RU196756U1 - DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE - Google Patents

DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU196756U1
RU196756U1 RU2019142727U RU2019142727U RU196756U1 RU 196756 U1 RU196756 U1 RU 196756U1 RU 2019142727 U RU2019142727 U RU 2019142727U RU 2019142727 U RU2019142727 U RU 2019142727U RU 196756 U1 RU196756 U1 RU 196756U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casing
inner casing
longitudinal axis
gas
resonator
Prior art date
Application number
RU2019142727U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Егор Алексеевич Рыков
Александр Иванович Тарасов
Владимир Иванович Фролов
Алексей Александрович Мохов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Пульсирующие Детонационные Технологии"
Priority to RU2019142727U priority Critical patent/RU196756U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU196756U1 publication Critical patent/RU196756U1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/09—Varying effective area of jet pipe or nozzle by axially moving an external member, e.g. a shroud
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/02—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к конструкции выходных устройств двигателей прямой реакции, использующих пульсирующие детонационные технологии.Выходное устройство двигателя прямой реакции, содержащее внутренний корпус с закрепленным внутри него в области выходного сечения, по меньшей мере, одним газодинамическим резонатором, кромка которого лежит в плоскости выходного среза внутреннего корпуса, и расположенный коаксиально последнему внешний корпус с задней стенкой, установленной с зазором относительно кромки газодинамического резонатора и выполненным в ней сквозным отверстием, соосным газодинамическому резонатору, причем число сквозных отверстий соответствует количеству газодинамических резонаторов, а внешний корпус выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси внутреннего корпуса, отличающееся тем, что между внешним и внутренним корпусами установлен, по меньшей мере, один упругий элемент, работающий вдоль продольной оси внутреннего корпуса на растяжение или сжатие, причем величина деформации упругого элемента подбирается в соответствии с диапазоном величины давления, оказываемого на внутреннюю поверхность задней стенки в ходе работы двигателя.Реализация предложенной полезной модели позволит регулировать площадь критического сечения между стенкой и резонатором без применения дополнительных органов управления.The utility model relates to the field of engine building, in particular to the design of output devices of direct reaction engines using pulsating detonation technologies. An output device of a direct reaction engine containing an internal casing with at least one gas-dynamic resonator fixed inside it in the output section, the edge of which lies in the plane of the output cut of the inner casing, and the outer casing located coaxially to the latter with the rear wall mounted with a clearance the edge of the gasdynamic resonator and a through hole made therein, coaxial to the gasdynamic resonator, the number of through holes corresponding to the number of gasdynamic resonators, and the outer casing is movable along the longitudinal axis of the inner casing, characterized in that at least at least one elastic element working along the longitudinal axis of the inner body for tension or compression, and the amount of deformation of the elastic element is selected in accordance with the range of pressures exerted on the inner surface of the rear wall during operation dvigatelya.Realizatsiya proposed utility model will allow to regulate the critical cross-sectional area between the wall and the resonator without additional controls.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к конструкции выходных устройств двигателей прямой реакции, использующих пульсирующие детонационные технологии.The utility model relates to the field of engine building, in particular, to the design of output devices of direct reaction engines using pulsating detonation technologies.

Известен ряд двигателей, в которых реализована возможность регулирования площади критического сечения сопла (RU 2037066, МПК F02K 9/80, опубл. 09.06.1995, прототип - RU 186578, МПК F02K 1/09, F02K 7/02, опубл. 24.01.2019).A number of engines are known in which the possibility of adjusting the area of the critical section of the nozzle is realized (RU 2037066, IPC F02K 9/80, publ. 06/09/1995, prototype - RU 186578, IPC F02K 1/09, F02K 7/02, publ. 24.01.2019 )

Общим недостатком известных двигателей является наличие механического привода перемещения, работоспособность которого обеспечивается органами управления по формируемому управляющему сигналу, что является усложнением схемы двигателя.A common drawback of known engines is the presence of a mechanical displacement drive, the operability of which is provided by the controls by the generated control signal, which is a complication of the engine circuit.

Задачей предлагаемого решения является создание двигателя прямой реакции с газодинамическим резонаторным выходным устройством, обеспечивающим работоспособность двигателя в широком диапазоне высот и скоростей полета без применения дополнительных органов управления.The objective of the proposed solution is to create a direct reaction engine with a gas-dynamic resonator output device that ensures the engine is operational in a wide range of altitudes and flight speeds without the use of additional controls.

