Wynalazek dotyczy urzadzenia do ulep¬ szonego wykorzystywania energii wydy¬ szyn silników spalinowych do napedzania statków powietrznych, przy którym wydy- szyny poszczególnych cylindrów wychodza na zewnatrz osobnymi kanalami odwrotnie do kierunku ruchu statku, bedac przy tym odprezane do cisnienia zewnetrznego przy wytwarzaniu mocy odrzutu.Dotychczas byly proponowane dwa spo¬ soby urzeczywistnienia tego rodzaju urza¬ dzenia odrzutowego.Pierwszy sposób polega na tym, ze po¬ szczególne cylindry laczy sie ze wspólna komsora zbiorcza, z której gazy winny na¬ stepnie rozprezac sie na zewnatrz przy w przyblizeniu stalym wewnetrznym cisnie¬ niu. Tak wiec podczas pracy silnika spali¬ nowego ma miejsce równomierne dzialanie silowe (odrzut), niezalezne od przebiegu cisnienia podczas okresu wydechu danego cylindra, dolaczonego do komory zbiorczej.Sposób ten ma swój odpowiednik przy tlo¬ czeniu cieczy przy pomocy pompy tlokowej za posrednictwem powietrznika.Uklady odrzutowe, pracujace wedlug tego sposobu, nie mogly ostac sie w prakty¬ ce. Powodu co do tego nalezy szukac w tym, ze silnik spalinowy musi tloczyc bez ustanku wydyszyny wbrew stalemu cisnie¬ niu w komorze zbiorczej. W silnikach spa¬ linowych, pracujacych sposobem czterosu- wowym, zwieksza sie moc, oddawana na tlok przy wypychaniu spalonego ladunkuz cylindra. W silnikach spalinowych, pra¬ cujacych sposobem dwusuwowym, musi byc zwiekszone cisnienie ladowania odpowie¬ dnio do jprzeciwcisnienia w komorze zbior¬ czej, a zatem i moc oddawana sprezarce.Tego rodzaju uklady wykazuja nastep¬ nie w daleko zwiekszonym stopniu wszyst¬ kie wady, jakie wykazywalo wyrównywanie cisnienia przy pomocy powietrznika przy pompach na ciecz, poniewaz w przypadku ukladów odrzutowych chodzi o czynnik ga¬ zowy, który do komory zbiorczej (powietrz¬ nika) doplywa z" wieksza szybkoscia i w wyzszej temperaturze. Jako skutek wtór¬ ny sa jeszcze udary cisnieniowe w tej ko¬ morze, wystepujace okresowo odpowiednio do przebiegu wydechu poszczególnych cy¬ lindrów, dolaczonych do komory zhiorczej.Jezeli chce sie zmniejszyc te udary, wów¬ czas potrzebne sa dodatkowe urzadzenia o duzym ciezarze, przy czym caly uklad odrzutowy przyjmuje takie rozmiary, które nie pozwalaja na zastosowanie tego ukladu na statkach powietrznych.W drugim sposobie zaproponowano po¬ zwolic wydyszynom na wyplywanie na ze¬ wnatrz bezposrednio z cylindra przez dy¬ sze, odwrotnie skierowane do kierunku lo¬ tu. Przy tej propozycji myslano przede wszystkim o silnikach spalinowych z wy¬ lacznie reakcyjnym napedem. Tak wiec dany statek bedzie popychany ku przodo¬ wi szeregiem kolejno nastepujacych po so^ bie w czasie udarów, uwarunkowanych lic?