Двигун з незатухаючою детонаційною хвилею та літальний апарат, обладнаний таким двигуном

Реферат: Винахід стосується двигуна з незатухаючою детонаційною хвилею і літального апарата, обладнаного таким двигуном. Двигун з незатухаючою детонаційною хвилею (1) працює на вибуховій суміші палива та окисника і містить, зокрема, детонаційну камеру (3), що має базу нагнітання (10), довжина якої визначається незамкненою лінією (17), щоб сформувати детонаційну камеру (3), яка має подовжену форму в поперечній площині, а також систему впорскування (4), розташовану таким чином, щоб впорскувати суміш паливо-окисник у зазначену детонаційну камеру (3) щонайменше на ділянці (20) зазначеної бази нагнітання (10). UA 111079 C2 (12) UA 111079 C2 UA 111079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки Даний винахід відноситься до двигуна з незатухаючою детонаційною хвилею, який працює на вибуховій суміші паливо/окисник, а також до літального апарату, що оснащений таким двигуном. Рівень техніки Відомо, що більшість силових установок, які використовуються в авіаційній та космічній галузях, засновані на термодинамічному циклі згоряння палива при постійному тиску. Крім того, відомо, що використання термодинамічного циклу згоряння при постійному об'ємі дозволяє, теоретично, суттєво підвищити продуктивність двигуна (на 15-20 %). Тим не менш, через швидкість переміщення більшості літальних апаратів, здійснення згоряння при постійному об'ємі виявляється достатньо складним, і вимагає розробки систем, які є складними і важкими для реалізації. Використання термодинамічного циклу детонації може забезпечити такі ж переваги з точки зору енергоефективності. Детонаційний цикл дуже схожий на цикл згоряння при постійному об'ємі (реакція відбувається дуже швидко і в дуже малій товщині суміші, яка не має достатнього часу для розширення, щоб обмежити підвищення тиску) і відповідає термодинамічному коефіцієнту корисної дії, який навіть є трохи вищим. Імпульсний детонаційний двигун (PDE) відомий як детонаційний двигун, у якого трубка, що закрита на одному з її кінців, наповнюється свіжою сумішшю паливо/окисник і потім в цій свіжій суміші ініціюється детонація. Протягом усього часу, поки детонаційна хвиля рухається повздовж трубки, на закритому кінці існує надлишковий тиск і миттєво створюється тяга. В такому випадку необхідно дочекатися випорожнення гарячих газів, що надходять від реакції горіння в детонаційній камері, потім заповнити її свіжою вибуховою сумішшю перед тим, як з'явиться можливість почати нову хвилю детонації, щоб викликати новий імпульс тяги. Імпульсний характер тяги (робоча частота від 50 до 200 Гц створює дуже важке вібраційне середовище для іншої частини двигуна, і, крім того потребує значної подачі енергії в кожному циклі для того, щоб ініціювати детонацію, що може представляти серйозну проблему з точки зору загальної ефективності, коли припускається використання пар паливо/окисник, яким не властиве хороше займання. Ці характеристики обмежують його використання дуже специфічними практичними застосуваннями (наприклад, в простих і недорогих дозвукових системах) або дуже складними системами, зв'язаними з множиною трубок PDE типу. Для того, щоб подолати проблему дуже жорстких умов вібрації, породжуваних апріорі, імпульсним детонаційним двигуном, можливо використовувати двигун з незатухаючою детонаційною хвилею (CDWE). У такому двигуні з незатухаючою детонацією, безперервне вироблення гарячих газів відбувається через незатухаючі детонаційні хвилі, що утворюються в кільцевій камері. Суміш паливо/окисник безперервно вводять на одному з кінців кільцевої камери. Потім виникає детонаційна хвиля. Ця хвиля рухається по колу в свіжій вибуховій суміші, тоді як гарячі гази, які вона виробляє, розповсюджуються в іншу частину детонаційної камери. Оскільки подача свіжого палива і повітря в детонаційну камеру відбувається безперервно, коли детонаційна хвиля повертається до своєї вихідної точки, вона знову взаємодіє зі свіжою вибуховою паливно-повітряною сумішшю і продовжує свій рух, який стає, таким чином, безперервним. Таким чином, представлена кільцева камера, в якій серія кільцевих детонаційних хвиль, що рухаються з частотою декілька