RU151046U1

RU151046U1 - ENERGY ROCKET-PISTON INSTALLATION OF STABILIZATION OF A TRAJECTORY

Info

Publication number: RU151046U1
Application number: RU2014137545/06U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Бодров; Виктор Николаевич Лапушкин
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2015-03-20

Abstract

Энергетическая ракетно-поршневая установка стабилизации траектории, включающая поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, выхлоп которого соединен с пульсирующей реактивной камерой, и эжекторный увеличитель тяги, установленный на выходе из выходного канала пульсирующей реактивной камеры, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена пульсирующей реактивной камерой и эжекторным увеличителем тяги, при этом поршневой двухтактный двигатель выполнен двухцилиндровым оппозитным, и выхлоп каждого из цилиндров поршневого двигателя соединен со своей пульсирующей реактивной камерой, с установленными на выходных каналах пульсирующих реактивных камер эжекторными увеличителями тяги, впускной канал поршневого двигателя имеет возможность полного перекрытия притока воздуха в двигатель, а в картере поршневого двигателя установлены две форсунки подачи жидких компонентов топлива - окислителя и горючего, на валу поршневого двигателя установлен обратимый электрический генератор.An energy rocket-piston installation for stabilizing the trajectory, including a reciprocating two-stroke internal combustion engine, the exhaust of which is connected to a pulsating jet chamber, and an ejector thrust magnifier installed at the outlet of the output channel of the pulsating jet chamber, characterized in that the installation is additionally equipped with a pulsating jet chamber and ejector traction enhancer, while the piston two-stroke engine is made by a two-cylinder boxer, and the exhaust of each of the piston cylinders the engine is connected to its pulsating jet chamber, with ejector thrust boosters installed on the output channels of the pulsating jet chambers, the inlet channel of the piston engine has the ability to completely block the air flow into the engine, and two nozzles for supplying liquid fuel components, an oxidizer and fuel, are installed in the crankcase of the piston engine , a reversible electric generator is installed on the shaft of the piston engine.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к энергетическим установкам, в частности к ракетным энергетическим установкам и может быть использована, например, в качестве энергетической установки на борту сводимого с орбиты аппарата для его стабилизации.The proposed utility model relates to power plants, in particular to rocket power plants and can be used, for example, as a power plant on board a device to be stabilized from an orbit.

Известна энергетическая реактивно-поршневая установка [Патент RU 91599 U1], включающая поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, рабочий поршень, камеру сгорания, размещенный на валу поршневого двигателя центробежный компрессор, выход которого соединен с впускным коллектором поршневого двигателя, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена камерой ионизации, вход которой соединен с выхлопом поршневого двигателя, а также пульсирующей реактивной камерой, вход которой соединен с выходом камеры ионизации, при этом пульсирующая реактивная камера снабжена выходным каналом, на внешней поверхности которого размещен МГД-генератор, и эжекторным увеличителем тяги, установленным на выходе из выходного канала пульсирующей реактивной камеры. Недостатком такой схемы является высотность ее применения, ограниченная наличием во внешней среде окислителя.A known power reactive piston unit [Patent RU 91599 U1], comprising a piston two-stroke internal combustion engine comprising a cylinder, a working piston, a combustion chamber located on a shaft of a piston engine, a centrifugal compressor, the output of which is connected to the intake manifold of the piston engine, characterized in that the installation is additionally equipped with an ionization chamber, the input of which is connected to the exhaust of the piston engine, as well as a pulsating jet chamber, the input of which is connected to the output of the ion chamber In this case, the pulsating reactive chamber is equipped with an output channel, on the outer surface of which a MHD generator is placed, and an ejector traction enhancer installed at the outlet of the output channel of the pulsating reactive chamber. The disadvantage of this scheme is the altitude of its application, limited by the presence of an oxidizing agent in the external environment.

Целью данной полезной модели является обеспечение работы энергетической ракетно-поршневая установка в безвоздушном пространстве и в среде с содержанием окислителя, снижение удельного расхода горючего обеспечивающее длительность работы.The purpose of this utility model is to ensure the operation of an energy rocket-piston installation in an airless space and in an environment containing an oxidizing agent, and to reduce the specific fuel consumption for a long duration of operation.

