Строим реактивный ранец: Bicycle Day

    Всем привет, сегодня 19 апреля — Легендарный Солнечный День, или День велосипеда.

    Половина людей, которые узнают о том, что мы работаем над реактивным ранцем, советуют мне связаться с блогером Игорем Негодой, который прославился чудо-велосипедом. Но такие велики строят уже более 30 лет, причем даже и китайцы, и мелкие пацаны. Даже в Top Gear такой тестировали.

    image

    На фото — Jeff Christensen, конструктор реактивного велосипеда 1980 года. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель использовался для выкуривания врагов из потаённых норок и окопов.

    Под катом — подборка 44 видосов по годам с разными конструкциями реактивных байков.

    Для нас, как практиков, было ценным посмотреть все эти видосы, чтобы понять, какие шланги, скотч, канистры используют инженеры, какой конструкции бывают топливный баки, как осуществляется укладка топливных магистралей и электроники, как мониторят параметры и как прикручивают систему управления. Как решают вопрос огнезащиты (от спортивных шорт до полного боевого комбеза пожарника 5й степени), да и просто — столько разных инженеров это делают — значит и нам пора ускориться.

    2007
















    2008






    2009


    На движках JetCat







    2010










    Турбо-пацаненок 1



    2011


    Турбо-пацаненок 2



    Турбо-пацаненок 3
    Судя по тачкам в гараже, пацан легко может с карманных денег купить ТРД за 5000$



    2012






    В Тайланде на движках JetCat


    Top Gear


    2013






    2014


    Рекорд скорости



    Баночка от RedBull в качестве бака







    https://www.youtube.com/watch?v=J2wQuS4pbo8





    2015


    На движках JetCat





    Обратите внимание на защиту


    2016


    Китайцы











    2017


    Креосан







    2018




    Заключение


    Я заметил две вещи.

    Первое — стали появляться премиум-велики, дорогие с продуманной компоновкой. Это значит что этим стали заниматься люди с деньгами и компетенциями.

    Второе — стали появляться совсем ущербные велики «на фанерке», фольге и скотче — а это значит, что порог вхождения «в отрасль» снизился и все больше «криосанов» начинают экспериментировать с ТРД, что тоже хорошо «для отрасли».

    Кстати, к нам после предыдущего поста присоединился клевый инженер с богатым аэробэкграундом, сейчас он помогает реверс-инжинирить крыло Ива Росси, с формулками и расчетами.




    «Горит на небе новая звезда. Ее зажгли, конечно, хулиганы.» (Валентин Гафт)

    image

    Следить за тем, как мы делаем первый российский турбореактивный аппарат вертикального взлета можно тут:
    блог на Хабре
    канал в Телеграм
    группа VK
    мой профиль в Fb
    — письма писать сюда alexey.stacenko@gmail.com