кГц (до 30 кГц), виробляє гарячі гази, які розширюються у напрямку відкритого кінця камери. Таким чином, є в наявності, як і у випадку з камерою згоряння при постійному тиску, генератор гарячих газів, які формують на виході з детонаційної камери, надзвуковий потік, характеристики якого є відносно рівномірними. Перевага цього CD WE двигуна полягає в тому, що, з точки зору термодинамічного циклу, детонація має потенціал (як це має місце для двигуна PDE) для ефективності на 15-25 % більший, ніж у спалювання при постійному тиску. Крім того, його принцип роботи запобігає утворенню дуже важкого вібраційного середовища, як у випадку з імпульсним детонаційним двигуном (PDE). Однак, практичне застосування цього двигуна з безперервною детонацією CDWE обмежене використанням закритої детонаційної камери, зазвичай кільцевої форми. Ця кільцева камера містить у собі, на своєму верхньому кінці по ходу потоку, поперечну поверхню (іменовану далі базою нагнітання), яка представлена кільцевою формою, інакше кажучи, її ширина є постійною, а її довжина визначається загальною лінією, що утворює замкнуту криву, зазвичай замкнуте коло. Однак, максимальний рівень продуктивності може бути досягнутий лише у відносно вузькому діапазоні локальних умов експлуатації (зокрема, насиченість суміші паливо/окисник). Таким чином, розробка кільцевої камери, що працює в дуже широкому діапазоні областей 1 UA 111079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 застосування, при одночасному дотриманні умов, необхідних для отримання задовільної ефективності використання енергії у всіх точках цієї камери, є важким завданням. Завданням даного винаходу є поліпшення вищезгаданого двигуна з безперервною детонацією, зокрема за рахунок подолання цих недоліків. З цією метою, відповідно до даного винаходу, представлений двигун з незатухаючою детонаційною хвилею, який працює на вибуховій суміші паливо/окисник і який містить: - щонайменше одну детонаційну камеру; - систему впорскування, для безперервного впорскування вибухової суміші у вказану детонаційну камеру на її верхньому кінці по ходу потоку, зазначена детонаційна камера містить базу нагнітання, на зазначеному верхньому кінці, а також дві стінки, які проходять обома сторонами від цієї бази нагнітання; і - засоби ініціювання, які розташовані у зазначеній детонаційній камері, щоб ініціювати у вибуховій суміші детонаційну хвилю, яка далі розповсюджується у зазначеній суміші і викликає появу послідовних, самоініційованих детонаційних хвиль, з тим, щоб виникло безперервне вироблення гарячих газів, який відрізняється тим, що зазначена детонаційна камера містить базу нагнітання, довжина якої визначається незамкненою лінією з метою формування детонаційної камери, що має подовжену форму в поперечній площині, і тим, що система впорскування розташована таким чином, щоб впорскувати суміш паливо/окисник у вказану детонаційну камеру щонайменше на ділянці зазначеної бази нагнітання. Зокрема, ця система впорскування сформована таким чином, щоб створити (спільно з хвилею, ініційованою за допомогою засобів ініціювання) особливі локальні умови, які дозволяють утворити зазначену серію детонаційних хвиль (самоініційованих) у зазначеній детонаційній камері. Таким чином, відповідно до даного винаходу, отримано двигун з незатухаючою детонаційною хвилею, який містить детонаційну камеру, яка не має (і не обмежується) (замкненою) кільцевої форми, і може мати безліч інших різних (відкритих) форм, як показано нижче. Ця детонаційна камера містить витягнуту у верхній частині по ходу потоку базу впорскування, яка може мати будь-яку відкриту, але не замкнену форму по довжині, зокрема пряму або вигнуту, на відміну від кільцевої камери. Ця камера далі містить дві стінки, які, переважно, є паралельними, і простягаються обома сторонами від цієї бази нагнітання. Зазначена камера таким чином, має тривимірну геометричну форму, що має сторони (плоскі або неплоскі), які сходяться краями. Зокрема, зазначена камера може мати форму будь-якого типу гексаедра (багатогранник, що має шість плоских сторін), зокрема, форму паралелепіпеда (шестигранник, що має попарно паралельні сторони). У випадку прямокутної бази нагнітання, яка визначається, таким