Технический результат предлагаемого решения заключается в возможности саморегулирования площади критического сечения кольцевого сопла в зависимости от изменения величины давления, оказываемого на элементы двигателя потоком рабочей среды.The technical result of the proposed solution lies in the possibility of self-regulation of the critical sectional area of the annular nozzle depending on the change in the pressure exerted on the engine elements by the flow of the working medium.

Указанный технический результат достигается тем, что в выходном устройстве двигателя прямой реакции, содержащем внутренний корпус с закрепленным внутри него в области выходного сечения, по меньшей мере, одним газодинамическим резонатором, кромка которого лежит в плоскости выходного среза внутреннего корпуса, и расположенный коаксиально последнему внешний корпус с задней стенкой, установленной с зазором относительно кромки газодинамического резонатора и выполненным в ней сквозным отверстием соосным газодинамическому резонатору, причем число сквозных отверстий соответствует количеству газодинамических резонаторов, а внешний корпус выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси внутреннего корпуса, согласно полезной модели, между внешним и внутренним корпусами установлен, по меньшей мере, один упругий элемент, работающий вдоль продольной оси внутреннего корпуса на растяжение или сжатие, причем величина деформации упругого элемента подбирается в соответствии с диапазоном величины давления, оказываемого на внутреннюю поверхность задней стенки в ходе работы двигателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the output device of the direct reaction engine comprising an inner casing with at least one gas-dynamic resonator fixed inside it in the region of the outlet cross section, the edge of which lies in the plane of the exit cut of the inner casing, and the outer casing located coaxially to the latter with a back wall installed with a gap relative to the edge of the gas-dynamic resonator and a coaxial gas-dynamic resonator made in it through the hole, pr than the number of through holes corresponds to the number of gas-dynamic resonators, and the outer casing is movable along the longitudinal axis of the inner casing, according to the utility model, at least one elastic element is installed between the outer and inner casing, working along the longitudinal axis of the inner casing or compression, and the amount of deformation of the elastic element is selected in accordance with the range of pressure exerted on the inner surface of the back wall during p engine work.

Кроме того, выходное устройство снабжено ограничителем максимального перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса и выполненным в виде продольной направляющей типа выступ-паз, размещенной между внутренней поверхностью внешнего корпуса и внешней поверхностью внутреннего корпуса, причем величина перемещения выступа по пазу соответствует допустимой величине перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса.In addition, the output device is equipped with a limiter for the maximum movement of the outer casing along the longitudinal axis of the inner casing and made in the form of a longitudinal guide of the protrusion-groove type, located between the inner surface of the outer casing and the outer surface of the inner casing, and the magnitude of the displacement of the protrusion along the groove corresponds to the permissible amount of displacement of the outer housing along the longitudinal axis of the inner housing.

Наличие упругого элемента в системе двигателя, величина деформации которого подбирается в соответствии с диапазоном величины давления, оказываемого на внутреннюю поверхность задней стенки в ходе работы двигателя, позволит осуществлять перемещение задней стенки вдоль продольной оси корпуса выходного устройства и организовать саморегулирование площади критического сечения кольцевого сопла, образованного кромками газодинамического резонатора и соосного ему отверстия в задней стенке, для обеспечения условий, необходимых для работы газодинамического резонатора в широком диапазоне в зависимости от параметров окружающей среды на входе в двигатель. Соответственно такой вариант регулирования позволит отказаться от использования сторонних устройств формирования управляющего сигнала реализующих перемещение задней стенки вдоль продольной оси корпуса выходного устройства.The presence of an elastic element in the engine system, the strain value of which is selected in accordance with the range of pressure exerted on the inner surface of the rear wall during engine operation, will allow the rear wall to be moved along the longitudinal axis of the output device body and organize self-regulation of the critical sectional area of the annular nozzle formed the edges of the gas-dynamic resonator and the hole coaxial to it in the rear wall, to provide the conditions necessary for the operation of a dynamic gas resonator in a wide range depending on the environmental parameters at the engine inlet. Accordingly, this regulation option will allow you to abandon the use of third-party control signal generation devices that implement the movement of the rear wall along the longitudinal axis of the housing of the output device.

