Sysäysputkimoottori

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Sysäysputkimoottorin toiminta

Sysäysputkimoottori (engl. pulsejet) on reaktiomoottorityyppi, joka polttaa polttoaineensa pulsseissa. Moottori koostuu sysäysputkesta ja polttoaineensyöttöjärjestelmästä. Siinä ei läppäventtiilin ohella ole lainkaan liikkuvia osia. Ensimmäinen toimiva sysäysputkimoottori rakennettiin Venäjällä 1908.

Sysäysputken tärkeimmät osat ovat polttokammio (jossa tapahtuu palaminen), läppäventtiili, ja pakoputki. Sytytysmekanismina voidaan käyttää joko sytytystulppaa, hehkutulppaa tai itsesytytystä kuulamoottorin tapaan.

Kun sysäysputki käynnistetään, sytytysmekanismi käynnistetään ja polttoainehana avataan [1]. Samalla läppäventtiileille puhalletaan ilmaa. Ilman ja polttoaineen sekoituksen pitäisi nyt syttyä, jolloin sysäysputki alkaa toimia pitäen sille tunnusomaista pärisevää tai poksahtelevaa ääntä. Palavan kaasun paine sulkee läppäventtiilin [2], jolloin ilman ja polttoaineen tulo palokammioon lakkaa. Kuumat palokaasut poistuvat pakoputken kautta [3]. Paineen laskiessa läppäventtiili jälleen aukeaa, palokammioon syöksyy uutta ilma-polttoaineseosta, ja prosessisykli alkaa alusta.

On hyvin helppoa sanoa, että toimiiko sysäysputkimoottori, sillä se käydessään tuottaa hyvin kovaa pärisevää ääntä. Pärinä itsessään johtuu polttoaineen räjähdysmäisestä palamisesta sysäysputken polttokammiossa, jota tapahtuu yleensä 40-200 kertaa sekunnissa. Sysäysputkimoottori myös kuumenee käydessään, joskus jopa valkohehkuiseksi.

Pieni sysäysputkimoottori Suomen ilmailumuseossa

Läppäventtiili, joka säätää ilman tuloa, on useimmiten hyvin ohutta jousiterästä. Se avautuu ja sulkeutuu palamissyklin mukaan, riippuen siitä, palaako polttoaine vai ottaako moottori sisään palokammioon polttoainetta ja tuoretta ilmaa. Pienemmissä moottoreissa venttiili ei siihen kohdistuvan voiman ja kuumuuden takia yleensä kestä 20 minuuttia pidempään yhtäjaksoista käyttöä. Venttiilien käyttöikää voidaan pidentää esimerkiksi estämällä kuumien palokaasujen pääsy suoraan kosketuksiin ventiilien kanssa. Läppäventtiilien liikeratojen minimointi kasvattaa myös venttiilien ikää.[1]

Sysäysputkimoottoria käytettiin operatiivisesti ensimmäisen kerran saksalaisessa V1-lentopommissa. Sysäysputkimoottorin tunnusomaisen äänen mukaan V-1 sai nimen buzz bomb (surinapommi).

Moottorityyppi on yksinkertainen valmistaa ja se antaa painoonsa nähden melko suuren työntövoiman verrattuna muihin moottorityyppeihin. Sysäysputki ei vaadi myöskään polttoainepumppua tai muita suihkumoottorien tavallisesti tarvitsemia laitteita toimiakseen. Ongelmana sysäysputkessa on tosin sen heikko terminen hyötysuhde, suuri polttoaineenkulutus ja voimakas käyntimelu (jopa yli 140 dB). Sitä käytetään nykyaikana lähinnä vain pienoislaitteissa. Sysäysmoottorin seisontateho on hyvin huono, joten se voidaan käynnistää vasta, kun laite on saanut riittävän alkuvauhdin, ja ilmavirran dynaaminen paine riittää käyttämään läppäventtiiliä. Vaihtoehtoisesti moottori voidaan käynnistää puhaltamalla paineilmaa imuaukkoon. Usein virtauksen dynaamista painetta tehostetaan myös muotoilemalla ilmanotto venturiputken muotoiseksi.

Venttiilitön sysäysputkimoottori[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Venttiilitön sysäysputkimoottori on lähes samanlainen kuin tavallinen sysäysputki, mutta venttiili on korvattu ilmanottoputkella, joka yleensä taivutetaan taaksepäin, sillä sekin tuottaa työntövoimaa. Venttiilitön sysäysputki voi toimia lähes rajattoman ajan, jos se on rakennettu riittävän kestävistä materiaaleista. Moottorin teho-painosuhde on tosin huonompi, kuin samankokoisen venttiilillisen moottorin.

Sysäysputkimoottorin rakennusohjeet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Englanninkieliseltä sysäysputkimoottorisivustolta löytää paljon erilaisia malleja sekä rakennusohjeita sekä tavallisen sysäysputkimoottorin että venttiilittömän moottorin valmistamiseen.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Simpson, Bruce: Making Reed-valves Last Longer 11.5.2001. Viitattu 19.3.2014. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Sysäysputkimoottori.
Tämä tekniikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.