Патенты автора Кулешов Павел Сергеевич (RU)
Изобретение относится к двигателестроению. В способе работы гибридной силовой установки летательного аппарата осуществляют запуск теплового двигателя и электродвигателя, связанного с винтовым движителем. Последовательно осуществляют работу гибридной силовой установки на режимах взлета, набора высоты, полета на крейсерском режиме, снижения и посадки. Электрическую связь электродвигателя и генератора осуществляют при помощи синхронной электрической сети переменного тока. Перед запуском теплового двигателя отключают кинематическую связь между генератором и тепловым двигателем, раскручивают генератор в двигательном режиме от источника питания постоянного тока, синхронизируют частоту вращения генератора с частотой вращения теплового двигателя. Включают кинематическую связь между двигателем и генератором в режиме взлета и осуществляют ее на всех режимах полета. Повышается эффективность работы установки. 1 ил.
Способ удаления кислорода из жидкого топлива // 2766511
Способ может применяться в системах подачи жидкого топлива в камеру сгорания авиационных двигателей в процессе их работы, в топливных магистралях нефтеперерабатывающих комплексов и иных топливных системах. Для удаления кислорода на жидкое топливо одновременно в течение заданного времени воздействуют ультразвуком с образованием в жидком топливе кавитационных пузырей и неоднородным электрическим полем. Поле создают при помощи размещаемого в центре потока жидкого топлива внутреннего положительного электрода и ограничивающего поток жидкого топлива внешнего отрицательного электрода, причем воздействие ультразвуком и неоднородным электрическим полем осуществляют в направлении от центра к периферии потока жидкого топлива, величины частоты и амплитуды звукового давления ультразвука выбирают из условия их соответствия заданному неравенству, а затем подают топливо в камеру сгорания. Технический результат изобретения заключается в увеличении площади сбора пузырей кислорода и в обеспечении возможности управления скоростью их дрейфа. 1 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способу стабилизации процесса горения в камере сгорания двигателя летательного аппарата и может быть использовано в современных авиационных двигателях с высокоскоростным воздушным потоком для улучшения эмиссионных характеристик и расширения диапазона устойчивой работы камеры сгорания, в том числе для улучшения высотного запуска двигателя. Способ заключается в создании в камере сгорания вихревых зон, подаче основного жидкого углеводородного топлива и в предварительном создании вспомогательного топлива, включающем его газификацию и подачу в вихревые зоны. При этом вспомогательное топливо используют в виде коллоидного раствора наночастиц алюминия определенного размера, концентрация которых обеспечивает агломерацию наночастиц алюминия и составляет не менее 2,5 мас.%, а газификацию вспомогательного топлива осуществляют в процессе его подачи в вихревые зоны камеры сгорания. Технический результат изобретения заключается в создании способа стабилизации процесса горения в камере сгорания двигателя летательного аппарата, обеспечивающего обратную связь между вихревыми зонами и основной зоной горения в камере сгорания за счет за счет поглощения агломератами алюминия теплового излучения от продуктов сгорания в основной зоне горения камеры сгорания. 1 ил.
Изобретение относится к тепловым двигателям, в которых для производства механической работы используется теплота сгорания твердого топлива из трудновоспламеняемых наночастиц. Способ диспергирования трудновоспламеняемых наночастиц, состоящих из ядра и оболочки, заключается в том, что осуществляют смешение наночастиц с воздухом для транспортировки в камеру сгорания, в которой запускают процесс диспергации наночастиц с образованием вторичных кластеров и фрагментов оболочки, причем радиус вторичных кластеров не должен превышать 25 нм и определяется из заданного соотношения. Для запуска процесса диспергации наночастиц в камере сгорания их экспонируют рентгеновским излучением с определенными интенсивностью и длиной волны, при этом радиус наночастицы и толщина ее оболочки ограничены определенными соотношениями. Далее происходит самопроизвольная атомизация вторичных кластеров. Изобретение обеспечивает повышение энергетических характеристик и надежности работы двигателя.