чином прямими лініями, камера може приймати, наприклад, загальну форму прямокутного паралелепіпеда (всі сторони, якого, є прямокутниками). У силу безлічі форм, які можуть бути розглянуті для детонаційної камери, відповідно до даного винаходу, можливі області застосування зазначеного двигуна значно розширені порівняно із звичайним двигуном з кільцевою детонаційною камерою, і забезпечується можливість усунення вищезазначених недоліків, як показано нижче. Слід зазначити, що всередині детонаційної камери, нижче по ходу руху початкової детонаційної хвилі (яка ініційована за допомогою засобів ініціювання), є шар свіжої суміші (введений за допомогою системи впорскування), оскільки він знаходиться в контакті з гарячими газами і за певних умов, які можна визначити (зокрема, емпірично), це призводить до появи нових, самоініційованих детонаційних хвиль. Згідно даного винаходу, в детонаційній камері, уздовж протяжності бази нагнітання, за допомогою створення (за допомогою попередньої хвилі і системи впорскування) локальних умов, що забезпечують, кожен раз, автоматичне ініціювання, таким чином, формується зазначена серія послідовних детонаційних хвиль (самоініційованих, тобто довільно ініційованих). За межами зони нагнітання, уздовж протяжності бази нагнітання, детонаційна хвиля вироджується в одиночну хвилю стискання. У контексті даного винаходу, кінці детонаційної камери (на кожному кінці бази нагнітання) можуть бути відкриті або закриті, незалежно один від одного, а ініціювання (реалізоване зазначеними засобами ініціювання) може відбуватися в будь-якому місці вздовж протяжності бази нагнітання камери. Завдяки вищезгаданим характерним ознакам даного винаходу, може бути розглянуто безліч областей застосування, зокрема для рідинних ракетних двигунів, системи газотурбінних двигунів або навіть прямоточних повітряно-реактивних двигунів. 2 UA 111079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В одному, конкретному варіанті здійснення даного винаходу, зазначена система впорскування здатна здійснювати впорскування на різні відстані уздовж протяжності зазначеної бази нагнітання, яке забезпечує наступні переваги: - можливість оптимальної роботи в широкому діапазоні, з точки зору необхідної тяги (для застосування в прямоточних повітряно-реактивних двигунах) або загальної насиченості (для застосування в газотурбінних двигунах): впорскування здійснюється на більшому або меншому відрізку камери, інша частина забезпечується тільки окисником (повітря, апріорі) і - обмеження пускового тиску і поступове збільшення швидкості. Крім того, в цьому випадку, якщо на літальному апараті встановлено два двигуни такого типу так, щоб забезпечити тягові зусилля, відповідно, з обох сторін від осі обертання зазначеного літального апарату, то обертання літального апарату навколо цієї осі може бути забезпечене за допомогою асиметричного впорскування. Для наочності, можна змонтувати такий двигун на кожному крилі літака, база впорскування визначається кожного разу вздовж задньої кромки відповідного крила і створює обертальний момент, за допомогою здійснення різного впорскування в цих двох двигунах. Таким чином, можливо забезпечити підтримку в управлінні судном шляхом асиметричного керування впорскуванням. Крім того, двигун може, переважно, містити щонайменше один контур для охолодження зазначеної детонаційної камери, в якому паливо може циркулювати до його введення в зазначену камеру. Переважно, зазначений контур охолодження проходить щонайменше по одній бічній стінці зазначеної детонаційної камери, щонайменше по частині її довжини. Таким чином детонаційна камера може охолоджуватися за допомогою частини, або всього палива, до його введення в цю камеру. Це надає можливість забезпечення теплового опору детонаційної камери за допомогою випаровування щонайменше деякої частини палива, що впорскується, в процесі його циркуляції в зазначеному контурі. Пряме введення попередньо випаруваного палива гарантує ініціювання та стабільність детонації вибухової паливноповітряної суміші. Також забезпечується запобігання проблем, пов'язаних з періодом випаровування крапель палива та хімічною реакцією. Крім того, в одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, зазначена