Возможность использования упругого элемента, работающего вдоль продольной оси внутреннего корпуса, как на растяжение, так и на сжатие позволит реализовать большее число конструктивных схем для реализации заявленного технического результата.The possibility of using an elastic element working along the longitudinal axis of the inner body, both in tension and in compression, will allow for the implementation of a larger number of structural schemes for implementing the claimed technical result.

Наличие ограничителя максимального перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса позволит установить допустимую величину перемещения внешнего корпуса, исходя из особенностей двигателя, а также сохранить его работоспособность в случае повреждения упругого элемента.The presence of a limiter for the maximum displacement of the outer casing along the longitudinal axis of the inner casing will make it possible to establish the permissible amount of displacement of the outer casing, based on the characteristics of the engine, as well as maintain its operability in case of damage to the elastic element.

Выполнение ограничителя максимального перемещения в виде продольной направляющей типа выступ-паз, размещенной между внутренней поверхностью внешнего корпуса и внешней поверхностью внутреннего корпуса, с величиной перемещения выступа по пазу, соответствующей допустимой величине перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса позволит избежать перекосов в ходе перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса.The implementation of the maximum displacement limiter in the form of a longitudinal guide of the protrusion-groove type, located between the inner surface of the outer casing and the outer surface of the inner casing, with the magnitude of the displacement of the protrusion along the groove corresponding to the permissible amount of displacement of the outer casing along the longitudinal axis of the inner casing will allow to avoid distortions during the movement of the outer housing along the longitudinal axis of the inner housing.

Сущность заявленной полезной модели поясняется фиг. 1-4.The essence of the claimed utility model is illustrated in FIG. 1-4.

На фиг. 1 изображен продольный разрез выходного устройства газодинамического резонатора с упругим элементом, работающим на растяжение.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the output device of a gas-dynamic resonator with an elastic element operating in tension.

На фиг. 2 изображен продольный разрез выходного устройства газодинамического резонатора с упругим элементом, работающим на сжатие.In FIG. 2 shows a longitudinal section of the output device of a gas-dynamic resonator with an elastic element operating in compression.

На фиг. 3 изображен ограничитель максимального перемещения.In FIG. 3 shows the maximum displacement limiter.

На фиг. 4 изображен ограничитель максимального перемещения типа выступ-паз.In FIG. 4 shows a limiter for maximum displacement of the protrusion-groove type.

Выходное устройство двигателя прямой реакции содержит внутренний корпус 1 с закрепленной внутри него в области выходного сечения фермой 2 с присоединенным к ней, по меньшей мере, одним газодинамическим резонатором 3, в частном случае реализации таких резонаторов установлено четыре (на фигурах указаны три из четырех), кромка 4 которых лежит в плоскости выходного среза внутреннего корпуса 1 с зазором относительно кромки 4 газодинамического резонатора 3 установлена задняя стенка 5 с выполненным в ней сквозным отверстием 6, соосным газодинамическому резонатору 3, при этом количество сквозных отверстий 6 соответствует числу последних. Между внутренним корпусом 1 и задней стенкой 5 установлен упругий элемент 7. Задняя стенка выполнена с возможностью перемещения вдоль продольной оси внутреннего корпуса 1.The output device of the direct reaction engine contains an inner casing 1 with a truss 2 attached to it in the region of the outlet cross section with at least one gas-dynamic resonator 3 attached to it, in the particular case of the implementation of such resonators, four are installed (three out of four are indicated in the figures), the edge 4 of which lies in the plane of the output cut of the inner housing 1 with a gap relative to the edge 4 of the gas-dynamic resonator 3, a rear wall 5 is installed with a through hole 6 made therein, coaxial gas-dynamic skom resonator 3, the number of through holes 6 corresponds to the number of the latter. Between the inner casing 1 and the rear wall 5, an elastic element 7 is installed. The rear wall is movable along the longitudinal axis of the inner casing 1.

Работа устройства согласно предлагаемой полезной модели осуществляется следующим образом.The operation of the device according to the proposed utility model is as follows.

