Размеры ракетной печи. Походная реактивная печь-ракета чертежи

Чтобы реактивная печь работала эффективно, при монтаже конструкции должны соблюдаться следующие правила:

1. Чтобы дымовая труба была как минимум вдвое длиннее горизонтального или наклонного участка.
2. Топливный отсек по длине должен совпадать с горизонтальным участком. Обычно топливник устанавливают под углом 45°, хотя бывают конструкции с углом 90°. Но они менее удобны с точки зрения загрузки топлива.
3. В сечении дымовая труба не должна быть меньше, чем сам топливный отсек.

Устройство

Заводские походные печи Робинзон производятся из профильной трубы с сечением 150×100 мм. Самодельные конструкции делаются такого же размера. При этом бункер изготавливают из профильной трубы, а дымоход – из круглой. Чтобы была нормальная тяга, дымоходная труба должна иметь диаметр не меньше, чем сечение топливника.

Для такой величины топливного отсека допускается дымовая труба длиной не более 90 см. Но подобные габариты делают агрегат неудобным для транспортировки, поэтому лучше ограничиться минимальными 60 см.

Для ножек берется стальной прут. На них предусмотрена резьба, благодаря чему опоры легко устанавливаются и снимаются. Однако после многократного использования реактивной печи она изрядно закопчена, потому процесс привинчивания ножек не очень приятен. Однако распространены и другие варианты, где используется стальной лист для изготовления подставки или устанавливаются несъемные ножки. Но это делает конструкцию более габаритной и неудобной при транспортировке.

В заводских печах Робинзон не предусмотрена подача воздуха в зону горения, а также они не имеют регулируемой крышки, которая изменяет доступ воздуха. Этот момент можно исправить в самодельных печах. Внутри бункера для горючего вещества приваривается пластина, внизу которой находится колосниковая решетка. На плоский элемент укладывается топливо. Через решетку в зону горения поступает воздух, а вверху топливника можно установить заслонку, с помощью которой будет регулироваться подача воздуха. Она делается несколько меньше топливника и не должна полностью перекрывать отверстие, иначе воздух перестанет поступать в отсек и огонь затухнет.

Такая конструкция реактивной печи предоставляет целый ряд преимуществ:

• небольшое количество твердого топлива позволяет за короткое время довести до кипения воду, разогреть пищу или же приготовить несложные блюда;
• Робинзон не боится ветра, потому огонь не затухает;
• реактивная печь проста в монтаже;
• устройство не коптит и не дымит;
• заводские модели изготавливаются из высококачественного металла и покрываются термостойкой краской, выдерживающей высокие температуры;
• топливо не прогорает слишком быстро;
• устройство позволяет просушить дрова;
• конструкция отличается устойчивостью и удобством в использовании;
• печь-ракета нагревается довольно быстро;
• максимальная температура на поверхности достигает 900 °C;
• толстая сталь (3,5 мм) обеспечивает долговечность устройства.

Цена заводской модели составляет примерно 5 тыс. рублей. Но можно сэкономить, сделав такой агрегат своими руками. Эта задача выполнима при наличии определенных навыков.

Изготовление печи Робинзон

Несложная конструкция устройства позволяет сделать ракетную печь в домашних условиях. Вся процедура займет лишь несколько часов. Материалы для работы найти несложно, к тому же их нужно немного. Агрегат, сделанный своими руками, обладает компактными размерами и удобен в использовании.

Походная ракетная печь оснащена важной деталью, существенно облегчающей обслуживание агрегата. Это металлическая пластина с решеткой , размещенная в нижней части топливника. Как правило, она делается выдвижной, что позволяет вынуть решетку, уложить на нее дрова и установить обратно. Подобная пластина служит также подставкой для длинных щепок. Кроме того, с вынутой решеткой проще производить очистку топливного отсека.

Для изготовления реактивной печи своими руками необходимо использовать следующие материалы:

• две квадратные трубы 150×150×3 мм: одна длиной 45 см, вторая – 30 см;
• 4 стальные полосы 300×50×3 мм;
• 2 стальные полосы 140×50×3 мм;
• металлическая решетка 300×140 мм (ее можно сделать из прута такого же материала диаметром 3-5 мм и длиной 2,5 м).

Технология изготовления походной печи Робинзон включает следующие операции:

Заводская модель Робинзона своими руками

Изготовление ракетной печи, аналогичной той, что выпускается на заводах, не является сложной задачей. Конструктивных элементов в этой модели не так уж и много:

Что касается подставки для посуды, то ее конфигурация не имеет принципиального значения для работы устройства. Потому этот элемент можно сделать и по-другому. При этом важно соблюдать правило, согласно которому подставка не должна перекрывать отверстие дымохода, чтобы не нарушить тягу.

В рассматриваемой модели 3 кольца разрезаются пополам и привариваются к металлическому стержню.

Подобная конструкция сложнее предыдущей тем, что короб в сечении является прямоугольным, а дымоход – круглым. Потому важно правильно выполнять операции по соединению двух частей в одно устройство. В целом технология производства выглядит следующим образом:

1. Начинается все с изготовления пластины с решеткой, которая будет разделять бункер на две части. Для этого к плоскому элементу привариваются отрезки арматуры с шагом в 10 мм.
2. Полученную деталь нужно приварить к задней и боковым стенкам бункера. Расстояние от нижнего края до пластины с решеткой должно составлять 30-35 мм. Деталь нужно прикрепить с помощью сварочного аппарата параллельно нижнему краю.
3. Затем необходимо аккуратно заварить стыки стенок между собой.
4. К полученной конструкции крепится днище, а к нему – гайки.
5. К задней и боковым стенкам приваривается верхняя пластина.
6. На трубе размечается срез под углом 30°. Ненужная часть отрезается.
7. Тот конец, который приобрел форму овала, необходимо приложить к верхнему участку бункера. При этом труба размещается в самой нижней части верхней пластины и равноудалено от боковых стенок. Этот элемент обводится маркером, по разметке вырезается отверстие. Для этого можно воспользоваться сварочным аппаратом либо устройством для резки металла.
8. Затем к полученному отверстию нужно приделать трубу. Сверху на нее устанавливается подставка, а в гайки ввинчиваются ножки. Теперь печь-ракету можно испытать. После этого она покрывается термостойкой краской.

Изготовление модернизированной печи Робинзон

Описанная в предыдущем разделе модель может быть усовершенствована с помощью дверцы, которая устанавливается на топливный бункер. Но если сделать створку на петлях, она будет просто откидываться наверх, что не позволит регулировать тягу. Такая деталь может быть только в положении «закрыто» либо «открыто». Намного эффективнее будет применение заслонки, перемещающейся вертикально или горизонтально. Чтобы ее установить, на бункере нужно приварить небольшие уголки размером 10×10 мм или 15×15 мм.

Помимо этого отмечают следующие варианты модернизации печи:

• топливный бункер можно изготовить из более толстой стали, например 5 мм;
• круглую дымоходную трубу заменить на квадратную;
• для подставки использовать иной дизайн: как вариант, берутся уголки, шарики или другие элементы, которые есть под рукой;
• изменить подставку под походную печь-ракету, для чего могут быть использованы металлическая пластина и отрезок арматуры для изготовления ножки.

Чтобы сделать модернизированную печь, понадобятся следующие материалы:

1. Квадратная труба с сечением 160×160 мм и длиной 400 мм. Из нее будет изготовлен топливник.
2. Квадратная труба с сечением 120×120 мм и длиной 600 мм. Она нужна для изготовления дымохода.
3. Пятимиллиметровый лист стали и кусок арматуры диаметром 7-8 мм. Из них будет изготовлен элемент, разделяющий топливный отсек и поддувальный канал. Размер детали должен составить 300×155 мм.
4. Стальной лист 350×180 мм. Такой материал необходим для изготовления печной подставки.
5. Стальной лист размером 160×100 мм.

Технология производства этой модели походной печи принципиально не отличается от создания подобных конструкций:

1. Металлическую пластину с колосником нужно приварить к стенкам бункера.
2. Затем прикрепляется задняя часть емкости, а сверху – дымовая труба.
3. Когда вся конструкция готова, снизу к ней приваривается металлическая подставка, а из куска арматуры делается дополнительная подпорка. Для нее можно использовать и часть вертикальной трубы, которая осталась после подрезания.
4. Сверху на вертикальную трубу привариваются куски уголков, которые сформируют подставку под посуду. Ее высота должна составить 40-50 мм.
5. Отверстие в топливном бункере нужно закрыть дверцей на петлях или заслонкой, вставленной в уголки.
6. Готовое изделие можно испытать. Если все прошло удачно, сварные швы зачищаются, а реактивная печь покрывается жаростойкой краской. Это не только придаст изделию более привлекательный вид, но и защитит металл от коррозии.

Итог

Можно сделать вывод, что любая из предложенных моделей довольно легко изготавливается в домашних условиях. Найти необходимые материалы не составит труда. Сама работа не очень сложная для того, кто уже не раз пользовался сварочным аппаратом и имеет определенный опыт работы с металлом. На изготовление ракетной печи уйдет всего несколько часов. А полученное изделие станет полезным предметом для любителей активного отдыха за городом.

Кроме того такая печь-ракета позволит обогреть небольшое дачное помещение и станет хорошей альтернативой полноценной отопительной системе. Принцип действия реактивной печи Робинзон позволяет заметно сэкономить на топливе.

Практичное отопительное устройство, не уступающее по своим функциональным возможностям традиционной буржуйке – это ракетная печь. Ее востребованность заключается в высокой эффективности, экономичности, доступности конструкции и простоте изготовления. Собрать подобный агрегат в домашних условиях под силу даже начинающим мастерам.

Что собой представляет печь-ракета?

Реактивная печь получила свое оригинальное название благодаря особой конструкции корпуса – традиционная форма устройства выполняется из отрезов металлических труб, соединенных между собой сварным швом. Внешне она напоминает ракетную установку. Упрощенную модель печи можно собрать за несколько часов.

Реактивным отопительный прибор становится в результате особенностей процесса горения топливного материала, когда в определенный момент работы при высокой подаче воздушной массы в топливную камеру печь начинает создавать мощное гудение и вибрацию.

Важно! Режим гудения ракетной печи характеризуется нерациональным расходом топлива в процессе его сгорания. Экономный режим нагрева обеспечивает тихую работу отопительного агрегата.

Принцип работы

Несмотря на то, что печь-ракета достаточно просто устроена, принцип ее действия основан на следующих процессах:

• Естественная циркуляция нагретых газов и воздуха внутри каналов. Это значит, что прибор не требует дополнительного поддува, а внутренняя тяга создается дымоотводной системой. Чем выше дымоход, тем сильнее тяга.
• Дожиг неотработанных газов (процесс пиролиза) осуществляется при незначительной подаче кислорода в топливную камеру. Он обеспечивает быстрое увеличение КПД устройства и эффективное расходование топливного материала в процессе сгорания.

Сам процесс топки печи осуществляется следующим образом:

1. В топливный отсек закладываются дрова, и выполняется поджиг.
2. Далее устанавливается стандартный режим работы печи, при котором осуществляется полный прогрев вертикальной части конструкции – дымоходной трубы.
3. Достаточный разогрев корпуса печи обеспечивает воспламенение летучих веществ в дымоходе и разрежение воздуха в верхней его части.
4. Естественная тяга возрастает, что приводит к притоку воздуха в топливный отсек и увеличению эффективности процесса горения.
5. Для поддержания полного сгорания топливного материала печная конструкция должна быть оснащена специальной зоной для дожига пиролизных газов.

Простой вариант ракетной печи из профильной трубы предназначается для приготовления и разогрева пищи, а также для обогрева садовых домиков, дач и походных бань.

Достоинства и недостатки

Печь-ракета длительного горения приобрела особую популярность и востребованность благодаря своим положительным характеристикам:

• Доступная конструкция и легкая сборка. Самый простой вариант печи можно изготовить в домашних условиях из доступных материалов за несколько часов.
• Эффективная теплопередача с использованием различного типа древесного топлива – дров, щепы, веток, коры и стружки.
• Широкий функционал. Возможность использования устройства для обогрева помещений, приготовления пищи и подогрева воды.
• Полное сгорание топлива с возможностью дожига пиролизных газов. Это позволяет повысить КПД и при этом избежать отравления угарным газом.
• Возможность повторной закладки топлива, не прерывая рабочий процесс.
• Отсутствие необходимости в создании принудительной тяги в дымоотводной системе. Высокий уровень саморегуляции рабочих режимов прибора.