детонаційна камера має розгалуження бази нагнітання, що дозволяє створити щонайменше дві видовжені гілки за зазначеним розгалуженням, кожна з яких забезпечується вибуховою сумішшю, зазначеної системи впорскування, яка дозволяє створювати дві лінії тягових зусиль за допомогою поширення хвиль у двох гілках. У цьому випадку, зазначена система впорскування, переважно, може бути сформована таким чином, щоб забезпечувати впорскування в кожній з цих гілок на більш довгому або більше короткому відрізку і таким чином забезпечувати можливість керування (вектором тяги) літальним апаратом оснащеним зазначеним двигуном. Крім того, в одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, зазначений двигун містить в собі, на додаток до вказаної розгалуженої камери, кільцеву детонаційну камеру, зазначена розгалужена камера з'єднана з кільцевою камерою таким чином, щоб утворювалася гібридна камера. Цей конкретний варіант здійснення даного винаходу, таким чином, поєднує в собі переваги кільцевої камери (гарантована стабільність роботи), і переваги розгалуженої камери: - оптимальна робота в широкому діапазоні умов (тяга/насиченість): впорскування здійснюється на більшому або меншому відрізку довжини камери, до іншої частини подається тільки окисник (повітря, апріорі); - обмеження пускового тиску: запускається тільки кільцева камера, і розподілене тягове зусилля (і розподілене керування). Крім того, в одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, зазначена гібридна камера має форму кільцевої детонаційної камери, яка містить концентричні розширення (або розгалуженнями) із змінним відрізком впорскування. Ці концентричні розширення можуть бути розташовані всередині кільцевої детонаційної камери, або зовні кільцевої детонаційної камери. У цьому випадку тягою легко керувати в безперервному режимі за допомогою постачання більшої або меншої частини довжини розширень паливом (або паливом і окисником у разі ракетної силової установки). Точно таким самим чином можна легко керувати орієнтацією тяги (у разі прямоточного повітряно-реактивного двигуна або ракетного двигуна). Даний винахід також відноситься до рушійної системи (наприклад, прямоточний повітрянореактивний двигун, газотурбінний двигун або двигун ракетного типу) для літального апарату, який оснащений щонайменше одним описаним вище двигуном з незатухаючою детонаційною хвилею. 3 UA 111079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, ця рушійна система забезпечена щонайменше двома двигунами такого типу, кожен з яких містить в собі систему впорскування, яка забезпечує керування впорскуванням. Таким чином, можна забезпечити асиметричне керування впорскуванням, яке може сприяти керуванню літальним апаратом. Даний винахід також відноситься до літального апарату, зокрема до літака або ракети, яка оснащена двигуном та/або рушійною системою, описаною вище. Даний винахід також може бути застосований до енергогенеруючої системи, встановленої на землі, зокрема до газової турбіни, яка забезпечена щонайменше одним описаним вище двигуном з незатухаючою детонаційною хвилею. Короткий опис креслень Фігури на доданих кресленнях забезпечують розуміння того, як на практиці може бути реалізовано винахід. На цих фігурах однаковими позиціями позначені подібні елементи. Фіг. 1 і 2 представляють собою дуже схематичний вигляд в перспективі двигуна з незатухаючою детонаційною хвилею, відповідно до даного винаходу, відповідно для двох різних форм детонаційної камери. Фіг. 3 являє собою схематичний вигляд в перспективі конкретного варіанту виконання двигуна відповідно до даного винаходу, що містить розгалужену детонаційну камеру. Фіг.4 являє собою схематичний вигляд зверху, зображеного на фіг. 3. Фіг. 5 являє собою схематичний вигляд конкретного варіанту здійснення двигуна відповідно до даного винаходу, що містить гібридну камеру. Фіг. 6 і 7 являють собою схематичні види варіантів двигуна, що містить гібридну камеру, яка має відповідно внутрішні і зовнішні розширення. Двигун 1, відповідно до даного винаходу, і схематично показаний на фіг. 1, є двигуном з незатухаючою детонаційною хвилею і відноситься до рушійних систем 2 для встановлення на літальний апарат