В двигатель, содержащий газогенератор, состоящий, например, из компрессора, основной камеры сгорания и турбины (на фигурах не указаны), попадает атмосферный воздух. Здесь он сжимается, нагревается в основной камере сгорания при постоянном давлении P=const и попадает в канал, образованный внутренним корпусом 1 выходного устройства, заканчивающийся фермой 2, на которой закреплен хотя бы один газодинамический резонатор 3, в котором реализуется автоколебательный процесс, аналогичный широко известному эффекту Гартмана-Шпренгера. Перемещение задней стенки 5 относительно кромок 4 газодинамических резонаторов 3 вдоль оси внутреннего корпуса 1 осуществляется под давлением, действующим на внутреннюю поверхность задней стенки в ходе работы двигателя, и регулируется упругим элементом 7, причем величина деформации упругого элемента 7 на растяжение или сжатие подбирается в соответствии с диапазоном величины указанного давления. Тем самым обеспечивается саморегулирование сверхкритического перепада в критическом сечении кольцевых сопел, являющегося одним из условий устойчивой работы газодинамических резонаторов. При этом, устройство снабжено ограничителем максимального перемещения 8, который не позволит переместится корпусу на величину более допустимой. Ограничитель максимального перемещения 8, выполненный в виде продольной направляющей типа выступ-паз реализует перемещение задней стенки 5 строго в осевом направлении.In the engine containing a gas generator, consisting, for example, of a compressor, a main combustion chamber and a turbine (not shown in the figures), atmospheric air enters. Here it is compressed, heated in the main combustion chamber at a constant pressure P = const and enters the channel formed by the inner housing 1 of the output device, ending in truss 2, on which at least one gas-dynamic resonator 3 is fixed, in which a self-oscillating process similar to the well-known Hartmann-Sprenger effect. The movement of the rear wall 5 relative to the edges 4 of the gas-dynamic resonators 3 along the axis of the inner housing 1 is carried out under pressure acting on the inner surface of the rear wall during engine operation and is regulated by the elastic element 7, and the amount of deformation of the elastic element 7 in tension or compression is selected in accordance with the range of the specified pressure. This ensures self-regulation of the supercritical drop in the critical section of the annular nozzles, which is one of the conditions for the stable operation of gas-dynamic resonators. At the same time, the device is equipped with a maximum displacement limiter 8, which will not allow the body to move by an amount more permissible. The maximum displacement limiter 8, made in the form of a longitudinal guide of the protrusion-groove type, realizes the movement of the rear wall 5 strictly in the axial direction.

Реализация предложенной полезной модели позволит регулировать площадь критического сечения между стенкой и резонатором без применения дополнительных органов управления.The implementation of the proposed utility model will allow you to adjust the critical section area between the wall and the resonator without the use of additional controls.

Claims (3)

1. Выходное устройство двигателя прямой реакции, содержащее внутренний корпус с закрепленным внутри него в области выходного сечения, по меньшей мере, одним газодинамическим резонатором, кромка которого лежит в плоскости выходного среза внутреннего корпуса, и расположенный коаксиально последнему внешний корпус с задней стенкой, установленной с зазором относительно кромки газодинамического резонатора и выполненным в ней сквозным отверстием, соосным газодинамическому резонатору, причем число сквозных отверстий соответствует количеству газодинамических резонаторов, а внешний корпус выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси внутреннего корпуса, отличающееся тем, что между внешним и внутренним корпусами установлен, по меньшей мере, один упругий элемент, работающий вдоль продольной оси внутреннего корпуса на растяжение или сжатие, причем величина деформации упругого элемента подбирается в соответствии с диапазоном величины давления, оказываемого на внутреннюю поверхность задней стенки в ходе работы двигателя.1. The output device of the direct reaction engine, comprising an inner casing with at least one gas-dynamic resonator fixed inside it in the region of the outlet cross section, the edge of which lies in the plane of the exit cut of the inner casing, and an outer casing located coaxially to the latter with a back wall mounted with a gap relative to the edge of the gas-dynamic cavity and a through hole made therein, coaxial to the gas-dynamic cavity, and the number of through holes corresponds to the number of gas-dynamic resonators, and the outer casing is movable along the longitudinal axis of the inner casing, characterized in that at least one elastic element is installed between the outer and inner casing, working along the longitudinal axis of the inner casing for tension or compression, and the amount of deformation the elastic element is selected in accordance with the range of pressure exerted on the inner surface of the rear wall during engine operation. 2. Выходное устройство двигателя прямой реакции по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено ограничителем максимального перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса.2. The output device of the direct reaction engine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a limiter for the maximum movement of the outer casing along the longitudinal axis of the inner casing. 3. Выходное устройство двигателя прямой реакции по п. 2, отличающееся тем, что ограничитель максимального перемещения выполнен в виде продольной направляющей типа выступ-паз, размещенной между внутренней поверхностью внешнего корпуса и внешней поверхностью внутреннего корпуса, причем величина перемещения выступа по пазу соответствует допустимой величине перемещения внешнего корпуса вдоль продольной оси внутреннего корпуса.3. The output device of the direct reaction engine according to claim 2, characterized in that the maximum displacement limiter is made in the form of a longitudinal protrusion-groove guide located between the inner surface of the outer casing and the outer surface of the inner casing, and the magnitude of the displacement of the protrusion along the groove corresponds to an acceptable value moving the outer case along the longitudinal axis of the inner case.
RU2019142727U 2019-12-20 2019-12-20 DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE RU196756U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142727U RU196756U1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142727U RU196756U1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU196756U1 true RU196756U1 (en) 2020-03-13

