Pulserende straalmotor

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een pulserende straalmotor (Engels: pulse jet) is een primitieve straalmotor, met kleppen in plaats van turbines.

Een pulserende straalmotor ontleent zijn stuwkracht aan een niet-continu verbrandingsproces, waarbij repeterend meerdere keren per seconde een gasmengsel in de motor tot explosie wordt gebracht en achterwaarts wordt uitgestoten. Het is een motortype met een zeer gering aantal bewegende delen.

De Duitse ingenieur Paul Schmidt ontwierp deze straalmotor in 1931 en nam er een octrooi op. Zijn ontwerp werd tijdens de Tweede Wereldoorlog gebouwd door de Duitse Argus Motorenfabriek. De motor van type As 014 staat bekend als de motor van de V1.

Werking[bewerken]

Werkingschema van een pulserende straalmotor

De pulserende straalmotor is in feite een pijp, met vooraan een soort raam met kleppen. Op dat raam zit ook een soort spruitstuk voor het toevoegen van brandstof. De lucht stroomt door de kleppen de motor in en wordt tegelijk vermengd met brandstof. Dan wordt het mengsel met een bougie ontstoken, en duwt de explosie de kleppen dicht. De gassen stromen met geweld uit de achterzijde van de motor en duwen deze voorwaarts. Zo ontstaat er een luchtledige ruimte, die weer wordt opgevuld met door de kleppen stromende lucht, en het proces begint weer van voor af aan.

De kokervormige ruimte heeft een verbrandingskamer ergens rond het midden en een vernauwing aan het eind. Aan de voorzijde bevindt zich een eenrichtingsklep waardoor lucht naar binnen kan stromen (illustratie 1). Als de motor met verse lucht is gevuld wordt geïnjecteerde brandstof ontstoken, waardoor de druk in de motor sterk toeneemt. Aan de voorzijde sluit hierdoor de inlaatklep, waardoor het hete verbrandingsgas de motor aan de achterzijde verlaat (illustratie 2). Hierdoor ontstaat een voorwaartse impuls die de motor en het daarmee verbonden voertuig voortdrijft. Als de druk in de motor tot lage waarde is gedaald opent de eenrichtingsklep en begint een nieuwe cyclus. De eenrichtingsklep is meestal een mechanisme bestaande uit een of meer veerbelaste kleppen. Er is echter ook een uitvoering waarbij de uitstroom van het geëxpandeerde gas wordt geblokkeerd door de interne schokgolf die de explosie met zich meebrengt; in dat geval is het aantal bewegende delen dus nul.

Toepassing[bewerken]

De motor is vooral bekend door de toepassing op de Duitse V-1 (wapen), een vliegende bom uit de Tweede Wereldoorlog waarmee Londen en Antwerpen vanuit Nederland werden bestookt. De verbrandingsfrequentie was rond de 45 pulsen per seconde, wat een karakteristiek geluid veroorzaakte waaraan de V1 herkend kon worden. Via de voorgeprogrammeerde besturing werd aan het eind van de berekende route de motor gestopt; het wegvallen van het motorgeluid was dan het teken dat de V1 in de buurt in zou slaan. Er is geëxperimenteerd met pulserende straalmotoren om de rotorbladen van een hefschroefvliegtuig mee aan te drijven. Dit zou de noodzaak van een staartrotor enorm verminderen omdat dan geen reactiekracht via de motoras opgewekt zou worden. De pulserende straalmotor wordt ook in de modelbouw gebruikt.

Voor- en nadelen[bewerken]

De motor is bijzonder simpel van bouw, wat hem betrouwbaar en onderhoudsarm maakt. Bovendien is de motor licht van gewicht, in relatie tot zijn stuwkracht. Als nadelen kunnen worden genoemd dat de pulserende straalmotor bijzonder lawaaierig is en trillingen veroorzaakt. Het brandstofgebruik wordt in de praktijk hoog genoemd. De motor kan niet boven de geluidssnelheid worden gebruikt.