Поставленная цель достигается тем, что в энергетической реактивно-поршневая установке, включающей поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, выхлоп которого соединен с пульсирующей реактивной камерой и эжекторный увеличитель тяги, установленный на выходе из выходного канала пульсирующей реактивной камеры, согласно заявляемой полезной модели, установка дополнительно снабжена пульсирующей реактивной камерой, и эжекторным увеличителей тяги, при этом поршневой двухтактный двигатель выполнен двухцилиндровым оппозитным и выхлоп каждого из цилиндров поршневого двигателя соединен со своей пульсирующей реактивной камерой, с установленными на выходных каналах пульсирующих реактивных камер эжекторными увеличителями тяги, впускной канал поршневого двигателя имеет возможность полного перекрытия притока воздуха в двигатель, а в картере поршневого двигателя установлены две форсунки подачи жидких компонентов топлива - окислителя и горючего, на валу поршневого двигателя установлен обратимый электрический генератор вместо компрессора.This goal is achieved by the fact that in an energy reactive piston installation including a reciprocating two-stroke internal combustion engine, the exhaust of which is connected to a pulsating jet chamber and an ejector traction enhancer installed at the outlet of the output channel of the pulsating reactive chamber, according to the claimed utility model, the installation is additionally equipped a pulsating jet chamber, and ejector thrust magnifiers, while the piston two-stroke engine is made of a two-cylinder boxer and in the clap of each cylinder of the piston engine is connected to its pulsating jet chamber, with ejector thrust boosters installed on the output channels of the pulsating jet chambers, the inlet channel of the piston engine has the ability to completely block the air flow into the engine, and two nozzles for supplying liquid fuel components are installed in the crankcase of the piston engine - oxidizer and fuel, a reversible electric generator is installed on the shaft of the piston engine instead of the compressor.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема реактивно-поршневой энергетической установки.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a jet piston power plant.

Энергетическая реактивно-поршневая установка, состоит из установленного на валу 12, двухтактного оппозитного поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 с общим картером 3, пульсирующих реактивных камер 4 и 5, выход каждой из которых соединен с эжекторным увеличителем тяги 6 и 7, причем в картере 3 установлены форсунки 8 и 9 для подачи окислителя и горючего, а на валу 12 установлен электрический обратимый генератор 13.An energy reactive piston installation consists of a push-pull opposed reciprocating internal combustion engine 1 with a common crankcase 3 mounted on a shaft 12, pulsating reactive chambers 4 and 5, the output of each of which is connected to an ejector magnifier of traction 6 and 7, moreover, are installed in the crankcase 3 nozzles 8 and 9 for supplying an oxidizing agent and fuel, and an electric reversible generator 13 is installed on the shaft 12.

Установка работает следующим образом. При запуске оппозитного поршневого двухтактного двигателя 1 от обратимого генератора 13 в режиме электродвигателя, поршни расходятся и создают в общем картере 3 разрежение, куда через впускной канал 2 поступает атмосферный воздух, смешанный с топливом, двигатель начинает работать по двухтактному циклу. Обратимый генератор 13, соединенный с двигателем валом 12, начинает вырабатывать электроэнергию.Installation works as follows. When the opposed piston two-stroke engine 1 is started from the reversible generator 13 in the electric motor mode, the pistons diverge and create a vacuum in the common crankcase 3, where atmospheric air mixed with fuel enters through the intake channel 2, the engine starts to operate in a two-stroke cycle. A reversible generator 13, connected to the engine by a shaft 12, begins to generate electricity.

Продукты сгорания из каждого из цилиндров вместе с неиспользованной частью свежей продувочной смеси, попадают в пульсирующие реактивные камеры 4 и 5. В камерах 4 и 5 смесь поджигается с помощью калильных свечей 10 и 11, при этом происходит догорание оставшихся в смеси горючих компонентов. Из пульсирующих реактивных камер 3 и 4 продукты сгорания поступают далее в эжекторные увеличители тяги 6 и 7, где к ним добавляется эжектируемый (засаываемый) атмосферный воздух, за счет чего увеличивается масса рабочего тела, а, следовательно сила тяги, и снижается температура продуктов сгорания, выходящих из установки.The combustion products from each of the cylinders, together with the unused portion of the fresh purge mixture, enter the pulsating reaction chambers 4 and 5. In chambers 4 and 5, the mixture is ignited using glow plugs 10 and 11, while the remaining combustible components in the mixture are burned out. From the pulsating reactive chambers 3 and 4, the combustion products go further into the ejector traction enhancers 6 and 7, where ejected (filled) atmospheric air is added to them, due to which the mass of the working fluid increases, and, consequently, the traction force, and the temperature of the combustion products decreases, coming out of the installation.

