RU16298U1 - CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION - Google Patents
CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU16298U1 RU16298U1 RU2000118128/20U RU2000118128U RU16298U1 RU 16298 U1 RU16298 U1 RU 16298U1 RU 2000118128/20 U RU2000118128/20 U RU 2000118128/20U RU 2000118128 U RU2000118128 U RU 2000118128U RU 16298 U1 RU16298 U1 RU 16298U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- housing
- combustion engine
- detonation combustion
- supersonic nozzle
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
1. Камера пульсирующего двигателя детонационного горения, содержащая камеру смешения, образованную между корпусом и сверхзвуковым соплом, а также расположенный соосно с ним резонатор, выполненный в виде трубки, обращенной одним открытым концом в сторону истечения рабочего тела, отличающаяся тем, что резонатор установлен в опорах с возможностью вращения, а в боковой части корпуса камеры смешения установлены по крайней мере два ультразвуковых преобразователя, центральные оси которых установлены под углом 60...90к центральной оси устройства, имеющих в торцевой части механические форсунки с каналами для подвода компонентов топлива, причем внутренняя часть корпуса выполнена с возможностью вращения в виде, например, крыльчатки-барабана со сквозными отверстиями.2. Камера пульсирующего двигателя детонационного горения по п.1, отличающаяся тем, что корпус камеры смешения вместе со сверхзвуковым соплом имеет возможность вращения в различных направлениях относительно резонатора за счет установки дополнительной подвижной опоры в основании корпуса резонатора с наружной стороны.3. Камера пульсирующего двигателя детонационного горения по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в нижней части камеры смешения и в основании корпуса установлены дополнительные подвижные опоры, обеспечивающие вращение наружной поверхности критического сечения относительно сверхзвукового сопла в различных направлениях.4. Камера пульсирующего двигателя детонационного горения по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что на наружной поверхности сверхзвукового сопла и на внутренней поверхности резонатора выполнены винтовые канавки.1. The chamber of a pulsating detonation combustion engine, comprising a mixing chamber formed between the body and the supersonic nozzle, and also a resonator located coaxially with it, made in the form of a tube facing one open end towards the expiration of the working fluid, characterized in that the resonator is mounted in supports with the possibility of rotation, and at least two ultrasonic transducers are installed in the lateral part of the mixing chamber body, the central axes of which are installed at an angle of 60 ... 90 to the central axis of the device having mechanical nozzles in the front part with channels for supplying fuel components, the inner part of the housing being rotatable in the form of, for example, an impeller drum with through holes. 2. A pulsating detonation combustion engine chamber according to claim 1, characterized in that the housing of the mixing chamber together with the supersonic nozzle can rotate in different directions relative to the resonator due to the installation of an additional movable support in the base of the resonator housing from the outside. The camera of a pulsating detonation combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that in the lower part of the mixing chamber and at the base of the housing additional movable bearings are installed, which ensure rotation of the outer surface of the critical section relative to the supersonic nozzle in various directions. The chamber of a pulsating detonation combustion engine according to claims 1 to 3, characterized in that helical grooves are made on the outer surface of the supersonic nozzle and on the inner surface of the resonator.