-, ba komór spalania, przy czym podczas pra¬ cy silnika spalinowego ma miejsce udarowe dzialanie silowe (odrzut), zalezne od prze¬ biegu cisnienia podczas okresu wydechu da¬ nego cylindra. Taki uklad ma te zalete, ze jego konstrukcja jest znacznie prostsza w porównaniu z ukladem odrzutowym, pracu¬ jacym pierwszym sposobem. Poniewaz je¬ dnak wewnetrzne cisnienie nie jest stale podczas kazdego okresu wydechu, lecz opa¬ da od wartosci najwyzszej do najnizszej, przeto w takim samym stopniu podczas okresu wydechu ^mienia sie równiez spa¬ dek roboczy. Poniewaz jednak technicz¬ nie jest tylko mozliwe zbudowanie dyszy, która przy okreslonym spadku roboczym osiagalaby optimum wspólczynnika skutku uzytecznego, przeto latwo jest zauwazyc, ze tylko w chwili, w której podczas suwu wydechu ma miejsce wlasnie ten spadek roboczy, osiaga sie najlepsza wartosc wspól¬ czynnika skutku uzytecznego, to jest opty¬ malne przeksztalcanie energii cieplnej, ist¬ niejacej w wydyszynach, w energie kine¬ tyczna oraz ze przed i po tym stanie musi byc bardzo zly wspólczynnik skutku uzy¬ tecznego.Dalsza wada tego drugiego sposobu po¬ lega na tym, ze dysze, zwlaszcza dysze La- vala, mozna zbudowac prawidlowo dla okreslonego stanu wewnetrznego i ze¬ wnetrznego i ze jednak wlasnie przy tych dyszach szybko nastepuje pogorszanie sie calkowitego wspólczynnika skutku uzytecz¬ nego przy zmianie stosunków cisnien.Dalsza wada tego sposobu polega na tym, ze przcplywy przez narzady, rozrza¬ dzajace danym cylindrem roboczym tloko¬ wego silnika spalinowego, odbywaja sie z bardzo duza szybkoscia. Wskutek tego tra¬ ci sie znaczna czesc energii wydyszyn na wiry, spowodowane narzadami wylotowymi oraz czesciami, niezbednymi do rozrzadza¬ nia tymi narzadami, i prowadnicami. Czesc energii wydyszyn, tracona* na wiry i tarcia, jest tym wieksza, im wieksza jest szybkosc przeplywu. Tak wiec uklad odrzutowy, pracujacy wedlug tego sposobu, równiez nie mógl ostac sie w praktyce, Zadaniem wynalazku jest podanie urza¬ dzenia do ulepszonego wykorzystywania energii wydyszyn silników spalinowych do napeclu statków powietrznych, w których wydyszyny poszczególnych cylindrów wy¬ chodza na zewnatrz osobnymi kanalami od¬ wrotnie do kierunku ruchu statku, rozpre¬ zajac sie przy tym do zewnetrznego cisnie¬ nia przy wytwarzaniu mocy odrzutowej, i w — 2 —którym uniknieto przytoczonych wad zna¬ nych dotychczas konstrukcyj takich ukla¬ dów odrzutowych. Zadanie to zostaje roz¬ wiazane wedlug wynalazku dzieki temu, ze u wylotowego konca kazdego kanalu jest przewidziana dysza, której otwór przeloto¬ wy jest zwymiarowany tak, aby w tym ka¬ nale powstawal krótkotrwaly wzrost cisnie¬ nia przy przechodzeniu gazów spalinowych z cylindra do kanalu wydechowego, tak iz wydyszyny przy swym wchodzeniu do ka¬ nalu wydechowego rozprezaja sie jedynie do zwiekszonego cisnienia w tym kanale, a pozostale odprezanie wydyszyn nastepu¬ je w dyszy, dolaczonej do kanalu wydecho¬ wego. Pod okresleniem „kanal wydecho¬ wy" nalezy rozumiec cala przestrzen mie¬ dzy otworem wylotowym cylindra (zawór wydechowy) a dysza.Wynalazek dotyczy