Design, construction and testing of a Pulsejet engine

Abstract

[ES] Durante la Segunda Guerra Mundial, el concepto de motor a reacción pulsante fue ampliamente utilizado. Sin embargo, el alto el nivel de ruido o el exceso de vibraciones característico de este tipo de motor provocaba su desaparición de la aviación civil. Es cierto que el bajo coste de fabricación, la ausencia de piezas móviles y su sencillez han aumentado el interés por adentrarse en los vehículos no tripulados Mercado de vehículos aéreos (UAV). Aunque el origen del Pulsejet se remonta a muchos años atrás, existen muchas incógnitas relacionadas con su eficiencia y funcionamiento en general. Por lo tanto, Esta tesis tiene como objetivo diseñar, construir y probar un motor Pulsejet de tipo chino sin válvulas. los estudio experimental mostró después de varias pruebas que el conducto de escape tuvo que ser aumentado por 1/3 de la longitud total y que la boquilla de este conducto era fundamental para lograr la autosostenibilidad combustión. Para sacar estas conclusiones se llevaron a cabo diferentes pruebas, variando el caudal de combustible inyectado de 1 [g/s] a 4 [g/s]. Para cada escenario, los siguientes parámetros se registraron con la ayuda de un banco de pruebas ya fabricado en el laboratorio de la UBI: empuje, temperatura de la cámara de combustión y nivel de presión sonora. El empuje máximo registrado fue de 6.72 [N], valor por debajo de lo estipulado por la literatura pero consistente con sus dimensiones Se obtuvo un consumo de empuje específico muy por debajo del teórico esperado, por el empuje obtenido. Esto implica y deja la puerta abierta. experimentar con tasas de flujo mucho más altas, ya que se ha demostrado que la autosuficiencia la combustión permanece activa.

[EN] During World War II the pulse jet engine concept was widely used. However, the high level of noise or the excess of vibrations characteristic of this type of engine caused its disappearance from civil aviation. It is true that the low manufacturing cost, the absence of moving parts and its simplicity have increased the interest in entering the unmanned aerial vehicle (UAV) market. Although the origin of the Pulsejet goes back many years, there are many unknowns related to its efficiency and operation in general. Therefore, this thesis aims to design, build and test a valveless Chinese-type Pulsejet engine. The experimental study showed after several tests that the exhaust duct had to be increased by 1/3 of the total length and that the nozzle of this duct was essential to achieve selfsustaining combustion. To draw these conclusions, different tests were carried out, varying the injected fuel flow rate from 1 [g/s] to 4 [g/s]. For each scenario, the following parameters were recorded with the help of a test bench already manufactured in the UBI laboratory: thrust, combustion chamber temperature and sound pressure level. The maximum thrust recorded was 6.72 [N], a value below that stipulated by the literature but consistent with its dimensions. A specific thrust consumption was obtained that was well below the expected theoretical one, for the thrust obtained. This implies and leaves the door open to experiment with much higher flow rates, as it has been shown that self-sustaining combustion remains active.

[PO] Durante a Segunda Guerra Mundial, o conceito de motor a pulsojato foi amplamente utilizado. No entanto, em alta nível de ruído ou o excesso de vibrações característico deste tipo de motor causou o seu desaparecimento da aviação civil. É verdade que o baixo custo de fabricação, a ausência de peças móveis e sua simplicidade aumentaram o interesse em entrar no mercado de veículos aéreos não tripulados (UAV). Embora a origem do Pulsejet remonte à muitos anos, existem muitas incógnitas relacionado com à sua eficiência e operação em geral. Portanto, esta tese tem como objetivo projetar, construir e testar um motor pulsojato do tipo chinês sem válvulas. O estudo experimental mostrou após vários testes que o duto de exaustão teve que ser aumentado por 1/3 do comprimento total e que o bocal desta conduta foi essencial para alcançar combustão. Para tirar essas conclusões, foram realizados diferentes testes, variando a razão de combustível injetado de 1 [g/s] a 4 [g/s]. Para cada cenário, os seguintes parâmetros foram registados com a ajuda de uma bancada de testes já fabricada no laboratório da UBI: tração, temperatura da câmara de combustão e nível de pressão sonora. A tração máxima registrado foi de 6,72 [N], valor abaixo do estipulado pela literatura, mas compatível com suas dimensões. Obteve-se um consumo específico de tração bem abaixo do teórico esperado, para a tração obtida. Isso implica experimentar com razão de fluxo muito mais altas, pois foi demonstrado que o funcionamento autossustentável permanece ativo.