Способ удаления кислорода из жидкого топлива // 2742851
Изобретение относится к способам удаления кислорода, растворенного в жидком топливе, с целью снижения коксообразования и может применяться в системах подачи жидкого топлива в камеру сгорания авиационных двигателей. Способ удаления кислорода из жидкого топлива заключается в том, что предварительно в течение заданного времени воздействуют на жидкое топливо ультразвуком с образованием в топливе кавитационных пузырей, а затем подают топливо в камеру сгорания. Время воздействия ультразвуком выбирают из диапазона 0,1-1 с, частоту и амплитуду звукового давления ультразвука выбирают из заданных соотношений, а радиус кавитационного пузыря выбирают большим длины свободного пробега наиболее активного радикала в газовой смеси пузыря, лимитирующего в нем цепной процесс окисления паров топлива кислородом. В процессе воздействия ультразвуком контролируют степень растворимости кислорода в жидком топливе, а при неизменной степени растворимости дополнительно воздействуют на топливо электрическим полем с напряженностью, выбираемой из заданного условия. Технический результат - снижение концентрации кислорода в топливе посредством воздействия на него ультразвуком при уменьшении вредного воздействия ультразвука на топливо. 5 ил.
Изобретение относится к тепловым двигателям, в которых для производства механической работы используется теплота сгорания твердого топлива, в частности топлива из трудновоспламеняемых наночастиц бора. Способ характеризуется тем, что наночастицы бора пассивируют твердыми покрытиями с определенной толщиной оболочки, осуществляют смешение наночастиц бора с воздухом для транспортировки в камеру сгорания, где организуют быстрый нагрев, который способствует запуску процесса диспергации исходных наночастиц с образованием вторичных кластеров и фрагментов покрытия, причем радиус вторичных кластеров не должен превышать 25 нм, затем происходит самопроизвольная атомизация вторичных кластеров, самовоспламенение и горение атомов бора и фрагментов покрытия в нагретом воздухе. В качестве трудновоспламеняемых наночастиц бора с диаметром 10 нм - 1 мкм могут быть использованы наночастицы в аморфном состоянии, а в качестве твердых покрытий могут использовать соединения В4С, TiB2, ZrB2, BN, НfВ2 и др. Техническое решение позволяет повысить скорость и полноту сгорания топлива в тепловом двигателе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Способ инициирования импульсной детонации // 2659415
Изобретение относится к способам детонационного сжигания топлива и может быть использовано для инициирования импульсной детонации в топливно-воздушной смеси в энергетических установках, импульсных детонационных двигателях. Способ инициирования импульсной детонации топливно-воздушной смеси заключается в том, что генерируют первичную ударную волну и затем оказывают малое энергетическое воздействие на топливно-воздушную смесь перед фронтом лидирующей ударной волны. В качестве малого энергетического воздействия используют воздействие селективным лазерным излучением, при поглощении которого молекулы кислорода смеси переходят в состояние синглет-дельта O2(a1Δg) и ускоряют химические реакции горения топлива, причем воздействуют лазерным излучением на топливно-воздушную смесь в локальных областях перед фронтом лидирующей ударной волны с опережением по времени меньшим, чем время релаксации кислорода в состоянии синглет-дельта O2(a1Δg), в момент, когда скорость лидирующей ударной волны меньше скорости детонации в режиме Чепмена-Жуге в топливно-воздушной смеси, а энергию лазерного излучения устанавливают из условия достаточности для увеличения скорости лидирующей ударной волны с переходом к нестационарному колебательному режиму детонации. Технический результат - снижение докритической энергии инициирования импульсной детонации в топливно-воздушной смеси ниже, чем при последовательном зажигании горючей смеси электрическими разрядами. 1 ил.
