Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Реактивнороторный двигатель, содержащий корпус с воздухозаборником и выхлопной трубой, компрессор, турбину и камеру сгорания, выполненную в виде полого жестко связанного с валом реактивного ротора с расположенными на его периферии соплами, выходные каналы которых отклонены в направлении выхлопной трубы, причем вход в полость реактивного ротора выполнен на его передней стенке в виде кольцевого канала с жестко установленными лопатками, расположенного вокруг вала, шарнирно установленного на неподвижной полой оси, имеющей на торцах, обращенных к реактивному ротору, отражатели, отличающийся тем, что отражатели выполнены чашеобразными с рельефной вогнутой поверхностью, причем в стенках отражателей выполнены радиально ориентированные каналы с выходами, равномерно расположенными по окружностям внешних кромок, и входами, выполненными в виде трубок, проходящих внутри полой оси и соединенных с системой подачи охлаждающей жидкости.

Текст

Реактивнороторный двигатель, содержащий корпус с воздухозаборником и выхлопной трубой, компрессор, турбину и камеру сгорания, выполненную в виде полого жестко связанного с валом реактивного ротора с расположенными на его пе 28151 в виде трубок, проходящих вн утри полой оси и соединенных с системой подачи охлаждающей жидкости. В предлагаемом устройстве реактивнороторного двигателя осуществлен перенос основной термической нагрузки со стенок быстро вращающегося реактивного ротора на неподвижно установленные внутри него чашеобразные отражатели. При этом исключается тепловая перегрузка материала отражателей благодаря охлаждению, которое может осуществляться подачей жидкости через каналы, расположенные в теле отражателей. Предусмотренное охлаждение не уменьшает эффективности двигателя, поскольку отобранная теплота не сбрасывается в атмосферу, как в традиционных системах охлаждения, а используется для получения механической работы. Так как, каналы внутри отражателей имеют выходы внутрь камеры сгорания - реактивного ротора, то охлаждающая жидкость, например вода, забирая часть теплоты, будет испаряться и вылетая через сопла реактивного ротора, давать вклад в получение механической энергии. Предложенная форма отражателей с рельефной вогнутой поверхностью позволяет обеспечить интенсивное перемешивание воздуха с распыленным топливом, сконцентрировать процесс горения в центральной части реактивного ротора и гарантировать стабильность горения факела. Отметим также, что в предлагаемом устройстве система охлаждения отражателей может выполнять и другие функции, кроме основной. Как известно, при определенном соотношении горючей смеси и воды в поршневых двигателях эффективность работы двигателя повышается и снижается расход горючего. Аналогичного эффекта можно ожидать и в данном случае, если использовать в качестве охлаждающей жидкости, например, дистиллированную воду, подача которой во внутреннюю полость реактивного ротора может регулироваться с высокой точностью. Кроме того, появляется возможность плавной регулировки мощности двигателя подачей не горючего, а охлаждающей жидкости. Поскольку мощность аналогичных двигателей определяется изменением рый охлаждаются, позволяет устранить недостатки прототипа, о которых упоминалось выше, оптимизирует режим работы двигателя, повышает его надежность и расширяет возможности повышения эффективности его работы. На фиг. 1 схематически представлен продольный разрез двигателя, на фиг. 2 показано продольное сечение (более детально) реактивного ротора. Реактивнороторный двигатель состоит из корпуса 1, передний конец которого выполнен в виде воздухозаборника 2, а задний представляет собой выхлопную трубу 3. Полая ось 4 закреплена в опорах 5, жестко связанных с корпусом 1. На концентричном, шарнирно установленном относительно оси 4 валу 6, жестко закреплены ротор компрессора 7, турбина 8, камера сгорания 9, выполненная в виде реактивного ротора во внутренней полости 10 последнего на торцах оси 4 закреплены отражатели 11. Направляющие лопатки компрессора 7 и сопловые лопатки (не показаны) турбины 8 связаны с корпусом 1. По периферии реактивного ротора 9 равномерно расположены и одинаково ориентированы сопла 12, выходы которых 13 отклонены в направлении выхлопной трубы 3. (Отметим, что на фиг. 1 сопла 12 показаны вынесенными над корпусом реактивного ротора 9 для наглядности, на фиг. 2 они не видны, поскольку конструктивно они выполняются в виде тангенциальных каналов во внешней кромке ротора). Внутренняя полость 10 реактивного ротора 9 связана с компрессором 7 посредством кольцевого канала 14, внутри которого закреплены лопатки 15, являющиеся последней ступенью компрессора 7. Часть воздушного потока из компрессора 7 может отводиться по каналу 16 для охлаждения сопловой