Family

ID=69898031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142727U RU196756U1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU196756U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1107520A (en) * 1965-11-29 1968-03-27 Bbc Brown Boveri & Cie Expansion compensator for pipelines
RU2215890C2 (en) * 2001-08-13 2003-11-10 Закрытое акционерное общество "Орбита-Центр" Thrust forming method and device
CN108150305A (en) * 2018-02-05 2018-06-12 西安航空学院 A kind of adaptive pulse-knocking engine shrink nozzle
CN109252980A (en) * 2018-11-13 2019-01-22 西北工业大学 A kind of NEW ADAPTIVE pulse-knocking engine propellant spray system
RU186578U1 (en) * 2017-05-11 2019-01-24 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1107520A (en) * 1965-11-29 1968-03-27 Bbc Brown Boveri & Cie Expansion compensator for pipelines
RU2215890C2 (en) * 2001-08-13 2003-11-10 Закрытое акционерное общество "Орбита-Центр" Thrust forming method and device
RU186578U1 (en) * 2017-05-11 2019-01-24 Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE
CN108150305A (en) * 2018-02-05 2018-06-12 西安航空学院 A kind of adaptive pulse-knocking engine shrink nozzle
CN109252980A (en) * 2018-11-13 2019-01-22 西北工业大学 A kind of NEW ADAPTIVE pulse-knocking engine propellant spray system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2411895A (en) Nozzle control
US7775460B2 (en) Combustion nozzle fluidic injection assembly
US5632142A (en) Stationary gas turbine power system and related method
US2971327A (en) Discharge control of an overexpanding propulsion nozzle
RU2566091C2 (en) Cold flow nozzle of bypass turbojet with separate flows including grate thrust reverser
RU196756U1 (en) DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE
RU2727532C1 (en) Turbojet engine
US3987621A (en) Method for reducing jet exhaust takeoff noise from a turbofan engine
GB1008322A (en) Gas turbine engine
US10787962B2 (en) Active system generating destructive acoustic interference for an aircraft engine with multiple fan spools
RU192800U1 (en) Traction device
RU186578U1 (en) DIRECT REACTION ENGINE OUTPUT DEVICE
US20050061000A1 (en) Supercharged open cycle gas turbine engine
RU202545U1 (en) Ejector thrust amplifier
RU2764941C1 (en) Turbojet engine
RU207457U1 (en) Direct Response Motor Output
RU192799U1 (en) Traction device
RU2485402C1 (en) Gas dynamic igniter
RU2780910C1 (en) Combined pulsating output device of a turbojet bypass engine
SU998784A1 (en) Gasostatic shock absorber
GB848912A (en) Engine for producing a propulsive jet
RU2799996C1 (en) Combined pulsating detonation output device of a turbojet bypass gas turbine engine
CN114017205B (en) Rocket power device and rocket
RU2285204C2 (en) Method and device for supplying fuel to main combustion chamber
SU217585A1 (en) MULTISTAGE GAS EJECTOR