Bau und Betrieb meines Pulsotriebwerkes


Das neueste Thema das ich vor kurzem aufgeschnappt habe ist wie es die Überschrift schon sagt der Bau eines Pulotriebwerkes. Ich stolperte mehr zufällig über dieses Thema als ich und ein Freund an einem Sonntag Nachmittag draußen beim Kaffee trinken sasen. Als er mir von einem Bericht über Bruce Simpson erzählte. Dieser ist im Begriff sich eine mit einem Pulsotriebwerk angetriebene Cruise Missile zu Bauen. Gleich nach dem ich diesen Bericht gelesen hatte stand eins für mich fest. ICH WILL EIN PULSOTRIEBWERK ! Noch am gleichen Abend waren wir bis um 3:00 beschäftigt so viel wie möglich über die Technik und die Funktion eine solchen Triebwerkes zu erfahren. Der nächste Arbeitstag war einer der längsten die ich je hatte und so musste ich dann auch schon 3 Stunden eher gehen um mir noch die benötigten Teile zu Bau eines Pulso`s zu organisieren.

 
 

Das ist MEIN Pulso

So das war auch schon mit der langweiligen Vorgeschichte, jetzt kommen wir zu interessanten.

  
 

 

Das Arbeitsprinzip eines Pulsotriebwerk`s:

Am Düsenkopf wird durch den Unterdruck der vorangegangenen Zündung Luft angesaugt. Dieser Unterdruck entsteht durch die Beschleunigungsenergie die die Flamme (Explosion) im Resonanzrohr vorwerts treibt. Die Luft wird am Ansaugdiffusor mit Kraftstoff angereichert. Diesen Luft-Kraftstoffgemisch muss unbedingt im richtigen Mischungsverhältnis in die Brennkammer eingespritzt werden. Es darf weder zu fett noch zu mager sein, da ansonsten ein selbstständiges laufen des Triebwerkes nicht gewährleistet ist. Das gesättigte Luft- Kraftstoffgemisch gelangt durch das geöffnete Flatterventil in die heiße Brennkammer. Das Gemisch entzündet sich an den restlichen Verbrennungsgasen der vorangegangenen Verpuffung bzw. an der heißen Außenhaut des Pulso`s. Dieser Vorgang wiederholt sich so ca. 60 mal in der Sekunde. Das Resonanzrohr wird zur Selbstzündung und Ventilsteuerung benötigt und dient zugleich als Düse. Als Kraftstoff wird Reinigungsbenzin; Alkohol oder Normalbenzin verwendet. Das Triebwerk kann man in seiner Schubleistung leider nur sehr gering steuern, es gibt hier kein Gasgeben.

Ein Pulsotriebwerk besteht im wesentlichen aus drei Teilen

  1. der Düsenkopf
  2. das Flatterventil
  3. die Brennkammer mit Resonanzrohr

Die Anfertigung dieser Komponenten stellt im großen und ganzen keine Probleme da. Man benötigt lediglich eine Stenderbohrmaschine, Flex, Drehbank und ein Elektroschweißgerät. Okay dann würde ich sagen „last uns anfangen“. Ich gehe einfach der Reineflge nach und fange mit dem Düsenkopf an.

  
 
 
  Der Kopf besteht aus Aluminium und muss wie ihr dem Plan entnehmen könnt mit einigen Bohrungen versehen werden. Das konische Abdrehen ist lediglich eine Formsache und hat nicht mit dem Betrieb zu tun. Am besten verwendet man natürlich eine Fräsmaschine mit Schwenkkopf zum bohren der zehn 8mm Gemischbohrungen, das ganze geht aber auch ohne Fräse. Ich selber hatte auch nur eine Bohrmaschinenstender und eine selber gebastelte Bohrvorrichtung. Die Aufweitung an hinteren Ende des Düsenkopfs habe ich mit einem großen 90° Kegelsenken gefertigt. Wenn die Bohrungen alle fertiggestellt sind ist es sehr wichtig die Stirnseite (Die Seite an der das Ventil angebracht wird) des Düsenkopfs zu Schlichten. So dann viel Spaß beim Bohren. Es ist übrigens ein tolles Gefühl wenn alle Borungen dort rauskommen wo sie sein sollten.  
 
