Прямоточный гидрореактивный судовой двигатель

 

ПРЯМОТОЧНЫЙ ГИДРОРЕАКТИВНЫЙ СУДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат , сопло и выходной диффузор, сообщенный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, си-, стему зажигания и синхронизирующую систему с датчиком, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, тяги и КПД он выполнен с коммутационной камерой с гидроинвертором, расположенной между соплом и выходным диффузором, поворотной подпруж.иненной заслонкой, установленной в коммутационной камере, и сепараторами , смонтированными между рабочими камерами и камерами сгорания, при этом выходные концы рабочих камер сообщены с коммутационной камерой и расположены под острым углом к продольной ее оси и симметрично относительно последней , а датчик синхронизирующей системы выполнен в виде осевой турбины, установленной в направляющем аппарате двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у5ц В 63 Н 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3244418/27-11 (22) 30.01.81 (46) 23.01.84. Бюл. № 3 (72) Л. С. Бартенев (53) 629.12-8 (088.8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР № 508440, кл. В 63 Н 11/02, 26.06.72 (прототип). (54) (57) ПРЯМОТОЧНЪ|Й ГИДРОРЕАКТИВНЫЙ СУДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат, сопло и выходной диффузор, сообщенный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, си-, стему зажигания и синхронизирующую сис„„SUÄÄ 1068337 А тему с датчиком, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, тяги и КПД, он выполнен с коммутационной камерой с гидроинвертором, расположенной между соплом и выходным диффузором, поворотной подпружиненной заслонкой, установленной в коммутационной камере, и сепараторами, смонтированными между рабочими камерами и камерами сгорания, при этом выходные концы рабочих камер сообщены с коммутационной камерой и расположены под острым углом к продольной ее оси и симметрично относительно последней, а датчик синхронизирующей системы выполнен в виде осевой турбины, установленной в направляющем аппарате двигателя.

1068337

Изобретение относится к судостроению, в частности к прямоточным гидрореактивным судовым двигателям.

Известен прямоточный гидрореактивный судовой двигатель, содержащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат сопло и выходной диффузор, сообщенный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, систему зажигания и синхронизирующую систему с датчиком (1).

Известный судовой двигатель имеет ряд конструктивных недостатков, снижающих КПД и тягу двигателя. К главным следует отнести: механическое клапанное

10 устройство на переднем конце водозаборника (создающее в закрытом состоянии большое гидравлическое сопротивление набегающему потоку); перпендикулярное сочле нение рабочих камер и отводящих сопел (приводящее к увеличению потерь мощности при выталкивании воды расширяющимися газами), и использование разобщенных отводящих сопел (требующее балансировки рабочих камер для равномерности хода судна).

Цель изобретения — повышение мощ25 ности, тяги и КПД двигателя.

Цель достигается тем, что прямоточный гидрореактивный судовой двигатель, содержащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат, сопло и выходной диффузор сообщен- 30 ный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, систему зажигания и синхронизирующую систему с датчиком, выполнен с коммутационной камерой с гидроинвертором, расположенной между соплом и выходным диффузо- З5 ром, поворотной подпружиненной заслонкой, установленной в коммутационной камере, и сепараторами, смонтированными между рабочими камерами и камерами сгорания, при этом выходные концы рабочих камер сообщены с коммутационной камерой и расположены под острым углом к продольной ее оси и симметрично относительно последней, а датчик синхронизирующей системы выполнен в виде осевой турбины, установленной в направляющем аппарате 45 дви гателя.

На чертеже изображен прямоточный, гидрореактивный судовой двигатель, продольный разрез.