В условиях недостатка или отсутствия в окружающей атмосфере окислителя для горения топлива, в картере 3 установлены две форсунки 8 и 9 для подачи жидких компонентов топлива. С помощью форсунок -распылителей 8 и 9 компоненты топлива попадают в картер, где смешиваясь, образуют рабочую смесь, одновременно с этим поршни сходятся, вытесняя рабочую смесь в камеры сгорания цилиндров, где происходит возгорание рабочей смеси и двигатель продолжает работать по двухтактному циклу, а генератор 13 на валу 12, продолжает вырабатывать электроэнергию.In the absence or absence of an oxidizing agent in the surrounding atmosphere for fuel combustion, two nozzles 8 and 9 are installed in the crankcase 3 for supplying liquid fuel components. Using spray nozzles 8 and 9, the fuel components enter the crankcase where, when mixed, they form the working mixture, at the same time the pistons converge, displacing the working mixture into the cylinder’s combustion chamber, where the working mixture ignites and the engine continues to operate in a two-stroke cycle, and the generator 13 on the shaft 12, continues to generate electricity.

Соединение в единую энергетическую установку оппозитного поршневого двигателя внутреннего сгорания с двумя системами подачи топлива, двух пульсирующих реактивных камер с эжекторными увеличителями тяги и генератора позволяет обеспечить повышение высотности работы энергетической реактивно-поршневой силовой установки, т.е. обеспечение стабильной тяги даже в безвоздушном пространстве, способность быть основной двигательной установкой летательного аппарата массой до 30-40 кг, обеспечивающей длительность полета до 2-3 часов.The combination of a opposed reciprocating internal combustion engine with two fuel supply systems, two pulsating reactive chambers with ejector traction enhancers and a generator into a single power plant allows for an increase in the altitude of the power of a reactive piston power plant, i.e. ensuring stable thrust even in airless space, the ability to be the main propulsion system of an aircraft weighing up to 30-40 kg, providing a flight duration of up to 2-3 hours.

Применение пульсирующих реактивных камер позволяет осуществить дожигание несгоревшей, свежей продувочной смеси (повысить полноту сгорания топлива), что снижает удельный расход топлива, а использование двух систем подачи обеспечит работу даже в условиях отсутствия окислителя во внешней среде, что вместе с использованием генератора повышает суммарный КПД энергетической реактивно-поршневой установки. Применение в качестве поршневого двигателя оппозитного позволяет снизить вибрации силовой установки.The use of pulsating reaction chambers allows the burning of unburned, fresh purge mixture (to increase the completeness of fuel combustion), which reduces specific fuel consumption, and the use of two supply systems will ensure operation even in the absence of an oxidizing agent in the external environment, which, together with the use of a generator, increases the total energy efficiency jet piston unit. The use of a boxer as a piston engine reduces vibration of the power plant.

Такая установка может стать вспомогательной энергетической установкой аппарата в безвоздушном пространстве, например для стабилизации и корректировки его траектории при уводе с орбиты.Such an installation can become an auxiliary power unit in an airless space, for example, to stabilize and adjust its trajectory when moving from orbit.

Claims

An energy rocket-piston installation for stabilizing the trajectory, including a reciprocating two-stroke internal combustion engine, the exhaust of which is connected to a pulsating jet chamber, and an ejector thrust magnifier installed at the outlet of the output channel of the pulsating jet chamber, characterized in that the installation is additionally equipped with a pulsating jet chamber and ejector traction enhancer, while the piston two-stroke engine is made of a two-cylinder opposed, and the exhaust of each of the piston cylinders the engine is connected to its pulsating jet chamber, with ejector thrust boosters installed on the output channels of the pulsating jet chambers, the inlet channel of the piston engine has the ability to completely block the air flow into the engine, and two nozzles for supplying liquid fuel components, an oxidizer and fuel, are installed in the crankcase of the piston engine , a reversible electric generator is installed on the shaft of the piston engine.