Изобретение относится к созданию нанокомпозитного твердого горючего для прямоточного воздушно-реактивного двигателя, которое может применяться в различных ракетных системах, например, противоракетной, противовоздушной обороны, ракетных систем залпового огня и другого назначения. Твердое горючее содержит полимерную матрицу из полиолефина с включенным в нее нанодисперсным порошком алюминия. В качестве нанодисперсного порошка алюминия используют неоксидированные наночастицы алюминия, размер которых не превышает 20 нм, при соотношении компонентов, мас.%: неоксидированные наночастицы алюминия 5260, полимер матрицы 4048. Технический результат изобретения заключается в увеличении скорости и полноты сгорания твердого горючего. 4 з.п. ф-лы, 6 пр., 1 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при организации рабочего процесса в поршневом двигателе. Технический результат заключается в повышении стабильности работы двигателя, расширении диапазона его устойчивой работы. Сущность изобретения заключается в том, что подают топливовоздушную смесь (ТВС) в надпоршневое пространство, сжимают ее и обеспечивают воспламенение сжатой смеси. В процессе сжатия генерируют синглетный кислород (СК) из молекулярного кислорода, находящегося в камере сгорания. Момент начала генерирования СК по углу поворота коленчатого вала (ПКВ) устанавливают исходя из его оптимального значения, которое рассчитывают в зависимости от режима работы двигателя и состава ТВС. Измеряют значение контролируемого параметра (КП), характеризующего процесс сгорания и/или процесс расширения, сравнивают его с заданным значением. По результату сравнения устанавливают продолжительность периода генерирования СК по углу ПКВ. В качестве КП используют момент воспламенения топлива по углу ПКВ, положение максимума давления или температуры газов в камере сгорания по углу ПКВ и др. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано для защиты от обнаружения летательных аппаратов (ЛА), оборудованных реактивными двигателями. Способ снижения заметности ЛА в видимом и инфракрасном диапазоне электромагнитных волн, излучаемых горячими продуктами сгорания реактивного двигателя, заключается в создании защитного аэрозольного облака. В качестве частиц, образующих аэрозольное облако, используют жидкие частицы (ЖЧ), которые формируют путем введения в поток продуктов сгорания ионов с использованием генератора ионов (ГИ). В качестве ГИ используют многоэлектродный генератор нестационарного коронного разряда. В процессе генерирования ионов обеспечивают их перемешивание с продуктами сгорания для образования в потоке продуктов сгорания ЖЧ. Производительность ГИ и место ввода ионов в поток продуктов сгорания выбирают исходя из условия образования ЖЧ за срезом реактивного сопла. Обеспечивают формирование ЖЧ, размер которых в струе за срезом реактивного сопла двигателя летательного аппарата не превышает 10 мкм. Техническим результатом является увеличение длительности периода снижения заметности ЛА. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано в стационарных газотурбинных установках в камере сгорания топлива. Способ работы газотурбинной установки непрерывного действия заключается в сжатии поступающего воздуха в компрессоре, подаче сжатого воздуха и топлива в первую камеру сгорания, сжигании в первой камере сгорания топлива, расширении образовавшихся продуктов сгорания в первой турбине, использовании, по меньшей мере, части механической энергии, вырабатываемой первой турбиной для привода компрессора, последующей подаче расширившихся продуктов сгорания и топлива во вторую камеру сгорания и расширении образовавшихся продуктов сгорания во второй турбине для производства механической энергии. В качестве топлива, подаваемого во вторую камеру сгорания, используют неоксидированные наночастицы алюминия, радиус которых составляет не более 25 нанометров. На выходе второй турбины обеспечивают образование коронного разряда для обработки продуктов сгорания. Обработанные продукты сгорания направляют в электростатический фильтр для отделения частиц образовавшегося корунда, который является дополнительным продуктом, производимым газотурбинной установкой, и направляют, по меньшей мере, часть продуктов сгорания, прошедших через электростатический фильтр, в первую камеру сгорания, где их используют в качестве дополнительного топлива. Для защиты от оксидирования подачу наночастиц алюминия во вторую камеру сгорания осуществляют в среде азота. Технический результат заключается в повышении КПД установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
СПОСОБ СЖИГАНИЯ НИЗКОКАЛОРИЙНОГО ТОПЛИВА // 2588220
Изобретение относится к области переработки низкокалорийного топлива, утилизации твердых бытовых и промышленных отходов. Низкокалорийное топливо газифицируют в пиролизном реакторе 1. Окружающий воздух предварительно активируют электрическим разрядом с приведенной напряженностью электрического поля в диапазоне E/N=2·10-16-4·10-16 B·см2 в разрядной ячейке 2. Температура активированного воздуха на выходе из разряда не превышает 550-650 K. Газообразные продукты пиролиза 8 подвергают кислородно-паровому реформингу в реформере 4. При проведении реформинга устанавливают отношение кислорода к газообразным продуктам пиролиза равным 0,25-0,33 по объему. Образовавшийся в процессе реформинга синтез-газ сжигают в камере 5 для получения полезного тепла. Часть выделяемого тепла 13 отбирают для подогрева пиролизного реактора 1 и парогенератора 3. Изобретение позволяет увеличить степень извлечения тепла из топлива, уменьшить эмиссию экологически опасных соединений, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
