Pulsoreactorul este un tip de motor cu reactie in care arderea are loc in mod ciclic. Desi a fost patentat prima data in 1864 de inventatorul rus N. Teleshov, a fost dezvoltat la inceputul anilor ’30, in mod independent in Franta si Germania.
Pulsoreactoarele sunt motoare foarte simple constructiv, costul de fabricatie fiind relativ redus.
Raportul tractiune/ masa este excelent, insa consumul specific de combustibil este foarte ridicat.
Functioneaza pe baza ciclului Lenoir si difera fata de motoarele cu piston tip Otto sau turbomotoarele bazate pe ciclul Bryton, compresia amestecului carburant fiind generata prin fenomenul de rezonanta acustica.
Arderea este realizata in secvente scurte, diferind astfel fata de turboreactoare, motoarele racheta sau statoreactoare, la care arderea este continua.
In interior are loc o alternanta intre presiune joasa la admisie si presiune inalta in timpul arderii.
Valoarea maxima a compresiei este de 1.2 : 1, ceea ce conduce la un randament scazut.
Din punct de vedere constructiv sunt motoare pulsoreactoare cu supape, ce realizeaza la deschidere admisia si se inchid la detenta, sau motoare fara supape, neavand piese in miscare.
Acestea din urma sunt cele mai simple motoare aeroreactoare ce pot sa functioneze static, deci cu viteza zero de inaintare.
Caracteristic motoarelor pulsoreactoare este zgomotul specific, datorat rezonantei in tubul de ardere si frecventei de completare a ciclului.
Pulsoreactorul cu supape
La acest tip de motor, supapele, cand sunt inchise, controleaza curgerea gazelor arse, fortandu-le sa curga spre tubul ejector. In momentul cand se deschid, are loc admisia de aer proaspat in camera de ardere.
Supapele sunt de tip sens unic, fiind confectionate din lamele elastice si sunt actionate de diferenta de presiune intre priza de admisie si camera de ardere.
Pulsoreactorul fara supape
Pulsoreactoarele fara supape nu au nici o piesa in miscare, folosind doar propria geometrie pentru a controla ciclul de functionare. Desi o parte din gazele de ardere sunt eliminate si prin priza de admisie, majoritatea curg prin tubul ejector, generand forta de tractiune.
Principiul de functionare foloseste efectul Kadenacy , care apare la iesirea gazelor arse dintr-o camera de ardere. In momentul evacuarii are loc o scadere a presiunii, care favorizeaza admisia aerului proaspat.
Efectul Kadenacy la un „borcan” cu reactie
Motorul Argus AS 014
Cel mai cunoscut pulsoreactor a fost patentat in 1931 de germanul Paul Schmidt. Incepand cu 1933, a inceput dezvoltarea motorului pentru a echipa o „bomba zburatoare”.
Desi a fost prezentat in 1938, proiectul nu a fost aprobat.
In acelasi an, compania Argus a inceput dezvoltarea bombei zburatoare cu motorul AS 014, devenind apoi cunoscuta sub numele de V 1 – Vergeltungswaffe 1.
Motorul a fost produs sub licenta in Japonia in WWII sub numele de Ka10.
Dupa razboi, americanii l-au copiat si a fost produs sub denumirea Ford PJ31, echipand rachetele de croaziera Republic Ford JB 2.
Sectiune motor
Functionarea supapelor tip grila
Test pe banc
Motorul este un exemplu de constructie simpla, fabricata cu costuri minime, realizat dintr-o tabla de otel moale, roluita in forma de tub. In partea din fata se afla supapele cu arc, montate in forma de grila, un injector de combustibil si o bujie de automobil.
Putea functiona cu orice fel de combustibil derivat din petrol. Resursa totala de functionare era de circa o ora.
Motorul functiona si la punct fix, neavand nevoie de o viteza initiala pentru pornire.
Startul era realizat cu acetilena sub presiune, dupa care motorul intra in regim normal de functionare cu aproximativ 45-55 cicli/ minut, generand sunetul specific.
Englezii au poreclit din acest motiv V1, „buzz bomb”.
Bujia era necesara doar la pornire, ulterior nefiind necesare surse de elctricitate.
Tractiunea realizata era de circa 270 kgf. In total au fost produse circa 31 000 motoare de acest tip.
A fost testat pe diverse tipuri de avioane.
Testare in 1941 pe avionul Gotha Go 145
In timpul WWII, motorul a fost folosit in principal pentru echiparea V1.
In total au fost lansate 9521 catre Anglia si 2448 catre tinte din Belgia, in special portul Antwerp.
V1 – motor
V1 – sistem ghidare (pilot automat)
Sunetul original al motorului
Motorul AS 014 a fost utilizat si pentru echiparea Me 328 . In total au fost construite 9 prototipuri, fiind lansate de pe bombardiere( avioane parazit).
Me 328
La fel ca si Me 328, Fi 103 a fost gandit ca avion pentru misiuni sinucigase. Este de fapt un V 1, modificat pentru a fi pilotat (japonezii au folosit Ohka).
Misiuniile trebuiau efectuate de Luftwaffe Kampfgeschwader 200 – denumita Leonida squadron, teoretic pilotul avand si varianta parasutarii inainte de atingerea tintei. In lupta nu au fost niciodata folosite aceste avioane.
Fieseler Fi 103 Reichenberg
Me 328 si Fi 103 au fost testate in zbor de celebra Hanna Reitsch, cea mai cunoscuta aviatoare din Germania in anii WWII.
Motoarele pulsoreactoare au fost testate si pentru propulsarea elicopterelor, fiind montate la varful paleleor –XH – 26 JET JEEP.
Dupa testarea a 5 prototipuri, s-a renuntat datorita zgomotului produs si a dificultatilor elicopterului de a intra in regim de autorotatie.
Motorul pulsoreactor cu detonatie PDE (puls detonation engine)
In motoarele aerorectaore, arderea are loc in mod continuu la viteze subsonice. PDE este un nou tip de motor, in care arderea are loc ciclic la viteze supersonice.
Teoretic poate functiona la viteze de pana la M 5, cu eficienta mai buna decat turboreactoarele. Are avantajul de a functiona in orice regim de zbor, intre subsonic si hipersonic.
S-au facut pana in prezent cateva teste.
Rutan LONG EZ
Primul zbor a fost facut de Air Force Research Laboratory cu un avion compozit Rutan Long EZ, modificat si dotat cu motor PDE, format din 4 tuburi producand 89 kgf.
In prezent sunt continuate cercetari de NASA in domeniul civil si in paralel de GE si P&W pentru utilizarea pe avioane de recunoastere cu raza lunga. Exista multe speculatii referitoare la diverse proiecte secrete, dar sa asteptam rezulatele practice.
In mod sigur exista o competitie acerba pentru realizarea unei generatii de motoare PDE foarte performante, care ar permite realizarea zborurilor hipersonice intr-un mod eficient.