Эргономичная печь может быть установлена в любом помещении, а облегченные конструкции не требуют дополнительного обустройства усиленного фундамента.

Несмотря на существенные плюсы, подобный агрегат не лишен некоторых недостатков:

• Отсутствие возможности автоматизации процесса топки. Самодельные печи требуют постоянного контроля над закладкой топливного материала со стороны человека.
• Высокая вероятность получения ожогов при существенном нагреве металлической конструкции.
• Устройство не предназначено для обогрева жилых домов большой площади и стационарных банных комплексов.
• Конструкция печи предусматривает использование хорошо просушенного топлива, поскольку излишек влаги может привести к обратной тяге в дымоходе.
• Неэстетичный внешний вид готового устройства.

Конструкция

Печка ракетного типа представлена достаточно простой конструкцией, которая изготавливается из труб требуемого диаметра.

Топливной камерой является горизонтальный отрез трубы, в который выполняется закладка топлива. В некоторых случаях печь может иметь вертикальный вариант загрузки. В этом случае прибор состоит из трех конструктивных элементов – двух вертикальных труб различной высоты, смонтированных на горизонтальную трубу. Короткий отрез трубы является топливным отсеком, длинный отрез – дымоходом.

Чтобы обеспечить повышение КПД, ракетные печи могут иметь дополнительные элементы конструкции:

• Топливный отсек (вертикальное или горизонтальное положение) – для загрузки топлива.
• Камера дожига (горизонтальная) – для сгорания топлива и аккумуляции тепловой энергии.
• Поддувальный отсек – для дожига пиролизных газов, которые образуются при сгорании топлива.
• Наружный корпус печи – для теплоизоляции конструкции.
• Лежанка – площадка для отдыха в положении лежа или сидя.
• Дымоходная труба – для вывода продуктов сгорания топлива и создания естественной тяги.
• Варочная поверхность – горизонтальная площадка для приготовления пищи или подогрева воды.

Изготовление своими руками

Самодельная печь из отработанного газового баллона – доступный вариант дровяной печи, которая предусмотрена для эффективного обогрева помещений и экономного расхода топлива.

Чтобы сделать печь в домашних условиях, потребуется:

• Пустой корпус баллона – 2 шт.
• Металлическая труба для создания вертикального дымоходного канала (диаметр – 12 см).
• Профильная труба для изготовления топливника и загрузочной камеры (длина 100 см, сечение – 12×12 см).
• Отрезы металлических труб: короткий на 80 см (диаметр – 15 см) и длинный на 150 см (диаметр – 12 см).
• Стальной лист (толщина 3 мм).
• Металлические прутья.
• Утепляющий жаростойкий материал (перлит).
• Сварочное оборудование.
• Болгарка.
• Средства персональной защиты – очки и перчатки.

Чтобы обеспечить правильную сборку печи, рекомендуется подготовить рабочий чертёж с указанием точных размеров всех конструктивных элементов устройства.

Пошаговая инструкция по изготовлению ракетной печи:

1. Из профильной трубы отрезается три отрезка – два из них по 30 см и один для лежака на 35 см. Из заготовки для лежака болгаркой проделываются прямоугольное отверстие для топливного отсека и полукруг для вертикальной трубы.
2. Одна 30-сантиметровая заготовка разрезается продольно и приваривается к топливному отсеку для создания воздушного канала.
3. Топливный отсек соединяется с трубой горячей сваркой.
4. Из арматуры изготавливается колосник, для топливной камеры и зольника – дверки.
5. Далее изготавливается вторичная камера для дожига пиролизных газов.
6. Внизу баллона проделывается отверстие под топливный отсек. С наружной стороны баллона фиксируется колено под трубу диаметром 12 см для дымохода.
7. Внизу трубы вырезается отверстие для очистки дымохода.
8. Сверху на трубу насаживается отрезок трубы диаметром 15 см и приваривается сваркой к баллону.
9. Свободное пространство между двумя трубами заполняется утеплителем, края закрываются сварным швом.
10. Во втором баллоне отрезается днище и заваривается отверстие под вентиль. Он будет использован для дожига пиролизных газов.
11. Оба баллона фиксируются друг с другом в специальный паз при помощи двух сварных колец так, чтобы обеспечить герметичность готовой конструкции. Паз уплотняется шнуром из асбеста.

Важно! Прежде чем приступить к топке самодельной ракетной печи, необходимо тщательно проверить качество соединительных швов и герметичность конструкции. В работающую установку не должны бесконтрольно проникать воздушные массы.

Как правильно топить ракету?

Для получения максимального эффекта отопления перед основной закладкой топливного материала печь ракетного типа следует тщательно разогреть. Для этого используются легковоспламеняющиеся материалы: бумага, щепа, сухая стружка, опилки, картон, камыш или солома, которые укладываются в открытый поддувальный отсек.

Прогрев системы приведет к появлению характерного звука – тихого или громкого гудения. Далее в прогретый прибор осуществляется закладка основного топлива для получения необходимого количества тепловой энергии.

Сам процесс топки выполняется по следующей схеме:

• Открытие дверки в поддувальный отсек.
• Закладка топливного материала для поддержания оптимальной температуры горения.
• С появлением гула в печи поддувало закрывается до момента полного перехода в беззвучный режим работы.

Важно! Если закрытая воздушная задвижка привела к снижению интенсивности пламени, ее необходимо открыть, чтобы повысить тягу и усилить процесс горения топлива.

Другие виды ракетных печей

На основе базовой конструкции ракетной печи были созданы другие варианты отопительных устройств с более высоким КПД, которые предназначены для уличного использования и внутренней эксплуатации в качестве источника отопления и горячего водоснабжения.

Печка-плита

Прибор предназначен для приготовления пищи и зимней консервации, оборудован расширенной варочной поверхностью, рассчитанной на несколько емкостей.

Отличительной характеристикой ракетной плиты является то, что вертикальный канал с топливной камерой расположен в нижней части варочной поверхности. В этом случае горячий воздух из топки быстро нагревает поверхность, а чтобы плита как можно дольше оставалась горячей, топливные газы скапливаются внутри горизонтального канала. Остатки газовой смеси выводятся в вертикальный дымовой канал, соединенный углом с варочной поверхностью.

Для удобства эксплуатации печь оснащается устойчивыми опорами, поэтому ее легко можно использовать на любой поверхности как внутри помещений, так и на открытом воздухе.

Печка с водяным контуром

Подобный агрегат оборудован теплообменником, который соединен с отопительной системой: радиаторами, трубами и водяным баком. Он предназначен для создания полноценной системы автономного отопления для небольшого садового или дачного домика.

Конструктивно печка состоит из таких функциональных элементов:

• Вертикальный топливный отсек и жаровой канал из кирпича выкладываются на прочное бетонное основание. В нижней части конструкции имеется зольник с дверкой для удаления золы.
• Вертикальный стальной канал с теплоизоляционной прокладкой, защищенный наружным металлическим кожухом.
• Теплообменный узел с водяным контуром, установленный на металлический кожух.

Отличительной особенностью печи является создание водяной рубашки, когда по трубам вместо воздуха циркулирует жидкий теплоноситель, обеспечивающий эффективный обогрев помещений.

Печка с лежанкой

Другой вариант применения реактивной печи в быту – это обустройство удобной конструкции со специальной площадкой для отдыха в сидячем или лежачем положении. Лежанка может иметь различную форму исполнения – топчан, широкая кровать, компактный диван, скамейка.

Для изготовления лежанки используются кирпич, бутовый камень, глиняная масса с опилками. Высокая теплоемкость материалов способствует аккумуляции тепловой энергии длительное время, благодаря чему подобную печь рекомендуется устанавливать в жилых комнатах.

По типу используемого материала для изготовления конструкции ракетные печи бывают:

• Глиняно-кирпичные . Хорошая теплоемкость кирпича и шамотной глины способствует тому, что подобные конструкции хорошо накапливают и выделяют тепло в помещение. Температурный режим горения топлива в подобных печах может достигать 1000 градусов. Глиняно-кирпичные агрегаты требуют минимального технического обслуживания, которое заключается в периодической обмазке корпуса глиной и устранении трещин.
• Металлические . Подобные устройства изготавливаются из металлических бочек, газовых баллонов, огнетушителей, труб и листовой стали. Доступность материалов позволяет получить надежный и эффективный отопительный агрегат. Особой популярностью пользуются походные металлические печи – «Робинзон», «Огниво» или «Тайга». Они отличаются компактными размерами, возможностью установки в любом доступном месте и простотой эксплуатации.
• Из подручных материалов . Упрощенные конструкции ракетных печей можно изготовить из самых дешевых и доступных материалов: консервных банок, стальных ведер и прочих емкостей. Маломощные печки можно использовать для быстрого подогрева воды в полевых условиях.

Мобильная печь – практичный и дешевый вариант для туристических походов и отдыха на природе, который предусмотрен для экономного расхода топлива и удобства эксплуатации в любых климатических условиях.

Стационарная печь – эффективный и безопасный вариант для обогрева небольших площадей, организации горячего водоснабжения и приготовления пищи.

При всех своих достоинствах реактивная конструкция печи, изготовленная своими руками, не подходит в качестве полноценного источника тепла для отопления жилого дома. А вот использовать технические возможности устройства для решения повседневных задач вполне приемлемо.

На сегодняшний день придумано множество видов печей самых разнообразных конструкций. В отношении большинства из них действует правило: чем выше характеристики агрегата - тем больше умения и опыта требуется от изготавливающего его мастера. Но правил без исключений, как известно, не бывает. В данном случае разрушителем стереотипов является печь-ракета - весьма продуманный экономичный теплогенератор с незатейливой конструкцией, который не требует от исполнителя каких-то особых навыков. Последнее обстоятельство объясняет популярность «ракеты». Наша статья поможет читателю понять, в чём состоит изюминка этого чуда техники, и научит изготавливать его своими руками из подручных материалов.

Что такое печь-ракета и чем она хороша?

Печь-ракета или реактивная печь получила свои впечатляющие названия только за характерный звук, который она издаёт при нарушении режима эксплуатации (избыточная подача воздуха в топку): он напоминает рёв реактивного двигателя. Вот и всё, больше ничего общего с ракетами у неё нет. Работает она, если не вдаваться в детали, так же, как и все её сёстры: в топке горят дрова, дым выбрасывается в дымоход. В норме печь издаёт тихий шелестящий звук.

Вариант обустройства реактивной печи

Откуда же берутся эти загадочные звуки? Расскажем обо всём по порядку. Вот что следует знать о ракетной печи:

1. По назначению она является отопительно-варочной.
2. «Ракета» может быть оборудована таким важным и нужным элементом, как лежанка. Печи других видов с такой опцией (русская, колпаковая) являются гораздо более громоздкими и сложными.
3. По сравнению с обычными металлическими печами время работы на одной закладке топлива несколько увеличено - с 4 до 6 часов. Это объясняется тем, что данный теплогенератор создан на основе печи с верхним горением. Кроме того, благодаря наличию саманной штукатурки, печь после топки отдает тепло ещё в течение 12 часов.
4. Печь разрабатывалась для эксплуатации в полевых условиях.

Преимущества конструкции

• Энергонезависимость.
• Простота конструкции: применены самые доступные детали и материалы, при необходимости упрощённую версию печи-ракеты можно собрать за 20 мин.
• Способность работать с достаточно высокими характеристиками на низкокачественном сыром топливе: коре, щепе, тонких сырых ветках и пр.

Принцип действия ракетной печи предоставляет пользователю определённую свободу в выборе её дизайна. Кроме того, агрегат можно соорудить таким образом, что на виду останется только небольшая его часть и в смысле эстетики интерьеру помещения будет нанесён минимальный урон.

Как видно, реактивной печи есть чем похвастаться. Но в первую очередь любителей печного дела привлекает сочетание простоты конструкции и неплохих, хотя и не самых высоких, характеристик при работе на бросовом топливе. Эти самые характеристики - изюминка «ракеты». Попробуем понять, как удалось добиться таких показателей.

