Повітродувний рушій

1. Повітродувний рушій, який має повітродувку з насадженими на її валу двома роторними колесами, спрямованими у взаємно протилежних напрямах, який відрізняється тим, що подача повітря на повітродувку здійснюється через носовий канал з дільником, а роторні колеса повітродувки складені з закріплених між фланцевими дисками і дисками з вхідними вікнами спіральних стінок, ви C2 2 (19) 1 3 труб чи каналів. Потрібне зменшення площ поперечного перерізу каналів можна одержати, виконуючи стінки каналів по плоскій спіралі в полярних координатах з плинним радіусом = nс, де чиcло витків та їх часток (рахуючи від полюса), п показник степеня менший одиниці, с - постійний (масштабний) множник. Така спіраль подібна до спіралі Ферма [Савелев А.А. Плоские кривые. - М., 1960. - Рис.141]. Лінійна швидкість робочого тіла в таких роторних каналах має зростати обернено пропорційно зменшенню площ поперечного перерізу цих каналів, і це зростання співпадає з напрямом відцентрового прискорення роторного колеса. Окружна швидкість колеса в кожній його точці залежить від радіуса і частоти його обертання, а лінійна швидкість повітря на вході в канали роторного колеса залежна від тиску на вхідному отворі. В залежності від того, яка із окружних швидкостей більша, залежить режим роботи колеса. Якщо більша окружна швидкість колеса, то його роторні канали своїми опуклими боками, виштовхуючи повітря на периферію, тим самим підсилюючи дію відцентрових сил. Узгодити наявні тиски повітря з прийнятними діаметром і частотами обертання роторного колеса можна відповідною модифікацією спіральної стінки, що змінює інтенсивність зменшення відстані між витками. Наприклад, відношення ширини роторних каналів де співпадають один повний оберт однієї гілки спіралі з піввитком другої гілки спіралі відносно до ширини каналів між кінцем другого витка і півтора витками, зменшуються при n=0,5 і n=0,6, відповідно, у 1,55 і у 1,42 рази. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де схематично показані на Фіг.1 поздовжній розріз літака, на Фіг.2 - рушійне сопло, на Фіг.3 - повітродувка з носовим каналом і дільником, на фіг.4 варіант роторного колеса. На поздовжньому розрізі літака показано: носовий канал 1, дільник 2, який можна тросовим приводом відхиляти від середнього положення вправо або вліво і, тим самим збільшувати повітряний потік на одне сопло, зменшуючи його відповідно, на друге сопло. Дільник може бути шарнірним або відхилятись на потрібний кут за рахунок пружного гнуття. Позицією 3 позначено вхідне вікно повітродувки, а з вихідного патрубка 4 повітря, через перехідну трубу 5, подається на рушійне сопло 6 (Фіг.1 і 2). Рушійне сопло 6 (Фіг.2) складається із короткої циліндричної труби 6а, яка зсередини утворює ковзне ущільнення з перехідною трубою 5, а зовні слугує для кріплення на ній троса 6б для повертання сопла 6 навколо його осі до 180 і із конусної труби 6в зі шпарою 6г і упорноцентруючого підшипника 6д. Привід повітродувки 90978 4 може здійснюватись від гідродвигуна 7 (Фіг.3), який працює від гідронасоса 8 в складі силового агрегату 9 (Фіг.1). На Фіг.4 - варіант роторного колеса, з плинним радіусом при n=0,4 і с=70. При цьому плинний радіус через кожні 0,125 оберти (через кожні 45°) на двох витках набуває таких значень: (округлено до цілих міліметрів) 30, 40, 47, 53, 58, 62, 66, 70, 73, 77, 80, 82, 85, 88, 90, 92. Ширина роторних каналів в кінці першого витка 70-53=17 зменшується в кінці другого витка до 92-82=10. Отже, за другий виток повітря розганяється, порівняно з першим в 1,7 рази. Позицією 3а позначено вал повітродувки, 3б - спіральна стінка, 3в - внутрішній діаметр, а 3г - зовнішній діаметр диска з вхідним отвором (вхідний диск умовно показано прозорим), 3д - стяжні шпильки з різьбою лівою з одного їх кінця і правою - з другого. Перший виток спіральної стінки співпадає із вхідним отвором вхідного диску, а другий утворює між диском з фланцем і вхідним диском роторні канали. Кількість витків спіральних стінок підбирається в залежності від потрібної швидкості повітря на виході із рушія. Це також залежить від частоти обертання повітродувки і від інтенсивності звуження роторних каналів. Гнути спіральну стінку можна із листового металу з допомогою спеціальних шаблонів. Такі шаблони виготовляються по кресленням, з врахуванням товщини і залишкової пружності металевого листа. Оскільки напрями навивки спіралей є дзеркальним відображенням лівого в правий і навпаки, то напрям обертання роторного колеса задається при його складанні тим, яким боком спіральна стінка повернута до вхідного диску. Висоту спіральної стінки можна приймати залежно від діапазону частот обертання. Для низьких частот близькою до діаметра вхідного вікна, а для вищих частот обертання, - зменшеною аж до ¼ діаметра вхідного вікна. Стосовно товщини спіральної стінки, то вона приймається із умови достатньої міцності. Для літаків діють рушійні сили: тягнуча від розрідження по площині носового каналу і штовхаюча сила від "закрильних" рушійних сопел, а для безкрилих транспортних засобів діє тільки тягнуча сила носового каналу, а сопла створюють повітряну подушку. В доповнення до повітряної подушки, снігоходи можуть мати лижі або колеса, а судна ситуаційний допоміжний водометний рушій, діючий при потребі значного зменшення швидкості. Для літаків ще можливо використання з незначними змінами конструкції рушійних сопел поз.6 в якості керівних сопел поз. 10, які діють від швидкісного натиску, через кільовий канал 11 з дільником 12 і можуть виконувати функції хвостового оперення. 5 90978 6 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 90978 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601