nastepnie korzyst¬ nego uksztaltowania takiego urzadzenia przy silnikach spalinowych z cylindrami, rozmieszczonymi szeregowo.Wynalazek podaje uklad odrzutowy, który laczy w sobie zalety ukladów odrzu¬ towych, pracujacych wedlug znanych do¬ tychczas sposobów, nie posiadajac jednak wad tych znanych konstrukcyj. Wydyszy¬ ny, wyplywajace z cylindra silnika spalino¬ wego, przeplywaja przez czlony, sluzace do rozrzadzania wydechem z nieznaczna szybkoscia, a to wskutek zwiekszenia sie ci¬ snienia w kanale wydechowym, tak iz sa male straty przeplywu, powodowane wira¬ mi. Z drugiej strony dzieki krótkotrwale¬ mu zwiekszeniu sie cisnienia w kanale wy¬ dechowym osiaga sie dzialanie, które jest podobne do dzialania komory zbiorczej, to jest w czasie okresu wyplywu danego cylin¬ dra nachodzi równomierniejszy podzial szybkosci wyplywu, co powoduje polepsze¬ nie sie dynamicznego wspólczynnika skutku uzytecznego. Oprócz tego unika sie zasad¬ niczej wady ukladu odrzutowego, wyposa¬ zonego we wspólna komore zbiorcza, gdyz dzieki zwiekszonemu przeciwcisnieniu nie zostaje znacznie zmniejszona moc silnika spalinowego, poniewaz zwiekszanie sie ci¬ snienia w kanale wydechowym odbywa sie jedynie podczas ograniczonej w czasie cze¬ sci okresu wyplywu danego cylindra robo¬ czego. Nastepnie dzieki uniknieciu wspól¬ nej komory zbiorczej staj6 sie latwa i pro¬ sta budowa ukladu do odrzucania wydy¬ szyn wedlug wynalazku. Oprócz tego uni¬ ka sie wzajemnego oddzialywania na siebie przebiegów wyplywu poszczególnych cylin¬ drów roboczych.Tak wiec uklad do odrzucania wydy¬ szyn wedlug wynalazku wyróznia sie maly¬ mi stratami i umozliwia dzieki temu uzy¬ skanie dobrego calkowitego wspólczynnika skutku uzytecznego.Na rysunku przedstawiono przyklad wy¬ konania przedmiotu wynalazku, gdzie fig. 1 przedstawia srodkowy przekrój podluzny czesci górnej cylindra silnika lotniczego, zaopatrzonego w urzadzenie wedlug wy¬ nalazku; fig. 2 — wykres zaleznosci mocy silnika od proporcji zwezania sie dyszy wylotowej urzadzenia wedlug fig. 1; fig. 3 — schematycznie urzadzenie podo¬ bne do urzadzenia wedlug fig. 1; fig. 3a — przebieg cisnienia wydyszyn w urzadzeniu wedlug fig. 3; fig. 4 — odmienna postac dy¬ szy wylotowej do urzadzenia wedlug fig. 1; fig. 5 — schematycznie widok urzadzenia podobnego do urzadzenia wedlug fig. 1 z dysza wedlug fig. 4; fig. 5a — przebieg ci¬ snienia wydyszyn w urzadzeniu wedlug fig. 5; fig. 6'— widok z tylu, zas fig. 7 — rzut poziomy lotniczego silnika spalinowe¬ go z cylindrami w ksztalcie odwróconej li¬ tery V, zaopatrzonego w urzadzenie do wykorzystywania pracy wydyszyn wedlug wynalazku, a fig. 8 — szczególnie celowa postac wykonania takiego urzadzenia.W postaci wykonania wedlug fig. 1 cyfra 1 oznaczony jest cylinder silnika spa¬ linowego, w którym jest osadzony prze¬ suwnie tlok 3, laczacy sie za pomoca kor- bowodu 4 z walem korbowym (na rysunku — 