紅　雨

在世界航空模型運(yùn)動(dòng)中，模型家和運(yùn)動(dòng)員們也和航空事業(yè)中的工人、設(shè)計(jì)師、飛行員一樣，隨時(shí)隨地都在為提高飛行速度、飛行高度和續(xù)航時(shí)間而頑強(qiáng)斗爭(zhēng)著。在我們國(guó)家里，黨和政府給予航空模型運(yùn)動(dòng)的發(fā)展以極大的關(guān)切。解放僅僅十年的時(shí)間，我國(guó)的航空模型運(yùn)動(dòng)員們就已經(jīng)在很多項(xiàng)目上取得了優(yōu)秀的成績(jī)。解放軍的直升機(jī)模型曾在留空時(shí)間和飛行距離方面創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。二級(jí)活塞圓周競(jìng)速模型也跨過(guò)了216.8公里/小時(shí)的關(guān)口，正向236公里/小時(shí)的世界紀(jì)錄挺進(jìn)。

目前，模型飛機(jī)所創(chuàng)造的最快速度是由脈動(dòng)式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)完成的，著名的蘇聯(lián)運(yùn)動(dòng)員依萬(wàn)尼柯夫在1858年國(guó)際競(jìng)賽中就用這種發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)造了301公里/小時(shí)的世界絕對(duì)紀(jì)錄，大大超過(guò)了匈牙利運(yùn)動(dòng)員班尼迪克在1957年所創(chuàng)造的281公里/小時(shí)的世界紀(jì)錄。這個(gè)速度快到這樣一個(gè)程度：若把這架模型飛機(jī)和“雅克－18”飛機(jī)并肩飛行，結(jié)果“雅克－18”開(kāi)足馬力也要落到后邊！這架模型可以和一般活塞式旅客機(jī)比翼齊飛。

我國(guó)的航空模型運(yùn)動(dòng)員們迫切要求學(xué)習(xí)他們的先進(jìn)技術(shù)提高本領(lǐng)，把‘速度推到更高水平。匈牙利、捷克，蘇聯(lián)的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員們應(yīng)邀先后來(lái)到我國(guó)訪問(wèn)，表演并傳授他們寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這正是一股強(qiáng)烈的東風(fēng)，在這熾烈的技術(shù)革命運(yùn)動(dòng)中，為我國(guó)航空模型運(yùn)動(dòng)員和航模愛(ài)好者借來(lái)，可以預(yù)料，不久定會(huì)出現(xiàn)驚人的“高速度”。

脈沖式發(fā)動(dòng)機(jī)同樣也是該種競(jìng)速模型的心臟。這里首先介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和制作方法，然后再介紹一下這種模型飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制作以及在向蘇聯(lián)和匈牙利運(yùn)動(dòng)員學(xué)習(xí)中如何提高飛行速度方面的其他一些經(jīng)驗(yàn)的體會(huì)。

一、脈沖式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)各零件的形狀，一般都是沿圓周均稱分布，對(duì)稱于縱軸的。構(gòu)造上與其他各種發(fā)動(dòng)機(jī)比較，是最簡(jiǎn)單的，僅由十一、二個(gè)簡(jiǎn)單的零件組成(圖1)

圖1PAM－И2的結(jié)構(gòu)

1.環(huán)形油箱2.油門(mén)3.振動(dòng)片和彈簧片4.導(dǎo)流錐體5.火花塞6.燃燒室7.氣化器8.錐形圓環(huán)9.10.賽璐珞11.干酪素材料

工作原理

脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理為：工作過(guò)程是包括起動(dòng)進(jìn)氣、燃料霧化、混合氣的點(diǎn)燃爆發(fā)，排氣再進(jìn)氣。實(shí)際上完成這樣一個(gè)循環(huán)的時(shí)間并不超過(guò)幾百分之一秒，一般它的循環(huán)頻率是200－300次/秒。下面分述其過(guò)程：

起動(dòng)：用打氣筒等工具把空氣高速地壓入進(jìn)氣道。高速氣流經(jīng)過(guò)氣化器，油箱中燃料被吸出氣化，同時(shí)與空氣混合經(jīng)過(guò)單向活門(mén)進(jìn)入燃燒室。

點(diǎn)燃爆發(fā)：磁電機(jī)使火花塞發(fā)生火花，點(diǎn)燃沖入燃燒室的混合氣，燃?xì)馀蛎浀膲毫﹃P(guān)閉了單向活門(mén)。高溫高壓的燃?xì)馐艿绞冶诘南拗苾H能從尾噴管高速射出。與此同時(shí)，由于高速燃?xì)馍涑鼍哂袘T性的結(jié)果而使燃燒室形成低壓區(qū)(甚至真空)，低壓區(qū)迅速向外擴(kuò)張，由于單向活門(mén)的作用原理低壓區(qū)僅能向發(fā)動(dòng)機(jī)頭部擴(kuò)展，因而在氣化器處的壓力和油面壓力又產(chǎn)生了壓力差，這樣，再使油氣化……。如此往復(fù)便形成工作循環(huán)(一經(jīng)開(kāi)始工作，混合氣的點(diǎn)燃便不再依靠火花塞，而是由高熱的器壁和殘留的高溫燃?xì)庾孕悬c(diǎn)燃；磁電機(jī)即可移開(kāi))。

從上面工作過(guò)程可以知道，脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)是在高頻率振動(dòng)下工作的。對(duì)于振動(dòng)元件——單向活門(mén)的振動(dòng)片，極易磨損，工作壽命一般只有2－3分鐘，也就是由于這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題沒(méi)被解決，故在被作為飛機(jī)的動(dòng)力方案中淘汰。但又由于這種發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于遠(yuǎn)比飛機(jī)為小的模型來(lái)說(shuō)，推力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、輕、小。所以為模型飛機(jī)制造者所喜用。并且用它奪取了航空模型中的最高速度。

性能的改善

怎樣提高脈沖式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能，怎樣才能提高飛行速度，這是個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題。很多實(shí)踐、改善遲混合氣與高溫的室壁接觸，提高燃燒室混合氣的充滿度，在每次吸氣過(guò)程中混合氣停留在錐形圓環(huán)后面，待充滿到一定程度沿著整個(gè)燃燒室同時(shí)急速起燃——燃燒過(guò)程被縮短。錐形圓環(huán)還有助于活門(mén)振動(dòng)片工作順利。

提高充滿度和縮短每次燃燒時(shí)間使燃燒室內(nèi)壓力提高，推力增大，但這樣會(huì)使振動(dòng)片的工作產(chǎn)生不良影響。為了避免這些，降低壓力提高噴燃速度，便采用了較大直徑的噴管。這時(shí)，推力已增加到1.9公斤，1954年國(guó)際競(jìng)賽中模型用該發(fā)動(dòng)機(jī)飛到230公里/小時(shí)的速度。

又經(jīng)過(guò)了一年多，PAM－И2制成了。

РАМ－И2和PAM－И1的主要不同點(diǎn)在于：活門(mén)瓣在直徑由54毫米增加到58毫米，相應(yīng)的增大了“活門(mén)柵欄”上的“窗口”。PAM－И2的活門(mén)瓣是由耐熱鋼片剪成，厚0.2毫米，一般常用材料有3И100、Я1T等。為了合理的減輕活門(mén)瓣的折轉(zhuǎn)而又能緊緊壓在“窗口”上，在活門(mén)瓣后面重疊了三片彈簧片(尺寸見(jiàn)圖)。喇叭口長(zhǎng)20毫米，噴管也縮短成450毫米。PAM－И2的推力是2.4－2.5公斤。

采用PAM－И2發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣式模型，在1955年捷克舉行的國(guó)際競(jìng)賽的飛行中創(chuàng)造了最高速度——275.00 4公里/小時(shí)。(模型飛機(jī)的結(jié)構(gòu)后面將談到)。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠與否主要取決于進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣量的多少和活門(mén)瓣的工作性能?；旌蠚饬康亩嗌儆譀Q定于進(jìn)氣道的形狀、位置安排和油咀孔的大小、數(shù)目和分布。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)企圖在選用燃料方面來(lái)提高速度的辦法，目前還沒(méi)得到顯見(jiàn)的效果。一般常用的是Б－70航空汽油。(未完待續(xù))過(guò)程，目前還沒(méi)能夠從理論上得到完善的闡述。不過(guò)從依萬(wàn)尼柯夫所介紹的蘇聯(lián)脈沖噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的演變和發(fā)展過(guò)程中可以找到一些提高速度的規(guī)律(見(jiàn)圖2)。

圖2脈沖式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾種型式的比較圖

圖－2中注明了同一種發(fā)動(dòng)機(jī)五類不同形式的制成日期、推力和飛行速度。

下面簡(jiǎn)述一下以上五種的主要不同點(diǎn)：

油箱：由機(jī)身外部移到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)頭內(nèi)，由金屬材料改用塑性材料。環(huán)形油箱沿飛行的內(nèi)側(cè)加大儲(chǔ)油量。

進(jìn)氣道加長(zhǎng)。氣化器更靠近活門(mén)。

導(dǎo)流錐體表面光潔度更高，表面形狀更流線。

燃燒室直徑D增加，(前三種D=64毫米，第四、五種D=68毫米)，并有了流線形的曲度，前面加了燃燒室輔助環(huán)形罩(錐形圓環(huán))。

振動(dòng)片后面加上了三、四片彈簧片，用以增加振動(dòng)片的根部剛度和使它開(kāi)啟曲度勻稱。

火花塞前移。

尾噴管長(zhǎng)度1逐漸減小直徑d增加。第一種1約為610毫米長(zhǎng)，而最后一種的1=450毫米。直徑則由d1=34毫米變?yōu)閐5=39毫米。

發(fā)動(dòng)機(jī)的改善和制作

蘇聯(lián)運(yùn)動(dòng)健將伊萬(wàn)尼柯夫的第一架噴氣式模型飛機(jī)是極普通的形式，有機(jī)身、機(jī)翼、尾翼并在機(jī)身上面裝有一臺(tái)PAM－1發(fā)動(dòng)機(jī)。其速度只是110－150公里/小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在滑跑階段經(jīng)常出現(xiàn)停車的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)一系列的試驗(yàn)后證明，由于進(jìn)氣道過(guò)短，迎面氣流進(jìn)入不夠穩(wěn)定(尤其是在滑跑過(guò)程中)，在飛行中產(chǎn)生貧油，當(dāng)貧油較重時(shí)便會(huì)停車。此外，由于模型滑跑過(guò)程中的顛簸，造成油箱內(nèi)油面的變化，有時(shí)油面會(huì)低于油咀孔，因而會(huì)使汽油從燃料導(dǎo)管中退回油箱造成發(fā)動(dòng)機(jī)停車。

根據(jù)上面的分析，把發(fā)動(dòng)機(jī)加以改善作成了第二臺(tái)PAM－1噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(見(jiàn)圖)。主要是加長(zhǎng)了進(jìn)氣道，裝上了環(huán)形油箱。

環(huán)形油箱的外殼是三層亞麻布圍成以干酪膠或透布油粘在一起，內(nèi)殼是賽璐珞卷成，制作時(shí)需要有一根加熱的木棒作芯軸。油箱全部外表面都最好涂上一層耐火漆。

氣化器和油管是利用斷面3×2毫米的銅管做成，外面卷上一、二層涂上膠的紙然后再粘牢在油箱壁上。氣化器油咀橫在進(jìn)氣道最后面，它兩側(cè)各有一排7個(gè)直徑0.4毫米的小孔。在油管的圖示部位上用直徑2.6毫米的小螺釘作為油門(mén)閥。環(huán)形油箱的輸油管大大的縮短了，只需要70毫來(lái)長(zhǎng)。

由于油箱裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的頭部，使模型飛機(jī)的方案大大改善。發(fā)動(dòng)機(jī)代替了機(jī)身，用鋼片做的箍圈把機(jī)翼和尾翼固定在機(jī)身(發(fā)動(dòng)機(jī))上，起落架很短小，它被固定在“活門(mén)柵欄”(擋鈑)上。這架模型飛機(jī)的速度達(dá)到了200公里/小時(shí)。

在環(huán)形油箱內(nèi)，油面環(huán)繞為油咀孔，當(dāng)模型滑跑和飛行中發(fā)生顛簸時(shí)，供油不會(huì)受到影響。這是因?yàn)榻?jīng)常有不多的燃料液面高于油咀孔，燃料從輸油管退回油箱已不可能。隨著速度的增加，貧油現(xiàn)象也因進(jìn)入更大量的混合氣而被消除。

蘇聯(lián)曾經(jīng)成批生產(chǎn)的PAM－1發(fā)動(dòng)機(jī)，開(kāi)始時(shí)在試驗(yàn)臺(tái)上只產(chǎn)生1.2－1.3公斤的推力，當(dāng)換上環(huán)形油箱后推力增加到1.5－1.6公斤。

推力的增加，主要是進(jìn)氣道加長(zhǎng)，控制了雜亂的迎面氣流，使其穩(wěn)定的通過(guò)擴(kuò)散和氣化器進(jìn)入燃燒室，進(jìn)氣量增加了，大量的混合氣進(jìn)入燃燒室。

除了進(jìn)行了上面一些試驗(yàn)外，還在尾噴管的末端加了60毫米長(zhǎng)的喇叭口，它和噴管壁的角度小于7°，并把原有PAM－1的活門(mén)孔擴(kuò)大。這些改變又使模型速度上升到210公里/小時(shí)。

以后，伊萬(wàn)尼柯夫又制造了新的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)PAM－И1，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管是用厚0.3毫米不銹鋼片卷起點(diǎn)焊成的?！盎铋T(mén)柵欄”仍采用PAM－1型的，但“活門(mén)窗口”經(jīng)過(guò)了強(qiáng)烈的鏜孔擴(kuò)大。燃燒室開(kāi)始直徑是64毫米，以后把它套在型胎上延展到68毫米，從燃燒室到尾噴管的過(guò)渡改為圓滑曲面。

尾噴管直徑是39毫米，末端喇叭口長(zhǎng)70毫米，和噴管壁成7°角。特殊改善性能的方法是在燃燒室內(nèi)焊上了錐形圓環(huán)。它與室壁7°角，長(zhǎng)15毫米。目的在于延