RU2015117637A - Двигатель со стоячей детонационной волной - Google Patents

Двигатель со стоячей детонационной волной Download PDF

Info

Publication number
RU2015117637A
RU2015117637A RU2015117637A RU2015117637A RU2015117637A RU 2015117637 A RU2015117637 A RU 2015117637A RU 2015117637 A RU2015117637 A RU 2015117637A RU 2015117637 A RU2015117637 A RU 2015117637A RU 2015117637 A RU2015117637 A RU 2015117637A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet
detonation engine
detonation
nozzle
engine according
Prior art date
Application number
RU2015117637A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2616143C2 (ru
Inventor
Аслан КАСИМОВ
Original Assignee
Кинг Абдалла Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи
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 Кинг Абдалла Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи filed Critical Кинг Абдалла Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи
Publication of RU2015117637A publication Critical patent/RU2015117637A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2616143C2 publication Critical patent/RU2616143C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/02—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/222—Fuel flow conduits, e.g. manifolds
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/02—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant
    • F02C5/04—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion characterised by the arrangement of the combustion chamber in the chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/10—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid forming a resonating or oscillating gas column, i.e. the combustion chambers having no positively actuated valves, e.g. using Helmholtz effect
    • F02C5/11—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid forming a resonating or oscillating gas column, i.e. the combustion chambers having no positively actuated valves, e.g. using Helmholtz effect using valveless combustion chambers
    • 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
    • F02K7/06—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 with combustion chambers having valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/35—Combustors or associated equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03281—Intermittent fuel injection or supply with plunger pump or other means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R7/00—Intermittent or explosive combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

1. Детонационный двигатель, содержащий:первый впуск, имеющий первый конец, соединенный по текучей среде с первой емкостью, и второй конец, соединенный по текучей среде с детонационным двигателем;второй впуск, имеющий первый конец, соединенный по текучей среде со второй емкостью, и второй конец, соединенный по текучей среде с детонационным двигателем, напротив первого впуска, причем первый и второй впуски выровнены по общей оси;первое сопло, соединенное с первым впуском;второе сопло, соединенное со вторым впуском; исепаратор, расположенный между вторым концом первого впуска и вторым концом второго впуска и вдоль упомянутой общей оси.2. Детонационный двигатель по п. 1, дополнительно содержащий: препятствия, выполненные с возможностью стабилизации детонации в детонационном двигателе.3. Детонационный двигатель по п. 1, дополнительно содержащий: по меньшей мере одну турбину, прикрепленную с возможностью вращения к детонационному двигателю.4. Детонационный двигатель по п. 3, в котором упомянутая по меньшей мере одна турбина содержит лопатки, выполненные с возможностью стабилизации детонации в детонационном двигателе.5. Детонационный двигатель по п. 1, в котором первая емкость выполнена с возможностью приема окислителя.6. Детонационный двигатель по п. 1, в котором вторая емкость выполнена с возможностью приема топлива.7. Детонационный двигатель по п. 1, в котором первое сопло находится вблизи второго конца первого впуска.8. Детонационный двигатель по п. 1, в котором второе сопло находится вблизи второго конца второго впуска.9. Детонационный двигатель по п. 1, в котором первое сопло расположено внутри первого впуска.10. Детонационный двигатель по п. 1, в котором

Claims (19)

