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Sonic Ramjet.

Ce document décrit un moteur basé sur des sons de basse fréquence, appelé unun ramjet sonique.— qui génère une poussée suffisante pour déplacer un petit modèle de vaisseau. Le design contientpas de pièces mobiles.au-delà du diaphragme du haut-parleur lui-même. La poussée provient strictement dedes ondes sonores.sortant de la buse.

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Aperçu

• Moteur.: Une chambre de résonance imprimée en 3D (le "moteur") qui achemine le son de 40 Hz vers un jet comprimé.
• Méthode de propulsion.: Empiler et faire résonner une tonalité de 40 Hz environ trois fois pour former un jet d'onde uniforme.
• Inspiration.: Des bruits supersoniques, des voitures à basse fréquence qui font trembler des maisons entières, ainsi qu'un effet de vibration de chambre qui réduit les frictions (inspiré conceptuellement par les insectes aquatiques).

Un STL monomoteur est fourni ici. Les fichiers supplémentaires pour la configuration du "véhicule de résonance sonore" multimoteur seront partagés séparément.

• Démonstration vidéo - Petit véhicule à résonance.
• Démonstration d'un moteur soufflant du papier de 3 pouces.

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Fichiers STL.

Variantes

1. Version de 1,5 pouce.– Conçu pour un haut-parleur de 1,5".
2. Version de 3"- Un design plus robuste destiné à un haut-parleur de 3", mais pouvant être adapté à des tailles plus grandes (par exemple, 4", 5", etc.).

Important.: Toujours vérifier que le diamètre extérieur du haut-parleur correspond au support du haut-parleur du modèle. Si vous prévoyez d'utiliser un haut-parleur d'une taille différente, il suffit simplement de...Scalez le modèle.En conséquence, dans votre slicer.

Note: Le fichier de conception de 3" est plus durable et recommandé pour un agrandissement plus important.

Orientation de l'impression.: Imprimez le moteur dans unOrientation verticale(la buse faisant face vers le haut ou vers le bas) pour préserver la géométrie interne et réduire le matériau de support.

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Exigences de base

1. Orateur.
   • Typiquement 1,5" ou 3", mais peut être redimensionné à 4" ou plus si désiré.
2. Amplificateur.
   • Tout petit amplificateur capable de produire une puissance de sortie d'environ 10 W ou plus.
3. Signal de 40 Hz.
   • Un générateur d'onde sinusoïdale est la manière la plus directe d'obtenir des performances cohérentes à 40 Hz.
   • L'utilisation d'un module Bluetooth est pratique pour diffuser des tonalités de test à partir d'un téléphone ou d'un appareil de musique.
4. Scaling
   • Si vous choisissez une taille de haut-parleur différente de 1,5" ou 3", ajustez les dimensions du fichier STL en conséquence avant d'imprimer.

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BOM

Voici les composants utilisés dans une configuration de référence, bien que des substituts puissent fonctionner de manière similaire :

1. Amplificateur audio.
   • Modèle : TPA3116 D2 XH-M543.
2. Récepteur Bluetooth.
   • Modèle : XY-BT-Mini (ou similaire).
3. Haut-parleur (1,5")
   • Exemple : SOTAMIA 40 mm (4 Ω / 5 W).
   • Note: Si les fichiers ont été préalablement mis à l'échelle pour des haut-parleurs de ~52 mm, utilisez unÉchelle de 133 %pour correspondre à ce diamètre plus grand si vous avez déjà des unités de 52 mm.
4. Haut-parleur (3")
   • Exemple : Haut-parleur portable pleine gamme SOTAMIA de 3" (2 Ω / 5 W).
5. Batterie
   • Recommandé : pack Li-ion 2S de 8,4 V (fabriqué à partir de cellules 18650).
   • L'amplificateur peut gérer des tensions plus élevées, mais le module Bluetooth est généralement conçu pour fonctionner avec des tensions de 3,7 à 5 V. Un convertisseur abaisseur ou une alimentation séparée peut être nécessaire.
6. Roulements (optionnels)
   • Pour un "buggy sonore", l'utilisation de petits roulements (par exemple, 11 mm × 5 mm) sur les roues peut réduire les frictions. Ceux-ci peuvent souvent être achetés en ligne à un prix inférieur à celui des magasins de bricolage locaux.