    image

    Jet Hackers

    135,98

    Мы инженеры, делаем вещи из будущего

    Поделиться публикацией
    Комментарии 34
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        –1
        Подборка из игр — на очереди. :)))
          +2
          Не надо подборок. Гиктаймс — не место для ваших плейлистов с ютуба.
            –2
            Хорошая штука будет, не пожалеете :)))
          +3
          А как же наши Российские парни?? Вот же из Ростова:
            +3
            Это еще и наглядная демонстрация того, как развивались камеры — качество видео от года к году все лучше.
              +2
              Игорь Негода, насколько я понимаю, прославился не столько чудо велосипедом, сколько самостоятельно изготовленным в гараже турбореактивным двигателем (ТРД). И новизна именно в этом, а не в зрелищных и не очень методах его тестирования, где велосипед — лишь один из методов, но не самоцель. Самодельный самолет этот самодельный двигатель тоже поднимал.
                0
                Игорь большой молодец. Уважаю.
                Как инженера и как медийщика.
                Очень бы хотелось, чтобы он смог сделать толковый движок, который переплюнет немецкие. Первый у него их куплю.
                  +1
                  При всем уважении к Игорю, он скорее понижал входную планку, чем соревновался бы с лидерами рынка по техническим параметрам. Понятно что самоделке сложно (если не невозможно) соревноваться с конторами, серьезно вкладывающихся в R&D. Но по параметру цена/мощность может и будет смысл сравнивать :-) Для ваших же применений надежность — критически важна, так что боюсь он не сможет состязаться в ближайшем будущем с немцами и т.п. Желаю и ему и вам успехов, вы по-хорошему сумасшедшие. И это здорово!
              +1
              Из занятий авиамоделированием в детстве вспоминается, что на небольших скоростях, скажем, до сотни км/ч, кпд реактивного двигателя очень мал. Эффективнее использовать воздушный винт. По небезопасности, думаю, сопоставимо)
                +2
                КПД реактивного двигателя зависит от скорости истечения струи и вобщемто мал на любых дозвуковых скоростях. На околонулевых скоростях КПД порядка ОДНОГО процента. Просто на сверхзвуке нереактивный не работает.
                  +1
                  Почему тогда в дозвуковые КР (600-800 км/ч) ставят именно турбины? Мне кажется, двс вписать в габарит ракеты, вместе со складным винтом можно без проблем. Или всё-таки мощность (=скорость) будет меньше при сравнимой массе/габаритах?
                    +1
                    В смысле? КПД турбины вполне приличный. КПД реактивного малый.
                    ДВС имеет меньшую мощность на килограмм чем турбина, сильно. В десятки и сотни раз больше материала.

                    image
                      +1
                      КПД турбины вполне приличный. КПД реактивного малый.

                      Т.е. ТРД — не реактивный двигатель, получается? Тут какая-то путаница с терминологией возникла, видимо.
                      ДВС имеет меньшую мощность на килограмм, сильно.

                      Да, уже посмотрел цифры, причина именно в этом. Хотя всё равно дешевле было бы, а большего и не надо в большинстве случаев. Впрочем, вылилось всё в камикадзе-дроны, они даже более гибкие.
                        +2
                        Неа. Многоконтурные самолетные турбины это фактически турбина как на электростанции которая вращает не генератор, а винт. Она почти до нуля(ну до какихто 200кмчас на стоянке и до 1000кмчас в полете) замедляет поток и температуру сбрасывает, КПД имеет до 80%, в два раза лучше, чем у поршневого ДВС и на порядок лучше реактивного на данных скоростях.

                        Принцип движения — не реактивный. Вернее реактивные, но там воздух откидывается второй турбиной, продукты сгорания толкают турбину которая крутит вторую

                          +1
                          Спасибо, почитаю. Всегда думал, что всякие турбовинтовые штуки — по сути ТРД с прикрученным винтом и ненулевой (впрочем, несущественной) реактивной тягой, и только турбовальные имеют какие-то дополнительные ступени, чтобы выжимать максимум.
                    0
                    arheops, а какое определение КПД вы используете?..
                    По-моему правильно будет считать отношение кинетической энергии истекающего газа к химической энергии сгорающего топлива. В этом случае КПД ТРД, независимо от скорости — десятки процентов. Ну, т.е., от скорости КПД зависит, но при любой он составит десятки процентов.
                    Если же вы считаете отношение работы, совершаемой силой тяги двигателя, к химической энергии топлива, то да, оно и нулевым может быть. Только вот ДВС автомобиля по такой системе тоже нулевой КПД имеет, пока вы на светофоре стоите!
                      0
                      КПД в вашем смысле будет близок к 100%(ну после нагрева двигателя и если учесть еще и 5% расходов на звуковую волну). Только толку то?
                      КПД это переданная на движение энергия разделенная на затраченую. Графики вон выше.
                        0
                        Это не в моём случае, а именно так КПД ракетных и реактивных двигателей всегда и измеряют. И, увы, он очень далеко не 100%. 50% уже считается очень хорошим показателем.
                        КПД в вашем смысле вообще ничего не говорит непосредственно о двигателе. Поставьте маломощный двигатель на тяжёлый самолёт: топливо двигатель будет тратить, но самолёт при этом с места не сдвинется (тяги не хватает). По вашему выйдет, что двигатель настолько плох, что КПД его равен в точности нулю. Но ведь двигатель-то при этом может быть шикарным! Просто он должен стоять на лёгком самолёте, который он разгонит до пары махов…
                          0
                          Это значит, что вы, как конструктор всей системы, сделали систему с 0% КПД.
                          Что вы там в нее ставили и что оно показывает на стендах — неважно.
                          Мы тут говорим именно о результирующем КПД.
                            0
                            Процитирую вас же:
                            КПД реактивного двигателя зависит от скорости истечения струи и вобщемто мал на любых дозвуковых скоростях. На околонулевых скоростях КПД порядка ОДНОГО процента