1. Детонационный двигатель, содержащий:
первый впуск, имеющий первый конец, соединенный по текучей среде с первой емкостью, и второй конец, соединенный по текучей среде с детонационным двигателем;
второй впуск, имеющий первый конец, соединенный по текучей среде со второй емкостью, и второй конец, соединенный по текучей среде с детонационным двигателем, напротив первого впуска, причем первый и второй впуски выровнены по общей оси;
первое сопло, соединенное с первым впуском;
второе сопло, соединенное со вторым впуском; и
сепаратор, расположенный между вторым концом первого впуска и вторым концом второго впуска и вдоль упомянутой общей оси.
2. Детонационный двигатель по п. 1, дополнительно содержащий: препятствия, выполненные с возможностью стабилизации детонации в детонационном двигателе.
3. Детонационный двигатель по п. 1, дополнительно содержащий: по меньшей мере одну турбину, прикрепленную с возможностью вращения к детонационному двигателю.
4. Детонационный двигатель по п. 3, в котором упомянутая по меньшей мере одна турбина содержит лопатки, выполненные с возможностью стабилизации детонации в детонационном двигателе.
5. Детонационный двигатель по п. 1, в котором первая емкость выполнена с возможностью приема окислителя.
6. Детонационный двигатель по п. 1, в котором вторая емкость выполнена с возможностью приема топлива.
7. Детонационный двигатель по п. 1, в котором первое сопло находится вблизи второго конца первого впуска.
8. Детонационный двигатель по п. 1, в котором второе сопло находится вблизи второго конца второго впуска.
9. Детонационный двигатель по п. 1, в котором первое сопло расположено внутри первого впуска.
10. Детонационный двигатель по п. 1, в котором второе сопло расположено внутри второго впуска.
11. Способ детонации смеси топлива и окислителя, содержащий следующие этапы:
вводят окислитель в детонационный двигатель через первый впуск;
вводят топливо в детонационный двигатель через второй впуск, причем первый и второй впуски выровнены по общей оси;
ускоряют окислитель через первое сопло;
ускоряют топливо через второе сопло;
направляют окислитель к первой стороне сепаратора и радиально наружу от упомянутой общей оси;
направляют топливо ко второй стороне сепаратора, которая противоположна первой стороне, и радиально наружу от упомянутой общей оси; и
детонируют смесь топлива и окислителя на расстоянии от упомянутой общей оси в пределах цилиндрической области детонации.
12. Способ по п. 11, в котором первый впуск имеет первый конец, соединенный по текучей среде с первой емкостью, и второй конец, соединенный по текучей среде с детонационным двигателем.
13. Способ по п. 12, в котором второй впуск имеет первый конец, соединенный по текучей среде со второй емкостью, и второй конец, соединенный по текучей среде с детонационным двигателем.
14. Способ по п. 11 или 13, в котором ускорение окислителя через первое сопло создает сверхзвуковой поток, и ускорение топлива через второе сопло создает сверхзвуковой поток.
15. Способ по п. 14, дополнительно предусматривающий: расширение продуктов сгорания, являющихся результатом детонации смеси, через турбину для совершения работы.
16. Способ по п. 11, дополнительно предусматривающий: обеспечение препятствий для препятствования расширению продуктов сгорания.
17. Способ по п. 11, дополнительно предусматривающий: стабилизацию детонации смеси в детонационном двигателе.
18. Способ по п. 17, в котором препятствия выполняют в детонационном двигателе для достижения стабилизации детонации.
19. Способ по п. 18, в котором препятствия представляют собой лопатки турбины.
RU2015117637A 2012-10-12 2013-10-11 Двигатель со стоячей детонационной волной RU2616143C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261712972P 2012-10-12 2012-10-12
US61/712,972 2012-10-12
PCT/IB2013/003257 WO2014114980A2 (en) 2012-10-12 2013-10-11 Standing detonation wave engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015117637A true RU2015117637A (ru) 2016-12-10
RU2616143C2 RU2616143C2 (ru) 2017-04-12

Family

ID=50896333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117637A RU2616143C2 (ru) 2012-10-12 2013-10-11 Двигатель со стоячей детонационной волной