Description
Камера пульсирующего двигателя детонационного горения Camera pulsating detonation combustion engine
Полезная модель относится к пульсирующим воздушно реактивным двигателям. Известны газоструйные генераторы Гартмана, работающие на пульсирующем режиме течения рабочего тела и нашедшие в настоящее время применение в качестве мощных акустических излучателей. С обнаружением эффекта повышения температуры на дне резонатора за доли секунды, они стали применятся для поджига горючих топливных смесей, а также тогда, когда нужны высокотемпературные источники тепла (Ляхов В.Н., Подлубной В.В., Воздействие ударных волн и струй на элементы конструкции. - М.: Машиностроение, 1989, 392 с.). Однако в патенте РФ № 2084675, 1997 предложено новое направление использования устройств, выполненных на основе генератора Гартмана. Сила тяги в них создается в результате сгорания топливовоздушной смеси. Устройство содержит расположенные в едином корпусе сверхзвуковое сопло и резонатор, выполненный в виде трубки, обращенной открытым концом в сторону истечения рабочего тела.The utility model relates to pulsating air jet engines. Known gas-jet generators Hartmann, operating in a pulsating mode of flow of the working fluid and are currently used as powerful acoustic emitters. With the discovery of the effect of increasing the temperature at the bottom of the resonator in a split second, they began to be used to ignite combustible fuel mixtures, and also when high-temperature heat sources are needed (Lyakhov V.N., Podlubnoy V.V., Impact of shock waves and jets on elements Designs. - M.: Mechanical Engineering, 1989, 392 p.). However, in RF patent No. 2084675, 1997, a new direction for the use of devices based on the Hartmann generator is proposed. The traction force in them is created as a result of the combustion of the air-fuel mixture. The device comprises a supersonic nozzle and a resonator located in a single housing, made in the form of a tube facing the open end towards the outflow of the working fluid.
Наиболее близким к заявляемому устройству как по принципу действия, так и по техническому исполнению является Камера пульсирующего двигателя детонационного горения (свидетельство на полезную модель № 6841, от 07.05.97 г.). Для нее характерна более высокая надежность детонационного воспламенения рабочей смеси за счет интенсификации образования ударных волн. Эта задача решается за счет придания одной из поверхностей критического сечения камеры ультразвуковых колебаний заданной частоты и амплитуды. Для этого в выходной части камеры установлено, по крайней мере, два ультразвуковых преобразователя, центральные оси которых перпендикулярны центральной оси устройства. При этом активные накладки жестко связаны с кольцом, внутренняя поверхность которого совместно со сверхзвуковым соплом представляет критическое сечение. Все это способствует уменьшению диаметра капель рабочей смеси, подаваемой в резонатор и увеличению скоростей ее истечение через критическое сечение. Одним из недостатков данной конструкции является невозможность регулирования тяги двигателя.Closest to the claimed device, both in principle of operation and in technical design, is a chamber of a pulsating detonation combustion engine (Utility Model Certificate No. 6841, dated 05/07/97). It is characterized by a higher reliability of detonation ignition of the working mixture due to the intensification of the formation of shock waves. This problem is solved by giving one of the surfaces of the critical section of the camera ultrasonic vibrations of a given frequency and amplitude. For this, at least two ultrasonic transducers are installed in the output part of the chamber, the central axes of which are perpendicular to the central axis of the device. In this case, the active pads are rigidly connected with the ring, the inner surface of which, together with the supersonic nozzle, represents a critical section. All this contributes to a decrease in the diameter of the droplets of the working mixture supplied to the resonator and to an increase in the rates of its outflow through the critical section. One of the disadvantages of this design is the inability to control engine thrust.
Задачей полезной модели является образование вихревой ударной волны - торнадо, регулирование давления в критическом сечении сверхзвукового сопла с одновременным расширением эксплуатационных и технических возможностей, а также интенсификация самого процесса образования ударной волны и регулирование тяги двигателя.The objective of the utility model is the formation of a vortex shock wave - a tornado, pressure regulation in the critical section of a supersonic nozzle with simultaneous expansion of operational and technical capabilities, as well as the intensification of the process of formation of a shock wave and regulation of engine thrust.
МПК F 02К 7/02IPC F 02K 7/02
Поставленная задача в заявленном устройстве достигается за счет установки резонатора в опорах с возможностью вращения, а также размещения в боковой части корпуса камеры смещения по крайней мере двух ультразвуковых преобразователей, центральные оси которых могут быть установлены под углом 60...90° к центральной оси устройства. В торцевой части резонаторов установлены механические форсунки для подвода компонентов рабочей смеси, а внутренняя часть корпуса выполнена с возможностью вращения в виде крыльчатки - барабана со сквозными полостями.The task in the claimed device is achieved by installing the resonator in the bearings with the possibility of rotation, as well as by placing in the side of the camera housing the displacement of at least two ultrasonic transducers, the central axis of which can be installed at an angle of 60 ... 90 ° to the central axis of the device . Mechanical nozzles are installed in the end part of the resonators for supplying the components of the working mixture, and the inner part of the housing is rotatable in the form of an impeller — a drum with through cavities.