КПД твердотопливного теплогенератора зависит от многих факторов, но едва ли не самым определяющим является степень дожигания пиролизных газов. Появляются они вследствие термического разложения органического топлива. От нагрева оно как бы испаряется - большие углеводородные молекулы распадаются на маленькие, образующие горючие газообразные вещества: водород, метан, азот и др. Эту смесь часто называют древесным газом.

Небольшая печь-ракета

Жидкое топливо, например, отработанное масло, распадается на древесный газ практически сразу и он сгорает тут же - в топке. А вот с древесным топливом дело обстоит иначе. Распад твёрдых веществ на пригодный для сжигания летучий продукт - древесный газ - происходит в несколько этапов, причём промежуточные ступени тоже имеют газообразную форму. То есть мы имеем следующую картину: сначала из древесины выделяется некий промежуточный газ и для того, чтобы он превратился в газ древесный, то есть распался ещё больше, необходимо продлить воздействие на него высокой температуры.

И чем более влажным является топливо, тем более «затянутым» становится процесс полного распада. Но газы-то имеют свойство улетучиваться: в обычной печи промежуточная фаза по большей части высасывается тягой в дымоход, где она остывает, так и не успев превратиться в древесный газ. В результате вместо высокого КПД мы получаем нагар из тяжёлых углеводородных радикалов.

В печи-ракете, наоборот, созданы все условия для окончательного распада и дожигания выделяющихся промежуточных газов. В сущности, применён очень простой приём: сразу за топкой имеется горизонтальный канал с хорошей теплоизоляцией. Газы в нём движутся не так быстро, как в вертикальной трубе, а толстая теплоизолирующая шуба не даёт им остыть. Благодаря этому, процесс распада и дожигания осуществляется в более полном объёме.

На первый взгляд такое решение может показаться примитивным. Но простота эта обманчива. Инженерам и исследователям пришлось немало повозиться с расчётами, чтобы увязать необходимую силу тяги с оптимальным режимом горения и многими другими факторами. Таким образом, печь-ракета является очень тонко настроенной теплотехнической системой, при воспроизведении которой очень важно соблюсти правильное соотношение основных параметров.

Если изготовление и регулировка агрегата были выполнены правильно, газы будут двигаться как положено, издавая при этом лёгкий шелест; при нарушении режима или неправильной сборке печи вместо устойчивого газового вихря в газоходе образуется нестабильный, с многочисленными локальными завихрениями, вследствие чего будет слышен ревущий ракетный звук.

Недостатки

1. Реактивная печь управляется вручную, к тому же пользователю постоянно приходится следить за ней и осуществлять регулировку.
2. Поверхность некоторых элементов нагревается до высоких температур, так что при случайном прикосновении пользователь может получить ожог.
3. Область применения несколько ограничена. К примеру, реактивная печь не может использоваться в бане, так как она не способна быстро прогреть помещение.

Следует учитывать и ещё одно обстоятельство. Его нельзя считать недостатком печи, это, скорее, важная особенность. Дело в том, что «ракета» была изобретена в США. А граждане этой страны, где любая идея может принести хороший заработок, не столь охотно делятся своими наработками, как это было принято, к примеру, в Советском Союзе. На большинстве чертежей и схем, получивших распространение, не отображена или искажена важнейшая информация. К тому же к некоторым применяемым в ней материалам у нас просто нет доступа.

В результате у домашних мастеров, особенно тех, кто не владеет тонкостями печного дела и теплотехники, вместо полноценной реактивной печи зачастую получается некое устройство, которое поглощает топливо в огромных объёмах и постоянно зарастает копотью. Таким образом, полная информация о ракетной печи народным достоянием пока не стала и к заморским картинкам следует относиться с большой осторожностью.

Вот, например, популярная у нас схема реактивной печи, которую многие пытаются использовать в качестве образца.

Чертёж: как устроена печь

Чертёж мобильной печи-ракеты

На первый взгляд всё кажется понятным, на самом же деле многое осталось «за кадром».

Например, огнеупорная глина просто обозначена термином Fire Clay - без указания сорта. Не указано массовое соотношение перлита и вермикулита в смеси, из которой выложены тело печи (на схеме - Core) и футеровка элемента под названием Riser. Также на схеме не уточняется, что футеровка должна состоять из двух частей с различной функцией - теплоизолятора и теплоаккумулятора. Не зная об этом, многие пользователи делают футеровку однородной, из-за чего характеристики печи существенно падают.

Разновидности реактивных печей

На сегодняшний день существует только два вида печей этого типа:

1. Полноценная стационарная отопительно-варочная ракетная печь (её ещё называют большой).
2. Малая ракетная печь: применяется для приготовления пищи в тёплое время года. В отличие от первого варианта является переносной и имеет открытую топку (предполагается использование на открытом воздухе). Очень популярна среди туристов, так как имеет компактные размеры и при этом способна развить мощность до 8 кВт.

Устройство малой печи-ракеты

Как уже говорилось, реактивная печь проста в изготовлении, поэтому мы рассмотрим полноценный вариант.

Конструкция и принцип действия

Печь, которую мы попытаемся изготовить, изображена на рисунке.

Печь-ракета: фронтальный разрез

Как видно, её топочная камера (Fuel Magazine) является вертикальной и снабжена плотно закрывающейся крышкой (препятствует подсосу лишнего воздуха), как в печи с верхним горением (зольник обозначен термином Primary Ash Pit). Именно этот агрегат и был взят за основу. Но традиционный теплогенератор с верхним горением работает только на сухом топливе, а создатели «ракеты» хотели научить её с успехом переваривать и влажное. Для этого было сделано следующее:

1. Был подобран оптимальный размер поддувала (Air Intake), так чтобы количество поступающего воздуха было достаточным для дожигания газов, но при этом они не остывали сверх меры. В этом случае принцип верхнего горения обеспечивает некую саморегуляцию: если огонь сильно разгорится, он становится препятствием для поступающего воздуха.
2. За топкой был установлен хорошо утеплённый горизонтальный канал, называемый туннелем горения (Burn Tunnel) или жаровой трубой. Чтобы скрыть назначение этого элемента, на схеме его обозначили ничего не говорящим значком пламени. Теплоизоляция (Insulation) должна иметь не только низкую теплопроводность, но и низкую теплоёмкость - вся тепловая энергия должна остаться в газовом потоке. В жаровой трубе промежуточный газ распадается на древесный (в начале участка), который затем полностью сгорает (в конце). При этом температура в трубе достигает 1000 градусов.
3. За жаровой трубой был установлен вертикальный участок, называемый внутренним или первичным дымоходом (Internal or Primary Vent). На схемах скрытные американцы часто обозначают этот элемент ничего не поясняющим термином Riser. Фактически первичный дымоход представляет собой продолжение жаровой трубы, но его разместили вертикально, чтобы создать промежуточную тягу, а заодно сократить горизонтальную часть печи. Как и жаровая труба, первичный дымоход имеет теплоизолирующее покрытие.

Примечание. Кому-то из читателей, знакомых с устройством пиролизных печей, может показаться, что к основанию первичного дымохода было бы неплохо подать вторичный воздух. Действительно, горение древесного газа при этом было бы более полным, а КПД печи - более высоким. Но при таком решении в потоке газов образуются вихри, вследствие чего отравляющие продукты горения частично проникают в помещение.

Ёмким теплоаккумулятором, способным выдержать такую температуру, является шамотный кирпич (выдерживает до 1600 градусов), но печь, как помнит читатель, предназначалась для полевых условий, поэтому нужен был более доступный и недорогой материал. Лидером в этом отношении является саман (на схеме обозначен термином Thermal Mass), но для него температурный предел составляет 250 градусов. Чтобы остудить газы, вокруг первичного дымохода был установлен тонкостенный барабан из стали (Steel Drum), в котором они расширяются. На крышке этого барабана (Optional Cooking Surface) можно готовить пищу - её температура составляет около 400 градусов.

Чтобы усвоить ещё больше тепла, к печи был присоединён горизонтальный дымоход с лежанкой (Airtight Duct) и только потом - наружный дымоход (Exhaust Vent). Последний оборудовали вьюшкой, которая закрывается после протопки: она не даст теплу из газохода лежанки улетучиться на улицу.

Чтобы трубу внутри лежанки можно было время от времени чистить, сразу за барабаном была установлена вторичная зольная камера (Secondary Airtight Ash Pit) с герметично закрывающейся прочистной дверцей. Основная часть нагара из-за резкого расширения и охлаждения газов оседает именно в ней, поэтому прочистку наружного дымохода приходится делать крайне редко.

Поскольку вторичную зольную камеру приходится открывать не чаще двух раз в год, вместо дверцы можно применить более простую конструкцию - крышку на винтах с прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Расчёт печи

Прежде чем говорить о размерах печи, обратим внимание читателя на важный момент. В отношении всех твердотопливных теплогенераторов действует закон квадрата-куба. Суть его можно пояснить на простом примере.

Представьте куб со стороной в 1 м. Его объем составляет м 3 , а площадь поверхности - 6 м 2 . Соотношение объёма к площади поверхности - 1:6.

Увеличим объём тела в 8 раз. Получился куб со стороной 2 м, площадь поверхности которого составляет 24 м 2 .

Таким образом, поверхность увеличилась только в 4 раза и теперь соотношение объёма к поверхности составляет 1:3. В печах от объёма зависит количество выделяемого тепла и его мощность, а от площади поверхности - теплоотдача. Эти параметры взаимосвязаны, поэтому бездумно масштабировать ту или иную схему печи, подгоняя под нужные для себя размеры, нельзя - теплогенератор может вообще оказаться неработоспособным.

При расчёте ракетной печи задаются внутренним диаметром барабана D, который, как было сказано выше, может варьироваться в пределах от 300 мм (печь на 15 кВт) до 600 мм (печь на 25 кВт). Эта «вилка» как раз и обусловлена законом квадрата-куба. Также мы будем использовать производную величину - площадь поперечного сечения барабана S: S = 3.14 * D^2 /4.

Таблица: основные параметры

Таблица: максимально допустимая длина газохода с лежанкой

Таблица: объём вторичной зольной камеры

Промежуточные значения рассчитываем пропорционально (интерполируем).

Материалы и инструменты

Барабан печи можно выполнить из стандартной бочки объёмом 200 л и диаметром 600 мм. Закон квадрата-куба позволяет уменьшить диаметр барабана до 50%, так что для небольшой печи этот элемент можно изготовить из газового баллона бытового назначения или жестяных вёдер.

Поддувало, топка и первичный дымоход выполняются из круглых или профильных стальных труб. Значительная толщина стенки не требуется - можно обойтись парой миллиметров - горение в печи слабое. Дымоход в лежанке, по которому газы следуют в уже совсем остывшем виде, вообще можно изготовить из металлической гофры.

Для теплоизоляции (футеровки) топочной части потребуются бой шамотного кирпича (шамотный щебень) и печная глина.

Наружный обмазочный слой (теплоаккумулятор) будет выполнен из самана.

Так выглядит свежеприготовленный саман

Теплоизоляция первичного дымохода выполняется из лёгкого шамотного кирпича (марка ШЛ) или речного песка, богатого глинозёмом.

Такие детали, как крышки и дверцы, можно изготовить из оцинкованной стали или алюминия. В качестве уплотнителя применяются асбест или базальтовый картон.

Подготовительные работы

В рамках подготовительных работ необходимо нарезать весь имеющийся прокат на заготовки нужных размеров. Если в качестве заготовки для колпака принято решение использовать газовый баллон, от него нужно отрезать приваренную верхнюю часть.

Подготовка газового баллона для использования в роли колпака

Обратите внимание! Если в баллоне остался газ, во время резки он может сдетонировать. В целях безопасности такие ёмкости режут только после заполнения водой.

Заметим, что в большинстве случаев ракетную печь делают именно из баллона. Такой агрегат способен обогреть помещение площадью до 50 м 2 . «Ракету» из бочки только в очень редких случаях приходится использовать на полную мощность.

С бочки, если печь делается из неё, также необходимо срезать верхнюю часть. Далее в бочке или в баллоне вырезают два расположенных друг напротив друга проёма, через один из которых будет заводиться жаровая труба, переходящая в первичный дымоход, а ко второму - подключаться газоход с лежанкой.