части реактивного ротора 9. Кольцевой канал 14 расположен вокруг вала 6 на передней стенке 17 реактивного ротора. Внутри оси 4 (см. фиг. 2) проходят трубки 18 для подачи горючего через форсунки (не показаны) во внутреннюю полость 10 реактивного ротора 9. В теле отражателей 11 радиально размещены каналы 19 с расположенными по окружностях кромок отражателей выходами 20 во внутреннюю полость реактивного ротора. Каналы 19 посредством трубок 21, проходящих через ось 4, соединяются с системой подачи (не показана) охлаждающей жидкости. Внутренняя полость оси 4 также используется для организации системы первоначального воспламенения горючей смеси. Принцип действия данного реактивнороторного двигателя заключается в следующем. Вал 6 с жестко связанными с ним компрессором 7, реактивным ротором 9 и турбиной 8 (отметим, что турбина 8 может быть механически не связанной с валом 6, а установленной на отдельном валуне которого также снимается вращение) приводится во вращение, например, стартером (не показан). При этом, поступающий через воздухозаборник 2. воздушный поток сжимается осевым компрессором 7, последней подвижной ступенью которого являются лопатки 15, закрепленные внутри кольцевого канала 14. Непрерывная подача сжатого воздуха во внутреннюю полость 10 через кольцевой канал 14 сопровождается одновременной подачей топлива через трубки 18, расположенные импульса ( m × V ), следовательно, регулировать мощность можно изменяя массу газов или их скорость. Вследствие того, что изменение скорости, безотносительно рассмотрения профилей сопел, определяется температурой продуктов сгорания, причем для изменения скорости в 2 раза, температур у необходимо изменить в 4 раза, целесообразнее изменять массу газов. Но увеличить массу газов для данного миделевого сечения при прочих равных условиях можно только способом, который реализуется только в предлагаемом устройстве, т.е. подачей испаряющейся жидкости во внешнюю часть зоны горения с последующим выходом через сопла. Регулируя количество подаваемой жидкости, можно изменять мощность двигателя. Если в качестве охлаждающей жидкости использовать горючее или смесь горючего с водой, то можно организовать режим форсажа дожиганием горючего уже практически в каналах сопел реактивного ротора. Таким образом, предлагаемое решение, в котором разделены динамическая и термическая нагрузки, и последняя перенесена на экраны, кото 2 28151 внутри полой оси 4, в реактивный ротор 9, являющийся камерой сгорания. Подача топлива может осуществляться как в направлении воздушного потока, так и навстречу ему, или одновременно в двух направлениях. Впрыснутое топливо интенсивно перемешивается с воздухом в пространстве между двумя чашеобразными отражателями 11. Интенсивному перемешиванию способствует закручивание воздушного потока на вогнутых поверхностях отражателей 11, снабженных рельефом, например, определенно ориентированными спиральными выступами. Начальное воспламенение топливно-воздушной смеси достигается с помощью запальной свечи (не показана), установленной на одном из отражателей 11. С небольшой задержкой, после воспламенения топлива, через трубки 21 подается охлаждающая жидкость в каналы 19 отражателей 11. Расход охлаждающей жидкости, если не стоят задачи форсажа или ре гулирования мощности, определяется оптимальным теплоотводом от чашеобразных отражателей 11. Образующийся при этом пар через выходы 20 каналов 19 и через внутреннюю полость 10 реактивного ротора 9 поступает к реактивным соплам 12, выходя через которые, дает вклад в получение механической энергии. Оставшийся после реактивного ротора теплоперепад газо-паровой смеси срабатывается в турбине 8, с дальнейшим сбросом продуктов сгорания через выхлопную трубу 3. Таким образом, в предлагаемом устройстве реактивнороторного двигателя осуществлено перераспределение термических нагрузок, обеспечено эффективное охлаждение не снижающее термодинамических параметров двигателя. При этом снижаются требования к жаропрочности материала реактивного ротора - камеры сгорания и отражателей и повышается надежность работы двигателя и его ресурс. Фиг. 1 3 28151 Фиг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Jet-rotor engine

Автори англійською

Nemirovskyi Anatolii Volodymyrovych, Bilous Mykhailo Viacheslavovych, Vetrov Anatolii Mykolaiovych, Kupchyk Heorhii Yakovych

Назва патенту російською

Реактивно-роторный двигатель

Автори російською

Немировский Анатолий Владимирович, Билоус Михаил Вячеславович, Ветров Анатолий Николаевич, Купчик Георгий Яковлевич

МПК / Мітки

МПК: F02K 3/00

Мітки: реактивнороторний, двигун

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-28151-reaktivnorotornijj-dvigun.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Реактивнороторний двигун</a>

Подібні патенти