Цикл Гамфрі

Цикл Га́мфрі (англ. Humphrey cycle) — прямий газовий ізохорний цикл повного розширення, що описує робочий процес клапанного пульсуючого повітряно-реактивного двигуна. Цей цикл було реалізовано у пульсуючому повітряно-реактивному двигуні німецької крилатої ракети Фау-1.

Анімація роботи клапанного пульсуючого повітряно-реактивного двигуна

p-V діаграма циклу Гамфрі

Ідеальний цикл Гамфрі складається з таких термодинамічних процесів:

• 1—2 адіабатичне (ізоентропійне) стиснення робочого тіла за рахунок напору зустрічного потоку повітря (при відкритому клапані);
• 2—3 ізохоричне нагрівання при згорянні пального у замкнутому об'ємі (при закритому клапані);
• 3—4 адіабатичне розширення;
• 4—1 ізобаричне (за сталого тиску) охолодження.

Термічний коефіцієнт корисної дії циклу записується рівнянням:

${\displaystyle \eta =1-{\frac {k}{\pi ^{\frac {k-1}{k}}}}{\frac {(\lambda ^{1/k}-1)}{(\lambda -1)}}}$,

де: ${\displaystyle \,k}$ — показник адіабати, ${\displaystyle \,\pi =p_{2}/p_{1}}$ — ступінь підвищення тиску в адіабатичному процесі 1—2, ${\displaystyle \,\lambda =p_{3}/p_{2}}$ — ступінь підвищення тиску в ізохоричному процесі 2—3.

ККД циклу також може бути записаний еквівалентним рівнянням:

${\displaystyle \eta =1-{\frac {k}{\pi ^{\frac {k-1}{k}}}}{\frac {(\lambda _{o}/\pi )^{1/k}-1}{\lambda _{o}/\pi -1}}}$,

де ${\displaystyle \,\lambda _{o}=p_{3}/p_{1}}$ — загальний ступінь підвищення тиску у циклі.

При ${\displaystyle \,\pi =1}$ цикл Гамфрі вироджується у цикл Ленуара, за яким працює клапанний пульсуючий повітряно-реактивний двигун у статичному стані (за відсутності напору зустрічного повітря).

Отже, термічний ККД циклу Гамфрі є прямою функцією ступеня стиску ${\displaystyle \pi }$ та ступеня підвищення тиску ${\displaystyle \lambda }$ при підведенні теплоти по в умовах ізохорного процесу.

Див. також

• Цикл Ленуара
• Пульсуючий повітряно-реактивний двигун
• Фау-1

Джерела

• Сайфетдинов Р. Рабочий процесс пульсирующих воздушно-реактивных двигателей. — LAP Lambert Academic Publishing, 2011. — 127 с. —
• Bruno Ogorelec Valveless Pulsejet Engines 1.5 на сайті «hpulse-jets.com»