Пошаговая инструкция

Вот примерный порядок действий, которого следует придерживаться при изготовлении данной печи:

Изготовление топки

Топку делают сварной, используя стальную трубу или листы. Крышка топки должна закрываться герметично. Её следует делать из стального листа, по периметру которого винтами или заклёпками фиксируется полоса из базальтового картона. Для более плотного закрывания крышку можно оснастить винтовым прижимным механизмом.

Так выглядят топка и зольник в простейшей печи-ракете

Зольная камера (на схеме обозначена как Primary Ash Pit) отделяется от основной части топки колосниковой решёткой, сваренной из прута диаметром 8–10 мм. Решётка должна устанавливаться на полочки из уголка, которые привариваются к внутренним стенкам.

Дверца зольной камеры также должна быть герметичной. Её делают из стального листа, к которому по всему периметру приваривается в два ряда стальная полоса. В паз между этими полосами укладывают асбестовый шнур или базальтовый картон.

Остаётся приварить к топке жаровую трубу.

Первичный дымоход

1. К трубе, выполняющей функцию первичного дымохода, необходимо приварить 90-градусный отвод и небольшой отрезок трубы, после чего эта Г-образная конструкция помещается внутрь бочки или баллона, то есть будущего барабана.
2. Отвод с приваренным к нему отрезком трубы следует вывести в один из проёмов в нижней части барабана так, чтобы первичный дымоход оказался расположенным строго по центру. Напомним, что верхний срез трубы должен располагаться хотя бы на 70 мм ниже верхнего края бочки (баллона).
3. После центрирования первичного дымохода его горизонтальный хвостовик, который был выведен в проём в барабане, приваривают к его краям сплошным швом по всему периметру.
4. После этого хвостовик первичного дымохода приваривают к жаровой трубе, а к барабану сверху приваривают покрышку.
5. Ко второму проёму в барабане следует приварить короткий отрезок трубы, который будет играть роль вторичного зольника. В нем нужно выполнить окно для прочистки. По его краям встык нужно приварить шпильки, к которым будет прикручиваться крышка (напомним, что мы решили в этом месте дверцу не устанавливать, поскольку открывать её приходится достаточно редко).
6. По периметру крышки винтами или заклёпками следует закрепить полосу из базальтового картона.

Монтаж дымохода

К выходу вторичного зольника привариваем горизонтальную часть дымохода, на которой впоследствии будет устраиваться лежанка. Если газоход предполагается делать из металлогофры, то сначала к зольнику необходимо приварить короткий патрубок, а уже к нему - присоединить при помощи хомута гофру.

На заключительном этапе к горизонтальному газоходу крепят наружный дымоход.

Футеровка топочной части

Металлическая часть печи готова, теперь её нужно правильно оштукатурить теплоизолирующим и теплоаккумулирующим составами.

Футеровку топочной части (до первичного дымохода) следует выполнять смесью печной глины и боя шамотного кирпича, взятых в пропорции 1:1.

Футеровка первичного дымохода

Материалы, используемый для футеровки первичного дымохода - лёгкий шамотный кирпич или речной песок - являются пористыми, поэтому в открытом состоянии они быстро пропитаются нагаром и утратят теплоизоляционные свойства. Чтобы не допустить этого, футеровку на первичном дымоходе защищают стальным тонкостенным кожухом, а с торцов обмазывают печной глиной.

В соответствии с законом квадрата-куба соотношение объёма и площади поверхности барабана зависит от его диаметра, поэтому и футеровку первичного дымохода в зависимости от размеров печи делают по-разному. Три варианта показаны на рисунке.

Варианты футеровки первичного дымохода

Если футеровка выполняется шамотным кирпичом, полости между его фрагментами необходимо засыпать строительным песком. Если же применяется богатый глинозёмом речной песок, приходится прибегать к более сложной технологии:

1. Песок очищают от крупного мусора (тщательная подготовка не требуется).
2. В кожух засыпают слой небольшой толщины, трамбуют его и смачивают, так чтобы образовалась корка.
3. Таким же образом насыпают последующие слои. Всего их должно быть от 5 до 7.
4. Песчаную футеровку сушат в течение одной недели, затем замазывают её верх печной глиной и продолжают изготовление печи.

Последним шагом все части печи обмазывают саманом. Готовится он из следующих ингредиентов:

• глина;
• солома (14–16 кг на 1 м 3 глины);
• песок (в небольшом количестве);
• вода.

Указанное соотношение соломы и глины является приблизительным. В некоторые сорта глины соломы можно добавить больше, в других - наоборот, её количество приходится уменьшать.

Способы усовершенствования реактивной печи

Вместо лежанки на газоходе, можно соорудить водяную рубашку, которая будет подключаться к водяной системе отопления. Эту часть можно выполнить и в виде змеевика из медной трубы, намотанной на дымоход.

Схема печи-ракеты с водяным контуром

Ещё один способ усовершенствования - организация подачи в жаровую трубу подогретого вторичного воздуха.

Чертёж печи-ракеты из баллона с подачей вторичного воздуха

При таком исполнении КПД печи окажется более высоким, но в первичном дымоходе будет более интенсивно откладываться копоть. Чтобы её можно было легко удалить, крышку барабана необходимо сделать съёмной. Естественно, она должна быть оснащена уплотнением.

Усовершенствованный вариант печи-ракеты из баллона

Как топить печь-ракету

Ракетная печь, как и теплогенераторы с верхним горением, работает с высокими характеристиками только в том случае, если её дымоход является достаточно горячим. Поэтому перед тем как загрузить в топку основное топливо, агрегат нужно хорошо прогреть (если, конечно, имел место длительный простой и печь успела остыть). Для этого применяют любое «быстрое» топливо, например, опилки, бумагу, солому и пр., которое закладывают в поддувало.

Затихание гула или изменение его тональности свидетельствует о том, что печь достаточно прогрета и в топку можно закладывать основное горючее. Поджигать его не нужно - оно разгорится от углей, оставшихся после прогорания «быстрого» топлива.

Растапливают печь-ракеты через топливник

Настраиваться под внешние условия и качество топлива, как, например, Bullerjan, реактивная печь не умеет. Регулировку приходится брать на себя пользователю. После закладки основного топлива заслонку поддувала нужно полностью открыть, а как только агрегат загудит - прикрыть до появления шелестящего звука.

В дальнейшем по мере сгорания топлива заслонку приходится прикрывать всё сильнее, все так же добиваясь тихого шелеста. Если прозевать нужный момент, в топку начнёт поступать избыточное количество воздуха и пиролиз в жаровой трубе из-за остывания промежуточной газовой смеси прекратится. При этом печь напомнит о себе «ракетным» гулом.

Видео: как сделать реактивную печь длительного горения своими руками

Реактивную или ракетную печь стремились создать предельно простой и домашнему умельцу это только на руку. Однако, делать этот теплогенератор наобум, как видно из нашей статьи, ни в коем случае нельзя - вместо ракеты мастер получит обычную буржуйку, очень прожорливую и постоянно зарастающую копотью. Важно соблюсти все приведённые соотношения параметров и тогда вы получите производительную печь-ракету со вполне пристойными характеристиками.

Такое простое отопительное устройство, как ракетная печь, известно далеко не каждому человеку. Между тем ей мало равных по простоте и эффективности. Нельзя сказать, что она обладает наилучшими характеристиками, но и недостатков у нее мало. Существует множество разновидностей данных печей, отличающихся конструкцией и назначением. Мы рассмотрим их более подробно в рамках нашего обзора.

Устройство и принцип работы

Ракетные печи практически не имеют ничего общего с устройством ракетных двигателей или реактивных турбин. Напротив, они предельно просты конструкционно, в отличие от вышеуказанных устройств. Сходство заметно разве что в тихо шумящем пламени и высокой температуре сгорания – все это наблюдается после выхода печки на рабочий режим.

Рассмотрим устройство ракетных печей – они состоят из следующих элементов:

• Топка – вертикальный или горизонтальный участок, в котором горят дрова;
• Камера сгорания (она же жаровая труба, райзер) – здесь происходит процесс сгорания топлива с выделением большого количества тепла;
• Поддувало – необходимо для корректной работы печки и запуска процесса сжигания пиролизных газов;
• Теплоизоляция – окутывает вертикальную часть, образуя вместе с корпусом барабан;
• Лежанка – используется по прямому назначению;
• Дымоход – отводит продукты сгорания в атмосферу, создавая тягу;
• Подставка под посуду – обеспечивает беспрепятственный уход жара.

В зависимости от вида ракетной печи, те или иные элементы могут отсутствовать.

Наибольшей эффективностью и удобством обладают ракетные печи с вертикальными топками (бункерами для топлива) и поддувалами – сюда помещаются большие объемы горючего, что обеспечивает длительное горение.

Самой важной частью ракетной печи является вертикальный барабан. Именно в нем наблюдается самая высокая температура, так как сюда вырываются языки пламени. Для того чтобы он начал работать, его необходимо тщательного прогреть. Без этого процесс горения будет слабым. Для прогрева в топку помещают бумагу, картон, мелкую щепу или тонкие ветки. Как только система прогреется, пламя в барабане начнет сгорать с гудением, что является признаком выхода на рабочий режим.

Ракетная (реактивная) печь без поддувала сжигает дрова прямым способом. Она более проста, но менее эффективна. Модель с поддувалом подает вторичный воздух к основанию райзера, что вызывает интенсивное сгорание горючих пиролизных газов. За счет этого повышается эффективность агрегата.

Топки в ракетных печах располагаются горизонтально или вертикально (под каким-либо углом). Горизонтальные топки не очень удобны, так как дрова в них приходится пододвигать к зоне горения вручную, самостоятельно. Вертикальные топочные камеры более удобны – загружаем в них горючее и занимаемся своими делами. По мере сгорания поленья будут проваливаться вниз, самостоятельно продвигаясь к зоне горения.

Разновидности ракетных печей

В этом разделе мы рассмотрим самые распространенные виды ракетных печей, использующихся в походных и стационарных условиях.

Простые печи из металла

Самая простая реактивная печка на дровах изготавливается из Г-образного отрезка металлической трубы большого диаметра. Горизонтальная часть короткая, она представляет собой топку. Камера сгорания располагается в вертикальной части трубы, здесь активно горят дрова. В горизонтальный участок нередко вваривается небольшая металлическая пластина, образующая поддувало. После прогрева ракетная печь выходит на рабочий режим, из ее вертикального участка (жаровой трубы) вырывается пламя.

Такие ракетные печи используются для приготовления еды в походных или уличных условиях – за счет маленькой площади они отличаются небольшим тепловыделением, а подавляющая часть тепловой энергии уходит через жаровую трубу. На эту трубу ставятся чайники, сковороды и кастрюли, чтобы бушующее пламя обеспечивало их прогрев. Для поддержания тяги в верхней части трубы располагаются подставки, на которые и ставится посуда – продукты сгорания смогут беспрепятственно выходить наружу.

Для того чтобы металлическая ракетная печь из Г-образного отрезка трубы получилась более эффективной, ее оснащают металлическим кожухом из старой бочки. В нижней части бочки виднеется поддувало, а из верхней выглядывает жаровая труба. При необходимости, внутренний объем засыпается утеплителем, например, золой – она не горит и хорошо удерживает тепло.

Наибольшим удобством отличаются металлические ракетные печи с вертикальными топками, расположенными под углом к жаровой трубе. Нередко топочные отверстия закрываются крышками, забор воздуха в этом случае осуществляется через поддувало. Иногда топка делается по диаметру больше жаровой трубы, чтобы обеспечить длительное горение.

Простые печи из кирпича

Малогабаритная печь ракета из кирпича – это еще один самый простой вариант постройки ракетной печи своими руками. Для ее сборки не требуется цементный раствор, достаточно уложить кирпичи друг на друга, чтобы получить в свое распоряжение удобный кирпичный уличный агрегат для приготовления пищи. В разделе по самостоятельной сборке ракетных печей мы предложим вам ознакомиться с самой простой порядовкой для самостоятельной сборки.

Печь ракета, сделанная своими руками из кирпича, может быть использована для обогрева домовладений. В этом случае простой порядовкой не обойтись – придется сооружать стационарный вариант с применением специального цементного раствора. Порядовок для этого много, вам останется лишь выбрать подходящий вариант. Кстати, отдельные варианты таких печей предусматривают наличие водяного контура.

