Двигун

Двигатель, содержащий корпус с возду хозаборником и выхлопной трубой, располо Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания и может использоваться на транспортных средствах, в промышленности, в качестве двигателя вращающего генератор на электростанциях и в ряде других случаев, когда необходима большая мощность на валу и высокие обороты. Технической задачей изобретения является повышение к.п.д. двигателя. Поставленная задача решается тем, что в двигателе, содержащем корпус с воздухозаборником и выхлопной трубой, расположенные на общем валу компрессор и камеру сгорания, выполненную в виде реактивного полого ротора с расположенными на периферии соплами, выходные каналы которых наклонены в направлении выхлопной трубы, согласно изобретению, двигатель снабжен женные на общем валу компрессор и камеру сгорания, выполненную в виде реактивного полого ротора с расположенными на его периферии соплами, выходные каналы которых наклонены в направлении выхлопной трубы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен расположенной за реактивным ротором турбиной, лопатками, полой осью, концентрично расположенной относительно общего вала и имеющей на торцах отражатели, реактивный ротор шарнирно установлен на оси, а отражатели размещены в его полости, причем вход в полость реактивного ротора выполнен на его передней стенке вокруг общего вала в виде кольцевого канала, а лопатки жестко закреплены внутри последнего. расположенной за реактивным ротором турбиной, лопатками, полой осью, концентрично расположенной относительно общего вала и имеющей на торцах отражатели, реактивный ротор шарнирно установлен на оси, а отражатели размещены в его полости, причем вход в полость реактивного ротора выполнен на его передней стенке вокруг общего вала в виде кольцевого канала, а лопатки жестко закреплены внутри последнего. В предложенном устройстве двигателя сохраняется пространственное разделение рабочих процессов (всасывание, сжатие, рабочее расширение), которое позволяет получить большой удельный расход воздуха и вместе с тем пространственно совмещены процессы сгорания топлива и основного рабочего расширения продуктов сгорания. Реактивный ротор, являющийся камерой С > со со vi ел О з 13375 сгорания одновременно преобразует значительную часть кинетической энергии газов в механическую, т.е во вращение вала Поскольку реактивный ротор находится под действием только центробежных сил и высо- 5 кой температуры, он может быть выполнен из материалов на основе керамик и выдерживать повышенную температуру в рабочем режиме В этом случае иа вход турбины поступают газы, значительная часть энергии 10 которых уже использована, и турбина будет работать в более благоприятных температурных условиях. Размещенные во внутренней полости реактивного ротора отражатели, поверхности которых обращен- 15 мые к центру ротора выполнены рельефными, способствуют интенсивному перемешиванию топливовоздушной смеси, концентрируют процесс горения в центральной части камеры, а также обеспечива- 20 ют его стабильность Ориентация выходных каналов сопел под углом к плоскости перпендикулярной продольной оси двигателя, позволяет более эффективно использовать в турбине энергию газов, вылетающих из со- 25 пел реактивного ротора, и кроме того уменьшить осевую нагрузку на вал двигателя, поскольку при таком расположении возникает составляющая реактивной силы, параллельной оси двигателя, Величина угла 30 определяется решением компромисса между требованием получения максимального вращательного момента с помощью реактивного ротора и максимально эффективного использования энергии газового потока 35 на втором рабочем элементе - турбине. Установленные во входном канале во внутреннюю полость ротора лопатки, выполняют роль последней подвижной ступени компрессора. Такое решение избавлено от при- 40 веденных выше недостатков, позволяет повысить к.п.д. и уменьшить продольные размеры двигателя. Иа чертеже схематически представлен продольный разрез двигателя. 45 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. 50 Иа концентричном, шарнирно установленном относительно оси 4 валу б, жестко закреплены ротор компрессора 7, турбина 8, камера сгорания 9, выполненная в виде реактивного ротора. Направляющие лопатки 55 компрессора 7 и сопловые лопатки (не показаны) турбины 3 связаны с корпусом 1. На торцах оси 4, входящих во внутреннюю полость 10 камеры сгорания 9, закреплены от ражатели 11. Внутренняя полость оси 4 и каналы в отражателях 11 используются для системы подачи топлива и системы воспламенения горючей смеси внутри камеры сгорания 9 (не показаны). По периферии камеры сгорания 9 равномерно расположены и одинаково ориентированы сопла 12, выходы которых 13 отклонены под небольшим углом к плоскости перпендикулярной оси двигателя в направлении выхлопной трубы 3. Внутренняя полость 10 камеры сгорания 9 связана с компрессором 7 посредством кольцевого канала 14, выполненного на передней стенке камеры сгорания. Внутри канала 14 неподвижно установлены лопатки 15, являющиеся последней ступенью ротора компрессора 7. Часть воздушного потока из компрессора 7 может отводиться по каналу 16 для охлаждения сопел 12. Принцип действия заявляемого двигателя заключается в следующем. Вал 6 с жестко связанными с ним ротором компрессора 7, камерой сгорания 9 и турбиной 8 получает вращение от постороннего источника, например, стартера (не показан). Поступающий через воздухозаборник 2 воздушный поток сжимается осевым компрессором 7. В этом принимают участие лопатки 15, закрепленные внутри канала 14. Непрерывная подача сжатого воздуха во внутреннюю полость 10 камеры сгорания 9 сопровождается одновременной подачей топлива, которая может осуществляться через полую ось 4. как в направлении воздушного потока, так и навстречу последнему, или одновременно в двух направлениях. Начальное воспламенение топливно-воздушной смеси достигается с помощью, например, запальной свечи (не показана), установленной на отражателе 11. Сгорание смеси сопровождается рабочим расширением продуктов сгорания, которые вылетают через сопла 12, что приводит к вращению реактивного ротора 9 и вала 6. Здесь происходит превращение большей части тепловой энергии в механическую. Поскольку температура газов, вылетающих из сопел 12, остается достаточно высокой, поток попадает на турбину 8, где отдает оставшуюся часть энергии, после чего сбрасывается через выхлопную трубу 3 С вала 6 вращение передается (не показано) на исполнительные органы, например, ходовую часть, генератор, винт и т.п. Таким образом, в предполагаемом решении есть возможность поднять рабочую температуру свыше 1400 С, что приводит к повышению к.п д. двигателя в сравнении с прототипом на 15% vi уменьшению его длины. 13375 і 15 U 9 10 12 16 11 б 13 Упорядник Замовлення 4112 Техред М.Моргентал 6 4 5 Коректор Л. Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101