Кроме того, корпус камеры смещения вместе с усеченным телом имеют возможность вращения в различных направлениях относительно резонатора за счет установки дополнительной подвижной опоры. При чем на внутренних поверхностях усеченного тела относительно сверхзвукового сопла и резонатора выполнены винтовые канавки для дополнительного разгона рабочей смеси за счет ее закручивания и создания дополнительного избыточного давления у основания полости резонатора.In addition, the housing of the displacement chamber, together with the truncated body, can rotate in different directions relative to the resonator due to the installation of an additional movable support. Moreover, on the inner surfaces of the truncated body relative to the supersonic nozzle and resonator, helical grooves are made for additional acceleration of the working mixture due to its twisting and creation of additional excess pressure at the base of the cavity of the resonator.
На фиг. 1 представлено устройство камеры пульсирующего двигателя дополнительного горения, а на фиг. 2 - схема выполнения винтовых канавок и направления вращения его подвижных частей.In FIG. 1 shows a camera device of a pulsating additional combustion engine, and FIG. 2 is a diagram of the execution of helical grooves and the direction of rotation of its moving parts.
Устройство состоит из составного корпуса 1 и размещенных в нем сверхзвукового сопла 2 и резонатора 3.The device consists of a composite housing 1 and placed in it a supersonic nozzle 2 and a resonator 3.
Корпус 1 предназначен для установки сверхзвукового сопла 2 резонатора 3 и ультразвуковых преобразователей 4, для сообщения полости в камеры двигателя с окружающей средой и для подвода компонентов рабочей смеси в полость а камеры смещения (фиг. 1).The housing 1 is designed to install a supersonic nozzle 2 of the resonator 3 and ultrasonic transducers 4, for communication of the cavity into the engine chambers with the environment and for supplying the components of the working mixture into the cavity a of the displacement chamber (Fig. 1).
Сверхзвуковое сопло 2 предназначено для разгона рабочей смеси до сверхзвуковых скоростей и направления ее во внутрь резонатора 3, а также для разгона продуктов детонации, истекающих из полости резонатора 3.The supersonic nozzle 2 is designed to accelerate the working mixture to supersonic speeds and direct it into the interior of the resonator 3, as well as to disperse the detonation products flowing out of the cavity of the resonator 3.
Резонатор 3 предназначен для создания ударных волн и возбуждения детонационного горения. Для разработанной конструкции характерен ряд отличительных особенностей. Первая особенность конструкции заключается в том, что в торцевой части ультразвуковых преобразователей 4 установлены механические форсунки 5 с каналами для подвода компонентов топлива. Причем амплитуда колебаний приходится на сопловую выходную часть форсунки.The resonator 3 is designed to create shock waves and the excitation of detonation combustion. The developed design is characterized by a number of distinctive features. The first design feature is that mechanical nozzles 5 with channels for supplying fuel components are installed in the end part of the ultrasonic transducers 4. Moreover, the oscillation amplitude falls on the nozzle output of the nozzle.
Вторая особенность конструкции заключается в том, что ее корпус имеет возможность вращения в различных направлениях относительно резонатора за счет установки дополнительной подвижной опоры 6 в основании корпуса резонатора с наружной стороны. Кроме того, в выходной части камеры смешения и в основании корпуса установлены дополнительные подвижные опоры 6, обеспечивающие вращение наружной поверхности критического сечения относительно сверхзвукового сопла в различных направлениях. Возможные варианты направления вращательного движения представлена на фиг. 2.The second design feature is that its housing has the ability to rotate in different directions relative to the resonator by installing an additional movable support 6 in the base of the resonator housing from the outside. In addition, in the output part of the mixing chamber and at the base of the housing, additional movable bearings 6 are installed, providing rotation of the outer surface of the critical section relative to the supersonic nozzle in various directions. Possible rotational motion directions are shown in FIG. 2.