Преимущество кирпичных ракетных печей:

• Простая конструкция;
• Длительное сохранение тепла;
• Возможность создания удобной теплой лежанки.

Отдельные модели делаются комбинированными, в них используются как сталь, так и кирпичи.

Сложные ракетные печи

Реактивная печь для отопления домовладений или для бани отличается повышенной сложностью. Главным звеном здесь по-прежнему является райзер (жаровая труба), заключенный в металлический корпус. Верхняя его часть может использоваться для приготовления еды, образуя своеобразную варочную поверхность. Топка делается большой, чтобы вместить увеличенное количество твердого топлива. В качестве исходных материалов выступают металл, кирпичи и глина.

На основе глиняной обмазки изготавливаются обтекаемые ракетные печи неправильной формы, что хорошо воспринимается человеческим зрением.

Существуют проекты дровяных ракетных печей, предусматривающие наличие дополнительных модулей. Схемы их постройки включаются в себя небольшие бойлеры для подготовки горячей воды, варочные поверхности, водяные рубашки и даже небольшие духовые шкафы. Такие печки помогут обогреть домовладения и создадут комфортные условия для проживания человека.

Ракетный котел с водяной рубашкой, созданный на основе дровяной печи, поможет прогреть многокомнатную постройку. Он оснащается водяным контуром для подогрева теплоносителя. Дополнительное удобство создают образцы с лежанками – эти лежанки создаются на основе тепловых каналов между жаровой и дымоходной трубами.

Виды печек для разных условий эксплуатации

Печь ракета с водяным контуром, кирпичная или металлическая, сможет заменить собой котел. Теплообменник здесь устраивается в верхней части жаровой трубы в виде опоясывающей водяной рубашки. Внутри рубашки располагаются перемычки для более эффективного отвода тепла к теплоносителю. Конструкция предельно простая, она может обогревать домовладения площадью до нескольких десятков квадратных метров.

Ракетная печь для гаража может быть изготовлена из старого пузатого газового баллона или бочки. Для этого в выбранной таре делаются два отверстия – одно в верхней крышке, а другое на боковой поверхности. Внутрь вставляется Г-образная труба. Обладая небольшим опытом работы со сварочным аппаратом, все работы займут у вас максимум полчаса.

Также вы можете сделать печь вышеописанного ракетного типа из отрезков квадратной и металлической трубы по приведенному чертежу.

Также для обогрева гаража подойдет отопительная ракетная печь «Огниво – Хозяин». Это магазинная модель, изготавливаемая из алюминиевой гофрированной трубы и обычного листового железа. Она работает примерно по той же схеме и позволяет согреть гараж площадью до 30 кв. м.

Чертежей ее в открытом доступе пока нет, поэтому вы можете попробовать собрать печь «Огниво» своими руками на основе ее фотографии. Также ее можно купить на сайте производителя.

Мы уже говорили, что для обогрева больших домовладений потребуется ракетная печь длительного горения с водяным контуром. Маленькое домовладение из одной комнаты можно обогреть более простой печкой с лежанкой – так вы сэкономите место на мебели. Она состоит из следующих узлов:

• Топка с вертикальной загрузкой – в нее помещаются поленья;
• Камера дожигания – горизонтальный участок перед райзером (жаровой трубой), здесь происходит пиролизное горение;
• Райзер с варочной поверхностью – вертикальный участок с металлическим корпусом, отдающим тепло в помещение;
• Горизонтальные каналы – они нагревают лежанку, после чего продукты сгорания отправляются в дымоход.

Ракетная печка для обогрева дома из одной комнаты обмазывается глиной, чтобы получилась ровная и удобная лежанка – здесь можно постелить матрас или небольшое покрывало.

Для походного применения используются самые простые печи ракетного типа, изготавливаемые из металлических труб. Они отличаются компактностью, легко разжигаются и гасятся, быстро остывают и позволяют оперативно приготовить обед на открытом воздухе. Главное, не перестараться с количеством загружаемого топлива, чтобы не сжечь еду высокотемпературным пламенем.

Как увеличить эффективность печки

Реактивные печи длительного горения можно сделать еще более эффективными, если их немного доработать. Если райзер (жаровая труба) закрыт металлическим кожухом, приварите к наружной поверхности вертикально располагающиеся трубы небольшого диаметра – они образуют конвектор, эффективно прогревающий воздух в помещениях. Этот способ модификации подойдет для металлических агрегатов, используемых для обогрева помещений технического назначения (например, гаражей).

Любую металлическую ракетную печь можно сделать более эффективной, если обложить ее кирпичом или натуральным камнем. Кладка будет сохранять тепло и медленно отдавать его в помещение. Одновременно с этим она позволит избавиться от нестерпимого жара при слишком интенсивном прогреве.

Как сделать ракетную печь своими руками

Начнем с самого простого кирпичного образца, предназначенного для приготовления еды. Такую печку можно быстро сложить у себя во дворе без глиняного раствора, а после использования разобрать. Также возможна сборка стационарного варианта – для любителей готовить на открытом огне. На картинке ниже представлен чертеж печки, а точнее, ее порядовка. Здесь всего пять рядов.

Первый ряд – это основание, включающее в себя шесть кирпичей. Второй ряд образует топку, а следующие три ряда формируют дымоход-райзер. В первом и втором рядах применяются половинки кирпичей, чтобы печка была прямоугольной, без торчащих элементов.

Сразу же после сборки можно приступать к растопке – готовьте на огне любые блюда в чугунных казанах и на сковородках, грейте чайники и кастрюли с водой.

Металлическая печь из листового металла может стать как походным, так и стационарным вариантом. Ее чертеж мы уже приводили в предыдущих разделах нашего обзора. Она может использоваться для приготовления еды в любых условиях.

Большая ракетная печь с лежанкой

Главным преимуществом ракетной модификации перед русской печкой является ее компактность. Даже будучи оборудованной лежанкой, она порадует небольшими размерами. Изготовив ее из кирпича, вы получите в свое распоряжение эффективный источник тепла с удобнейшей лежанкой – домочадцы подерутся за право занять это теплое местечко.

Представленная порядовка позволяет собрать кирпичную печь без применения металла. Из железа будут сделаны только дверцы. Впоследствии кирпичи могут быть обмазаны глиной, что сделает печку более округлой.

Первый ряд образует основание нашей ракетной печи. Он состоит из 62 кирпичей, уложенных по показанной на рисунке схеме. Второй ряд образует каналы для подогрева лежанки – они проходят по всей ее длине. Здесь же монтируются чугунные дверцы, закрепляемые металлической проволокой – она удерживается между рядами. Количество используемых кирпичей – 44 шт. Столько же потребуется на третий ряд, полностью повторяющий контур второго. Четвертый ряд полностью закрывает каналы, греющие лежанку. Но здесь уже начинают образовываться вертикальный дымовой канал и топка – ряд включает в себя 59 кирпичей.

Еще 60 нужно на пятый ряд. Лежанка уже сформирована, осталось добить дымоходный канал и соорудить варочную поверхность. За это отвечает шестой ряд, включающий 17 кирпичей. Еще 18 нужно для седьмого ряда, 14 – для восьмого.

На девятый и десятый ряд потребуется 14 кирпичей, на одиннадцатый - 13 .

Ряд №12 у нас ключевой – отсюда начнется дымоходная труба. Также отсюда начинается отверстие, через которое поднявшийся к варочной поверхности воздух опустится вниз, к лежанке – требуется 11 кирпичей (это верхушка райзера). В ряду №13 этот процесс завершается, на него затрачивается 10 кирпичей. Теперь укладываем асбестовую прокладку, которая накрывается отрезком толстой листовой стали – это будет варочная панель.

На ряды №14 и №15 затрачивается по 5 кирпичей, они закрывают дымоходный канал и формируют невысокую стеночку между варочной поверхностью и лежанкой.

Аналогичным образом вы можете собрать ракетный котел длительного горения, найдя подходящую порядовку. Отдельные схемы предусматривают использование металлических узлов.

Видео

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Скажем сразу: ракетная печь – простое и удобное отопительно-варочное устройство на древесном топливе с хорошими, но не исключительными параметрами. Ее популярность объясняется не только броским названием, но более тем, что ее может сделать своими руками и не печник и даже не каменщик; при необходимости – буквально за 15-20 мин. И еще тем, что, вложив немного больше труда, можно в доме получить прекрасную лежанку, не прибегая к постройке сложной, дорогой и громоздкой или . Причем сам принцип устройства печи-ракеты дает большую свободу дизайну и проявлению творческих способностей, см. рис.

Но едва ли не более примечательна «реактивная печь» огромным количеством связанных с ней, временами совершенно несуразных выдумок. Вот, к примеру, несколько выхваченных наугад перлов:

• «Принцип работы печи такой же, как у прямоточного реактивного двигателя МИГ-25». Да МИГ-25 и его потомок МИГ-31 возле прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), что называется, и в кустиках не присаживались. На 25-м и 31-м стоят двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД), четверка которых потом тянула Ту-144 и тянет до сих пор другие машины. А любая печь с любым реактивным двигателем (РД) – технические антиподы, см. ниже.
• «Печь на обратной реактивной тяге». Это печка хвостом вперед летит, или как?
• «А как она такую трубу продует?» Печь без наддува в трубу не дует. Наоборот, дымоход из нее тянет, на естественной тяге. Чем выше труба, тем лучше тянет.
• «Печь-ракета это сочетание голландской колпаковой печи (sic!) с русской лежанкой». Во-первых, противоречие в определении: голландская печь – канальная, а любая колпаковая – что угодно, кроме голландки. Во-вторых, лежанка русской печи прогревается совсем не так, как ракетной.

Примечание: на самом деле печь-ракету прозвали так потому, что в неправильном режиме топки (о чем далее) она издает громкий свистящий гул. Правильно настроенная ракетная печь шепчет или шелестит.

Эти и подобные им несообразности, понятно, сбивают с толку и мешают сделать ракетную печь как следует. Так что давайте-ка разберемся, что о ракетной печи есть правда, и как этой правдой правильно воспользоваться, чтобы эта действительно хорошая печка проявила все свои достоинства.

Печь или ракета?

Для полной ясности нужно еще разобраться, почему печь не может быть ракетой, а ракета – печью. Любой РД – это тот же ДВС, только в роли поршней, шатунов с кривошипом и трансмиссии выступают сами истекающие газы. В поршневом ДВС уже в момент сгорания высокая температура рабочего тела создает большое давление, которое толкает поршень, а он уж движет всю механику. Движение поршня активное, рабочее тело толкает его туда, куда и само стремится расшириться.

При сжигании топлива в камере сгорания РД тепловая потенциальная энергия рабочего тела тут же преобразуется в кинетическую, как у падающего с высоты груза: поскольку раскаленным газам открыт выход в сопло, они туда и устремляются. В РД давление играет подчиненную роль и нигде не превышает первых десятков атмосфер, этого при любом мыслимом сечении сопла мало, чтобы разогнать до 2,5М мигарь или вывести на орбиту спутник. По закону сохранения импульса (количества движения) летательный аппарат с РД при этом получает толчок в обратную сторону (импульс отдачи), это и есть реактивная тяга, т.е. тяга от отдачи, реакции. В ТРДД второй контур создает вокруг реактивной струи невидимую воздушную оболочку. Вследствие этого импульс отдачи как бы стягивается в направлении вектора тяги, поэтому ТРДД намного экономичнее простого ТРД.

В печи преобразования видов энергии друг в друга нет, потому она и не двигатель. Печка просто распределяет потенциальную тепловую энергию должным образом в пространстве и времени. С точки зрения печи, у идеального РД КПД = 0%, т.к. он за счет топлива только тянет. С точки зрения реактивного движка, у печи КПД = 0%, она только рассеивает тепло и ничуть не тянет. Наоборот, если давление в дымоходе поднимется до или выше атмосферного (а без этого откуда возьмется реактивная тяга или активное усилие?), печь как минимум задымит, а то и отравит жильцов или пожар устроит. Тяга в дымоходе без наддува, т.е. без затрат энергии со стороны, обеспечивается за счет разности температур по его высоте. Потенциальная энергия тут опять же, ни в какую другую не преобразовывается.