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Mises à jour

• La version de 3" a été ajoutée.
  • Ça s'adapte facilement si on utilise des haut-parleurs de 4" ou plus grands.
  • Contient un support au centre pour des expériences avec des arcs de plasma ou des tests à haute tension similaires (étape de prototype non testée).
  • Performance:
  • Pas aussi optimisé que le design de 1,5" ; c'est une seule pièce solide destinée à des essais préliminaires.
  • Génère une poussée surprenante à 8,4 V.
  • Une performance plus forte peut nécessiter une chambre plus longue et plus conique.
  • Le haut-parleur plus grand (3") est plus efficace que le plus petit, et une tension plus élevée à l'amplificateur peut générer plus de poussée. Soyez prudent à partir de 12 V.

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Instructions d'assemblage

1. Montage de l'enceinte.

• Version de 1,5 pouce.
  • Coller l'enceinte à l'ouverture arrière de la chambre à l'aide d'un ruban adhésif électrique, en s'assurant qu'aucun orifice de ventilation de l'enceinte ne soit bloqué.
• Version de 3"
  • Utilisez4 vis M3dans les trous de montage dédiés. Un joint ou une mousse fine peut aider à sceller les bords pour un flux d'air plus efficace.

2. Câblage du module Bluetooth.

• Identifiez.L, R et G.sur le dessous du module.
• Soudez les fils de ces plots à l'entrée audio gauche/droite de l'amplificateur et à la masse.

3. Connexions de l'amplificateur et des haut-parleurs.

1. Connectez le récepteur Bluetooth.L, R, Gaux fils d'entrée de l'amplificateur.
2. Connectez les fils de l'enceinte (positif et négatif) auLa sortie du haut-parleur.sur l'amplificateur.
3. Assurez-vous que la polarité est correcte :+sur le haut-parleur pour+sur la sortie de l'amplificateur,–à–.

4. Considérations relatives à la puissance.

• Le module Bluetooth nécessite une tension de 3,7 à 5 V, tandis que l'amplificateur peut gérer des tensions plus élevées.
• Approche commune :
  • 8,4 Vd'un pack Li-ion 2S vers l'amplificateur.
  • AConverter Buck(ou une alimentation séparée de 5 V) alimentant le module Bluetooth.
• Si vous n'êtes pas familier avec les packs Li-ion et la conversion DC-DC, envisagez deux sources d'alimentation séparées :
  • Un petit 3,7–5 V pour le module BT, et 8–12 V pour l'amplificateur.

5. Contrôle du volume.

• L'amplificateur TPA3116 D2 (XH-M543) comprend généralement deux boutons pour le volume L/R.
• Les boutons imprimés en 3D peuvent être utiles pour affiner la sortie.

6. Opération

1. Connectez l'amplificateur à son alimentation électrique (par exemple, un pack Li-ion de 8,4 V).
2. Alimentez ou connectez le module Bluetooth à sa source d'alimentation de 5 V (ou appropriée).
3. Associez le module à un téléphone ou envoyez une onde sinusoïdale de 40 Hz à partir d'un générateur dédié.
4. Réglez le volume de l'amplificateur jusqu'à ce que le moteur produise une note forte et résonnante de 40 Hz.

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Niveaux de sécurité et de bruit.

Les moteurs de 1,5" et de 3" créent tous deuxDes ondes fortes et à basse fréquence.. Une protection auditive est recommandée. Soyez prudent avec :

• Expériences d'arc à haute tension.(si vous explorez le plasma).
• Des tensions plus élevées.Sur l'amplificateur, car ils peuvent produire des niveaux de pression sonore extrêmes.

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Ce concept de ramjet sonique démontre comment l'énergie acoustique à basse fréquence peut être exploitée pour générer une poussée mesurable, même en utilisant de petites pièces facilement disponibles :

• Aucune pièce mécanique mobile.au-delà du diaphragme de l'enceinte lui-même.
• Des résultats immédiats impressionnants.—le design est efficace dans les démonstrations de propulsion sur table.
• Des extensions potentielles.vers la propulsion assistée par plasma pour des expériences avancées.

La communauté des fabricants est encouragée à explorer, modifier et adapter ces designs, en partageant de nouvelles découvertes et améliorations.

Non.

Oui.