Повітряно-реактивний двигун

Изобретение относится к воздушно-реактивным установкам (ВРУ), преимущественно двигателям (ВРД), в основе непрерывного рабочего цикла которых используется индуцирование воздуха в двигатель с помощью эжектирования и рециркуляции части рабочего тела в полузамкнутом цикле. Изобретение может быть использовано в качестве движителя летательных аппаратов, а также на наземных установках и транспортных средства х. Известен воздушно-реактивный двигатель (ВРД), содержащий входное устройство с завихрителем и диффузором, несколькими камерами смешения и камерами сгорания, объединенными на выходе соплом, выполняющим функции резонансной трубы, вход которого соединен с эжектором [1]. ВРД в виде пульсирующего газогенератора, имея несколько диффузоров, камер сгорания с патрубками, камер смешения сглаживает пульсации, шум, повышает надежность работы в целом. Малую степень сжатия несколько компенсирует экономичный цикл горения при постоянном объеме. Не имея движущихся деталей, устройство работоспособно в стартовых условия х. Однако резонансные свойства газа присущи только одному режиму, существенно регулировать который невозможно, что неприемлемо для авиации. Несколько одинаковых элементов: завихрителей, диффузоров, камер сгорания с патрубками создают громоздкость, трудности с компоновкой и обтекаемостью, повышают вес установки. Уровень шума, создаваемого пульсирующими устройствами, не соответствует существующим нормам. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать воздушно-реактивный двигатель путем оптимальной компоновки элементов и узлов, чем обеспечивается цикл работы вихревых эжекторов и за счет этого расширяется диапазон режимов в работе двигателя, повышается КПД, улучшаются габаритно-массовые характеристики. Поставленная задача решается тем, что в воздушно-реактивном двигателе, содержащем входной безлопаточный радиально-осевой диффузор, кольцевую камеру сгорания, расположенную в обечайке двигателя, вихревую камеру смешения, выходное реактивное сопло с центральным телом и со спрямляющим аппаратом, перепускной канал для забора воздуха в камеру сгорания в сечении перед соплом, согласно изобретению, входной диффузор снабжен цилиндрическим насадком, скрепленным с выходным сечением камеры сгорания диафрагмой, на выходе из камеры сгорания и входе в камеру смешения тангенциально к оси установлены активные сопла, а центральное тело сопла установлено по оси двигателя с возможностью перемещения. Устройство имеет непрерывный цикл и, следовательно, большой расход воздуха и тягу. Устройства непрерывного цикла производительнее, создают меньше шума, компактнее, с меньшим весом. Многорежимность вихревых эжекторов, на основе цикла которых выполнен двигатель, сообщает и двигателю многорежимность в работе. Повышение КПД устройства достигается несколькими факторами: 1. Всасывание по оси в разреженный центр вихря и плавная раскрутка холодного потока на смешивание уменьшает потери на всасывание. В прототипе всасывание осуществляется от периферии к центру, поэтому центробежная сила вихря создает противодавление всасыванию. 2. Степень сжатия вихревых эжекторов выше, чем прямоструйных, на основе которых работает прототип. Известно, что от степени сжатия экономичность зависит в решающей степени. 3. Из теории вихревых тр уб известно, что о твод газа из вращающегося ви хря по центру и из периферии, создает вихревой эффект Ранка, заключающийся в том, что на сжатие в диффузор с периферии поступает газ с большей кинетической энергией. А это повышает степень сжатия и КПД работы диффузора. При этом уменьшается часть газа, отбираемая в диффузор на сжатие, и большая часть газа направляется в сопло для выполнения полезной работы. 4. Компактность устройства снижает гидравлическое сопротивление и потери на трение. Все факторы дополняют друг др уга и существенно повышают КПД устройства. На чертеже изображена схема ВРД в разрезе. ВРД содержит обечайку 1, образующую камеру смешения 2, входное устройство, содержащее диафрагму 3 и трубу 4, смонтированную в диафрагме, решетку из активных сопел 5, смонтированных снаружи камеры смешения тангенциально на ее входе, радиально-осевой или радиальный, например безлопаточный (щелевой) диффузор 6, смонтированный снаружи камеры смещения 2 на ее выходе, камеру сгорания 7, выполненную в обечайке диффузора 6 снаружи камеры смешения 2 и на входе в активные сопла 5. Выходное сопло 8 содержит спрямляющий аппарат 9 на входе и подвижное по оси центральное тело 10. Активные сопла срабатывают высокотемпературный газ, и высокоскоростными тангенциальными струями создается вихрь в камере смешения 2. Энергия импульса сопел аккумулируется в ви хре. Внутри вихря создается разрежение и через трубу 4 воздух засасывается по оси внутрь двигателя. Суммарный поток на выходе разделяется на две части: одна, меньшая часть, поступает в диффузор 6, сжимается и поступает в камеру сгорания 7, куда подается топливо и происходит процесс горения. Высокотемпературный газ поступает в активные сопла 5, где срабатывается, и за счет полученной энергии импульса в соплах 5 поддерживается вращение вихря. Другая часть суммарного потока на выходе из камеры смещения 2 поступает в спрямляющий аппарат 9, раскручивается и выходит через сопло 8. Реактивная тяга создается в спрямляющем аппарате 9 и в сопле 8. Центральное тело 10 перемещается до оси, изменяет критическое сечение сопла 8 для оптимальной работы во всех режимах.