3 —nie uwidocznionym). Od góry cylinder 1 jest zamkniety glowica 2, w której osadzo¬ ny jest zawór wydechowy 6, rozrzadzany w sposób zwykle stosowany. Z drugiej stro¬ ny komory spalania 5 dolaczony jest do komory zaworu wydechowego 6 kanal wy¬ dechowy 7 do odprowadzania wydyszyn, tak uksztaltowany, ze jego koniec wyloto¬ wy jest skierowany odwrotnie do kierunku lotu, oznaczonego strzalka a, i zaopatrzo¬ ny w dysze 8, która na stronie wlotowej posiada taki sam przekrój (\a), co ka¬ nal 7, i która sie stale zweza w kierunku konca wydechowego. Urzadzenie to dzia¬ la, jak nastepuje. Po otworzeniu zaworu wydechowego 6 wydyszyny plyna z komo¬ ry spalania 5 do kanalu wydechowego 7.Dysza 8 zapobiega wyjeciu wydyszyn z ka¬ nalu 7 na zewnatrz i w kanale tym powsta¬ je zwiekszenie cisnienia. To zwiekszenie cisnienia z jednej strony utrudnia co praw¬ da przejscie wydyszyn z cylindra robocze¬ go do kanalu 7, powodujac tym samym zmniejszenie sie sily, bedacej do dyspo¬ zycji na wale kodbowym silnika, z drugiej jednak strony równoczesnie zwieksza szyb¬ kosc wyplywu wydyszyn na koncu dyszy 8, a tym samym zwieksza uderzenie wsteczne, W urzadzeniu wedlug fig. 1 wielkosc szybkosci wylotowej wydyszyn na koncu dyszy, a tym samym i wielkosc sily ude¬ rzenia wstecznego jest zalezna od propor¬ cji zwezania sie dyszy, to jest od wielkosci stosunku j- przekrojów: fo — miejsca naj¬ wezszego na koncu dyszy i /^ — u wejscia dyszy.Na fig. 2 jest uwidoczniona w postaci wykresu, dla okreslonej szybkosci lotu, za¬ leznosc mocy silnika, zaopatrzonego w urzadzenie wedlug fig. 1, od stosunkuj — ta zwezania sie dyszy. Przy tym jako war¬ tosci odcietych podano wartosci stosunku j- zwezania, a jako wartosci rzednych moc N. Na fig. 2 krzywa / wskazuje przy tym moc Nm, bedaca do dyspozycji na wa¬ le korbowym silnika, a krzywa // moc Nr — uderzenia wstecznego. Krzywa /// przed¬ stawia calkowita moc N, a wiec sume Nm + Nr* Z fig. 2 wynika, ze moc Nm na wale korbowym staje sie tym mniejsza, im mniejsza jest wartosc ^-. Przyczyna tego ta jest, jak wyzej juz wspomniano, dlawienie wyplywu wydyszyn z kanalu 7. Odwrot¬ nie jednak przedstawia sie rzecz z moca Nr uderzenia wstecznego. Moc ta wzrasta wraz z zmniejszajacym sie stosunkiem y- zwezenia, a mianowicie w przypadku, uwi¬ docznionym na fig. 2, wzrastanie mocy Nr w obrebie miedzy -=- = 1 a -=- = 0,6 naste- ta ta puje szybciej niz zmniejszanie sie mocy Nm w tym samym obrebie. Skutek tego jest ten, ze calkowita moc N = Nm + Nr z zmniejszajacym sie j- wzrasta, dopóki ta mniej wiecej przy wartosci j~ = 0»6 n*e *A osiagnie wartosci najwyzszej. Jest przeto rzecza celowa, aby w urzadzeniu wedlug fig. 1 stosowac dysze, której stosunek zwe¬ zenia miesci sie w granicach miedzy 0,3 a 1* Okazalo sie, ze calkowita moc, osiagal¬ na za pomoca urzadzenia wedlug fig. 1, jest ponadto zalezna od wartosci stosunku y? objetosci wewnetrznej Vs