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9841192B2 (ru)
EP (1) EP2906795B1 (ru)
JP (1) JP6207617B2 (ru)
CN (1) CN104870780B (ru)
RU (1) RU2616143C2 (ru)
WO (1) WO2014114980A2 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11149954B2 (en) 2017-10-27 2021-10-19 General Electric Company Multi-can annular rotating detonation combustor
RU2689056C1 (ru) * 2018-09-04 2019-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" Способ и устройство для газодинамического разгона массивных тел до высокой скорости
CN112562793B (zh) * 2020-12-10 2023-01-03 北京理工大学 一种针对燃料爆震燃烧的两步反应模型计算方法
DE102021004141A1 (de) 2021-03-31 2022-10-06 Mathias Herrmann Angepasstes Verfahrenskonzept und Leistungskonzept für Triebwerke (z.B. Raketen, Überschallraketenbrennkammern / Düsentriebwerke), luftatmende Antriebe (z.B. Unterschall-Staustrahltriebwerke, Ramjets, Scramjets, Dualmode, Pulsejets, Detonationstriebwerke, Raketen-Staustrahl- Antriebe), Turbopumpen bzw. Düsen (z.B. Glockendüsen, Aerospikes)
CN113153570B (zh) * 2021-05-27 2023-09-22 中国航空发动机研究院 一种脉冲爆震管性能计算方法和装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US364866A (en) * 1887-06-14 Reaction-wheel
US1260015A (en) * 1917-08-13 1918-03-19 Clifton F Noakes Turbine hydrogas-motor.
US2746529A (en) * 1950-11-17 1956-05-22 Stewart Warner Corp Resonant combustion device for heating engines and similar structures
US2942412A (en) * 1952-09-30 1960-06-28 Curtiss Wright Corp Pulse detonation jet propulsion
US2796735A (en) * 1956-08-20 1957-06-25 Jr Albert G Bodine Acoustic jet engine with flow deflection fluid pumping characteristics
US3061337A (en) * 1958-03-05 1962-10-30 Perfecting Service Company Rotary fluid connector with noncommunicating passageways
US3217491A (en) * 1965-02-08 1965-11-16 Thomas N Diehl Method of producing energy in a reaction engine
US3336754A (en) 1966-03-21 1967-08-22 Oswald H Lange Continuous detonation reaction engine
CH540429A (de) * 1970-04-16 1973-08-15 Andersson Louis Einrichtung zur Erzeugung von Treibgas
SU890030A1 (ru) * 1980-01-04 1981-12-15 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Камера пульсирующего горени с резонансной трубой
US4741154A (en) * 1982-03-26 1988-05-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Rotary detonation engine
JPS6093211A (ja) * 1983-10-28 1985-05-25 Toshiba Corp パルス燃焼装置
US4903480A (en) * 1988-09-16 1990-02-27 General Electric Company Hypersonic scramjet engine fuel injector
JP2726487B2 (ja) * 1989-03-31 1998-03-11 株式会社東芝 パルスバーナ
US5123835A (en) * 1991-03-04 1992-06-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Pulse combustor with controllable oscillations
US5138831A (en) * 1991-03-07 1992-08-18 Cowan Sr Howard H Air cooled rotary combustion engine
US6062018A (en) * 1993-04-14 2000-05-16 Adroit Systems, Inc. Pulse detonation electrical power generation apparatus with water injection
WO2000012934A1 (en) * 1998-08-31 2000-03-09 Clean Energy Combustion Systems Inc. Circular pulsating combustors
US6938588B2 (en) * 1999-11-12 2005-09-06 Sarcos Investments, Lc Controllable combustion method and device
GB0128811D0 (en) * 2001-12-03 2002-01-23 Robinson Nicholas P Propulsion device-sky-wave
US6584765B1 (en) * 2001-12-21 2003-07-01 United Technologies Corporation Pulse detonation engine having an aerodynamic valve
