Спосіб роботи реактивної установки малої тяги з поршневим двигуном та реактивна установка, що реалізує спосіб

1. Спосіб роботи реактивної установки малої тяги з працюючим за узагальненим циклом поршневим двигуном, згідно з яким повітря, попередньо стиснуте у ди фузорі повітрозабірника, піддають додатковому стисненню, причому один з потоків додатково стиснутого повітря використовують для наддуву поршневого двигуна, який відрізняється тим, що додаткове стиснення повітря здійснюють у компресорі об'ємного типу, до якого підводять корисну потужність поршневого двигуна, стиснуте повітря подають до ресивера, де розділяють його на два потоки, причому до другого потоку спочатку підводять теплоту нагріву від контур у о холодження зовнішніх поверхонь поршневого двигуна, а потім додатково підводять теплоту нагріву та механічну енергію шляхом змішання з вихлопними газами поршневого двигуна і направляють до реактивного сопла. C2 2 (19) 1 3 78851 4 го тиску та вентилятора. Відпрацьовані в турбіні туру о холодження поршневого двигуна і додаткогази надходять до камери змішання, де змішуютьвої теплоти та механічної енергії змішанням з ся з потоком вторинного контуру, а потім розшивихлопними газами поршневого двигуна, дозволирюються у реактивному соплі. ло уникнути зриву потоку при додатковому стисПроте, при згорянні палива при постійному ненні повітря і, таким чином, розширити діапазон об'ємі ефективний ККД теплосилової установки об'ємних витрат, підвищити ККД та питому лобову буде ви ще, ніж при згорянні при постійному тиску. тягу за рахунок зняття обмежень окружної швидЕфективний ККД також росте з ростом температукості ротора і зменшення габаритів, що були прири продуктів згоряння. Крім того, при малих потужтаманні у випадку здійснення додаткового стисностях знижується витрата повітря крізь компренення повітря за допомогою вентилятора сор та турбіну, що зменшує їх ККД та ККД двигуна (прототип). взагалі. В основу винаходу поставлено також задачу Також відомий спосіб підвищення ККД змішенстворити таку реактивну установку, що реалізує ням потоків у ежекторі за рахунок організації пульспосіб, у який уведення ресивера та ежектора, суючого потоку активного середовища, захищений установлення компресора об'ємного типу як при[патентом US 6,308,740 Bl, Int.Cl. E03B5/00, U.S. строю для додаткового стиснення повітря, ствоCl. 137/892], при якому пульсуючий потік активного рення контуру о холодження з оребрення циліндра середовища ежектує значно більший потік вторинпоршневого двигуна і оболонки корпусу реактивної ного середовища, ніж рівномірний. установки, дозволило досягти того ж технічного Найбільш близьким за сукупністю ознак до результату, що наведено вище. способу роботи реактивної установки, що пропоПоставлена задача вирішується тим, що у нується, є спосіб роботи надзвукової комбінованої спосіб роботи реактивної установки малої тяги з повітряно-реактивної силової установки за [патенпрацюючим за узагальненим циклом поршневим том РФ №2140001, М.кл. Р02К5/02,7/16, опубл. двигуном, згідно з яким повітря, попередньо стис20.10.99р.] У відомому способі, як і у тому, що зануте у дифузорі повітрозабірника, піддають додатявляється, здійснюють стиснення повітря у вхідковому стисненню, причому один з потоків стиснуному пристрої (дифузорі повітрозабірника) і підтого повітря використовують для наддуву дають повітря додатковому стисненню за поршневого двигуна, уведені наступні ознаки, які допомогою пристрою, обертання якому надає повідрізняються від прототипу. ршневий двигун, для наддуву котрого використоЗгідно з винаходом додаткове стиснення повівують один з потоків додатково стиснутого повіттря здійснюють у компресорі об'ємного типу, до ря. Але у відомому способі як пристрій для якого підводять корисну потужність поршневого додаткового стиснення повітря використовують двигуна. С тиснуте повітря подають до ресиверу, вентилятор, а підведення тепла до стиснутого поде розділяють його на два потоки. До другого повітря здійснюють шляхом вприскування та спалютоку спочатку підводять теплоту нагріву від контування у ньому палива. ру о холодження зовнішніх поверхонь поршневого Найбільш близькою за сукупністю ознак до редвигуна. Потім додатково підводять теплоту та активної установки, що заявляється, є двоступемеханічну енергію шляхом змішання з вихлопними невий імпелерний пристрій [журнал "Моделистгазами поршневого двигуна і направляють до реаконструктор", 1992г., №5, статья Феоктистова ктивного сопла. "Псевдореактивные"]. Поставлена задача вирішується також тим, що Відома установка, як і та, що заявляється, місу реактивну установку малої тяги, що містить кортить корпус, у якому розташовано поршневий двипус, у якому розташовано поршневий двигун та гун та пристрій для додаткового стиснення повітпристрій для додаткового стиснення повітря, з'єдря, з'єднані між собою валом, повітрозабірник та нані між собою валом, повітрозабірник та реактивреактивне сопло. Але у відомій установці як прине сопло, уведені наступні ознаки, які відрізняютьстрій для стиснення повітря використовують двося від прототипу. ступеневий лопатковий вентилятор. Згідно з винаходом реактивна установка обНедоліками відомих способу та пристрою є вуладнана ресивером та ежектором. Як пристрій для зький діапазон об'ємних витрат під час