhart.
A pesar de todas las piezas adicionales, una ventaja del motor de pulso Roueht es que, al igual que el motor de pulso Lockhart, sigue siendo fácil de fabricar y mantener.
Especificaciones y mantenimiento de los motores de pulso
Especificaciones
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Diseño del motor a reacción
El elemento central de un motor de pulso es el tubo de combustión. Su longitud y diámetro son de suma importancia, ya que deben ajustarse a lo que está diseñado para impulsar. Por ejemplo, algunos tubos son estrechos y largos, mientras que otros son cortos y más anchos para adaptarse a diferentes máquinas, como motocicletas o dispositivos más pequeños. Dentro del tubo, hay un mecanismo ingenioso llamado válvula de retención que ayuda a que los gases fluyan en una dirección, saliendo por la tobera de escape.
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Mecanismo de funcionamiento
Un motor de pulso funciona con una serie de pequeñas explosiones o pulsos de combustible y aire. Primero, el aire entra al tubo de combustión a través de la válvula de retención. Luego, se inyecta combustible, y la mezcla forma un combo explosivo. Luego, la explosión empuja el gas caliente hacia afuera de la tobera, creando un empuje poderoso. La válvula de retención luego se cierra, dejando que los gases se enfríen. Este ciclo se repite rápidamente, creando un empuje constante.
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Salida de empuje
El principal trabajo de un motor de pulso es producir empuje. Cuanto más frecuentes sean las explosiones, mayor será el empuje. El empuje generalmente se mide en Newtons, y los pequeños motores de pulso pueden producir un rango de salidas de empuje. Por ejemplo, un micro motor de pulso puede producir alrededor de 20-50N de empuje, mientras que uno más grande podría producir alrededor de 500N o más.
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Sistema de combustible
Por lo general, los motores de pulso funcionan con gasolina o queroseno. El proveedor del motor de pulso debe garantizar que el combustible proporcione suficiente energía para que el motor funcione. El sistema de combustible incluye un carburador o un inyector de combustible que mezcla con precisión el combustible y el aire antes de inyectarlo en el tubo de combustión.
Mantenimiento
Para un rendimiento eficaz y durabilidad, el mantenimiento e inspección regulares de los motores de pulso son esenciales.
Escenarios de motores de pulso
La principal aplicación de un motor de pulso es en la industria aeroespacial, donde impulsa aeronaves y cohetes. Sin embargo, existen otras aplicaciones emergentes de la tecnología de pulso.
- Industria aeroespacial: En esta industria, el motor de pulso se utiliza para impulsar vehículos espaciales y satélites. También se utiliza en los sistemas de propulsión de algunos aviones estratosféricos y drones. Un ejemplo es el X43 de la NASA, un avión experimental scramjet que utiliza la tecnología de pulso para permitir la propulsión de respiración de aire a velocidades hipersónicas.
- Industria automotriz: Algunas empresas emergentes y empresas de fabricación de automóviles han comenzado a explorar el motor de pulso como un motor alternativo para automóviles. Esto se debe principalmente a que la tecnología ha demostrado un potencial considerable para aumentar la fuerza y reducir el consumo de combustible. Ejemplos de ello son la empresa búlgara Djet, que propone el uso de un motor de pulso para automóviles todoterreno, y la empresa italiana Jetcar, que tiene como objetivo equipar vehículos urbanos y rurales con el motor a reacción.
- Industria marítima: El motor de pulso puede mejorar el rendimiento de un barco al proporcionar una fuente de energía adicional. Esto permite que el barco alcance una velocidad mayor. Algunas embarcaciones marítimas con un terreno accidentado o una larga distancia que cubrir pueden beneficiarse del motor de pulso.
- Generación de energía: Los motores de pulso se pueden utilizar en la conversión de biomasa a energía eléctrica. Esto es posible mediante un proceso de gasificación llamado gasificación de corriente descendente. El motor de pulso ayuda a descomponer la materia prima sólida de biomasa para producir un gas combustible que es capaz de alimentar motores de gas o turbinas de gas.
