В основе эксперимента лежит стандартный для авиамоделистов электрический импеллер (EDF) — по сути, мощный вентилятор в трубе, который создаёт тягу за счёт разгона воздуха. В отличие от настоящего турбореактивного двигателя, в нём нет процесса сжигания топлива и сильного сжатия воздуха. Майкл решил исправить это, напечатав на 3D-принтере дополнительную секцию — прямоточную камеру сгорания, которую он установил сразу за вентилятором. В полётном режиме система работает так: импеллер нагнетает поток, в него впрыскивается пропан, а встроенная свеча зажигания воспламеняет смесь.

Изображение: Interestingengineering.com

Физика процесса повторяет принцип работы форсажной камеры на боевых самолётах. Сгорание топлива резко нагревает воздух, он расширяется и выбрасывается из сопла с гораздо большей скоростью. Поскольку реактивная тяга — это, по сути, передача импульса, чем быстрее вы отбрасываете массу воздуха назад, тем сильнее толкаете аппарат вперёд. На бумаге всё выглядело логично, однако на практике у EDF есть серьёзная проблема: он почти не сжимает воздух. В настоящем реактивном двигателе компрессор создаёт высокое давление, необходимое для стабильного горения, а здесь поток от вентилятора мог легко задуть пламя или создать слишком большие потери на трение и турбулентность.

Несмотря на теоретические риски, эксперимент увенчался успехом. В ходе замеров чистый электрический импеллер выдал тягу в 9 ньютонов. После включения подачи пропана и зажигания этот показатель подскочил до 13,3 ньютона, что составляет ровно 50% прироста. Визуально пламя было стабильным, а напечатанные детали, хотя и покрылись копотью, выдержали первый запуск. Впрочем, автор признаёт, что долго пластик не протянет — температуры горения пропана значительно превышают порог деформации большинства материалов для 3D-печати.