kanalu 7 do ob¬ jetosci Vz skoku tloka cylindra silnika spa¬ linowego. W przypadku stosowania urza¬ dzenia wedlug fig. 1 jest przy tym rzecza celowa nadanie kanalowi 7 wymiarów ta¬ kich, dby jego objetosc wewnetrzna wyno¬ sila mniej wiecej 0,3 — 1 objetosci skoko¬ wej tloka cylindra.Uksztaltowanie dyszy wedlug fig. 1 ma zwlaszcza znaczenie w przypadku, gdy ci¬ snienie zewnetrzne, to jest cisnienie w przestrzeni, do której wydyszyny uchodza — 4 —(atmosfera), jest podczas przewazajacej czesci przebiegu wyplywu wieksze od ci¬ snienia krytycznego, wyznaczanego przez cisnienie i szybkosc w kanale 7, podczas którego osiaga sie szybkosc, równajaca sie szybkosci glosu.Na fig. 3 urzadzenie wedlug fig. 1 jest uwidocznione schematycznie, podczas gdy fig. 3a pokazuje w postaci wykresu prze¬ bieg cisnienia w takim urzadzeniu na krót¬ ko po rozpoczeciu wyplywu wydyszyn, a wiec przy wysokim cisnieniu w cylindrze roboczym. Liczba 15 oznaczony jest cylin¬ der roboczy silnika spalinowego, liczba 16 wylot z cylindra, liczba 17 dolaczony do niego kanal wydechowy, a liczba 18 dy¬ sza, przewidziana na koncu wylotowym te¬ go kanalu, W cylindrze 15 panuje cisnie¬ nie pi (fig. 3a). Po otworzeniu wylotu 16 cylindra 15 nastepuje wyplyw zawartosci cylindra; przy tym cisnienie pi w obrebie wylotów 16 spada do wartosci pk (cisnienie krytyczne), a mianowicie cisnienie to osia¬ ga sie w przekroju najwezszym. Przy na¬ stepujacym za najwezszym przekrojem rozszerzeniu srednicy przeplywowej do wartosci £4 (srednica kanalu 17) 1 nastepuje spadek cisnienia z wartosci pk do warto¬ sci pi (cisnienie wewnatrz kanalu 17), któ¬ ra to wartosc cisnienia w obrebie kanalu 17 pozostaje mniej wiecej stala. W dolaczo¬ nej dyszy 18 nastepuje wówczas dalszy spadek cisnienia p, az do cisnienia ze¬ wnetrznego p2, które jest wieksze od ci¬ snienia krytycznego ptk, przynaleznego do cisnienia pi i szybkosci w kanale.Jezeli podczas przewazajacej czesci przebiegu wyplywu cisnienie zewnetrzne jest mniejsze od cisnienia krytycznego, wy¬ znaczanego przez cisnienie i szybkosc w kanale, podczas którego to cisnienia kry¬ tycznego osiaga sie szybkosc, równaja¬ ca sie szybkosci glosu, a szybkosc, z jaka wydyszyny przeplywaja przez kanal 7 (wedlug fig. 1), jest nizsza od krytycznej, wówczas zamiast dyszy 8 wedlug fig. 1 wzglednie dyszy 18 wedlug fig. 3 stosuje sie celowo dysze 20 wedlug fig. 4. Dysza ta w kierunku przeplywu coraz bardziej sie zweza (czesc 21) tak, ze jej srednica w miejscu wlotu, równajaca sie srednicy /a kanalu 7, powoli sie zmniejsza az do war¬ tosci /# w miejscu E. Czesc 22 dyszy 20, polozona za miejscem E w kierunku prze¬ plywu, stale sie rozszerza.Urzadzenie z dysza, w. ten sposób uksztaltowana, jest uwidocznione schema¬ tycznie na fig. 5; przebieg cisnienia na krótko po otworzeniu wylotu (a wiec przy wysokim jeszcze cisnieniu wewnetrznym w cylindrze) przedstawia fig. 