 
 

 

Im dem zu Düsenkopf gehörenden Ansaugdiffuser befindet sich die Kraftstoffzufuhr. Diesen habe ich mir gespart und eine wesentlich vereinfacht form eingesetzt. Mein Diffuser besteht lediglich aus einem 6mm Aluminiumrundstab auf den ich ein Gewinde geschnitten habe.

  
 
 

 

Der wichtigste Teil der Triebwerks ist das Flatterventil. Es besteht aus Federstahlblech. Am besten verwendet man dafür Federstahlblech C75 oder eine ähnliche Qualität mit einer Stärke von 0,1 mm. Das ganze funktioniert aber auch noch 0,2 mm starkem Blech. Durch das stärkere Blech öffnet sich das Ventil etwas weniger ( Es bewegt sich härter), dies kann man korrigieren im dem man das Ventil einfach unten etwas dünner ausschneidet.

 

Die Typische Form des Ventils wird am besten mit einer Blechschere herausgearbeitet. Neben dieser Methode gibt es noch drei andere die auch zu einem sehr gutem Ergebnis führen.

     

  • Das schneiden mit der Flex

Dazu benötigt man eine 1mm dünne Trennscheibe und etwas Fingerspitzengefühl. Aber es ist meine favorisierte Methode.

  • Das Elektrochemische-Ätzen

Dies habe ich noch nie verwendet und kann also auch noch keine näheren Angaben dazu machen. Es soll aber sehr sauber und auch schnell sein (15 – 30 Min. pro Ventil)
  • Laserschneiden

Mit Sicherheit die beste art sich ein Flatterventil zu fertigen. Aber wenn man hald gerade keinen Laserschneideplotter im Keller hat sicher etwas schwer zu realisieren.

Nach dem wir das Ventil ausgeschnitten haben ist es sehr wichtig dafür zu sorgen dass das Flatterventil plan ausgerichtet wird und dazu noch sauber entgratet wird. Nun müssen wir uns nur noch die Ventilscheibe Feilen.
Ich habe mir die Aluscheibe einfach in die Bohrmaschine eingespannt und bin dann mit der Feile drangegangen (Das ist die Methode für die die sich noch keine Drehbank leisten konnten). Die beiden Teile werden dann mit einer Inbusschraube am Düsenkopf befestigt.

So jetzt geht’s mit der Brennkammer weiter.

Die gesamte Brennkammer wird aus drei Teilen zusammengeschweißt. Diese müssen wegen der enormen thermischen Belastung unbedingt aus Edelstahl (V2A) gefertigt werden. Ich habe die Durchmesser der Rohre so gewählt, dass diese möglichst leicht zu beschaffen sind.

Die beiden Rohre bekommt man bei jedem Gas-Wasserinstallateur oder Heizungsbauer. Ihr könnt es aber auch mal auf dem nächsten Schrottplatz versuchen. Die Reduzierung müsst ihr euch aber schon selber biegen. Das ganze ist aber auch kein sonderlicher Aufwand. Einfach ein 1mm starkes Blech zurechtschneiden und im Schraubstock zum Glühen bringen. Dann nach und nach mit einer Zange zurechtbiegen. Jetzt müsst ihr Die drei Teile nur noch dicht miteinander Verschweißen. Wer will kann sich noch ein M14 Gewinde für eine Zündkerze (von einem Rasenmäher) scheiden. Das Triebwerk läst sich aber auch ohne Zündkerze starten und betreiben.
   
Viel glück beim zusammenbauen.

P.S. macht euch lieber gleich mal 5 Flatterventile die halten nämlich nur ca. 10-15 Min. (eine scheiß Arbeit !)

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