Воздушно-реактивный двигатель

 

№ 70732

Класс 46@, 3

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Заявлено 28 ноября 1946 т. за № 10632 352902 в Министерство авиационной промышленности СССР

Воздушно-реактивный двигатель, рабочие полости которого в виде канала изменяемой формы образованы гибкими стенками, известен;

Однако он имеет серьезные недостатки, заключающиеся в низком коэффициенте полезного действия, большой расход топлива и падение удель-. ной тяги после достижения высоких скоростей полета.

Предложенная конструкция воздушно-реактивного двигателя выполнена в виде трубы из гибкого метериала, деформируемой с помощью трех пар кулачков. Крайние кулачки служат в качестве распределительных органов, а средние — для изменения полости трубы. Труба изготовляется из нескольких слоев тонкой листовой стали и защищена с внутренней стороны слоем асбестовой ткани, непрерывно пропитывающейся водой. Кулачки средней пары выполнены в виде свободно сидящих роликов на шейках коленчатого вала. Ролики воспринимают деформации трубы при расширении газов и передают движение на вал воздушного гинта. Такое устройство воздушно-реактивного двигателя позволяег образовать камеру сгорания постоянного объема и предварительного сжатия воздуха в канале изменяемой формы перед сжиганием, что приводит к повышению коэффициента полезного действия двигателя и уменьшает расход топлива.

На фиг. 1 изображена схема вертикально-продольного разреза двигателя; на фиг. 2 — вид двигателя сверху; на фиг. 3 — поперечный разрез трубы.

Рабочие полости двигателя выполнены в виде трубы 1, имеющей и сечении форму эллипса со складками 2 на концах, предназначенных для предотвращения излома тонких листов стали, из которых изготовлена труба. Поверхность трубы с внутренней стороны защищена слоем 3 асбестовой ткани, непрерывно пропитываемым водой, поступающей по концам ткани из водяной рубашки 4 двигателя. Труба по длине состоит из смесительной камеры 5, всасывающих клапанов б, камеры сгорания т, камеры сжатия и расширения 8, выхлопных клапанов 9 и реактивного сопла 10. Роль клапанов выполняют стенки трубы, а перекрывание их осуществляется кулачками ll, давление которых на стенки трубы пере- № 70732 дается через прижимы 12. Закрытие клапанов необходимо для сжатия и вспышки рабочей смеси, а также для предварительного расширения газа внутри трубы с передачей давления на коленчатый и рабочий валы

И и 14. Для управления работой двигателя .на кулачковом валу 15 имеется .набор передвижных кулачков разного профиля, при движении которых вдоль вала изменяется продолжительность открывания выхлопных клапанов, от чего зависит соотношение между силами вращения вала и реакции выхлопа. Если открыть выхлопной клапан раньше, чем рабочее тело успеет расшириться в газовом коллекторе, то реакция выхлопа будет больше. Профиль кулачков .и их,расположение необходимо подобрать так, чтобы открывание и закрывание выхлопных клапанов 9 всегда происходило раньше, чем клапанов 6 всасывания. Во время работы вращение вала двигателя обеспечивается за счет воздействия колебаний стенки трубы на ролики 16 коленчатого вала 18. Через зубчатую передачу 17 коленчатый вал передает вращение рабочему валу 14 воздушного винта 18 самолета. Вал 14 соединен с динамомашиной

i9. Подача смазки на поверхности стальных листов трубы 1, на трущиеся детали картера 20 и другие трущиеся части осуществляется при помощи насоса (на чертеже не показан).

Двигатель работает по циклу Отто, хотя предлагаемый двигатель можно сконструировать и для цикла Дизеля.

Подача горючего к жиклерам 21 производится топливным насосом и золотниковым вентилем, распределяющим подачу топлива по газовым коллекторам. Регулировка подачи топлива производится особым дроссельным вентилем. Таким образом, обычные карбюраторы с поплавко,выми камерами здесь могут отсутствовать. Жиклеры, вернее форсунки питания, можно установить не только в диффузоре, но в камере сгорания при применении смешанных видов топлива или при подаче жидкого кислорода из резервного баллона.

Во время первого такта все клапаны открыты и через всю трубу производится продувка и наполнение трубы чистой рабочей смесью, причем процесс карбюрации производится в диффузоре. После этого сначала закрываются выхлопные клапаны 9, затем клапаны 6 всасывания.

Весь первый этап совершается за время поворота роликов 16 на 60 от точки их наибольшего удаления друг от друга.

Во втором такте клапаны всасывания и выхлопа плотно закрыты, при этом ролики 16 по инерции сближаются и прижимами 12 сжимают стенки камеры 8, вытесняя сжатый воздух в камеру сгорания, чем заканчивается второй такт работы двигателя.

Третий такт начинается вспышкой рабочей смеси. Клапаны всасывания 6 должны быть закрыты, а выхлопные клапаны 9 могут или остаться закрытыми до конца такта, или начать открываться в конце такта. Этот такт заканчивается в момент поворота роликов 16 на 120 от точки их наибольшего сближения.

Во время четвертого такта клапаны 6 всасывания остаются закрытыми, а выхлопные клапаны 9 открываются. В этот период производится полный реактивный выхлоп рабочих газов через сопло Лаваля. Четвертый такт заканчивается к концу поворота роликов 16 на 60, т. с. в точке наибольшего удаления роликов друг от друга.

После достижения самолетом скорости 600 — 800 км(час, для дальнейшего повышения скорости полета необходимо выключить воздушный винт и повернуть его лопасти. Одновременно кулачки выхлопных клапанов регулируются таким образом, чтобы на привод силовой передачи расходовался минимум энергии газа, а основная часть была направле— 3— № 70732 на в реактивное сопла. Можно вообще остановить работу силовой передачи, оставив в действии только систему питания и зажигание, При этих условиях двигатель будет работать как прямоточный воздушно-реактивный.

Предмет изобретения

1. Воздушно-реактивный двигатель, рабочие полости которого в виде канала изменяемой формы образованы гибкими стенками, отл ич а ю щи и ся тем, что с целью образования камеры сгорания постоянного объема и предварительного перед сжиганием сжатия воздуха в канале изменяемой формы, последний выполнен в виде трубы из гибкого материала, деформируемой с помощью трех пар опозитных кулачков, крайние из которых служат в качестве распределительных органов, а средние — для изменения объема полости трубы.

2. Форма выполнения по п. 1, отличающаяся тем, что труба выполнена из нескольких слоев тонкой листовой стали и защищена с внутренней стороны слоем асбестовой ткани, которая непрерывно пропитывается водой.

3. Форма выполнения двигателя по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что кулачки средней пары выполнены в виде свободно сидящих на шейках коленчатого вала роликов, воспринимающих деформации трубы при расширении газов, в целях передачи движения на вал воздушного винта.

7 5 12

20 № 70732

10 /7 /9 /7

/7 /Ф

Фиг. 3

Техред. Т. П. Курилко

Корректор С. Ю. Цверина

Редактор Г. В. Кобелев

Объем 0,35 изд. л.

Цена 5 коп.

Подп. к печ. 25/IV 62 r

Зак. 1122/3

Типография, пр. Сапунова, 2.

Формат бум. 70X!08 /„

Тираж 200

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д, 2/6.