5a, Ten prze¬ bieg cisnienia az do dyszy jest podobny do przebiegu cisnienia wedlug fig. 3a; w dyszy nastepuje wówczas odprezenie gazów do cisnienia zewnetrznego pi, przy czym w najwezszym miejscu E panuje cisnienie krytyczne ptk* Fig. 6 i 7 przedstawiaja widok z tylu i rzut poziomy silnika lotniczego z dwoma szeregami cylindrów, w ksztalcie odwróco¬ nej litery V i zaopatrzonego w urzadzenie rodzaju wyzej opisanego. Nasadki 34a — 34f i 35a — 35f do odprowadzania wydy- szyn, dolaczone do wylotów cylindrów ro¬ boczych 30a — 30f i 31a — 31f i na swych koncach posiadajace po jednej dyszy wy¬ plywowej 32a — 32f wzglednie 33a — 33f, sa tak wygiete, ze wyplyw wydyszyn na zewnatrz nastepuje odwrotnie do kierun¬ ku lotu (strzalka 6). Nasadki te sa wyko¬ nane jako czesci wewnatrz wydrazone o przeswicie równym lub w przyblizeniu rów¬ nym przez cala swa dlugosc, przy czym okragla postac przekroju przy wlocie na¬ sadki powoli przechodzi w postac bardzo splaszczona na koncu nasadki. Postac w podobny sposób splaszczona posiadaja tak¬ ze i dysze. Urzadzenie jest przy tym ta¬ kie, ze splaszczone strony nasadek, prze¬ biegajacych na czesci swej dlugosci w nie¬ wielkim odstepie od siebie, sa skierowane ku sobie, a konce wyplywowe dysz sa — 5 —umieszczone jeden za drugim i obok siebie.Na fig, 8 jest uwidoczniony rzut pozio¬ my szczególnie korzystnej postaci silnika, podobnego do uwidocznionego na fig, 7.W tym urzadzeniu nasadki 36a — 36l i 37a — 37f do odprowadzania wydyszyn sa tak wygiete, ze kierunek wylotu wydy¬ szyn (strzalka c na fig. 8) i kierunek lotu (strzalka d) tworza kat ostry a. W tym urzadzeniu wykorzystuje sie do napedu po¬ stepowego co prawda tylko skladowa sily uderzenia wstecznego, która odpowiada kierunkowi lotu. Przy malym kacie a skla¬ dowa ta jest nieco tylko mniejsza od calko¬ witej sily uderzenia wstecznego i wobec te¬ go strata jest tylko nieznaczna. Równo¬ czesnie jednak osiaga sie przy tym te za¬ lete, ze wyloty wyplywowe dysz, patrzac w kierunku lotu, moga byc polozone jeden za drugim tak, ze wobec dalszego jeszcze zmniejszenia ich rozciaglosci poprzecznej wzgledem kierunku lotu opór powietrza urzadzenia jeszcze bardziej zostaje zmniej¬ szony. IW urzadzeniach wedlug fig. 6 — 8 jest rzecza wskazana, w celu dalszego zmniejszenia oporu powietrza, przewidziec oslone 40 (fig. 8) o ksztalcie oplywowym, która musi byc zaopatrzona w szczeliny po¬ dluzne 41 do przechodzenia przez nia wy¬ dyszyn. W celu unikniecia niedopuszczal¬ nie wysokich temperatur nasadek, odpro¬ wadzajacych wydyszyny 34a — 34f, 35a — 35f, 36a^36f, 37a—-37i, i dysz wyloto¬ wych 32a — 32f, 33a — 33f, na przedniej stronie tej oslony przewidziany jest otwór 42 dla powietrza chlodzacego. Po¬ wietrze to, po wchlonieciu ciepla podczas oplywania goracych nasadek, odprowadza¬ jacych wydyszyny, i dysz, wychodzi znów na zewnatrz razem z wydyszynami poprzez szczeliny 41. PL