Примечание: в ракетном РД топливо и окислитель подаются в камеру сгорания из баков, или сразу в нее заправляются, если РД на твердом топливе. В турбореактивном двигателе (ТРД) окислитель – атмосферный воздух – нагнетается в камеру сгорания компрессором с приводом от турбины в потоке выхлопных газов, на вращение которой расходуется некоторая доля энергии реактивной струи. В турбовинтовом двигателе (ТВД) турбину рассчитывают так, чтобы она отбирала 80-90% мощности струи, которая передается на воздушный винт и компрессор. В прямоточном воздушно-реактивном двигателе (ПВРД) подача воздуха в камеру сгорания обеспечивается скоростным напором на гиперзвуке. Опытов в ПВРД проводилось много, но серийных самолетов с ним не было, нет и не предвидится, уж больно ПВРД капризен и ненадежен.

Кан или не кан?

Среди мифов о ракетной печи есть и не совсем абсурдные, и даже в чем-то обоснованные. Одно из таких заблуждений – отождествление «ракетки» с китайским каном.

Автору довелось еще в детстве побывать зимой в Приамурье, в районе Благовещенска. Китайцев там по селам и тогда жило много, драпали кто куда от культурной революции Великого Председателя Мао и его напрочь отмороженных хунвэйбинов.

Зима в тех краях не московская, мороз в –40 обычное дело. И что поразило, и пробудило интерес к печам вообще – как обогревались канами китайские фанзы. В русские деревни дрова везут возами, из труб дым столбом. И все равно, в избе из бревнышек не в детский обхват к утру углы изнутри обмерзали. А фанза выстроена вроде дачного домика (см. рис.), окна затянуты рыбьим пузырем или вовсе рисовой бумагой, в кан подкладывают пучочки щепок или веточек, но в помещении всегда тепло.

Однако тонких теплотехнических премудростей в кане нет. Это обычная, только маленькая, кухонная плита с нижним выходом в дымоход, а большая часть самого дымохода – длинный горизонтальный канал, боров, на котором устроена лежанка. Дымовая труба, пожарной безопасности ради – вне здания.

Эффективность кана определяется прежде всего создаваемой им тепловой завесой: лежанка огибает если не весь периметр изнутри, кроме двери, то 3 стены уж точно. Что лишний раз подтверждает: конструкция и параметры печи должны быть увязаны к таковыми обогреваемого помещения.

Примечание: корейская печь ондоль действует по принципу теплого пола – очень низкая лежанка занимает почти всю площадь комнаты.

Во-вторых, в самую стужу каны топили аргалом – высохшим пометом жвачных животных, домашних и диких. Его теплотворная способность довольно велика, но горит аргал медленно. Фактически, уже костерок из аргала – печь длительного горения.

Не в русском обычае то и дело совать в печь прутики, и гнушались наши мужики готовить еду на скотских фекалиях. Но путешественники прошлого аргал как топливо весьма ценили, собирали по пути и везли с собой запас, старательно оберегая от намокания. Н. М. Пржевальский в одном из своих писем утверждал, что без аргала он не смог бы провести свои экспедиции по Центральной Азии без потерь. А у брезговавших аргалом англичан на базу возвращалось 1/3-1/4 личного состава отрядов. Правда, набирался он из сипаев, индийских солдат на английской службе, и пандитов – шпионов, завербованных из местного населения. Так или иначе, но изюминка печи-ракеты вовсе не в лежанке на борове. Чтобы до нее добраться, придется научиться думать по-американски: все первоисточники по ракетной печи оттуда, а несусветные домыслы порождены только и только недопониманием.

Как разбираться с ракетами?

С нашим взглядом на вещи изучать оригинальную техдокументацию печей-ракет нужно осмотрительно, но вовсе не из-за дюймов-миллиметров, литров-галлонов и тонкостей американского технического жаргона. Хотя и они тоже много значат.

Примечание : хрестоматийный пример – «Naked conductor runs under the carriage». Литературный перевод – голый кондуктор бежит под вагоном. А в оригинальной статье из «Petroleum Engineer» это значило «Неизолированный провод проходит под тележкой крана».

Печь-ракету придумали члены обществ выживания – люди со своеобразным даже по американским меркам образом мыслей. Кроме того, они не были связаны какими-либо стандартами и нормами, но, как и все американцы, машинально все всегда пересчитывали на деньги с учетом собственной выгоды; человек с иным мировоззрением в Америке просто не уживется. А инстинктивная корысть неминуемо порождает эгоцентризм. Добрых дел он отнюдь не исключает, но не по душевному порыву, а из расчета на дивиденды. Не в этой жизни, так в той.

Примечание: насколько средний житель величайшей в истории империи всего боится, можно понять, только достаточно долго с ними пообщавшись. А социопсихологи там из кожи вон лезут, убеждая, что жить, томясь в страхе – нормально и даже круто. Подоплека понятна: запуганная биомасса легко прогнозируема и управляема.

Без обогрева и готовки, понятно, не выживешь. Для чего нужна печь. До поры, до времени выживатели довольствовались походными печками. Но затем, по признаниям самих американцев, в 1985-86 гг. на них произвели огромное впечатление два кинофильма, вышедшие в прокат с небольшим промежутком и триумфально обошедшие все экраны мира: советская фантастическая пародия на весь род людской «Кин-дза-дза» и голливудский «На следующий день» (The Day After), о глобальной ядерной войне.

Выживатели поняли, что после ядерной зимы никакой экстремальной романтики не будет, а будет планета Плюк в галактике Кин-дза-дза. Довольствоваться новоявленным плюканам придется «ка-це» в малом количестве, плохими, дорогими и трудно доступными. Да, вдруг кто не смотрел «Кин-дза-дза» – ка-це по-плюкански спичка, мерило богатства, престижа и могущества. Нужно было придумывать свою печь, ни одна из существующих на послеядерный плюк не рассчитана.

Американцы очень часто наделены острым умом, но глубокий встречается как редчайшее исключение. Вполне нормальный и с IQ повыше среднего гражданин США может искренне не понимать, как это до другого не доходит то, что он сам уже «догнал» и как это кому-то еще может не нравиться то, что его самого устраивает.

Если уж американец уразумел суть идеи, то он доводит изделие по ней до возможного совершенства – а вдруг покупатель найдется, сырую-то железину не продашь. Но техдокументация, на вид красивая и аккуратная, может быть составлена по сути крайне небрежно, а то и умышленно искажена. А что тут такого, это мое ноу-хау. Может, продам кому. Плюк то ли будет, то ли нет, а пока ноу-хау денег стоит. В Америке такое отношение к делу считается вполне честным и достойным, зато там клинический алкоголик на работе стопарь ни за что не пропустит и пары болтиков домой на хозяйство не утянет. На том, в общем-то, вся Америка и стоит.

А русская широта души – тоже палка о двух концах. Наш мастер чаще всего просто по эскизу сразу понимает, как эта штука работает, но в мелочах оказывается небрежен и к исходникам чрезмерно доверчив: как это, чтобы братан-умелец своего же обманывал. Если чего нет, ну и не нужно значит. Вроде ясно, как там все крутится – уже и руки чешутся. А там, может быть, пока дело дойдет до молотка, зубила и сопутствующей словесности, еще считать и считать. Да еще важные моменты могут быть опущены, завуалированы или заведомо неверны.

Примечание: автора данной статьи знакомый американец спросил однажды – а как это мы, действительно тупые, выбрали президентом очень умного Рейгана? А вы, действительно умные, терпите в Кремле слюнявого маразматика с крашеными бровями? Правда, тогда в Америке никому и в дурном сне не привиделось бы, что в следующем столетии в Овальном кабинете водворится чернокожий гражданин с мусульманским именем, а его первая леди вскопает возле Белого дома огород и станет там выращивать репу. Times is changing, как пел когда-то Боб Дилан совсем по другому поводу…

Источники недоразумений

Есть в технике такая штука – закон квадрата-куба. Попросту, при изменении размеров чего-то площадь его поверхности меняется по квадрату, а объем – по кубу. Чаще всего это значит, что изменить общие размеры изделия по принципу геометрического подобия, т.е. просто выдерживая пропорции, нельзя. Применительно к печам на твердом топливе закон квадрата-куба действителен вдвойне, т.к. топливо тоже ему подчиняется: тепло оно выделяет с поверхности, а его запас содержится в объеме.

Примечание: следствие из закона квадрата-куба – любая конкретная конструкция печи имеет некую допустимую вилку ее размеров и мощности, в пределах которой обеспечиваются заданные параметры.

Почему, к примеру нельзя сделать размером с холодильник и мощностью где-то этак киловатт на 50-60? Потому, что буржуйка, чтобы она хоть как-то грела, должна быть сама внутри нагрета не менее чем до 400-450 градусов. А чтобы прогреть до такой температуры объем холодильника при заданной теплоотдаче, дров или угля нужно столько, сколько в него не поместится. От мини-буржуйки толку тоже не будет: тепло уйдет через внешнюю поверхность печи, выросшую относительно ее объема, а топливо его больше, чем может, не отдаст.

На печь-ракету закон квадрата-куба действует втройне, т.к. она «вылизана» по-американски профессионально. С нашенским кондачком от нее лучше держаться подальше. Вот, к примеру, здесь на рис. американская разработка, которую, судя по ее востребованности, многие наши умельцы берут за прототип.

С тем, что здесь не указаны точно сорт огнеупорной глины (fire clay) наши-то еще разберутся. Но, если честно, кто обратил внимание, что, судя по отсутствию внешнего дымохода и наличию транспортировочных отверстий (carrying pipe), эта печь мобильная с открытой топкой? А главное – на то, что на ее барабан пошел 20-галлонный бочонок диаметром в 17 дюймов (431 мм с мелочью)?

Судя по конструкциям из рунета – никто вообще. Берут сию штукенцию и подгоняют по принципу геометрического подобия под отечественную 200-л бочку диаметром 590 мм по наружи. Устроить поддувало многие догадываются, но бункер оставляют открытым. Не указаны точно пропорции вермикулита с перлитом для футеровки райзера и формования тела печи (core)? Футеровку делаем однородной, хотя из дальнейшего будет ясно, что она должна состоять из изолирующей и аккумулирующей частей. В результате – печь ревет, топливо ест только сухое, и много, а еще до конца сезона зарастает внутри гарью.

Как родилась печь-ракета?

Итак, уже без фантастики с футурологией, выживателям понадобилась печь для обогрева дома, работающая с высоким КПД на низкокачественном случайном древесном топливе : влажной щепе, ветках-прутиках, корье. Которое, кроме того, нужно будет догружать, не останавливая печи. И просушить в дровнике скорее всего не будет возможности. Теплоотдача после протопки нужна не менее 6 час, чтобы высыпаться; угореть во сне на Плюке ничуть не лучше, чем в Америке. Дополнительные условия: в конструкции печи не должно быть сложных металлоизделий, неметаллических материалов и узлов, требующих для изготовления производственного оборудования, а сама печь должна быть доступна для постройки неквалифицированным работником без применения электроинструмента и сложных технологий. Разумеется, никаких наддувов, электроники и прочих энергозависимостей.

От кана сразу взяли лежанку, но как быть с топливом? Для колпаковой печи оно требуется высококачественное. Печи длительного горения работают хоть на опилках, но только сухих, и не допускают останова с догрузкой. Их все же взяли за основу, очень привлекал высокий КПД, достигаемый простыми способами. Но в попытках заставить «длинные печки» работать на плохом топливе выяснилось еще одно обстоятельство.

Что такое древесный газ?

Высокая эффективность достигается во многом за счет дожигания пиролизных газов. Пиролиз – термическое разложение твердого топлива на летучие горючие вещества. Как оказалось (а у выживателей есть свои исследовательские центры с высококлассными специалистами), пиролиз древесного топлива, особенно влажного, достаточно долго продолжается в газовой фазе, т.е. только что выделившимся из дерева пиролизным газам требуется еще довольно много тепла, чтобы образовалась смесь, способная догореть полностью. Эту смесь назвали древесным газом, woodgas.

Примечание: в рунете woodgas породил еще путаницу, т.к. в американском просторечии gas может означать любое топливо, ср. напр. gas station – автозаправочная станция, заправка. При переводе первоисточников не зная американского технического, получалось, что woodgas – просто древесное топливо.

