Реактивний двигун

Реферат: Запропоновано реактивний двигун, що містить камеру згоряння, реактивне сопло, агрегати керування та енергопостачання двигуна, паливні трубопроводи, форсунки подачі палива в реактивне сопло. При цьому, форсунки подачі палива в реактивне сопло направлені в бік виходу з реактивного сопла паралельно до внутрішньої поверхні реактивного сопла. UA 101038 C2 (12) UA 101038 C2 UA 101038 C2 5 10 15 20 25 30 35 Винахід стосується авіаційної та ракетної галузей і може бути використаний при формуванні сили тяги рідинного ракетного двигуна, ракетного двигуна твердого палива, повітрянореактивного двигуна і т. п. - тобто сили тяги реактивних двигунів. В сучасних рідинних ракетних двигунах для формування сили тяги необхідної величини застосовують камеру згоряння з реактивним соплом і паливними форсунками в камері згоряння, трубопроводи подачі палива та агрегати автоматики ("Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей", под ред. В. М. Кудрявцева, видавництво "Высшая школа", м. Москва, 1983 р., стор. 7-8, мал. 1.2). Та все ж така конструкція реактивного двигуна не дозволяє формувати вектор сили тяги з потрібними параметрами. З відомих реактивних двигунів ближче за все до запропонованого по технічній суті (найближчий аналог) є реактивний двигун з газодинамічним керуванням сили тяги ("Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей", под ред. В. М. Кудрявцева, видавництво "Высшая школа", м. Москва, 1983 р., стор. 104-111, мал. 4.17), до складу якого входять камера згоряння, реактивне сопло, агрегати керування та енергопостачання двигуна, паливні трубопроводи, форсунки подачі палива в реактивне сопло. Однак такому реактивному двигуну характерні суттєві втрати сили тяги на тертя реактивного струменя об внутрішню поверхню стінки реактивного сопла. В основу винаходу поставлено задачу зменшення сили тертя реактивного струменя об внутрішню поверхню стінки реактивного сопла, зменшення, відповідно, втрат сили тяги на тертя і таким чином збільшення в цілому сили тяги реактивного двигуна за рахунок спрямування форсунок подачі палива в реактивне сопло в бік виходу з реактивного сопла паралельно до внутрішньої поверхні реактивного сопла для зменшення відносної швидкості руху реактивного струменя відносно внутрішнього рухливого шару палива на поверхні сопла. Застосування форсунок подачі палива в реактивне сопло, які спрямовані в бік виходу з реактивного сопла паралельно до внутрішньої поверхні сопла, (поз. 5) в реактивному двигуні, що складається з камери згоряння (поз. 1), реактивного сопла (поз. 2), агрегатів керування та енергопостачання двигуна (поз. 4), і паливних трубопроводів (поз. 3) (дивись фіг. 1) дозволить створити на внутрішній поверхні реактивного сопла двигуна рухливий внутрішній шар палива, який рухається по внутрішній поверхні сопла в бік виходу з реактивного сопла зі швидкістю, близькою до швидкості руху палива в соплі паливної форсунки  50 м/с. Середня по довжині реактивного сопла швидкість руху реактивного струменя для сучасного рідинного ракетного двигуна дорівнює  2000 м/с. У відповідності з параграфом 10.2 "Аналіз і оцінка втрат в соплі", стор. 301, 302 книги "Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей", под ред. В. М. Кудрявцева, видавництво "Высшая школа", м. Москва, 1983 р., величина напруги тертя на внутрішній поверхні стінки сопла (основної складової сили тертя реактивного струменя об внутрішню стінку сопла) дорівнює:   Cf    W 2 / 2 ,  40  де: Cf - коефіцієнт тертя,  - густина реактивного струменя, W - швидкість руху реактивного струменя відносно внутрішньої поверхні стінки сопла. Для розрахунку напруги тертя реактивного струменя об внутрішню поверхню стінки сопла W  2000 45 спочатку підставимо в формулу абсолютну швидкість руху реактивного струменя 1 м/с, а потім для розрахунку напруги тертя реактивного струменя об поверхню рухливого шару палива на стінці сопла підставимо в формулу різницю між абсолютною швидкістю руху реактивного струменя ( W1  2000 м/с) та швидкістю руху шару палива по стінці сопла ( м/с) - тобто відносну швидкість руху реактивного струменя ( 50 ) = 2000 м/с - 50 м/с = 1950 Cf  const м/с (при цьому для приблизної оцінки в формулі можна брати ). Розрахунки показують, що у відповідності з формулою напруга тертя реактивного струменя об поверхню рухливого шару палива суттєво менша за напругу тертя реактивного струменя об внутрішню поверхню стінки сопла і ці дві напруги співвідносяться (як і величини відповідних сил тертя):   W1  Wшар 2 / W12  19502 / 20002  0 ,950 55 W1  Wшар Wшар  50 . Тобто спрямування форсунок для подачі палива в реактивне сопло в бік виходу з реактивного сопла паралельно до внутрішньої поверхні реактивного сопла дозволить зменшити 1 UA 101038 C2 втрати сили тяги на тертя і відповідно, дозволить в цілому збільшити за рахунок цього силу тяги реактивного двигуна на 4,5 %. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Реактивний двигун, що містить камеру згоряння, реактивне сопло, агрегати керування та енергопостачання двигуна, паливні трубопроводи, форсунки подачі палива в реактивне сопло, який відрізняється тим, що форсунки подачі палива в реактивне сопло направлені в бік виходу з реактивного сопла паралельно до внутрішньої поверхні реактивного сопла. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2