Прямоточный гидрореактивныи судовой двигатель содержит водозаборник 1, который через направляющий аппарат 2, оканчивающийся соплом 3 и содержащий осевую турбину 4, переходит в коммутационную камеру Л с гидроинвертором 6 и подпружиненной поворотной заслонкой 7 с 55 тремя устойчивыми положениями, в которой сообщаются две рабочие камеры 8 и выходной диффузор 9. Рабочие камеры 8 начинаются камерами 10 сгорания, в каждую из которых входят всасывающий кла пан 11 и свечи 12 электрозажигания. Вращение турбины 4 через привод 13, содержащий две конические передачи и вал, передается распределительному валику 14, синхронизирующему открывание всасывающих клапанов 11 подачи высокого напряжения на свечи 12 с наполнением водой рабочих камер. Передним концом распределительный валик 14 приводит в действие прерыватель-распределитель 15, соединенный с бобиной и аккумулятором элект розажигания, на задний конец распределительного валика 14 посажена шестерня цилиндрической передачи вращения от электростартера 16 к осевой турбине 4 при запуске двигателя. В рабочие камеры 8 помещены сепараторы 17 динамического действия в виде профилированной диафрагмы для отделения сжимающей воды от топливной смеси, образуемой в карбюраторе 18.

Прямоточный гидрореактивный двигатель работает следующим образам.

Набегающий поток, в котором движется судно, через водозаборник 1 подается в направляющий аппарат 2, изменяющий движение потока так, чтобы уменьшились паразитные потери энергии после воздействия на лопасти турбины 4, которая приводит в движение кинематически связанные с йей механизмы. Далее через сопло 3 поток попадает в коммутационную камеру 5, в которой посредством асимметричной заслонки 7 с разновеликими передней и задней лопастями распределяется между передней рабочей камерой 8, находящейся в фазе сжатия топливной смеси, и выходным диффузором 9. Задняя камера 8 находится в фазе горения топливной смеси, расширяющимися газами которой выталкивается заполняющая его вода. После выброса воды и отработанных газов в выходной диффузор 9 открывается всасывающий клапан 11 задней камеры 8 и происходит ее наполнение свежей топливной смесью вследствие пониженного давления на выходе благодаря эжекторному эффекту струй воды, разбрызгиваемых через зазоры между передней и задней кромками заслонки 7 и стенками коммутационной камеры 5. За это время заканчивается процесс сжатия водой топливной смеси в передней рабочей камере 8 за счет кинетической энергии набегающего потока. Когда уровень воды поднимается к сепаратору 17, осуществляется поджиг топливной смеси свечой 12. В процессе горения топливной смеси расширяющимися газами начинают выталкиваться заполняющая рабочую камеру 8 вода, которая, воздействуя на заднюю лопасть заслонки 7, поворачивает ее так, что, открывая себе путь в выходной диффузор 9, 1068337

ВНИИПИ Заказ 10940/15 Тираж 462 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 направляет поток из сопла 3 в заднюю рабочую камеру 8. Процесс повторяется.

Тягу двигателя регулируют количеством и качеством топливной смеси, вводимой в камерь1 10 сгорания.

Двигатель запускают в относительно неподвижной воде, поток из сопла 3 в коммутационную камеру 5 создает работающая как насос осевая турбина 4, вращаемая электростартером 16. Оттягивающей 10 пружиной (не показана) заслонка 7 удерживается в осевой плоскости, что обеспечивает симметричное двухстороннее обтекание ее потоком из сопла 3. Благодаря значительной скорости потока после сопла 3 в воде давление падает ниже атмосфер15 ного, развивается эжекторный эффект, что в совокупности создает условия для засасывания топливной смеси из карбюратора

18 в камеры 10 сгорания при открывающихся всасывающих клапанах 11, Воспламенение топливной смеси в любой из камер 8 создает предпосылки в другой камере 8 для заполнения водой со сжатием топливной смеси. После этого процесс развивается со все возрастающим заполнением рабочих камер 8 водой и ее выбросом с увеличивающейся скоростью продуктами сгорания топливной смеси. После набора судном пороговой скорости кинетической энергии набегающего потока становится достаточно для сжатия смеси в рабочих камерах 8, и с режима запуска двигатель переводят в режим стационарной работы отключением электростартера.

Предлагаемое изобретение дает возможность повысить мощность, КПД и тягу двигателя, тем самым увеличить скорость судна без увеличения расхода топлива.