Воздушно-реактивный двигатель
Изобретение относится к реактивной технике, а именно к конструкции воздушно-реактивных двигателей, и может быть использовано в качестве двигательных установок маломерных летательных аппаратов. В камере сгорания прямоточного двигателя на стойках жестко на одной консоли закреплены биметаллические пластины, имеющие подвижные концевые консоли. В камере сгорания пульсирующего двигателя выполнены газоводные окна и установлены взаимодействующие с этими окнами газоводные стаканы. Газоводные стаканы имеют внутри направляющие, вдоль которых имеют возможность перемещаться посредством штоков клапаны относительно размещенных со стороны камеры сгорания седел газоводных стаканов посредством рычагов, механически связанных с подвижными консолями биметаллических пластин прямоточного двигателя. Изобретение позволяет повысить эффективность использования двигателя за счет совмещения функций контуров двигателя. 3 ил.
Изобретение относится к реактивной технике, а именно к конструкции воздушно-реактивных двигателей, и может быть использовано в качестве двигательных установок маломерных летательных аппаратов (модели, мишени, малогабаритные вертолеты с двигателями на лопастях).
Известна конструкция прямоточного воздушно-реактивного двигателя с инжекционной камерой сгорания (см. патент США 3514956, кл. 60-269, /F02K 7/10/), у которого напор воздуха на входе в прямоточную камеру создается посредством ступенчатой инжекции. Недостатком этой конструкции является то, что она очень громоздка, из-за наличия нескольких камер сгорания и агрегатов для них и требует дополнительного источника сжатого воздуха на борту летательного аппарата. Известна также конструкция комбинированного пульсирующего и прямоточного воздушно-реактивного двигателя (см. патент США 3533239, кл. 60-244, F 02 K 7/06), у которого на входе в прямоточную камеру размещены головной конус для регулирования проходного сечения и клапанная решетка пульсирующего двигателя, которая убирается при работе прямоточного двигателя. Недостатком этой конструкции является ее сложность, из-за наличия убираемых в прямоточном режиме механизмов пульсирующего контура, в дополнительной механизации. Также, осуществление разгона двигательной установки до скорости запуска прямоточного контура, только посредством пульсирующего контура, затягивает разгон силовой установки и летательного аппарата в целом. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования двигателя за счет совмещения функций контуров двигателя. Сущность изобретения состоит в том, что у воздушно-реактивного двигателя, содержащего пульсирующий и прямоточный воздушно-реактивный двигатели в камере сгорания прямоточного двигателя на стойках жестко, на одной консоли, закреплены биметаллические пластины, имеющие подвижные концевые консоли, а в камере сгорания пульсирующего двигателя выполнены газоводные окна, и установлены, взаимодействующие с этими окнами, газоводные стаканы, имеющие внутри направляющие, вдоль которых имеют возможность перемещаться, посредством штоков, клапаны, относительно размещенных со стороны камеры сгорания седел газоводных стаканов, посредством рычагов, механически связанных с подвижными консолями биметаллических пластин прямоточного двигателя. Предложенный двигатель графически изображен на фиг.1, 2 и 3. Двигатель состоит из корпуса 1 прямоточного двигателя 2, к которому посредством стоек-стабилизаторов 3 крепится пульсирующий двигатель 4. Пульсирующий двигатель 4 имеет камеру сгорания 5, лобовой обтекатель 6, корпус камеры сгорания 7, трубу 8 и сопло 9. Пульсирующий двигатель 2 имеет входные окна 10 воздухозаборного устройства. Входные окна 10 снабжены клапанами 11. На корпусе камеры сгорания 7 установлена свеча зажигания 12 пульсирующего двигателя. Внутри корпуса 1 прямоточного двигателя 2 имеются топливные форсунки 13 с форсунками 13а пульсирующего двигателя 4 и форсунками 13б прямоточного двигателя. Прямоточный двигатель 2 имеет диффузор 14, воспламенительное устройство 15, камеру сгорания 16 и реактивное сопло 17. В камере сгорания 16 прямоточного двигателя 2 установлены стойки 18, на которых одной консолью закреплены биметаллические пластины 19, а концевые консоли 20 подвижны. В корпусе 7 камеры сгорания 5 пульсирующего двигателя 4 выполнены газоводные окна 21 и установлены, взаимодействующие с этими окнами 21, газоводные стаканы 22, имеющие открытые торцевые части 23. Внутри газоводных стаканов 22 размещены направляющие 24, вдоль которых имеют возможность перемещаться, посредством штоков 25, клапаны 26, относительно седел 27 газоводных стаканов 22. При этом седла 27 расположены со стороны камеры сгорания 5. Штоки 25 клапанов 26 взаимодействуют посредством рычагов 28 с подвижными концевыми консолями 20 биметаллических пластин 19 прямоточного двигателя 2. Предложенный двигатель работает следующим образом. В форсунку 13а пульсирующего двигателя 4 подается топливо, которое, смешиваясь с воздухом атмосферы, в виде топливовоздушной смеси поступает через входные окна 10 воздухозаборного устройства в камеру сгорания 5. От электрического разряда свечи 12 топливовоздушная смесь зажигается, давление в камере 5 повышается, под действием чего клапана 11 закрывают входные окна 10. Затем образовавшиеся в камере 5 продукты сгорания поступают в резонансную трубу 8 и далее в сопло 9. Истекающие газы из сопла пульсирующего двигателя 4 поступают в камеру сгорания 16 прямоточного двигателя 2, эжектируя в камеру двигателя 2 воздух атмосферы через диффузор 14, после которого воздух сжимается. По мере освобождения камеры 5 пульсирующего двигателя от продуктов сгорания давление в ней уменьшается и тогда под