СПОСОБ ФОРСИРОВАНИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ // 2573438
Изобретение относится к энергетике. Способ работы газотурбинного двигателя с форсажной камерой, заключающийся в том, что формируют топливовоздушную смесь и обеспечивают ее горение в основной камере сгорания. Продукты сгорания расширяют в турбине и подают их в форсажную камеру, где смешивают продукты сгорания с форсажным топливом. В качестве форсажного топлива используют наночастицы алюминия, радиус которых составляет не более 25 нанометров. В качестве окислителя для форсажного топлива используют пары воды и углекислый газ, содержащиеся в продуктах сгорания основной камеры сгорания. Изобретение позволяет увеличить тягу двигателя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к энергетике. Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе, заключающийся в том, что подают воздух и первичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование первичной горючей смеси, подают окислитель и вторичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование вторичной горючей смеси, причем камеру сгорания формируют в виде последовательно расположенных и газодинамически связанных между собой основной и дополнительной камер сгорания, обеспечивают горение первичной горючей смеси в основной камере сгорания, а вторичной горючей смеси - в дополнительной камере сгорания, при этом в качестве первичного горючего используют водород, в качестве вторичного горючего - неоксидированные наночастицы алюминия, и используют продукты сгорания, образующиеся в основной камере сгорания в качестве окислителя для наночастиц алюминия. Изобретение позволяет форсировать двигатель, увеличить его высотность при сохранении габаритных размеров гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Гибридный ракетно-прямоточный воздушно-реактивный аэрокосмический двигатель включает ракетный двигатель на топливе в виде нанопорошка алюминия размером не более 25 нм в жидкой водной фазе и совмещенный с ним прямоточный воздушно-реактивный двигатель на молекулярном водороде, образующимся при сжигании нанопорошка алюминия. Гибридный ракетно-прямоточный воздушно-реактивный аэрокосмический двигатель содержит цилиндрическую обечайку, центральное осесимметричное или клиновидное тело, размещенное в обечайке, камеру сгорания для сжигания нанопорошка алюминия в парах воды. На одном конце цилиндрической обечайки расположен вход для потока атмосферного воздуха, а на другом - выпускное сопло. На кромках центрального осесимметричного или клиновидного тела реализуется система скачков уплотнения. Камера сгорания для сжигания нанопорошка алюминия в парах воды является одновременно химическим реактором для получения водорода, размещена в клиновидном теле, сопряжена с ним на выходе и с соплом, приспособленным к образованию зоны горения при взаимодействии истекающего из сопла водорода и поступающего воздушного потока. В зоне горения молекулярный водород и окислитель находятся в стехиометрическом соотношении (отношение топливо/окислитель ϕ=1), либо образуют бедную смесь (соотношением ϕ<1). Изобретение направлено на повышение эффективности преобразования химической энергии топлива в тепловую энергию, увеличение работоспособности продуктов сгорания и расширение диапазона режимов полета. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Способ организации воспламенения и горения топлива в гиперзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе высокоскоростного летательного аппарата, содержащего камеру сгорания, заключается в подаче горючего со сверхзвуковой скоростью через систему пилонов, обтекаемых кислородом, например, в составе воздуха. Затем воспламеняют топливовоздушную смесь, инициируя цепной механизм горения и энерговыделение в проточном тракте камеры. На границе раздела воздуха и горючего, по меньшей мере на выходе одного из пилонов, формируют струю холодной кислородной плазмы определенного поперечного размера, воздействуя на кислород электрическим разрядом с определенной величиной удельного энерговклада и приведенной напряженностью электрического поля. Изобретение направлено на снижение длины зоны воспламенения и зоны энерговыделения, увеличение тяги гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, снижение затрат энергии на процесс инициирования горения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а более конкретно к способу и установке для утилизации попутных нефтяных газов. Способ утилизации попутных нефтяных газов, содержащих сероводород, заключается в сжигании газов в камере сгорания и преобразовании выделяющейся тепловой энергии в электрическую со съемом электроэнергии с вращающейся турбины, при этом газы сжигают, организуя присутствие в камере сгорания возбужденного молекулярного кислорода в синглетном состоянии, обеспечивая повышение полноты сгорания и увеличение эффективности преобразования химической энергии реагентов в тепловую энергию, выделяющуюся при горении, продукты сгорания, содержащие SO2, отводят и доокисляют до SO3 в камере доокисления, организуя дополнительное присутствие синглетного кислорода, образовавшиеся продукты охлаждают до температуры ниже температуры конденсации бинарного аэрозоля H2O/H2SO4, генерируют в них ионы