До того древесного газа никто не увидел: в обычных печах он образуется сразу в топке, за счет избытка энергии пламенного горения. Конструкторы печей длительного горения пришли к тому, что первичный воздух нужно подогревать, а отходящие газы задерживать в значительном объеме над большой массой топлива, просто методом проб и ошибок, так что древесный газ и они проглядели.

Не так оказалось при топке пучками веточек: здесь первичные пиролизные газы тяга сразу тащила в дымоход. Древесный газ мог бы образоваться в нем на некотором удалении от топки, но первичная смесь к тому времени остывала, пиролиз прекращался, а тяжелые радикалы из газа оседали на стенки дымохода нагаром. Который быстро затягивал канал полностью; с этим явлением хорошо знакомы любители, строящие печи-ракеты наобум. Но исследователи-выживатели в конце концов поняли, в чем дело, и все-таки сделали нужную печь.

Who are you, the Rocket Stove?

Есть в технике негласное правило: если кажется, что создать устройство по заданным требованиям невозможно, то почитай, умник, школьные учебники. Т.е., обратись к основам. В данном случае – к основам термодинамики. Выживатели больным самолюбием не страдают, они к основам и обратились. И нашли главный принцип работы своей печи, не имеющий аналогов в других: медленное адиабатическое дожигание пиролизных газов в слабом потоке. В печах длительного горения дожигание равновесное изотермическое, требующее большого буферного объема, подверженного закону квадрата-куба, и запаса энергии в нем. В пиролизных газы в дожигателе расширяются почти по адиабате, но практически в свободный объем. А теперь – учимся мыслить по-американски.

Как работает печь-ракета?

Схема конечного плода трудов выживателей представлена на левой части рис. Топливо загружается вертикально в бункер (Fuel Magazine) и горит, постепенно оседая вниз. Воздух в зону горения поступает через поддувало (Air Intake). Поддувало должно обеспечить избыток воздуха, чтобы его хватило на дожигание. Но не чрезмерный, чтобы холодный воздух не остудил первичную смесь. При вертикальной загрузке топлива и глухой крышке бункера регулятором, впрочем, не весьма эффективным, выступает само пламя: слишком разгоревшись, оно оттесняет воздух.

Далее начинаются вещи уже нетривиальные. Нам нужно прогреть, и с хорошим КПД, большую печь. Закон квадрата-куба не пускает: мизерное тепло сразу рассеется настолько, что и пиролиз не дойдет до конца, и термоградиента изнутри наружу не хватит на теплоотдачу в помещение; все высвистит в трубу. Закон этот вредный, в лоб его не прошибешь. Ладно, посмотрим в основах, нет ли там чего, что ему не подвластно.

А как же, есть. Тот самый адиабатический процесс, т.е. термодинамический без теплообмена с окружающей средой. Нет теплообмена – квадраты отдыхают, и кубы можно свести хоть в наперстку, хоть к небоскребу.

Представим себе полностью изолированный от всего объем газа. Допустим, в нем выделяется энергия. Тогда температура и давление начнут расти, пока не прекратится энерговыделение, и застынут на новом уровне. Прекрасно, топливо мы сожгли полностью, горячие дымовые газы можно выпускать в теплообменник или теплоаккумулятор. Но как это сделать без технических сложностей? А главное – как, не нарушая адиабаты, подавать воздух для дожигания?

А мы сделаем адиабатический процесс неравновесным. Как? Пусть первичные газы сразу от очага горения уходят в трубу, покрытую высококачественной изоляцией с малой собственной теплоемкостью (Insulation). Назовем эту трубу для себя жаровой или туннелем горения (Burn Tunnel), но не подпишем (ноу-хау! Не догоняешь – денег давай за чертежи-консультации! Без теории, разумеется. Кто же основной капитал в розницу распродает.) На схеме, чтобы не обвинили в «непрозрачности», обозначим пламенем.

По длине жаровой трубы показатель адиабаты меняется (это и есть неравновесный процесс): температура сначала немного упадет (образуется древесный газ), затем резко возрастет, газ догорит. Можно выпускать его в накопитель, но мы ведь забыли – а что газы по жаровой трубе потянет? Наддув означает энергозависимость, и точной адиабаты не будет, а что-то в смеси с изобарой, т.е. упадет КПД.

Тогда удлиним трубу вдвое, сохранив изоляцию, чтобы тепло зря не ушло. «Холостую» половину загнем вверх, сделав на ней изоляцию послабее; как сохранить просачивающееся через нее тепло, подумаем чуть позже. В вертикальной трубе появится разность температур по высоте, а, значит – тяга. И хорошая: сила тяги зависит от разности температур, а при средней в жаровой трубе около 1000 градусов добиться разницы в 100 на высоте около 1 м несложно. Итак, пока мы сделали маленькую экономичную печку-буржуйку, теперь нужно подумать, как ее тепло использовать.

Да, тут не мешает дополнительно подшифроваться. Если назвать вертикальную часть жаровой трубы первичным или внутренним дымоходом (Primary or Internal Vent), то и об основной идее догадаются, не мы же на свете самые умные. Ну… назовем первичный дымоход самым общим техническим термином для вертикальных трубопроводов с восходящим током – райзером (riser). Чисто по-американски: правильно и непонятно.

Теперь вспомним о теплоотдаче после протопки. Т.е. нам нужен дешевый, всегда доступный и очень емкий теплоаккумулятор. Изобретать тут нечего, саман (Thermal Mass) еще первобытные придумали. Но он не огнестоек, более 250 градусов не держит, а у нас на устье райзера около 900.

Преобразовать высокопотенциальное тепло в среднепотенциальное без потерь несложно: нужно дать газу возможность расшириться в изолированном объеме. Но, если оставить расширение адиабатическим, то объем понадобится слишком большой. А значит – материало- и трудоемкий.

Пришлось опять идти на поклон к основам: сразу по выходе из райзера газы пусть расширяются при постоянном давлении, изобарически. Для этого необходим отвод тепла наружу, порядка 5-10% тепловой мощности, но оно не пропадет и даже окажется полезным для быстрого прогрева помещения при утренней топке. А дальше по ходу газов – остывание изохорическое (в постоянном объеме); таким образом практически все тепло уйдет в аккумулятор.

Как это сделать технически? Накроем райзер тонкостенным железным барабаном (Steel Drum), он же пресечет теплопотери из райзера. «Друм» получается высоковат (райзер сильно торчит вверх), но не беда: мы его на 2/3 высоты обмажем тем же саманом. Присоединяем лежанку с герметичным дымоходом (Airtight Duct), наружный дымоход (Exhaust Vent), и печь почти готова.

Примечание: райзер и накрывающий его барабан с виду похожи на печной колпак над вытянутым вверх хайлом. Но термодинамика здесь, как видим, совсем другая. Пытаться улучшить колпаковую печь, надстраивая хайло, бесполезно – только лишний материал и работа уйдут, а печка лучше не станет.

Осталось решить проблему прочистки канала в лежанке. Китайцам для этого приходится кан время от времени ломать и муровать заново, но мы же не в I в. до н.э. живем, когда кан придумали. Мы устроим сразу после барабана вторичный зольник (Secondary Airtight Ash Pit) c герметичной прочистной дверцей. Вследствие резкого расширения и охлаждения в нем дымовых газов все в них, что не догорело, тут же конденсируется и оседает. Чистота внешнего дымохода гарантируется этим на годы.

Примечание: вторичную прочистку придется открывать раз-два в год, так что с петлями-задвижками можно не морочиться. Сделаем просто крышку из металлического листа на винтах с прокладкой из минерального картона.

Малая ракета

Следующей задачей конструкторов было создать на том же принципе малую печь непрерывного горения для приготовления пищи в теплое время года. В отопительный сезон для стряпни пригодна покрышка барабана (Optional Cooking Surface) большой печи, она нагревается примерно до 400 градусов. Малая печь-ракета должна была быть переносной, но зато ее допустимо было сделать с открытой топкой, т.к. когда тепло, готовить можно и на открытом воздухе или под навесом.

Вот тут конструкторы отомстили закону квадрата-куба, заставив его работать на себя: совместили топливный бункер с поддувалом см. на рис. в начале раздела справа. В большой печи так делать нельзя, точная регулировка режима печи по мере оседания топлива (см. далее) окажется невозможной.

Здесь же объем поступающего первичного воздуха (Primary Air) оказывается невелик относительно площади тепловыделения и воздух уже не может остудить первичную смесь до прекращения пиролиза. Его подача регулируется щелью в крышке бункера (Cover Lid). Бункер, наклонный под 45 градусов, оптимизирует авторегулировку мощности печи под стандартные кулинарные процедуры, но сделать его сложнее.

Вторичный воздух для дожигания древесного газа в малой печи поступает через дополнительные отверстия в устье райзера или просто подтекает под конфорку, если на ней стоит варочная посудина. Если малая печь размера, близкого к предельному (около 450 мм в диаметре), то для полного дожигания может понадобиться надставка-обечайка, Optional Secondary Woodgas Frame).

Примечание: подавать вторичный воздух к устью райзера большой печи через отверстия в барабане (что повысило бы КПД печи) нельзя. Хотя давление во всем газодымовом тракте и ниже атмосферного, как и положено в печи, из-за сильных завихрений дымовые газы будут выбрасываться в помещение. Тут сказывается вредная для печи их кинетическая энергия; это, пожалуй, единственное, что роднит печь-ракету с реактивным двигателем.

Малая печь-ракета произвела революцию в классе походных печей, особенно туристких. Печка-щепочница (печка Бонда на Западе) поможет сварить похлебку или переждать буран в одно-двухместной палатке, но группу, застигнутую в весеннем походе запоздалым ненастьем, не спасет. А малая ракетная печь лишь немного больше, ее можно быстро сделать нигде из ничего, но способна развить мощность до 7-8 кВт. Впрочем, о печах-ракетах из чего попало мы поговорим далее.

Также малая ракетная печь породила множество усовершенствований. Напр., Габриэль Апостол снабдил ее отдельным поддувалом и широким бункером. Получилась печка, пригодная для устройства компактной и довольно мощной водогрейки, см. видео ниже. Большую печь-ракету тоже модифицировали, об этом мы расскажем немного в конце, а пока остановимся на вещах более существенных.

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

У ракетной печи с печами длительного горения есть общее свойство: запускать их нужно только на теплую трубу. Для малой это несущественно, но большая на холодный дымоход только зря сожжет топливо. Поэтому большой ракетной печи перед загрузкой штатного топлива в бункер после длительного перерыва в топке и растопкой необходим разгон – протопка бумагой, соломой, сухой стружкой и т.п., их помещают в открытое поддувало. Об окончании разгона судят по изменению тона гула печи или его затиханию. Тогда можно загружать топливо в бункер, а его розжиг произойдет сам собой от разгонного топлива.

Печь-ракета, к сожалению, не относится к печам, полностью самонастраивающимся под качество топлива и внешние условия. В начале горения штатного топлива дверцу поддувала или крышку бункера в малой печи открывают полностью. Когда печь сильно загудит, прикрывают ее «до шепота». Далее в процессе топки необходимо постепенно прикрывать доступ воздуха, ориентируясь по звуку печи. Вдруг воздушная заслонка захлопнулась на 3-5 мин – ничего страшного, если ее открыть, печь снова разгорится.

Зачем такие сложности? В процессе прогорания топлива приток воздуха в зону горения усиливается. Когда воздуха слишком много, печь взрёвывает, но не радуйтесь: теперь избыточный воздух охлаждает первичную газовую смесь, а звук усиливается оттого, что устойчивый вихрь в райзере сбивается в беспорядочный комок. Пиролиз в газовой фазе прерывается, никаких древесных газов не образуется, печь потребляет слишком много топлива, а в райзере оседает нагар из сажи, сцементированной битуминозными частицами. Это, во-первых, пожароопасно, но до пожара дело скорее всего не дойдет, канал райзера довольно быстро зарастет нагаром полностью. А как его чистить, если у вас покрышка барабана несъемная?

В большой печи самопроизвольная смена режима происходит скачком, когда верх палочек опустится до нижнего обреза бункера, а в малой – постепенно, по мере оседания топливной массы. Поскольку при стряпне на печи опытная хозяйка надолго от нее не отходит, конструкторы и сочли возможным ради компактности совместить в ней бункер с поддувалом.