действием давления воздуха в прямоточном двигателе, поступающем через диффузор 14, клапаны 11 открывают входные окна 10 пульсирующего двигателя 4. Таким образом пульсирующий двигатель 4 работает до достижения необходимого напора воздуха на входе в диффузор 14 для запуска прямоточного двигателя 2. По достижении достаточного для запуска прямоточного двигателя напора воздуха производится подача топлива и на форсунки 13б прямоточного двигателя 2. Образующаяся топливовоздушная смесь в прямоточном двигателе 2 воспламеняется при помощи воспламенительного устройства 15 в камере сгорания 16. Продукты сгорания расширяясь истекают из камеры сгорания 16 через сопло 17 наружу. По мере прогрева биметаллических пластин 19, в результате сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания 16 прямоточного двигателя 2, их концевые подвижные консоли 20 отклоняются от исходного положения "ИСХ" (фиг. 2) в положение "ОТК" (фиг.3), при этом, взаимодействуя механически через рычаги 28 с штоками 25, обеспечивают смещение клапанов 26 относительно посадочной поверхности седел 27 газоводных стаканов 22. В таком случае режим работы пульсирующего двигателя 4 полностью нарушается. Клапаны 11 входных окон 10 воздухозаборного устройства пульсирующего двигателя 4 под действием набегающего воздушного напора остаются открытыми, а через газоводные стаканы 22 полость камеры сгорания 5 пульсиурующего двигателя 4 газодинамически взаимодействует с камерой сгорания 16 прямоточного двигателя 2. Таким образом, пульсирующий двигатель 4, при сжигании в его камере сгорания 5 топливовоздушной смеси, продолжает работать уже в режиме прямоточного двигателя. Предложенный двигатель позволяет уменьшить лобовое сопротивление, обеспечивает более ранний запуск прямоточного двигателя и оптимальный режим работы двигательной установки при ее эксплуатации, что повышает эффективность использования двигателя.Формула изобретения
Воздушно-реактивный двигатель, содержащий пульсирующий и прямоточный воздушно-реактивный двигатели, отличающийся тем, что в камере сгорания прямоточного двигателя на стойках жестко на одной консоли закреплены биметаллические пластины, имеющие подвижные концевые консоли, а в камере сгорания пульсирующего двигателя выполнены газоводные окна и установлены взаимодействующие с этими окнами газоводные стаканы, имеющие внутри направляющие, вдоль которых имеют возможность перемещаться посредством штоков клапаны относительно размещенных со стороны камеры сгорания седел газоводных стаканов посредством рычагов, механически связанных с подвижными консолями биметаллических пластин прямоточного двигателя.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Пульсирующий реактивный двигатель // 2488711
Изобретение относится к пульсирующим реактивным двигателям и может быть использовано как двигатель для привода летательных аппаратов и различных машин
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям реактивным авиационным, ракетным, камера детонационно-пульсирующего сгорания которого способна развивать гиперзвуковые скорости распространения пламени с условным ростом в сторону бесконечного увеличения. Техническим результатом изобретения является дальнейшее совершенствование и повышение эффективности работы известных детонационно-пульсирующих тяговых модулей, освоение принципиально новой технологии их работы. Сущность изобретения заключается в дальнейшем совершенствовании технологии использования разреженного пространства, образующегося после отражения ударной волны от рабочей поверхности полусферического резонатора (известный эффект Гартмана-Шпренгера), с тем чтобы увеличить рабочий объем разрежения для последующего его заполнения паровоздушной или другой газовой топливной смесью во взрывоопасной концентрации с целью получения нескольких взрывных объемов подряд с их взаимно усиливающим наложением друг на друга в продольном направлении летательного аппарата (в направлении единственно имеющейся степени свободы), с целью дальнейшего осуществления возможности одновременного самовоспламенения части топливной смеси в замкнутом объеме одного из них, которое обеспечивает условную возможность роста скорости распространения пламени в сторону бесконечного увеличения. Гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель имеет детонационно-пульсирующую конусно-круговую камеру сгорания, объемлющую прямоточный реактивный рабочий канал, в результате чего происходит совмещение гиперзвукового рабочего реактивного потока конусно-круговой камеры сгорания со сверхзвуковым рабочим реактивным потоком прямоточного канала «один в другом», конусно-круговая детонационно-пульсирующая камера сгорания имеет кольцевое сопло подачи паровоздушной взрывоопасной топливной смеси, участок образования повышенного объема разрежения и всаса первого взрывного объема, участок, образующий второй взрывной объем, участок торможения впередиидущей ударной волны на выходе из конусно-круговой камеры сгорания, совпадение наружной конусной поверхности конусно-круговой камеры сгорания с входным сопловым участком первого сопла Лаваля, герметично соединенного со вторым, место совмещения гиперзвукового и сверхзвукового рабочих реактивных потоков, происходящее как бы в камере смешения в месте стыковки двух сопел Лаваля, средство зажигания, обеспечивающее воспламенение взрывоопасной топливной смеси в начальный период запуска двигателя, термический заряд для прогрева и продувки камеры сгорания, прямоточного канала и установления эжекционной тяги воздуха, детонационный стартовый заряд для образования тройной ударной волны с необходимым интервалом для запуска двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
