Реактивный пассажирский самолет

 

Использование: изобретение предназначено для использования в области авиационной техники, в частности в самолетостроении. Сущность изобретения заключается в том, что силовая установка реактивного пассажирского самолета выполнена в виде спаренных турбореактивных двигателей с прямоугольными соплами с управляемыми створками. Причем каждая пара двигателей снабжена общим теплообменником и парогенератором, выход из которого соединен с входом в турбину, а прямоугольные сопла выполнены с косым срезом. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и, в частности к самолетостроению.

Известен реактивный пассажирский самолет ТУ-134, содержащий фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, шасси и силовую установку. Недостаток самолета заключается в том, что силовая установка работает на химическом топливе, которое является дорогостоящим. Кроме того, выхлопные газы химического топлива, истекающие из реактивных двигателей, загрязняют окружающую среду.

Известен также сверхзвуковой реактивный пассажирский самолет ТУ-144, содержащий фюзеляж, крыло, носовое горизонтальное оперение, шасси и силовую установку [II] Недостаток данного самолета заключается в том, что силовая установка также работает на химическом топливе и также дорогостоящем, вредном для окружающей среды. Кроме того, управление самолета ТУ-134, ТУ-144 осуществляется закрылками, устроенными в корпусе крыла, занимающими большую полезную площадь. Управляемые механизмы и агрегаты закрылков также занимают большую полезную площадь крыла, что приводит к сокращению площади для размещения баков горючего в корпусе крыла.

Система управления самолета закрылками является малоэффективной, так как самолет при взлете и посадке делает длинный путь движения, это отражается на экономии запаса топлива, помещенном на борту самолета. Кроме того, для самолетов требуются длинные ВПП.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание экономичности пассажирского самолета короткого взлета и посадки, в двигателях которых используется водяной пар как компонент рабочего тела.

Предлагаемый гибридный реактивный пассажирский самолет, содержащий фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, силовую установку и шасси, в котором новым является то, что самолет снабжен гибридными реактивными установками, которые образованы из двух турбореактивных двигателей, соединенных между собой через вертикальную стойку, в корпусе которой устроены парогенераторы.

Новым является также то, что в корпусе турбореактивных двигателей устроены теплоотборники, соединенные с парогенераторами и системой подачи водяного пара в турбину двигателя.

Новым в самолете является также то, что турбореактивные двигатели образованы двумя соплами и управляемыми заслонками. Внутреннее сопло двигателя имеет цилиндрическую форму с переходом во вторую прямоугольную форму. Прямоугольное сопло турбореактивного двигателя имеет угловой срез по вертикали, в канале которого устроена управляемая заслонка, которая при отклонении, благодаря скошенному срезу прямоугольного сопла, образует выхлопной канал, по которому истекает газовый поток при ускоренном взлете.

Использование в турбореактивных двигателях водяного пара как компонента рабочего тела позволит сократить расход химического топлива на 30 40% Это позволит увеличить радиус дальности полета самолета, а также позволит уменьшить загрязнение окружающей среды.

Использование в самолете силовой установки с двигателями новой конструкции позволяет освободить крыло от закрылков, что дает возможность увеличить площадь крыла для размещения баков с горючим.

Использование в самолете турбореактивных двигателей с двумя соплами придает самолету ускоренный взлет и позволяет улучшить управление самолета на все режимы полета.

На фиг. 1 изображен самолет, вид сбоку (общий вид); на фиг.2 изображен самолет, вид сверху; на фиг.3 то же, вид спереди.

Гибридный реактивный пассажирский самолет содержит фюзеляж 1, в котором устроено крыло 2, а в задней части фюзеляжа 1 устроено хвостовое оперение 4 с вертикальным килем 3.

В нижней носовой части крыла 2 гибридная силовая установка 5, в нижней части фюзеляжа 1 устроено шасси самолета 6,7.

В носовой части фюзеляжа 1 устроен обтекатель 8, а в верхней носовой части фюзеляжа 1 устроена кабина пилотов 9 и входная дверь 10.

В центральной части фюзеляжа 1 устроены иллюминаторы пассажирского салона 11.

На фиг.4 показана схема гибридной реактивной установки (ускоренный взлет). Установка содержит корпус 12, в котором размещены воздушный заборник 13, компрессор 14, который соединен с камерой сгорания 15. Вертикальная стойка 16 соединяет два двигателя, образуя гибридную реактивную установку. В центральной части вертикальной стойки 16 устроен парообразователь 17 с парозаборником 18. Парозаборник 18 соединен с трубопроводом 19, который соединен с кольцом 20, в котором устроены парофорсунки 21. В корпусе двигателя 12 за парокольцом 21 устроен теплозаборник 22, а во внутреннем корпусе теплозаборника 22 устроена газовая турбина 23, соединенная с внутренним соплом 24. Внутреннее сопло 24 соединено с прямоугольным соплом 26. В корпусе сопла 26 устроена управляемая заслонка 27, которая через ось 36 закреплена в верхней части прямоугольного сопла 26, которая при отклонении образует выхлопной канал 25.