                            Ещё раз:
                            КПД реактивного двигателя зависит от скорости истечения струи и вобщемто мал на любых дозвуковых скоростях. На околонулевых скоростях КПД порядка ОДНОГО процента

                            Вы делали заявление об эффективности двигателя, а не транспортного средства, оснащённого им.
                            КПД именно двигателя — десятки процентов, нечего его опускать.
                            Вот КПД оснащённого им транспортного средства — да, может быть и около 1%.
                              0
                              Оверквотинг запрещен.
                              КПД (называемый «полетный» ) зависит от разницы в скорости исходящей струи и потока. Все поняли, кроме вас похоже.
                              Картинка выглядит вот так image
                              Именно по этому оно и используется на сверхзвуковых самолетах, поскольку это единственный доступный вариант, при котором КПД растет на таких скоростях, а не падает.
                                0
                                Полётный КПД — это эффективность преобразования механической работы двигателя в работу по движению транспортного средства. Он вовсе не является КПД самого двигателя. Равно как и не является КПД транспортного средства в целом.

                                Ещё раз, если так и не поняли: вы заявили, что КПД реактивного двигателя, а не полётный КПД, порядка 1%

                                Впрочем, а давайте прикинем полётный КПД?.. Скорость истечения струи из двигателя порядка 500-600 м/с (в двигателях, рассчитанных на два маха крейсерской скорости, конечно же больше, но таких крайне мало). Подыграем вам — пусть 600.
                                «Порядка 1%» будем считать равными 3% (вновь подыграем, не будем требовать прямо 1%).
                                Тогда скорость самолёта должна составлять… 9 м/с — скорость быстро бегущего человека!
                                  0
                                  Я не знаю чего вы пытаетесь добиться. Максимальное КПД у реактивного двигателя при скорости истечения струи около сверхзвука или больше.
                                  Мне вообще говоря непонятно, что вы хотите. Потому не вижу смысла разубеждать вас.
                                  У ракетных двигателей КПД меньше 1% в стоячем положении. Они запускаются ускорителями с меньшей скоростью истечения.
                                  Самолеты вообще большинство имеют турбо-двигатели.
                                    0
                                    Пытаюсь добиться от вас того, чтобы вы не запутывали читателей неправильной терминологией, ведущей к совершенно неправильному пониманию ситуации*.
                                    Сейчас вот вы тут приплели зависимость КПД от скорости истечения, что вообще нигде не всплывало ранее…

                                    С ракетами вообще шикарно… Где вы у Союза нашли «ускорители с меньшей скоростью истечения»? А у Протона? А у адово-популярного нынче Falcon 9?..
                                    Вы явно попутались с одним из двух:
                                    1. скорость истечения у ракетного двигателя максимальна в вакууме, а когда запускаешь его в атмосфере, то давление воздуха тормозит струю. Это вовсе не повышает эффективность, она от этого сугубо падает, но избавиться от этого эффекта невозможно;
                                    2. некоторые (но далеко не все!) ракеты используют на первой ступени дополнительные твёрдотопливные ускорители. Их важнейшее преимущество — огромная тяга при малой цене. Но их недостаток — малая скорость истечения. При грамотном балансе мощности ЖРД первой ступени и твёрдотопливного ускорителя ракету можно сделать дешевле, но вовсе не эффективнее в смысле КПД.

