Дисковый двигатель

 

Использование: в авиации, в частности на большегрузныхбезфюзеляжных самолетах . Сущность изобретения: дисковый двигатель содержит расположенные на периферии диска прямоточные воздушнореактивные двигатели и на боковых поверхностях лопатки двух компрессоров, выход одного из которых подключен к входу в камеру сгорания прямоточных двигателей, а выход другого - к вытяжной камере, выходы реактивных сопя подключены к газовой камере . 3 и.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Р 02 К t1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4920938/06 (22) 28,02,91 (46) 07.05.93. Бюл, N 17 (75) В.И.Головкин (56) Патент США N 3045427, кл, 60 39,34, опублик. 1962. (54) ДИСКОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование; в авиации, в частности на большегрузных безфюзеляжных самолеДисковый двигатель предназначен для использования в авиации, в частности„на большегрузных безфюзеляжных самолетах.. Цель изобретения — двигатель большой мощности, предназначенный для привода через трансмиссию нескольких винтовых движителей, и экономичный по расходу топвива.

Цель достигается размещением по периметру горизонтально расположенного диска нескольких ПВРД, которые при вращении диска вокруг вертикальной оси в кожухе со сверхзвуковой окружной скоростью обеспечивают наибольшие значения, скорости истечения газов из их сопла, Эти условия достигаются повышением давления в камере сгорания (более чем в 30 раз больше, чем на срезе сопла) и предельным повышением температуры при сгорании топлива. Требуемые условия создаются при помощи центробежного вентилятора, представляющего собой верхнюю поверхность диска, на которой установлены стационарные лопатки, создающего в зоне вертикальной стенки кожуха — воздушной камере— Ы 181391 0 А1 тах, Сущность изобретения. дисковый двигатель содержит расположенные на периферии диска прямоточные воздушнореактивные двигатели и на боковых поверхностях лопатки двух компрессоров, выход одного из которых подключен к входу в камеру сгорания прямоточных двигателей, а выход другого — к вытяжной камере, выходы реактивных сопл подключены к газовой камере,3и.! с повышенную плотность воздушного потока.

Полученный скоростной напор при входе в камеру сгорания ПВРД обеспечивает максимальную для данного топлива скорость истечения газов из сопла в газовую камеру, отделенную от воздушной камеры разделительной стенкой. В газовой камере исходящий из сопл поток падает на жаростойкие лопатки, тормозится и между лопатками вы- 00 ходит в вытяжную камеру, в которой созда- -.а но пониженное давление воздушного () потока от лопаток нижней поверхности дис- ) ка, и далее выбрасывается в атмосферу.

Воздух к нижней поверхности диска поступает через полую вертикальную ось, вокруг которой на подшипниковых опорах вращается диск.

Дисковые двигатели располагают в пло- 1 скости левого и правого крыльев самолета при противоположном направлении вращения дисков. Запуск двигателя осуществляют от ТРД, расположенного на поверхности крыла над диском и связанного с трансмиссией. После набор высоты турбины ТРД отключают, а вентилятор продолжает подачу воздуха на поверхности диска, 1813910

Подача топлива к камере сгорания каждого ПВРД осуществляется по трубам от топливной камеры, в которую топливо поступает под давлением через отверстия в стенке полой оси, Изменение мощности дискового двигателя осуществляют через клапаны топливной камеры и блок управления топливоподачей и зажиганием путем изменения числа оборотов диска, а при снижении и посадке прекращением подачи топлива к ряду ПВРД.

При снижении и посадке через дисковое сцепление отключается ряд винтовых двигателей, а затем через редуктор они включаются на противоположное вращение для торможения на посадочной полосе, В связи с большими центробежными силами диск изготовлен из композитных материалов.

На фиг. 1 показана установка двух дисковых двигателей на безфюзеляжном самолете, где .1.— дисковые двигатели, 2— турбореактивные пусковые двигатели, 3— винтовые движители, 4 — топливные баки, 5 — грузовые отсеки, 6 — хвостовое крыло, На фиг. 2 показан центральный узел дискового двигателя и его разрез, где 7 — лопатки центробежного вентилятора, 8— вертикальная полая ось, 9 — вращающийся вокруг нее диск из композитных материалов, 10 — ограждающий. их кожух, расположенный в крыле самолета, i1 подшипниковые опоры диска и полой оси, 12 — отверстия для подачи топлива в стенке полой оси, 13 — компрессор ТРД. 14 — камера сгорания и турбина ТРД, 15 — редуктор трансмиссии, 16 — крыло самолета, 17 — вал отбора мощности от диска, 18 — воздухопровод, 19 — топливопровод, 20 — топливная камера, 21 — блок управления топливоподачей и зажиганием..

На фиг. 3 показан периметральнь1й узел дискового двигателя, где 22 — вытяжная камера, 23 — камера сгорания ПВРД, 24- входное отверстие, 25 — сверхзвуковое сопло полного расширения, 26 — воздушная камера, 27 — газовая камера с жаростойкими лопатками, 28 — разделительная стенка, Изобретение иллюстрируется следующим примером, Дисковый двигатель диаметром 18 м имеет число оборотов 800 об/мин при окружной скорости 735 м/с, Вентилятор ТРД и центробежный вентилятор создают в воздушной камере давления

5 кг/см, Скоростной напор обеспечивает отношейие давления в камере сгорания и на срезе сопла ПВРД более 30, что при температуре 2500 К создает скорость истечения газового потока из сопла 1515 м/с. При ра"0 ходе воздуха 1,2 кг/с тяга каждого ПВРД составляет 1500 кг. В этом случае диаметр сопла 3 см, диаметр камеры сгорания 30 см, ее длина 85 см, Расход тепловой энергии . составляет 640 ккал/с при расходе. топлива

15 0,06 кг/с.

По периметру диска установлено 64 шт.

ПВРД, которые с учетом потерь развивают мощность 660000 л.с. при удельном расходе топлива 0,02 кг/л,c,ч.

20 Вариантом может служить использоваwe а дисковом двигателе в качестве топлива жидкого водорода, что значительно сократит загрязнение атмосферы, Эффективность дискового двигателя со25 стоит в увеличении мощности двигателя вследствие увеличения диаметра диска-ротора и. сверхзвуковой окружной скорости его вращения, что повышает эффективность сгорания топлива в ПВРД и сокращает его

30 расход.

Формула изобретения

Дисковый двигатель., содержащий кожух и установленный в подшипниках на оси диск с расположенными по его периферии

35 прямоточными воздушно-реактивными дви-гателями, имеющими камеры сгорания и сопла. и расположенными на его боковых, поверхностях лопатками двух компрессоров, выход одного из которых подключен

40 к входу в камеры сгорания прямоточных двигателей, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности двигателя, он снабжен пусковым турбореактивным двигателем, винтовыми движителями, соединяю45.щей их с осью дискового двигателя трансмиссией, газовой камерой с установленными в ней лопатками, и вытяжной камерой,. причем выходы из реактивных сопел подключены к газовой камере, выходы второго компрессора — к вытяжной камере, а диск выполнен из композитных материалов, 1813910

1813910

Составитель В.Головкин

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А,Козориз

Редактор Н.Рожкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101.

Заказ 1818 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5