En YouTuber har laget en fungerende, hjemmelaget etterbrenner ved hjelp av hovedsakelig 3D-printede deler. I en test økte skyvekraften fra en elektrisk viftebasert jetmotor med 50 prosent da etterbrenneren ble slått på.

Michael Rechtin tok utgangspunkt i en såkalt EDF, en elektrisk vifte i et rør, og sprøytet propan inn i eksosen. Gassen ble deretter antent, slik at den oppvarmede luften utvidet seg og ble sendt ut med høyere hastighet.

Slik fungerer løsningen

En EDF, eller «electric ducted fan», består i praksis av en høyhastighetsvifte inne i en kanal. Slike enheter brukes blant annet i modellfly for å etterligne jetmotorer. I motsetning til konvensjonelle jetmotorer brenner ikke en EDF drivstoff. En elektrisk motor driver viften, som akselererer luft bakover og dermed skaper skyvekraft fremover.

Rechtin monterte et forbrenningskammer bak viften. Tanken var at viften først skulle akselerere luften gjennom kanalen som normalt. Deretter skulle propan tilføres luftstrømmen nedstrøms for viften og antennes med en tennkilde.

Forbrenningen tilfører varmeenergi til luftstrømmen. Når luften varmes opp, utvider den seg, og den varme gassen kan i teorien forlate dysen med langt høyere hastighet enn uten forbrenning. Det kan gi økt skyvekraft dersom konstruksjonen klarer å omsette energien effektivt.

Lavt trykk gjør konstruksjonen krevende

At luften blir varmere, betyr imidlertid ikke automatisk at skyvekraften øker. Et ekstra forbrenningskammer kan også føre til trykktap, turbulens og motstand som reduserer eller utligner gevinsten.

I en vanlig etterbrenner passerer luften først gjennom en jetmotor eller turbojet som komprimerer den betydelig. Når luften når etterbrenneren, har den fortsatt nok trykk til å kunne akselereres videre.

En EDF komprimerer derimot innkommende luft svært lite. Det skaper blant annet utfordringer med å holde flammen stabil. Luftstrømmen kan slukke flammen, særlig dersom drivstoffet ikke blandes godt nok. Uten tilstrekkelig trykk og en egnet dyse kan mye av den ekstra varmen dessuten forsvinne ut uten å gi tilsvarende økning i skyvekraft.

Dermed er det ikke nok å montere et forbrenningskammer bak viften for å lage en etterbrenner. Konstruksjonen må også håndtere forbrenningsstabilitet, trykkforhold og hvordan energien omsettes til høyere hastighet på eksosgassen.

Økte fra 9 til 13,3 newton

Ifølge Rechtins video produserte viften alene en skyvekraft på 2 pund-kraft, tilsvarende 9 newton. Med etterbrenneren aktivert økte målingen til 3 pund-kraft, eller 13,3 newton.

Det tilsvarer en økning på 50 prosent. Testen viste samtidig tydelige tegn på belastningen konstruksjonen ble utsatt for. Rett etter forsøket hadde de 3D-printede delene fått betydelige forkullinger, men de så ut til å ha overlevd temperaturene fra forbrenningen.

Siden enheten i hovedsak er laget av plast, kan gjentatt bruk likevel etter hvert føre til varig skade. De fleste plastmaterialer som brukes til 3D-printing mykner ved temperaturer som ligger langt under temperaturen ved propanforbrenning.

Rechtin hadde tatt høyde for dette i utformingen og brukt en geometri som skulle gi delene bedre mulighet til å tåle forsøkene. At komponentene er 3D-printede, gjør det også enkelt å produsere erstatninger. Den videre planen er likevel å lage en oppgradert versjon i metall i stedet for 3D-printet plast.