Третья особенность конструкции заключается в том, что на внутренней поверхности резонатора и на наружной поверхности сверхзвукового сопла, выполненного в виде усеченного конуса, имеются винтовые канавки.The third design feature is that on the inner surface of the resonator and on the outer surface of the supersonic nozzle, made in the form of a truncated cone, there are helical grooves.
Настройка камеры двигателя на заданный режим ее работы осуществляется путем изменения площади критического сечения и установке преобразователей под углом 60...90 к центральной оси устройства.The engine chamber is tuned to a predetermined mode of operation by changing the critical section area and installing the converters at an angle of 60 ... 90 to the central axis of the device.
Работает камера пульсирующего двигателя детонационного горения следз ющим образом.The chamber of the pulsating detonation combustion engine operates as follows.
Подача компонентов топлива в камеру смещения осуществляется через механические форсунки. При этом, под действием ультразвуковых колебаний происходит дополнительное дробление капель, что приводит к улучшению качества смесеобразования рабочей смеси.The supply of fuel components to the displacement chamber is carried out through mechanical nozzles. Moreover, under the action of ultrasonic vibrations, additional droplet crushing occurs, which leads to an improvement in the quality of mixture formation of the working mixture.
В критическом сечении рабочая смесь достигает местной скорости звука, а после критического сечения приобретает сверхзвуковую скорость.In the critical section, the working mixture reaches the local speed of sound, and after the critical section acquires supersonic speed.
Разогнанное до скорости М 2 рабочая смесь попадает во внутреннюю полость б резонатора 3, в которой возбуждается колебательный процесс с образованием ударной волны, сопровождающийся резким повышением температуры и давления, что приводит к возникновению детонационной волны в рабочей смеси и ее детонационному горению. Для интенсификации процесса детонационного горения используются винтовые канавки, которые направляют рабочую смесь в сторону резонатора и продукты детонации в сторону сверхзвукового сопла с закруткой. В результате этого образуется вихревая ударная волна - торнадо.Accelerated to a speed of M 2, the working mixture enters the internal cavity b of resonator 3, in which an oscillatory process is excited with the formation of a shock wave, accompanied by a sharp increase in temperature and pressure, which leads to the appearance of a detonation wave in the working mixture and its detonation combustion. To intensify the detonation combustion process, helical grooves are used, which direct the working mixture towards the resonator and detonation products towards the swirling supersonic nozzle. As a result of this, a vortex shock wave, a tornado, is formed.
Для регулирования давления в критическом сечении сопла внешнего расширения в выходной части камеры смещения и в основании корпуса установлены дополнительные подвижные опоры, обеспечивающие вращение наружной поверхности критического сечения относительно сверхзвукового сопла в различных направлениях. Путем изменения угловой скорости вращения подвижных частей камеры можно регулировать тягу двигателя.To control the pressure in the critical section of the nozzle of the external expansion, additional movable bearings are installed in the output part of the bias chamber and in the base of the casing, which ensure rotation of the outer surface of the critical section relative to the supersonic nozzle in different directions. By changing the angular speed of rotation of the moving parts of the camera, you can adjust the engine thrust.