Пунктиром показано положение заслонки 28 в убранном горизонтальном положении.

В верхней части прямоугольного сопла 26 устроен гидромеханизм 29, который через тягу 30 и шарниром 32 подвижно соединен со стойкой 31, которая укреплена к корпусу прямоугольного сопла 26. Шток гидромеханизма 33 подвижно соединен с шарниром 34 и тягой 35. Позиция 37 показывает гидромеханизм в убранном положении.

Парореактор 38 устроен в нижней части корпуса вертикальной стойки 16 и соединен с теплозаборниками 22 (фиг.5,6), трубопровод 19 впадает в трубопровод 39, который соединен с кольцом 20.

На фиг. 5 показана схема гибридной реактивной установки (вертикальный тыльный разрез). Схема содержит корпус двигателя 12, вертикальную стойку 16, парообразователь 17, парозаборник 18, трубопровод 19, газовую турбину 23, внутреннее сопло 24, выхлопной канал 25, управляемую заслонку в горизонтальном положении 28, гидромеханизм 29, стойку 31, шарнир 32, ось 36, трубопровод 39.

На фиг. 6 показана схема гибридной реактивной установки (горизонтальный разрез). Схема содержит корпус двигателей 12, воздушный заборник 13, воздушный компрессор 14, камеру сгорания 15, вертикальную стойку 16, парозаборник 18, трубопровод 19, кольцо 20, форсунку 21, теплозаборник 22, газовую турбину 23, внутреннее сопло 24, прямоугольное сопло 26, управляемую заслонку 28 (в убранном положении), гидромеханизм 29, тягу 30, стойку 31, шарнир 32, шток гидромеханизма 33, шарнир 34, тягу 35, ось 36, парореактор 38, трубопровод 39.

Устройство гибридного реактивного пассажирского самолета работает следующим образом. Для взлета самолета запускается силовая установка 5 (фиг.1), в это время воздушный поток нагнетается через воздушный заборник 13 в компрессор 14 (фиг.4), затем воздушный поток поступает в камеру сгорания 15, где смешивается с горючим, образуя газовый поток. Газовый поток воспламеняется, преобразовываясь в горящий газ, который выходит из камеры сгорания 15 и поступает на лопатки газовой турбины 23, приводя ее в вращение.

Горящий газовый поток, обтекая внутренний корпус теплозаборника 22, движется во внутреннее сопло 24, в это время усилие от гидромеханизма 29 через шток 33 передается на тягу 35, которая, вращаясь на шарнире 36, наклоняет заслонку 27, образуя выхлопной канал 25.

Газовый поток, выходя из внутреннего сопла 24, поступает в выхлопной канал 25, который при выходе из выхлопного канала 25 создает подъемную силу летательному аппарату. В это время самолет осуществляет ускоренный взлет. В то же время температура от горящего газового потока передается на корпус теплозаборника 22, от теплозаборника 22 температура передается на стенки парореактора 38 (фиг.5-6). Под действием температуры вода в парореакторе 38 закипает, в это время в парообразователе 17 образуется пар, который поступает в парозаборник 18, затем пар движется по трубопроводу 39 (фиг.5-6), из трубопровода 39 пар поступает в кольцо 20, из кольца 20 пар выходит через форсунки 21. Далее пар поступает на лопатки газовой турбины 23, усиливая ее вращение. Затем пар смешивается с газовым потоком, сокращая его химический процент, и при выходе из сопла 26 в атмосферу уменьшает загрязнение окружающей среды химическими газами.

После ускорения взлета двигатели силовой установки 5 переходят на горизонтальный полет. Гидромеханизм 29 (фиг.4) через шток 33, который, вращаясь на шарнире 34, приводит в движение тягу 35, которая неподвижно укреплена на поверхность заслонки 27, вращаясь на шарнире 36, убирает заслонку 27 в горизонтальное положение. Гидромеханизм 29 через тягу 30, которая вращаясь на шарнире 32, приводит шток 33 и тягу 35 в положение 27, в это время газовый поток истекает через сопло 26 в горизонтальном положении, создавая горизонтальную тягу самолету.

Формула изобретения

1. Реактивный пассажирский самолет, содержащий фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, шасси и силовую установку с турбореактивными двигателями с прямоугольными соплами с управляемыми створками, отличающийся тем, что силовая установка включает по крайней мере одну пару турбореактивных двигателей, снабженных общим теплообменником и парогенераторами, при этом выход из парогенератора соединен с входом в турбину.

2. Самолет по п.1, отличающийся тем, что прямоугольные сопла выполнены с косым срезом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6