С большой печью такой фокус не пройдет: высокий райзер тянет очень сильно, и воздушная щель нужна настолько тонкая (а ведь ее нужно еще и регулировать), что добиться стабильного режима печи невозможно. С отдельным поддувалом проще: округлую в разрезе массу топлива воздуху легче обтекать с боков, слишком разгоревшееся пламя туда его и отжимает. Печка получается до некоторой степени саморегулирующейся; правда, в очень небольших пределах, так что манипулировать поддувальной дверцей все равно время от времени приходится.

Примечание: делать бункер большой печи ради простоты без плотной крышки, как часто творят, нельзя. Из-за нерегулируемого дополнительного притока воздуха сквозь топливную массу добиться стабильного режима работы печи вряд ли окажется возможным.

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

Теперь посмотрим, какой должна быть самодельная печь-ракета из доступных нам материалов. Тут тоже нужна оглядка: не все, что в Америке под рукой, у нас тоже, и наоборот.

Из чего?

Для большой печи с лежанкой более-менее достоверные опытные данные есть для изделий с барабаном из 55-галлонной бочки диаметром 24 дюйма. 55 галлонов это 208 с мелочью литров, а 24 дюйма – почти точно 607 мм, так что наша 200-литровка вполне подойдет без дополнительного пересчета. Сохраняя параметры печи, диаметр барабана удается уменьшить вдвое, до 300 мм, что позволяет сделать его из 400-450 мм жестяных ведер или бытового газового баллона.

На поддувало, бункер, топку и райзер пойдут трубы разного размера, см. ниже, круглые или профильные. Так можно будет сделать изолирующую футеровку топочной части из смеси равных долей печной глины и шамотного щебня, не прибегая к кирпичной кладке; о футеровке райзера поговорим подробнее ниже. Горение в печи-ракете слабое, поэтому термохимия газов щадящая и толщина стали всех металлических частей, кроме газопровода в лежанке – от 2 мм; последний можно сделать из тонкостенного металлогофра, здесь дымовые газы уже полностью выдохлись и по химии и по температуре.

Для внешней обмазки лучший теплоаккумулятор – саман. При соблюдении указанных ниже размеров теплоотдача ракетной печи в самане после топки может достигать 12 час и более. Остальные детали (дверцы, крышки) – металлические из оцинковки, алюминия и т.п., с герметизирующими прокладками из минерального картона. Обычная печная фурнитура подходит мало, обеспечить ее герметичность трудно, а щелястая печь-ракета работать как следует не будет.

Примечание: печь-ракету желательно снабдить вьюшкой во внешней дымовой трубе. Хотя газовая вьюшка в высоком райзере запирает общий дымовой тракт наглухо, сильный ветер снаружи может преждевременно вытянуть тепло из лежанки.

Размеры и пропорции

Базовые расчетные величины, к которым привязываются остальные – диаметр барабана D и площадь его поперечного сечения по внутри S. Все прочее, исходя из размера наличной железины, определяется следующим образом:

1. Высота барабана H – 1,5-2D.
2. Высота обмазки барабана – 2/3H; обрез обмазки дизайна ради можно делать косым криволинейным, тогда 2/3H нужно выдержать в среднем.
3. Толщина обмазки барабана – 1/3D.
4. Площадь поперечного сечения райзера – 4,5-6,5% от S; лучше держаться в пределах 5-6% от S.
5. Высота райзера – чем больше, тем лучше, но зазор между его обрезом и покрышкой барабана должен быть не менее 70 мм; его минимальная величина определяется вязкостью дымовых газов.
6. Длина жаровой трубы – равна высоте райзера.
7. Площадь сечения жаровой трубы (огнепровода) – равна таковой райзера. Огнепровод лучше сделать из квадратной профтрубы, так режим печи будет стабильнее.
8. Площадь сечения поддувала – 0,5 от ее же топки и райзера. Более стабильный режим печи и его плавную регулировку даст прямоугольная профтруба со сторонами 2:1, уложенная плашмя.
9. Объем вторичного зольника – от 5% исходного объема барабана (без учета объема райзера) для печи из бочки до 10% его же для печи из баллона. Интерполяция для промежуточных размеров барабана – линейная.
10. Площадь сечения внешнего дымохода – 1,5-2s, где s – площадь поперечного сечения райзера.
11. Толщина саманной подушки под внешним дымоходом – 50-70 мм; если канал круглый, считается от нижней его точки. Если лежанка на деревянных полатях, подушку под дымоходом можно уменьшить вдвое.
12. Высота обмазки лежанки над внешним дымоходом – от 0,25D для барабана в 600 мм до 0,5D для 300-мм. Можно меньше, но тогда теплоотдача после протопки будет короче.
13. Высота внешней дымовой трубы – от 4 м.
14. Допустимая длина газохода в лежанке – см. след. разд.

Предельная тепловая мощность печи-ракеты из бочки составляет примерно 25 кВт, печи из газового баллона – около 15 кВт. Регулировка мощности – только размером загрузки топлива. Подачей воздуха печь вводится в режим, и ничего более!

Примечание: в первоначальных печах выживальщиков сечение райзера бралось в 10-15% S в расчете на совсем мокрое топливо. Потом там же, в Америке, появились печи-ракеты с лежанкой для бунгало, рассчитанные на воздушно-сухое топливо и более экономичные. В них сечение райзера уменьшено до рекомендуемых и здесь 5-6% S.

Футеровка райзера

От теплоизоляции райзера во многом зависит экономичность ракетной печи. Но американские футеровочные материалы нам, увы, недоступны. По запасам высококачественных огнеупоров США не имеют себе равных, там они считаются стратегическим сырьем и даже проверенным союзникам продаются с оглядкой.

Из наших доступных материалов по теплотехнике их можно заменить легким шамотным кирпичом марки ШЛ и обычным самокопаным речным песком с большой примесью глинозема, правильно уложенным, см. ниже. Однако материалы эти пористые, в печи они быстро пропитаются нагаром. Тогда печь заревет при любой подаче воздуха, со всем вытекающим. Поэтому нам нужно окружать футеровку райзера металлической обечайкой, а торец футеровки обязательно замазывать печной глиной.

Схемы футеровки для 3-х видов печей показаны на рис. Суть здесь в том, что при уменьшении размеров барабана доля его непосредственной теплоотдачи через днище и нефутерованную часть возрастает по закону квадрата-куба. Поэтому при сохранении нужного термоградиента в райзере мощность футеровки можно уменьшать. Это дает возможность соответственно увеличить относительное сечение кольцевого опуска дымовых газов в барабане.

Зачем? Во-первых, снижаются требования к внешнему дымоходу, т.к. внешняя тяга теперь лучше тянет. А раз тянет лучше, то и допустимая длина борова в лежанке падает медленнее, чем размеры печи. В итоге, если печь из бочки прогревает лежанку с боровом длиной до 6 м, то вдвое меньшая из баллона – 4 м.

Как футеровать песком?

Если футеровка райзера шамотная, то остаточные полости просто засыпают строительным песком. Речной самокопаный для футеровки целиком из песка тщательно готовить не нужно, достаточно выбрать крупный мусор. Но насыпают его послойно, в 5-7 слоев. Каждый слой утрамбовывают и обрызгивают до образования корки. Затем всю засыпку сушат неделю, замазывают верхний обрез глиной, как уже сказано, и продолжают постройку печи.

Ракета из баллона

Из вышесказанного понятно, что выгоднее делать печь-ракету : меньше работы, меньше неприглядных частей на виду, а лежанку прогревает почти такую же. Тепловая завеса или теплый пол в сибирский мороз обогреют мощностью 10-12 кВт помещение в 50 кв. м и более, так что и здесь баллонная ракета оказывается выгоднее, большую из бочки редко когда придется запускать на полную мощность с максимальным КПД.

Умельцы, видимо, это тоже поняли; по крайней мере некоторые. К примеру, здесь на рис. – чертежи баллонной печи-ракеты. Справа – оригинал; автор, похоже, с умом разбирался в изначальных разработках и в общем получилось у него все правильно. Слева – необходимые усовершенствования с учетом использования воздушно-сухого топлива и прогрева лежанки.

Плодотворная идея – отдельный подача подогретого вторичного воздуха. Печь будет экономичнее и жаровую трубу можно сделать короче. Площадь сечения его воздуховода – около 10% от сечения райзера. Печь работает всегда при полностью открытой вторичке. Вначале режим выставляют задвижкой первички; точно регулируют крышкой бункера. В конце топки печь взревет, но здесь это не так страшно, для прочистки райзера автором конструкции предусмотрена съемная крышка барабана. Она, понятное дело, должна быть с уплотнением.

Ракеты из чего попало

Баночные

Туристы, охотники и рыболовы (многие из них – члены обществ выживания) скоро приспособили малую ракетную печь под походную из пустых жестянок. Свести влияние квадрата-куба к минимуму удалось, применив горизонтальную подачу топлива, см. схему справа. Правда, ценой некоторого неудобства: палочки по мере прогорания нужно подталкивать внутрь. Зато режим печи стал держаться железно. Каким образом? За счет автоматического перераспределения потоков воздуха через поддувало и над/сквозь топливо. Мощность баночной ракетной печи лежит в пределах 0,5-5 кВт в зависимости от размеров печи и регулируется примерно втрое величиной загрузки топлива. Основные пропорции также просты:

• Диаметр камеры сгорания (combustion chamber) – 60-120 мм.
• Высота камеры сгорания – 3-5 ее диаметров.
• Сечение поддувала – 0,5 от его же камеры сгорания.
• Толщина слоя теплоизоляции – не менее величины диаметра камеры сгорания.

Пропорции эти весьма приблизительные: изменение их вдвое не мешает печи работать, а КПД в походе не столь уж важен. Если изоляция из смоченной супеси, как описано выше, стыки деталей можно просто промазывать глиной (левая поз. на рис. ниже). Тогда печка после 1-2 топок приобретет прочность, позволяющую транспортировать ее без особых предосторожностей. Но вообще-то изоляция пойдет любая из подручных негорючих материалов, след. две поз. Конфорка любой конструкции должна обеспечивать свободный приток воздуха, 3-я поз. Сварная из стального листа печь-ракета (правая поз.) с песчаной изоляцией вдвое легче и экономичнее буржуйки той же мощности.

Кирпичные

О больших стационарных ракетных печах распространяться не будем: в них вся исходная термодинамика враздрызг идет, и они лишены одного из главных достоинств изначальной печи – простоты постройки. Мы расскажем немного о ракетных печах из кирпича, глины или обломков камня, которые можно сделать за 5-20 мин, когда под рукой нет жестянок.

Вот, к примеру (см. ролик ниже), вполне полноценная по термодинамике печь-ракета из 16 кирпичей, уложенных на сухую. Озвучка английская, но там и без слов все понятно. Подобную ей можно сложить из обломков кирпича (см. рис.), булыжников, вылепить из глины. На 1 раз хватит печки, слепленной из жирной земли. Экономичность у всех у них не ахти, высота камеры сгорания маловата, но на плов или срочно обогреться хватит.

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

Из отечественных разработок заслуживает внимания печь-ракета Широкова-Храмцова (см. рис. справа). Авторы, не заботясь о выживании в плюке, применили современный материал – жаростойкий бетон, подогнав к нему всю термодинамику. Компоненты жаробетона не дешевы, для замеса нужна бетономешалка. Но его теплопроводность много ниже, чем у большинства прочих огнеупоров. Новая ракетная печь стала работать стабильнее, и появилась возможность часть тепла выпустить наружу в виде ИК-излучения через жаропрочное стекло. Получилась ракетная печь – камин.

Летают ли ракеты в бане?

А не подойдет ли печь-ракета для бани? Вроде бы на покрышке барабана каменку устроить можно. Или проточную вместо лежанки.

К сожалению, ракетная печь для бани не годится . Чтобы получить легкий пар, должна сразу прогреть тепловым (ИК) излучением стены, и тут же, или чуть погодя – воздух, конвекцией. Для этого печь должна быть компактным источником ИК и очагом конвекции. Конвекция от ракетной печи распределенная, а ИК она дает вообще мало, сам принцип ее устройства исключает существенные потери на излучение.

В заключение: печникам-ракетчикам

В удачных конструкциях ракетных печей пока больше интуиции, чем точного расчета. А посему – удачи и вам! – печь-ракета благодатное поприще для умельцев с творческой жилкой.