і призначених для використання в авіаційній і/або космічній областях. Зазвичай, цей двигун з незатухаючою детонаційною хвилею 1 працює на вибуховій суміші палива й окисника (зокрема, повітря) і містить, зазвичай: - щонайменше одну детонаційну камеру 3; - систему впорскування 4 для безперервного впорскування компонентів (паливо, окисник) зазначеної вибухової суміші у вказану детонаційну камеру 3 на її верхньому кінці 5 по ходу потоку. Джерелами цих компонентів можуть бути звичайні засоби зберігання 6 і 7; а також - засоби ініціювання 8, показані дуже схематично. Ці звичайні засоби ініціювання 8 (наприклад, електрозапальник, переддетонаційна трубка і т.д.) розташовані у зазначеній детонаційній камері 3 так, щоб ініціювати у вибуховій суміші детонаційну хвилю, яка далі розповсюджується у вибуховій суміші і викликає появу послідовних, самоініційованих детонаційних хвиль, з тим, щоб виникло безперервне вироблення гарячих газів, що виходять з детонаційної камери 3 через нижній по ходу потоку відкритий кінець 9. Слід зазначити, що в даному описі, поняття вище і нижче визначаються відносно загального напрямку потоку Ε газів. Згідно з даним винаходом, зазначена детонаційна камера 3 складає, на верхньому кінці 5 (по відношенню до вказаного напрямку Е), на вході, поперечну поверхню, звану базою нагнітання 10. Ця поверхня, поперечна по відношенню до поздовжнього напрямку камери 3, як правило, визначається за загальним напрямом потоку Ε газів. Ця база нагнітання 10 має довжину L1, яка визначається незамкненою лінією таким чином, щоб утворити детонаційну камеру 3, що має подовжену, а не кільцеву форму в поперечній площині. Що стосується ширини L2 бази нагнітання 10, то вона може бути змінною, але, переважно, вона постійна. Ця база нагнітання 10 може мати будь-яку відкриту форму по довжині, зокрема пряму або вигнуту, але не замкнуту, на відміну від звичайної кільцевої камери. Камера 3 далі містить дві стінки 12 і 13, які є, наприклад, паралельними і проходять в поздовжньому напрямку по обидві сторони від цієї бази нагнітання 10. Камера 3, таким чином, має тривимірну геометричну форму, що має сторони (плоскі або неплоскі), які сходяться краями, зокрема шість сторін, які сходяться краями. У прикладі на фіг. 1 і 2, камера 3 містить наступні сторони: - базу нагнітання 10 на верхньому по ходу потоку кінці 5; - відкриту сторону 14 на нижньому по ходу потоку кінці 9; - дві стінки 12 і 13, а також - дві сторони 15 і 16 на обох кінцях бази нагнітання 10 вздовж незамкненої лінії. Зокрема, камера 3 може мати загальну форму будь-якого типу шестикутника (багатогранник, що має шість плоских граней) і, зокрема, форму паралелепіпеда (шестигранник, що має попарно паралельні сторони). 4 UA 111079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У прикладі на фіг. 1, довжина ін'єкційної основи 10 визначається зігнутою лінією, показаною як приклад лінією 17. Крім того, у випадку прямокутної бази нагнітання 10, яка, таким чином, визначається прямою лінією (на підставі довжини L1 прямокутника, як показано лінією 18), камера 3 може, наприклад, приймати форму прямокутного паралелепіпеда (всі сторони якого, є плоскими і прямокутними), як показано на фіг. 2. Таким чином, двигун 1, відповідно до даного винаходу, містить детонаційну камеру 3, яка не має (і не обмежується) кільцевою формою, але може мати безліч інших різних форм. Крім того, відповідно до даного винаходу, зазначена система впорскування 4 розташована таким чином, щоб впорскувати суміш паливо/окисник у вказану детонаційну камеру щонайменше на ділянці 20 зазначеної бази нагнітання 10, як показано на фіг. 2. Ця система впорскування 4, зокрема, виконана таким чином, щоб створити (спільно з хвилею, ініційованою за допомогою засобів ініціювання 8) особливі локальні умови, які дозволяють утворити зазначену серію детонаційних хвиль (самовільно ініційованих) у зазначеній детонаційній камері 3. Особливі локальні умови, для утворення цієї серії детонаційних хвиль, можуть бути встановлені фахівцем у цій галузі техніки, зокрема, емпірично. Звичайні засоби ініціювання 8 (наприклад, електрозапальник або преддетонаційна трубка) розташовані у згаданій детонаційної камері 3 таким чином, щоб