Образовавшаяся детонационная волна, отражаясь от донной части резонатора устремляется к его выходу, перекрывая путь поступающей рабочей смеси. Детонационная волна встречаясь со сверхзвуковым потоком рабочей смеси, образует скачок уплотнения, т.е. газовый затвор, который преграждает путь движения сверхзвукового потока рабочей смеси в резонатор 3. При превышении полного давления продуктов детонации над полным давлением рабочей смеси на срезе сопла происходит открытие газового замка и детонационная волна через полость г устремляется наружу через внутренний канал сопла 2. Рабочая смесь устремляется в резонатор 3 и процесс повторяется вновь.The resulting detonation wave, reflected from the bottom of the resonator rushes to its exit, blocking the path of the incoming working mixture. When a detonation wave encounters a supersonic flow of a working mixture, it forms a shock wave, i.e. gas shutter, which blocks the path of the supersonic flow of the working mixture into the resonator 3. When the total pressure of the detonation products exceeds the total pressure of the working mixture at the nozzle exit, the gas lock opens and the detonation wave rushes out through the cavity r through the internal channel of the nozzle 2. The working mixture rushes into the resonator 3 and the process is repeated again.
образованной истекающей через сопло газовой сверхзвуковой струей. Суммарный импульс тяги пульсирующего двигателя детонационного горения прямо пропорционален частоте пульсаций и величине давления, воздействующего на дно резонатора.formed by a supersonic gas jet flowing through a nozzle. The total thrust impulse of a pulsating detonation combustion engine is directly proportional to the pulsation frequency and the magnitude of the pressure acting on the bottom of the resonator.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000118128/20U RU16298U1 (en) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000118128/20U RU16298U1 (en) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU16298U1 true RU16298U1 (en) | 2000-12-20 |
Family
ID=48276772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000118128/20U RU16298U1 (en) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU16298U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458242C1 (en) * | 2008-06-10 | 2012-08-10 | Мбда Франс | Detonation pulse engine |
CN108745677A (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-06 | 上海莘临科技发展有限公司 | Supersonic speed oxy-acetylene explosive combustion nozzle and grains of sand melting method |
-
2000
- 2000-07-06 RU RU2000118128/20U patent/RU16298U1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458242C1 (en) * | 2008-06-10 | 2012-08-10 | Мбда Франс | Detonation pulse engine |
CN108745677A (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-06 | 上海莘临科技发展有限公司 | Supersonic speed oxy-acetylene explosive combustion nozzle and grains of sand melting method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3005310A (en) | Pulse jet engine | |
JP4841354B2 (en) | Method and system for controlling flow with a fluid oscillator | |
JP5650910B2 (en) | Hybrid engine for power generation based on ground-mounted simple cycle pulse detonation combustor | |
JP3676228B2 (en) | Gas turbine combustor, gas turbine and jet engine | |
US20120204534A1 (en) | System and method for damping pressure oscillations within a pulse detonation engine | |
US8381527B2 (en) | Combustor having an acoustically enhanced ejector system | |
US8474270B2 (en) | Methods and apparatus for assembling a low noise ejector motive nozzle | |
GB2096911A (en) | Atomizer | |
RU2084675C1 (en) | Chamber for puls detonation engine | |
WO2006057577A1 (en) | Intermittent detonation combustion engine | |
EP1745207B1 (en) | Pulse jet engines | |
RU16298U1 (en) | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION | |
US3303643A (en) | Method and structure for supplying and confining fluid in a reaction chamber | |
US3851462A (en) | Method for reducing turbine inlet guide vane temperatures | |
RU52940U1 (en) | CAMERA OF THE PULSING DETONATION COMBUSTION ENGINE | |
RU17574U1 (en) | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION | |
RU6841U1 (en) | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION | |
RU6840U1 (en) | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION | |
RU7145U1 (en) | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION | |
RU16526U1 (en) | CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION | |
RU2319076C2 (en) | Mode of gas dynamic ignition and an arrangement for its execution | |
RU2664489C1 (en) | Two-channel speaker | |
CA2639774C (en) | Ejector system for engine | |
RU2066779C1 (en) | Reaction nozzle of detonation combustion pulsating engine with central body | |
RU2064132C1 (en) | Gas-jet acoustic radiator-igniter |