PL209179B1 - Silnik przepływowy naddźwiękowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest silnik przepływowy naddźwiękowy przeznaczony do stosowania, jako napęd maszyn latających przy naddźwiękowej prędkości ich lotu.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 1751550 znane jest uszczelnienie pomiędzy kadłubem samolotu i zewnętrzną klapą dyszy silnika turboodrzutowego zamontowane w tylnej części kadłuba. Uszczelnienie to utworzone jest z elastycznego przewodu rurowego wykonanego z silikonu, którego kanał formowany jest poprzez nadmuchiwanie.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP0489653 znana jest uszczelka części kadłuba silnika odrzutowego i dyszy wylotowej, która usytuowana jest pomiędzy dyszą wylotową i osłoną silnika.

Z opisu patentowego USA nr US5706648 znane jest Uszczelnienie pomiędzy wlotem powietrza i ramką wentylatora silnika turboodrzutowego, przeznaczonego w szczególności dla konstrukcji podlegających względnym przemieszczeniom, np. pod wpływem bezwładności obciążenia aerodynamicznego.

Najbliższym rozwiązaniem, jest znany ze stosowania, silnik strumieniowy, który ma żądło ustawione na wlocie powietrza do komory sprężania skąd powietrze doprowadzane jest przez stabilizator płomienia do komory spalania, do której dostarczane jest paliwo. Mieszanka paliwa z powietrzem jest spalana w komorze spalania a spaliny wyprowadzone są dyszą odrzutową na zewnątrz, przy czym dysza ta składa się z części zbieżnej i rozbieżnej.

Istota silnika strumieniowego, według wynalazku, polega na tym, że wlot powietrza, komora spalania i dysza wylotowa są umieszczone w osłonie, która połączona jest z nimi żebrami. Osłona może być wykonana w postaci tulei osłonowej, korzystnym jest, gdy przednia część osłony ma zaostrzoną krawędź natarcia.

Korzystnie między wlotem powietrza z komorą spalania a osłoną jest umieszczona tuleja opasująca.

Korzystnym jest, gdy tuleja opasująca ma wypukły kształt i wraz zaostrzoną krawędzią natarcia stanowi chwyt powietrza opływającego silnik strumieniowy.

Zaletą silnika jest to, że opływająca go część powietrza trafia do jego osłony i opływając go, kanałem między nim a tą osłoną, zwiększa swoją temperaturę a przez to i objętość. Powoduje to wzrost jego prędkości a przez to i pędu, wywołując dodatkową siłę ciągu. Zastosowanie, jako osłony walcowej tulei obejmującej silnik strumieniowy pozwoliło na rezygnację w nim z rozbieżnej części dyszy wylotowej, czyniąc z niej dyszę samo regulacyjną wyrównującą temperaturę gazów wylotowych, co też zwiększa siłę ciągu.

Przedmiot wynalazku pokazany jest przykładowo na rysunku, który przedstawia schematycznie silnik strumieniowy naddźwiękowy w przekroju podłużnym.

Silnik przepływowy naddźwiękowy ma żądło i ustawione na wlocie powietrza 2 do komory sprężania skąd powietrze doprowadzane jest przez stabilizator płomienia do komory spalania 3, do której dostarczane jest paliwo, a spaliny wyprowadzone są dyszą wylotową 4. Wlot powietrza 2, komora spalania 3 i dysza wylotowa 4 są umieszczone w tulei osłonowej 6, która połączona jest z nimi żebrami 5, przy czym żebra 5 z tuleją osłonową 6 tworzą przestrzenny płaszcz osłonowy umożliwiający stosowanie większej temperatury spalania. Wyposażony jest też w tuleję opasującą 7 o wypukłym kształcie, która wraz zaostrzoną krawędzią natarcia 8 tulei osłonowej 6 stanowi chwyt powietrza opływającego silnik strumieniowy.

Działanie silnika według wynalazku jest następujące. Żądło silnika i wywołuje stożkową falę uderzeniową, co powoduje znaczne sprężanie powietrza przed wlotem 2 do silnika strumieniowego oraz tulei go osłaniającej 6, którego dalsze sprężanie następuje w dyszach wlotowych. Część jego trafia do osłony silnika strumieniowego i opływając go, kanałem między nim a osłoną, zwiększa swoją temperaturę a przez to i objętość, w czym pomagają żebra 5. Powoduje to wzrost prędkości tego powietrza a przez to dodatkową siłę ciągu. Tuleja opasująca 7, wywołująca drugą falę uderzeniową przewęża przekrój kanału opływającego silnik strumieniowy powietrza, co zapobiega pulsacji strumienia powietrza. Wylatujące z silnika spaliny zwiększają ciśnienie gazów w tulei osłonowej 6, co zwiększa sprawność przemiany termodynamicznej. W końcowej swojej części spełnia ona rolę mieszacza zwiększającego siłę ciągu, która może też spełniać rolę dopalacza zwiększającego znaczniej tą siłę.

Silnik według wynalazku przez to, że tworzy wraz z osłoną konstrukcję przestrzenną, chłodzoną dodatkowo poprzez nią i żebra 5, pozwala na stosowanie w nim większej temperatury spalania, co polepsza jego sprawność. Poza tym wykorzystując ciepło chłodzenia silnika strumieniowego uzyskuje

PL 209 179 B1 się dodatkową siłę ciągu. Zwiększanie masy biorącej udział w napędzie inercyjnym zmniejsza względną moc strumienia energii, co w sumie zmniejsza zużycie paliwa.

Claims (5)

1. Silnik przepływowy naddźwiękowy, który ma żądło ustawione na wlocie powietrza do komory sprężania skąd powietrze doprowadzane jest komory spalania, z której spaliny są odprowadzane dyszą wylotową, znamienny tym, że wlot powietrza (2), komora spalania (3) i dysza wylotowa (4) są umieszczone w osłonie (6), która połączona jest z nimi żebrami (5).

2. Silnik, według zastrz. 1, znamienny tym, że osłona (6) jest wykonana w postaci tulei osłonowej (6).

3. Silnik, według zastrz 1, znamienny tym, że przednia część osłony (6) ma zaostrzoną krawędź natarcia (8).

4. Silnik, według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy wlotem powietrza (2) z komora spalania (3) a osłoną (6) jest umieszczona tuleja opasująca (7).

5. Silnik, według zastrz. 1, znamienny tym, że tuleja opasująca (7) ma wypukły kształt i wraz zaostrzoną krawędzią natarcia (8) stanowi chwyt powietrza opływającego silnik strumieniowy.