ініціювати у вибуховій суміші детонаційну хвилю 8, яка далі розповсюджується у зазначеній суміші в поздовжньому напрямку (показано стрілкою F) бази нагнітання 10 і викликає появу самовільно ініційованих послідовних детонаційних хвиль 22. Ця хвиля рухається у свіжій вибуховій суміші вздовж бази нагнітання 10, тоді як гарячі гази, які вона виробляє поширюються в іншу частину камери 3 (як показано лініями 23, які ілюструють поширення продуктів детонації) і виходять через відкритий кінець 9 детонаційної камери 3. Ці гарячі гази, які поширюються в напрямку відкритого кінця 9 камери 3 можуть бути використані різним чином, зокрема, для отримання тяги, при прискоренні за допомогою сопла. За межами зони (або ділянки) нагнітання 20, вздовж бази нагнітання 10, детонаційна хвиля вироджується в одиночну хвилю стискання 24, як показано на фіг. 2. У прикладі, показаному на фіг. 2, представлені різні зони нагнітання 25, і тільки в деяких з них здійснюється впорскування (стрілки 26). У контексті даного винаходу, кінці 15 і 16 детонаційної камери 3 можуть бути відкритими або закритими незалежно один від одного. Крім того, ініціювання (реалізоване засобами ініціювання 8) може відбуватися в будь-якому місці вздовж бази нагнітання 10. Завдяки множині форм, які можуть бути розглянуті для детонаційної камери 3, відповідно до даного винаходу, можливі області застосування двигуна 1 значно розширені, порівняно із звичайним двигуном, що має виключно кільцеву детонаційну камеру. Таким чином, може бути розглянуто безліч областей застосування, зокрема рідинні ракетні двигуни, системи турбінних двигунів або навіть прямоточні повітряно-реактивні двигуни. Крім того, система впорскування 4 впорскує звичайне паливо окремо від повітря. Таким чином, не передбачене впорскування, попередньо приготовленої суміші, що дозволяє уникнути будь-якого ризику займання вище по потоку детонаційної камери 3. Крім того, у разі палива, що витримує зберігання, як, наприклад, рідкий вуглеводень, також можливо передбачити контур рекуперації (не показаний), що дозволяє забезпечити попереднє випаровування палива (до його впорскування) і, як наслідок, отримати задовільні умови змішування і детонації без попереднього змішування. Переважно цей контур рекуперації (або контур охолодження), в якому циркулює паливо, проходить щонайменше по одній бічній стінці зазначеної детонаційної камери 3, щонайменше по частині її протяжності. В одному, конкретному варіанті здійснення даного винаходу, зазначена система впорскування 4 здатна виробляти впорскування на змінюваному відрізку вздовж зазначеної бази нагнітання 10. Таким чином, можна забезпечити кілька зон впорскування 25 вздовж бази нагнітання 10, деяка кількість яких, може здійснювати впорскування (стрілка 26 на фіг. 2). Таким чином, можливо забезпечити окремі засоби впорскування для цих кількох зон впорскування 25. Відповідно до цього конкретного варіанта здійснення даного винаходу, з метою керування тягою, можна постачати сумішшю палива та/або окисника більшу або меншу частину детонаційної камери 3 (для аеробної системи передбачене керування тільки впорскуванням палива). Якщо на літальному апараті встановлені два двигуни 1 такого типу так, щоб забезпечити тягові зусилля, відповідно, по обидві сторони від осі обертання зазначеного літального апарату, то, відповідно, обертання літального апарату навколо цієї осі може бути забезпечене за допомогою асиметричного впорскування. Для наочності, можна змонтувати такий двигун 1 на 5 UA 111079 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кожному крилі літака (не показаний), база нагнітання 10 камери 3 визначається кожного разу вздовж задньої кромки відповідного крила і створює обертальний момент, за допомогою здійснення різного впорскування в цих двох двигунах 1. Таким чином, можливо забезпечити внесення вкладу в керування літальним апаратом з допомогою асиметричного керування впорскуванням, шляхом надання рушійної системи 2, яка містить множину двигунів 1 (із змінним відрізком впорскування). Крім того, в одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, зазначена детонаційна камера 3 має розгалуження 27 бази нагнітання 10, як показано на фіг. 3 і 4, таке, щоб створити