Високоефективний повітряний рушій

Реферат: UA 109067 U UA 109067 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі транспортного будування та може бути використана у транспортних засобах, наприклад в літаках, гелікоптерах, конвертопланах, екранопланах тощо. Відомий рушій універсального транспортного засоба-аероглайдера (патент України на корисну модель № 12577, опубліковано 15.02.2006, Бюл. № 2), який складається з циліндричного корпуса в якому розташований гвинт. Недоліком такого рушія є низький ККД (1015 %) та обмежена функціональність, оскільки він може використовуватися лише для горизонтального руху транспортного засобу. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ККД рушія та розширення його функціональності. Поставлена задача вирішується тим, що високоефективний повітряний рушій, який складається з циліндричного корпуса в якому розташований гвинт, згідно з корисною моделлю, внутрішня поверхня корпусу має змінний по довжині діаметр, як гвинт використовується багатозахідний гвинт Архімеда, який має змінний по довжині діаметр і шаг, в порожнині корпусу, в місці найменшого діаметра внутрішньої поверхні, встановлені камери згоряння з форсунками і запальниками повітряно-паливної суміші, на передній частині внутрішньої поверхні корпусу створені вхідні отвори для повітря, а на задній частині - вихідні отвори. Внутрішня поверхня корпусу в зоні початку збільшення діаметра має хвилеподібну форму і відповідну форму має кромка гвинта Архімеда. Камери згоряння встановлені нерівномірно як по колу, так і зі зсувом по довжині. Багатозахідний гвинт Архімеда встановлений на опорах, в одній з яких є редуктор, який з'єднує вісь гвинта з валом двигуна. У запропонованому рушії використовується багатозахідний гвинт Архімеда, який є високоефективним повітряним рушієм з ККД близько 60 % і задовольняє потреби повітряного апарата в тязі при горизонтальному польоті, коли підйомна сила створюється за рахунок крил, згідно з корисною моделлю, для підвищення тяги в режимі вертикального зльоту повітряного апарата вмикаються камери згоряння, чим створюється підвищена температура повітря в об'ємі рушія після проходження вузької частини в корпусі, де виникає незначне (приблизно 1,6-1,7 разу в зображеній геометрії) стискування повітря. Підвищення температури і тиску повітря на виході з рушія підвищує швидкість його витікання. Тобто, рушій перетворюється в одновальний двоконтурний турбореактивний двигун (ТРД) з підвищеною у порівнянні з гвинтом Архімеда тягою на час дії камер згоряння. Хвилеподібна форма внутрішньої поверхні корпусу створює підвищений спротив руху газів в зворотному напрямку в зоні підвищеного тиску. Встановлення камер згоряння нерівномірно, як по колу, так і по довжині, зменшує теплове навантаження на окремі ділянки гвинта і усуває ефект резонансного динамічного навантаження на гвинт і конструкцію в цілому. Другий контур ТРД створюється вхідними і вихідними отворами на внутрішній поверхні корпусу. Потік повітря в порожнині корпусу між зовнішньою і внутрішньою поверхнею поліпшує його температурний режим. Час роботи камер згоряння обмежений термостійкістю конструкції та жаростійкістю матеріалів гвинта і внутрішньої поверхні корпусу. Зазвичай, достатньо декількох секунд для вертикального набору необхідної висоти, підйому апарата та переходу в режим горизонтального польоту або відриву від поверхні води екраноплана. При переході в режим горизонтального польоту, коли підйомна сила створюється за допомогою крил, камери згоряння вимикаються і багатозахідний гвинт Архімеда виконує функцію звичайного високоефективного повітряного рушія. Доцільно встановлювати гвинт Архімеда на опорах, в одній з яких є редуктор, який з'єднує вісь гвинта з валом двигуна. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями, де: фіг. 1 - поздовжній переріз рушія; фіг. 2 - поперечний переріз рушія в місті встановлення камер згоряння; фіг. 3 - вигляд рушія спереду; фіг. 4 - частина поздовжнього перерізу. Запропонована корисна модель має корпус 1 з циліндричною зовнішньою поверхнею і внутрішньою поверхнею змінного по довжині діаметра. В корпусі встановлений багатозахідний гвинт Архімеда 2 на опорах 3 і 4. В опорі 3 вмонтований редуктор, який з'єднує вісь 5 гвинта з валом 6 двигуна повітряного апарата. В корпусі рушія, в місці найменшого діаметра внутрішньої поверхні, встановлені камери згоряння 7 з форсунками 8, запальниками 9 та каналами для повітря 10. Камери згоряння встановлені нерівномірно як по колу, так і зі зсувом по довжині. На передній частині внутрішньої поверхні корпусу 1 містяться вхідні отвори 11 для повітря, а на задній частині - вихідні отвори 12 для повітря. В зоні початку збільшення діаметра внутрішня поверхня має хвилеподібну форму 13 (фіг. 4). Запропонований рушій працює наступним чином. Вал 6 двигуна апарата через редуктор в опорі 3 обертає багатозахідний гвинт Архімеда 2 на осі 5. Для підвищення тяги в режимі вертикального зльоту повітряного апарата вмикаються 1 UA 109067 U 5 камери згоряння 7, отримана повітряно-газова суміш потрапляє на гвинт Архімеда 2 та підвищує його оберти. Хвилеподібна форма 13 (фіг. 4) внутрішньої поверхні корпусу створює підвищений спротив руху газу в зворотному напрямку в зоні підвищеного тиску. Другий контур ТРД створюється вхідними отворами 11 і вихідними отворами 12 на внутрішній поверхні корпусу 1. Потік повітря в порожнині корпусу 1 між зовнішньою і внутрішньою поверхнею поліпшує його температурний режим. Таким чином, запропонована корисна модель у порівнянні з найближчим аналогом, має значно вищу функціональну і технічну ефективність за рахунок використання властивостей ТРД з підвищеною тягою і витратами палива тільки в разі потреби. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Високоефективний повітряний рушій, який складається з циліндричного корпуса, в якому розташований гвинт, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня корпусу має змінний по довжині діаметр, як гвинт використовується багатозахідний гвинт Архімеда, який має змінний по довжині діаметр і шаг, в порожнині корпусу, в місці найменшого діаметра внутрішньої поверхні, встановлені камери згоряння з форсунками і запальниками повітряно-паливної суміші, на передній частині внутрішньої поверхні корпусу створені вхідні отвори для повітря, а на задній частині - вихідні отвори. 2. Високоефективний повітряний рушій за п. 1, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня корпусу в зоні початку збільшення діаметра має хвилеподібну форму і відповідну форму має кромка гвинта Архімеда. 3. Високоефективний повітряний рушій за пп. 1-2, який відрізняється тим, що камери згоряння встановлені нерівномірно як по колу, так і зі зсувом по довжині. 4. Високоефективний повітряний рушій за пп. 1-3, який відрізняється тим, що багатозахідний гвинт Архімеда встановлений на опорах, в одній з яких є редуктор, який з'єднує вісь гвинта з валом двигуна. 2 UA 109067 U 3 UA 109067 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4