US7310951B2 (en) * 2002-04-19 2007-12-25 Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd. Steady-state detonation combustor and steady-state detonation wave generating method
JP4256820B2 (ja) * 2004-06-29 2009-04-22 三菱重工業株式会社 デトネーションエンジンおよびこれを備えた飛行体
US7475914B2 (en) * 2004-09-14 2009-01-13 Pospisil Mark G Rotary union for directing a heat exchange fluid
RU48368U1 (ru) * 2005-03-18 2005-10-10 Открытое акционерное общество Опытно-конструкторское бюро "Сокол" Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель
JP4912659B2 (ja) 2005-10-14 2012-04-11 国立大学法人 筑波大学 衝撃波連続発生装置
JP5166698B2 (ja) 2006-01-18 2013-03-21 帝人化成株式会社 押出成形用シートの原料として用いるペレットの製造方法
US20090266047A1 (en) 2007-11-15 2009-10-29 General Electric Company Multi-tube, can-annular pulse detonation combustor based engine with tangentially and longitudinally angled pulse detonation combustors
GB0822676D0 (en) 2008-12-12 2009-01-21 Rolls Royce Plc A gas turbine engine
GB2468515B (en) 2009-03-09 2011-02-02 Salahuddin Rasheedsedqi Saeed Clean aerospace engine
US10125674B2 (en) * 2010-06-10 2018-11-13 Waseda University Engine
US20120192630A1 (en) 2011-01-28 2012-08-02 General Electric Company Pulse Detonation Turbine Engine Using Turbine Shaft Speed for Monitoring Combustor Tube Operation
JP2013044455A (ja) * 2011-08-23 2013-03-04 Yoshiyuki Nakata 内燃機関
JP2014171406A (ja) 2013-03-06 2014-09-22 Chugoku Electric Power Co Inc:The 不要物回収装置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2616143C2 (ru) 2017-04-12
CN104870780A (zh) 2015-08-26
CN104870780B (zh) 2017-03-08
US20150285506A1 (en) 2015-10-08
EP2906795A2 (en) 2015-08-19
WO2014114980A3 (en) 2015-01-08
WO2014114980A2 (en) 2014-07-31
JP2015531456A (ja) 2015-11-02
EP2906795B1 (en) 2019-05-01
JP6207617B2 (ja) 2017-10-04
US9841192B2 (en) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2015117637A (ru) Двигатель со стоячей детонационной волной
JP5985613B2 (ja) デトネーションチャンバを備えるターボ機関と、ターボ機関を装備した飛行車両
RU2015141082A (ru) Система и способ для камеры сгорания турбины
RU2013123643A (ru) Форсунка, микросмеситель и способ работы двухтопливной газовой турбины
RU2017125550A (ru) Улучшенная вихревая горелка с впрыском топлива до и после завихрителя
EP2778529A3 (en) Combustor for gas turbine engine
CN102374071A (zh) 一种圆形结构的中心火箭式双模态冲压发动机
CN202220677U (zh) 一种圆形结构的中心火箭式双模态冲压发动机
JP2013520615A5 (ru)
US20190086091A1 (en) Turbine engine assembly including a rotating detonation combustor
AU2012342341B2 (en) Combustion chamber
RU2014101385A (ru) Гибридный ракетно-прямоточный воздушно-реактивный аэрокосмический двигатель
US20160102609A1 (en) Pulse detonation combustor
CN105065138A (zh) 拉瓦尔喷嘴效应爆轰冲压制氧火箭工作方法
US20180179950A1 (en) Turbine engine assembly including a rotating detonation combustor
US8978387B2 (en) Hot gas path component cooling for hybrid pulse detonation combustion systems
RU2557793C1 (ru) Газотурбинный двигатель
CN106593650A (zh) 爆震涡轮发动机
RU2594828C1 (ru) Двигательная установка гиперзвукового самолета
CN208669461U (zh) 组合式燃烧室
RU2672240C1 (ru) Пульсирующий реактивный двигатель
US20190120492A1 (en) Fuel and air injection handling system for a combustor of a rotating detonation engine
CN106812627B (zh) 一种旋转吸气式脉冲爆震发动机的爆震管结构
RU2585160C1 (ru) Прямоточный воздушно-реактивный двигатель эдуарда соловьева
RU2016133588A (ru) Система экстренного запуска газотурбинного двигателя