за цим розгалуженням 27 щонайменше дві видовжені гілки 28 і 29, формуючи таким чином розгалужену камеру 30. У кожну з цих гілок 28 і 29 подається вибухова суміш зазначеною системою впорскування 4, як показано на фігурі 4 за допомогою серії 31 точок, які ілюструють лінії впорскування. Цей конкретний варіант здійснення даного винаходу дозволяє створювати дві (або більше лінії тягових зусиль за допомогою розповсюдження хвиль у двох (або більше) гілках 28 і 29. Зрозуміло, що кожен двигун 1 містить, на додаток до детонаційної камери, всі вищезазначені засоби, зокрема, систему впорскування 4 і засоби ініціювання 8, які необхідні для його роботи, навіть якщо заради спрощення креслення, на фіг. 3 та 4, а також на фіг. 5-7, показані тільки камери. На фіг. 4-7, напрямок переміщення детонаційних хвиль 22 показаний за допомогою стрілки F. У разі розгалуженої камери 30, система впорскування 4 може забезпечувати кожну з гілок 28 і 29 на більшій або меншій частині довжини, як показано подвійною стрілкою D1 і D2 на фіг. 4, забезпечуючи тим самим можливість реалізації векторного керування тягою літальних апаратів, оснащених зазначеним двигуном 1, за допомогою асиметричних умов впорскування (при цьому без регулюючого сопла). Таким чином, ці гілки 28 і 29 можуть забезпечуватися на відрізках, які можуть змінюватися з плином часу і незалежно один від одного. Крім того, в одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, показаному на фіг. 5, вказаний двигун 1 може містити, на додаток до розгалуженої камери 30, кільцеву детонаційну камеру 33 звичайного типу. Крім того, зазначена розгалужена камера 30 з'єднана з кільцевою камерою 33 (довгим або коротким каналом) таким чином, щоб утворювалася гібридна камера 34. Цей конкретний варіант здійснення даного винаходу, таким чином, поєднує в собі переваги кільцевої камери (гарантована стабільність роботи), і переваги роздвоєної камери: - оптимальна робота в широкому діапазоні умов (тяга/насиченість): впорскування здійснюється на більшому або меншому відрізку камери, інша частина забезпечується тільки окисником (повітря, апріорі); - обмеження пускового тиску: запускається тільки кільцева камера, розташована вище по потоку, і - розподілене тягове зусилля (і розподілене керування). Крім того, зазначена кільцева камера 33 цієї гібридної камери 34 може бути також приєднана за допомогою одного або декількох розгалужень 27, до одного або більше додаткових розширень 35 (або гілок). Крім того, в одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, показаному на фіг. 6 і 7, представлені гібридні камери 37, 38, які мають форму кільцевої детонаційної камери 36, забезпеченої (за допомогою розгалуження 27) розширеннями 39, 40. Ці розширення 39, 40 є концентричними стосовно кільцевої камери 36. Переважно, щоб ці розширення 39, 40, яких, наприклад, чотири, були рівномірно розподілені по (внутрішньому чи зовнішньому) периметру кільцевої камери 36, і могли мати змінюваний відрізок впорскування, як показано стрілками D3A-D3D і D4A-D4D. В одному конкретному варіанті здійснення даного винаходу, для того, щоб забезпечити зміну відрізка подачі палива, можливо, наприклад, передбачити диск, який обертається між системою подачі палива 4 і детонаційною камерою 3, і який має в паливній магістралі видовжені отвори більшого чи меншого розміру [по довжині]… У конкретному варіанті здійснення даного винаходу, показаному на фіг. 6, концентричні розширення 39 розташовані радіально всередині кільцевої детонаційної камери 36, тоді як у варіанті, показаному на фіг. 7, концентричні розширення 40 розташовані радіально зовні кільцевої детонаційної камери 36. У цьому випадку тягою легко керувати в безперервному режимі за допомогою постачання більшої або меншої частини довжини (D3A-D3D і D4A-D4D) розширень 39, 40 паливом (або паливом і окисником у разі ракетної силової установки). Точно таким самим чином можна легко керувати орієнтацією тяги (у разі прямоточного повітряно-реактивного двигуна або ракетного двигуна). 6 UA 111079 C2 Такі гібридні камери 37, 38 можуть бути використані, зокрема, для заміни однієї кільцевої камери або концентричних кільцевих камер в прямоточному повітряно-реактивному двигуні, газотурбінному двигуні або ракетному двигуні. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Двигун з незатухаючою детонаційною хвилею, який працює на вибуховій суміші паливоокисник і містить щонайменше одну детонаційну камеру (3); систему впорскування (4) для безперервного впорскування вибухової суміші у вказану детонаційну камеру на її верхньому по ходу потоку кінці (5), причому детонаційна камера (3) містить базу нагнітання (10) на зазначеному верхньому кінці, а також дві стінки (12, 13), які проходять по обидві сторони від цієї бази нагнітання; і засоби ініціювання (8), які розташовані у зазначеній детонаційній камері (3), щоб ініціювати у вибуховій суміші детонаційну хвилю (22), яка далі поширюється у вибуховій суміші і викликає появу послідовних, самоініційованих детонаційних хвиль, з тим, щоб виникло безперервне вироблення гарячих газів, що виходять з детонаційної камери (3) через нижній, по ходу потоку, відкритий кінець (9), який відрізняється тим, що зазначена детонаційна камера (3) містить базу нагнітання (10), довжина якої визначається незамкненою лінією (17, 18), таким чином, щоб сформувати детонаційну камеру (3), що має видовжену форму в поперечній площині, і тим, що система впорскування (4) розташована таким чином, щоб впорскувати суміш паливо-окисник у вказану детонаційну камеру (3) щонайменше на ділянці (20) зазначеної бази нагнітання (10). 2. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що база нагнітання (10) визначається незамкненою зігнутою лінією (17). 3. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що база нагнітання (10) визначається незамкненою прямою лінією (18). 4. Двигун за будь-яким з пп. 1 або 3, який відрізняється тим, що зазначена система впорскування (4) здатна виробляти впорскування на змінюваному відрізку. 5. Двигун за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що він містить щонайменше один контур для охолодження зазначеної детонаційної камери, в якому паливо може циркулювати до його нагнітання в зазначену камеру. 6. Двигун за п. 5, який відрізняється тим, що контур охолодження проходить щонайменше по одній бічній стінці зазначеної детонаційної камери, щонайменше по частині її довжини. 7. Двигун за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що зазначена детонаційна камера (30) має розгалуження (7) бази нагнітання (10), що дозволяє створити щонайменше дві видовжені гілки (28, 29) за цим розгалуженням, до кожної з яких зазначеною системою впорскування (4) може надходити вибухова суміш. 8. Двигун за п. 7, який відрізняється тим, що система впорскування (4) може постачати ці гілки (28, 29) на різних відрізках, які можуть змінюватися з плином часу і незалежно одна від одної. 9. Двигун за будь-яким з пп. 7 або 8, який відрізняється тим, що він додатково містить кільцеву детонаційну камеру (33, 36), і тим, що розгалужена камера (30) з'єднана з кільцевою камерою (33, 36) для формування гібридної камери (34, 37, 38). 10. Двигун за п. 9, який відрізняється тим, що гібридна камера (37, 38) має форму кільцевої детонаційної камери (36), що містить концентричні розширення (39, 40) із змінним відрізком впорскування. 11. Двигун за п. 10, який відрізняється тим, що концентричні розширення (39) розташовані зовні кільцевої детонаційної камери (36). 12. Двигун за п. 10, який відрізняється тим, що концентричні розширення (40) розташовані всередині кільцевої детонаційної камери (36). 13. Енергогенеруюча система, зокрема газова турбіна, яка відрізняється тим, що вона містить щонайменше один двигун (1) за будь-яким з пп. 1-12. 14. Рушійна система для літального апарата, зокрема прямоточний повітряно-реактивний двигун, газотурбінний двигун або двигун ракетного типу, яка відрізняється тим, що вона обладнана щонайменше одним двигуном (1) за будь-яким з пп. 1-12. 15. Рушійна система за п. 14, яка відрізняється тим, що вона обладнана щонайменше двома двигунами (1), кожен з яких містить систему впорскування (4), що здатна керувати впорскуванням. 16. Літальний апарат, який відрізняється тим, що він обладнаний щонайменше однією рушійною системою (2) за будь-яким з пп. 14-15. 7 UA 111079 C2 8 UA 111079 C2 9 UA 111079 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10