S
O
3
−
,
H
S
O
4
−
, H3O+ и формируют конденсированную фазу бинарного сульфатного аэрозоля H2O/H2SO4, сульфатный аэрозоль отводят, отделяют от него пары воды и выделяют конденсат серной кислоты H2O/H2SO4. Газотурбинная установка содержит камеру сгорания и турбину, соединенную с электрогенератором, камеру доокисления, газоразрядную ячейку, связанную с камерой сгорания и камерой доокисления, охлаждающее устройство в виде теплообменника, многоострийный электрод коронного разряда и сепаратор. Изобретение обеспечивает повышение полноты сгорания попутных нефтяных газов и утилизацию серосодержащих продуктов сгорания переводом их в серную кислоту. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области ракетно-космической техники. Плазменный двигатель на наночастицах металлов или металлоидов содержит последовательно расположенные камеру сгорания, один вход в которую служит для ввода твердых наночастиц металла или металлоида в качестве топлива, а другой - для ввода окислителя топлива в виде водяного пара или кислорода, при смешении которых в камере возникает горение, хемоионизационные реакции окисления, дающие тепловой эффект, высокие температуры и образование нагретой плазмы, содержащей жидкие оксиды металлов или металлоидов, устройство охлаждения плазмы до температуры ниже температуры плавления полученных оксидов и образования в нагретой плазме твердых пылевых отрицательно заряженных оксидов металлов или металлоидов, электростатическое или электромагнитное разгонное устройство, которое разгоняет электростатическим или электромагнитным полем истекающую из устройства охлаждения нагретую плазму и создает высокоскоростной поток нагретой пылевой плазмы с высокоскростными отрицательно заряженными оксидами металлов или металлоидов, который истекает в окружающую среду и создает реактивную тягу двигателя. Металл может быть применен любым из ряда алюминий, бериллий, цирконий, железо, титан, металлоид - из ряда бор, кремний. Изобретение обеспечивает увеличение удельного импульса тяги двигателя за счет дополнительного включения тепловой энергии хемоионизационных реакций и массы более тяжелых отрицательно заряженных оксидов металлов или металлоидов пылевидной плазмы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к нанокомпонентной энергетической добавке в жидкое углеводородное топливо в виде наночастиц металла, при этом в качестве наночастиц металла используются неоксидированные наночастицы алюминия размером не более 25 нм, покрытые антиоксидантным протектором. Также описывается жидкое углеводородное топливо, содержащее указанные неоксидированные наночастицы алюминия размером не более 25 нм, покрытые антиоксидантным протектором, и стабилизатор. Техническим результатом является повышение эффективности горения топлива при использовании неоксидированных наночастиц алюминия в качестве энергетической добавки в жидкое углеводородное топливо. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА // 2524391
Изобретение относится к области химии, а более точно к способу получения водорода. Способ получения водорода путем взаимодействия алюминия и воды представляет собой псевдоожижижение алюминия в виде нанопорошока потоком сжатого инертного газа и приведение в контакт полученного реагента с водяным паром в реакционной зоне, в результате чего флюидизированный нанопорошок алюминия самовоспламеняется и горит в водяном паре в объеме реакционной зоны, с получением высоких температур для газификации наночастиц алюминия и образованием газофазной реакционной среды с протеканием в ней высокотемпературного синтеза и получением молекулярного водорода, который непрерывно отделяют с помощью мембраны, селективно проницаемой для водорода, в качестве целевого продукта от побочных продуктов выхлопа реактора, таких как остатки паров воды, инертного газа и дополнительных продуктов, полученных при синтезе, например, дисперсных частиц кристаллического корунда. Изобретение обеспечивает повышение производительности получения водорода. 3 з.п. ф - лы, 1 ил.
Способ сжигания углеводородного топлива в газотурбинных двигателе или установке, содержащих камеру сгорания, заключается в поступлении на ее вход потока углеводородного топлива и потока воздуха, сжатого в компрессоре до высокого давления. Топливовоздушную смесь воспламеняют, а полученные при горении смеси газы направляют через турбину и сопло в атмосферу. При этом воздействуют, по меньшей мере, на часть потока сжатого воздуха за компрессором электрическим разрядом, организованным таким образом, чтобы обеспечить заданные значения объемной плотности энергии и приведенной напряженности электрического поля так, что под его воздействием воздух образует низкотемпературную неравновесную плазму, содержащую колебательно- и электронно-возбужденные молекулы кислорода в основном и в синглетном состояниях. Часть потока углеводородного топлива смешивают с полученной низкотемпературной неравновесной воздушной плазмой и подвергают риформингу, интенсифицируемому молекулами возбужденного кислорода. Образующийся при риформинге синтез-газ направляют в камеру сгорания для дополнительной интенсификации горения. Изобретение повышает эффективность работы камеры сгорании при одновременном снижении выброса вредных веществ в атмосферу, обеспечивает устойчивость горения в обедненных топливом топливовоздушных смесях. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