                                    С ракетными двигателями** мне вообще очень просто доказать ошибочность вашего утверждения о КПД: открываем характеристики любого плазменного или ионного двигателя, ну, например, безумно массового СПД-100В, и читаем: «КПД (тяговый и др.), % 45».
                                    Скорость истечения струи из этого двигателя — 15,7 км/с.
                                    Орбитальная скорость аппаратов, на которые его ставят, 3,1 км/с.
                                    Легко заметить, что 45% ну совсем не стыкуются с тем, что должно получаться из ваших заявлений… А всё потому, что эффективность ракеты ну вот в принципе от её скорости никак зависеть не может. Ну хоть бы потому, что относительно чего эту скорость измерять? Относительно Реликтового Излучения или относительно Марса?..

                                    Ну и «турбо-двигатель» — он не реактивный? o_O

                                    * - реальная ситуация:
                                    Реактивный, в том числе турбореактивный, турбовентиляторный, турбовинтовой, двигатель (и, кстати, ДВС или электромотора с воздушным винтом это точно также касается) тратит энергию (в виде топлива) на разгон воздуха. КПД этого двигателя определяет отношением кинетической энергии воздуха, которая есть полезный результат его работы, к затраченной двигателем энергии.
                                    Разгон воздуха в одном направлении создаёт тягу в противоположном направлении. Мы можем подсчитать отношение потребляемой двигателем в единицу времени энергии к развиваемой тяге и таким образом получить «энергетическую цену тяги». У разных двигателей число может получиться очень разным, не смотря на близкий или даже одинаковый КПД.
                                    Почему так?
                                    Потому, что одинаковая кинетическая энергия может получится как при разгоне огромного количества воздуха до небольшой скорости, так и при разгоне малого количества воздуха до очень высокой. Хотя энергия у струи воздуха будет одинаковой, в первом случае импульс, а значит и тяга, будет куда выше.
                                    Увы, у малой скорости воздуха есть минус: чтобы выбросить много воздуха нам нужно сначала захватить двигателем много воздуха, а для этого нам нужно иметь большое сечение впускного отверстия двигателя. С ростом скорости самолёта двигатель с большим сечением будет создавать всё больше сопротивления движению, пока наконец, при скорости самолёта, примерно равной скорости истечения воздуха из двигателя, сопротивление, создаваемое одним лишь двигателем, не сравняется с его тягой. Обычно сопротивление, создаваемое самим же двигателем, вычитают из его тяги и говорят, что его тяга падает с ростом скорости самолёта. Что характерно, жечь меньше топлива двигатель от этого не начинает… А значит можно говорить о росте цены тяги. Также можно говорить о снижении КПД двигателя с ростом скорости, т.к. его полезная работа — это уже не просто кинетическая энергия выбрасываемого воздуха, а разность между кинетической энергией выбрасываемого воздуха и энергией набегающего воздуха, который тормозится, ударяясь о лопатки первых ступеней турбины.
                                    В результате для каждой скорости полёта есть оптимальная скорость истечения воздуха, когда расходы энергии на создание тяги минимальны. Для неторопливых самолётов подходят огромные турбовентиляторные или даже турбовинтовые двигатели с низкой скоростью выбрасываемого воздуха, ну а если нужны максимальные скорости, то двигатель берут турбореактивный, у которого скорость большая. В плюс турбореактивному двигателю идут также простота, а от того и дешевизна, а также малые размеры и масса, так что порой его используют и на скоростях, когда он не оптимален в плане эффективности.
                                    Иногда некоторые люди задаются вопросом, а какая доля от энергии выбрасываемого двигателем воздуха, преобразуется в энергию работы силы тяги. Это отношение называют «полётным КПД». По сути дела оно не имеет никакого значения, т.к. при скорости самолёта, равной скорости реактивной струи, этот КПД вроде как 100%, но самолёт так быстро лететь не может (во всяком случае горизонтально и длительное время), т.к. сама тяга равна нулю и по сути топливо сгорает впустую, если просто сбросить двигатель, то для самолёта ничего не поменяется. Т.е. «полётный КПД» вроде как 100%, а реальная эффективность нулевая… Напротив, на околонулевых скоростях полётный КПД вроде как нуль, а самолёт тем временем бодренько разгоняется по взлётно-посадочной полосе…
                                    Более применимой будет зависимость КПД самолёта в целом, т.е. отношения работы силы тяги его двигателя к расходу энергии в виде топлива, от его скорости. КПД самолёта в целом равен произведению КПД двигателя (который на высоких скоростях падает) на полётный КПД (который напротив, близок к нулю на малых скоростях). Из этого графика можно будет судить о диапазоне оптимальных для самолёта с этим двигателем скоростей.
                                    Ещё раз хочу заметить, что полётный КПД в 1% возможен только на совсем уж низких скоростях, на уровне скорости человека «на своих двоих». Ну а КПД двигателя падает до 1% только при скорости полёта совсем уж вплотную к скорости его реактивной струи.