роботи додаткового стиснення повітря установлено компреактивної установки, що обумовлено зривом поресор об'ємного типу, впускне вікно якого з'єднано току (помпажем) на лопатках вентилятора, який з повітрозабірником, а випускне вікно - з ресивеможе виникнути, зокрема, від забурення потоку від ром. Ресивер являє собою замкнуту порожнину роботи карбюратора поршневого двигуна; недоміж компресором та поршневим двигуном, карбюстатньо високий ККД внаслідок низької окружної ратор якого розміщено у ресивері. Оребрення цишвидкості ротору вентилятора; низька питома лоліндру поршневого двигуна разом із оболонкою бова тяга за рахунок значного діаметра лопатковокорпусу складає контур охолодження, за яким го осьового вентилятора, що, крім того, обумоврозміщено ежектор, що складається з оболонки лює збільшення габаритів двигуна та збільшення корпусу та вип ускного колектору поршневого двипитомої маси реактивної установки. гуна, за яким розташовано реактивне сопло. В основу винаходу поставлено задачу створиВищенаведені істотні ознаки винаходу доста тти таки спосіб роботи реактивної установки малої ні у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм тяги, у якому здійснення додаткового стиснення правового захисту. повітря у компресорі об'ємного типу, розділення у Ознаки, що характеризують винахід - реактивресивері стиснутого повітря на два потоки, підвену установку в окремих випадках, наступні: дення до одного з потоків теплоти нагріву від кон- як об'ємний компресор установлено ротор 5 78851 6 ний компресор; брення 5, яке разом з корпусом 6 утворює контур - як роторний компресор установлено гвинтоохолодження 7, ресивера 8, зовнішньої оболонки 9 вий компресор; корпусу 6, випускного колектора 10, які утворюють - як поршневий двигун використовується одежектор 11, та реактивного сопла 12. Компресор 2 ноциліндровий двотактний поршневий двигун з та поршневий двигун З з'єднані між собою валом кривошипно-камерною продувкою та само спала13. Впускне вікно 14 та випускне вікно 15 компрехом від стиснення; сора 2 з'єднані відповідно з повітрозабірником 1 та - як ежектор використовують нестаціонарний з ресивером 8. ежектор. Реактивна установка, реалізуючи спосіб, що Здійснення додаткового стиснення за допомозаявлено, працює таким чином. Під час польоту гою уведеного об'ємного компресора дозволило повітря стискують у повітрозабірнику 1, надалі усун ути недоліки, які виникали у випадку викорисстискують у компресорі 2, який приводять до руху тання лопаткового вентилятора (прототип), а сапоршневим двигуном 3. Стиснуте повітря подають ме: через випускне вікно 15 у ресивер 8, де розташо- підвищити ККД, зменшення якого було обувано карбюратор 4, і розподіляють на два потоки. мовлено неможливістю витримування високих Первинний потік подають у карбюратор 4 і викориокружних швидкостей ротора вентилятора; стовують для живлення поршневого двигуна 3. - підвищити питому лобову тягу, зниження якої Вторинний потік подають до контуру охолобуло обумовлено значним діаметром лопаткового дження 7, в якому підводять до вторинного потоку вентилятора. теплоту внаслідок теплообміну з оребренням 5 Введення ресивера дозволило демпфірувати циліндру. Далі вторинний потік подають у ежектор забурення, які виникають внаслідок роботи карбю11, де додатково підводять до нього теплоту та ратора поршневого двигуна, а також розділити механічну енергію шляхом змішування з вихлопдодатково стиснуте повітря на два потоки, один з ними газами, які подають по випускному колектору яких використовують для живлення поршневого 10. Після цього суміш продуктів згоряння і повітря двигуна, що спричиняє зростання його потужності. розширюють у реактивному соплі 12 і утворюють Використання теплоти, яка надходить від охореактивну тягу. лодження циліндрів поршневого двигуна, і теплоти Підвищена густина охолоджуючого повітря та кінетичної енергії вихлопних газів підвищує пасприяє інтенсифікації теплообміну з поверхнями раметри газового потоку перед його розширенням робочих циліндрів поршневого двигуна 3. Внасліу реактивному соплі і, таким чином, підвищують док теплообміну до охолоджуючого повітря підвоККД системи. дять теплоту від охолодження поверхонь робочих Крім того, застосування роторного компресоциліндрів, яка складає від 10% до 30% теплоти ра, який не має зворотно-поступальних частин, згоряння палива, що згоріло у робочих циліндрах. зменшує інерційні навантаження у роторі двигуна, Підігріте вторинне повітря надходить у ежекзнижує коливання тиску у ресивері, що дає змогу тор 11, який здійснює обмін кінетичною енергією підвищити частоту обертів колінчастого валу поміж вихлопними газами та потоком вторинного ршневого двигуна, а також дає змогу використати повітря, внаслідок чого здійснюється підвищення ротори компресора як маховик. кінетичної енергії потоку вторинного повітря на На Фіг. схематично зображена реактивна успочаткових режимах вихлопу, та здійснюється тановка малої тяги, у якій реалізовано спосіб. більш ефективна продувка циліндрів поршневого Двигун складається з повітрозабірника 1, гвиндвигуна 3 на заключних стадіях вихлопу, що підтового компресора 2, поршневого двигуна 3 з карвищує якість процесів наповнення циліндру. бюратором 4, на циліндрі двигуна 3 нанесено оре Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601