- Aplicaciones militares: El motor de pulso es la opción preferida en las aplicaciones militares. Esto se debe a que tiene la capacidad de producir una alta relación empuje-peso. En el ámbito militar, el motor de pulso se utiliza comúnmente en misiles y en algunos aviones experimentales avanzados. La bomba voladora V-1 de la Segunda Guerra Mundial es un ejemplo típico.
- Aeronaves experimentales: Los motores a reacción son prominentes en las aeronaves experimentales. Científicos e ingenieros exploran su capacidad para lograr altos niveles de empuje mientras mantienen pesos relativamente bajos. Su objetivo es mejorar la eficiencia y revolucionar los viajes aéreos.
- Aeropatín de pulso: Esta es una tecnología de reciente aparición. El aeropatín funciona empleando el motor de pulso para lograr la levitación y la propulsión personal. Se basa en la noción de un jetpack para los pies. El funcionamiento del aeropatín depende del control de la dirección e intensidad del chorro.
Cómo elegir un motor de pulso
Se deben tener en cuenta varios factores al seleccionar el motor de pulso adecuado para una aplicación particular. Una vez que se han establecido los requisitos de la aplicación, debería ser fácil elegir el motor de pulso adecuado entre la amplia variedad disponible.
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Tipo de chorro:
Determine el tipo de motor de pulso adecuado para la aplicación prevista. Teniendo en cuenta factores como la disponibilidad de combustible y la fuente de ignición, los motores de pulso de válvula recta son fáciles de operar y suelen ser la opción preferida. Por otro lado, los motores de pulso Kucin ofrecen mayor eficiencia y rendimiento, pero pueden ser más complicados de implementar debido a sus características de diseño específicas.
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Tamaño y peso:
Seleccione un motor de pulso cuyas dimensiones y peso se adapten a la aplicación prevista, ya sea para el sector aeroespacial, militar o automotriz. Asegúrese de que puedan integrarse sin comprometer el rendimiento o la viabilidad.
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Salida de potencia:
Considere la salida de empuje o potencia requerida para la aplicación y elija un motor de pulso que pueda proporcionar la potencia necesaria. Haga coincidir la salida de potencia con las restricciones y los objetivos del proyecto para garantizar que el motor pueda funcionar según lo previsto.
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Material:
Considere los materiales utilizados en la construcción del motor de pulso. Seleccione un motor con materiales que puedan resistir las condiciones de funcionamiento, como altas temperaturas y presiones, para garantizar la durabilidad y la confiabilidad. Recuerde que el material utilizado para construir el motor a reacción determinará su resistencia a la abrasión, tolerancia a la temperatura y longevidad.
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Coste:
Al considerar el costo del motor, equilibre la inversión con los requisitos y objetivos del proyecto para garantizar que se elija un motor de pulso que pueda satisfacer las demandas de la aplicación sin exceder las limitaciones presupuestarias.
Preguntas y respuestas sobre motores de pulso
P: ¿Se utilizan los motores de pulso en los cohetes?
R: No. Los motores de cohetes expulsan gases de combustión para impulsar una aeronave hacia el espacio. Un motor de pulso no funcionaría en un cohete ya que necesita aire atmosférico para funcionar.
P: ¿Puede un motor de pulso ser pequeño?
R: Sí. Esta es la ventaja de los motores de pulso. Pueden venir en tamaños pequeños y aún así producir una gran cantidad de empuje. Un motor de pulso mini puede utilizarse en modelos de aviones o como parte de un juguete impulsado por pulso.
P: ¿Es un motor de pulso mejor que un turbojet?
R: Los motores de pulso son más simples que sus contrapartes, como los motores turbojet. Tienen menos partes móviles, pero esto no los hace mejores. Los motores de pulso son menos eficientes y producen mucho ruido. Los fabricantes los utilizan principalmente en diseños antiguos de tanques o bicicletas.
P: ¿Qué tan eficiente es un motor de pulso?
R: El motor tiene una baja eficiencia térmica. Funcionando con una conversión de energía de combustible del 10 al 50% más alta, sin embargo, puede funcionar mejor en aplicaciones donde la eficiencia no es una prioridad.
浙公网安备 33010002000092号
浙B2-20120091-4