                                    ** - ситуация с ракетными двигателями:
                                    В ракетных двигателях всё не так, как в обычных реактивных. Ракетный двигатель не забирает снаружи воздух для своей работы, он вообще находится в аэродинамической тени топливных баков и полезной нагрузки, так что никак с набегающим потоком воздуха не взаимодействует, а потому его тяга, КПД и т.д. не зависят от скорости ракеты. Полётный КПД также от неё не зависит, что и позволяет нам достигать скорости в 11 км/с на двигателях со скоростью истечения струи всего 3-4 км/с.
                                    Т.к. ракетный двигатель не забирает наружный воздух, то он не имеет выбора между «разогнать много массы до маленькой скорости или мало до большой», масса у него строго задана — это масса топлива в баках, а значит разгонять её нужно настолько быстро, насколько получится.
                                    В случае ЖРД — без вариантов. Чем выше скорость струи — тем, во всех отношениях, лучше характеристики двигателя. Правда двигатель может оказаться многократно дороже, от того тот же Falcon 9 летает на далеко не самых эффективных двигателях, но при этом крайне успешен… При заданном топливе скорость струи полностью определяется КПД двигателя.
                                    В случае электроракетных двигателей (плазменных, ионных) имеется внешний источник энергии ограниченной мощности, а значит от скорости выбрасывания рабочего тела зависит тяга: быстрее выбрасываем — меньше тяга. Двигатель не становится от этого менее эффективным, наоборот, но малая тяга увеличивает время выполнения манёвров. С другой стороны, требуется меньше рабочего тела, аппарат становится легче, а это скорость манёвров увеличивает. Так что для таких двигателей вновь появляется некоторое оптимальное значение скорости истечения, при котором достигается наилучший баланс массы рабочего тела в баках, потребляемой электрической мощности и затрат времени на манёвры. Эта оптимальная скорость может многократно меняться в зависимости от конкретной ситуации. Но вот от скорости самого космического аппарата тут ничего не зависит, т.к. для космического аппарата просто не существует однозначного определения его скорости: если мы летим с Земли на Марс, то скорость можно измерять как минимум относительно Земли, относительно Марса и относительно Солнца, и это будут скорости, отличающиеся в разы. А в принципе наиболее фундаментальная «точка отсчёта» скоростей — это вообще Реликтовое Излучение…
                                      0
                                      Читать эту простыню тупо влом. Пишите статью, заценим.
                  +1
                  Не будет ли в десятки или даже сотни раз дешевле для сноуборда/велосипеда использовать ракеты? Там даже серийных модельных движков должно хватить, можно поставить пару штук с поочерёдным запуском, если время работы не устраивает. Бонусом шлейф дыма и неповторимый аромат.
                    0
                    Сноуборд — это промежуточный этап, стенд для испытаний. Конечная цель — реактивный ранец.
                      +1
                      Тогда хорошая реклама, да.
                      Вообще, в голове не укладывается такая цена джеткетов и 25 часов наработки до заводского сервиса (в Европе так и не открыли центр, придется засылать в Штаты каждый раз?). И это не осевой компрессор даже. Жуть.
                        +1
                        Немецкая контора, сервис в Германии. И куууча вопросов с таможней…
                          0
                          Из-за цены пытаются проводить как промышленное оборудование, или всё интереснее и может даже с подключением ФСБ?
                    +1
                    Возник вопрос. Не было ли у вас идеи купить, или сделать самостоятельно, кайтвинг-крыло в дополнение к сноуборду?
                    Если взять размером побольше, то на подлёты должно хватить…

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое