RU2050458C1 - Реактивный двигатель - Google Patents
Реактивный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050458C1 RU2050458C1 SU5002482A RU2050458C1 RU 2050458 C1 RU2050458 C1 RU 2050458C1 SU 5002482 A SU5002482 A SU 5002482A RU 2050458 C1 RU2050458 C1 RU 2050458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- engine
- chamber
- engine according
- flow part
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Использование: в ракетно-космической технике. Сущность изобретения: реактивный двигатель содержит камеру 1 сгорания, заборное сопло 2, реактивное сопло 3 и завихритель продуктов сгорания, состоящий из тангенциально профилированного канала 4 и кольцевой камеры 5. Завихритель посредством канала 6 сообщен с выходным реактивным соплом 3. 9 з. п. ф-лы, 14 ил.
Description
Изобретение может найти применение в качестве двигательной установки летательных аппаратов (ЛА) и аэрокосмических систем.
Известен ракетный двигатель. Недостатки его значительное аэродинамическое сопротивление и невозможность создания дополнительной тяги за счет всасывания и ускорения окружающей среды.
Известен пульсирующий воздушно-реактивный двигатель. Недостатки его наличие подвижных элементов, пульсирующий характер и невысокий уровень тяги.
Известен прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Недостаток его необходимость применения дополнительных разгонных устройств.
Известны нагнетатель горячих газов и стартовый ускоритель, содержащие камеру сгорания, центральную проточную часть с заборным соплом и открытым выходным концом, завихритель. Их недостаток ограниченная область применения (в качестве стартового ускорителя) вследствие низкого уровня технико-экономических показателей.
Техническая задача, решаемая изобретением, расширение области применения и повышение технико-экономических показателей.
Технический результат достигается тем, что реактивный двигатель, содержащий камеру сгорания, центральную проточную часть с заборным соплом и открытым выходным концом и завихритель, согласно изобретению снабжен дополнительной кольцевой камерой, охватывающей проточную часть и сообщающей камеру сгорания с проточной частью посредством кольцевого канала. Дополнительная кольцевая камера соединена тангенциальным каналом с камерой сгорания, имеющей каналы для подвода окислителя и горючего. Двигатель снабжен сопловым направляющим аппаратом и зарядом твердого топлива, при этом сопловой направляющий аппарат установлен в кольцевом канале, а заряд твердого топлива размещен в дополнительной кольцевой камере. Проточная часть выполнена в виде отдельных профилированных каналов заборного и выходного соосно установленных сопл. Двигатель снабжен дополнительными топливными форсунками, установленными в заборном сопле. По крайней мере одно из сопл, образующих проточную часть, установлено с возможностью вращения вокруг продольной оси двигателя. Двигатель снабжен лопаточным завихрителем, а на внешней поверхности заборного сопла выполнен фланец, отделяющий камеру сгорания от выходного сопла, при этом на фланце установлен лопаточный завихритель. Дополнительная кольцевая камера соединена с несколькими камерами сгорания. Кроме того, двигатель снабжен сопловым направляющим аппаратом, при этом сопловой направляющий аппарат установлен в кольцевом канале, а камера сгорания совмещена с дополнительной кольцевой камерой. В результате этого аэродинамическое сопротивление уменьшается, уровень тяги возрастает, обеспечиваются тяга в стартовых условиях и работа двигателя в условиях окружающей среды (газообразной и жидкой), а также в космическом пространстве.
На фиг. 1 схематически изображен реактивный двигатель; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 двигатель с несколькими камерами сгорания; на фиг.4 представлена камера сгорания с тангенциально расположенными топливными форсунками, совмещенная с кольцевой камерой завихрителя; на фиг.5 показан двигатель с дополнительными топливными форсунками в заборном сопле; на фиг.6 двигатель с кольцевой камерой сгорания и завихрителем в виде направляющего соплового блока, установленного на выходе из кольцевой камеры; на фиг.7 двигатель с тороидальной камерой сгорания и завихрителем; на фиг.8 двигатель с каналами подачи горючего и окислителя; на фиг.9 двигатель с камерой сгорания, соединенной тангенциальным соплом с кольцевым каналом; на фиг.10 двигатель с вращающимися элементами проточной части; на фиг.11 двигатель с вращающимися соплами проточной части; на фиг.12 двигатель с дополнительным направляющим аппаратом; на фиг.13 компановка ЛА с двумя двигателями; на фиг.14 разрез Б-Б на фиг.7 (вариант с твердотопливным зарядом).
Двигатель содержит камеру 1 сгорания, заборное сопло 2, реактивное сопло 3 и завихритель продуктов сгорания, который состоит из тангенциального профилированного канала 4 и кольцевой камеры 5. Завихритель посредством кольцевого канала 6 сообщен с выходным реактивным соплом 3. Заборное сопло 2, реактивное сопло 3, кольцевая камера 5, кольцевой канал 6 соосны друг другу и образуют совместно с тангенциальным каналом 4 проточную часть двигателя. Камера 5 выполнена диаметром D, а канал 6 диаметров d. Камера 5 предназначена для ускорения продуктов сгорания, а канал 6 для преобразования части окружной и радиальной составляющих скорости плоского вихря в осевую составляющую объемного вихря. Заборное сопло 2 обеспечивает всасывание окружающей среды, а выходное реактивное сопло 3 тепломасcообмен между продуктами сгорания и засасываемой окружающей средой, ускорение смеси сред и создание тяги. Соосное расположение кольцевой камеры 5 и сопл 2,3 обуславливает создание тяги при неподвижном ЛА и возможность снижения аэродинамического сопротивления за счет отсоса пограничного слоя окружающей среды с поверхности ЛА посредством заборных устройств, соединенных с проточной частью двигателя.
Работает двигатель следующим образом.
Продукты сгорания камеры 1 ускоряются в канале 4 и истекают в камеру 5, закручиваясь и образуя плоский вихрь в камере 5. Вихрь ускоряется (увеличивает окружную составляющую скорости) по мере движения от периферии к центру камеры 5, к стоку в кольцевой канал 6. Канал 6 преобразует плоский вихрь камеры 5 в объемный (винтовой) вихрь сопла 3, транспортируя часть окружной и радиальной составляющих скорости в осевую составляющую. Вихрь сопла 3 создает градиент плотности и давления среды в радиальном направлении, обуславливая максимальную величину разрежения в своей приосевой зоне. Это разрежение засасывает окружающую среду через заборное сопло 2, которая затем ускоряется в процессе тепломассообмена с винтовым вихрем продуктов сгорания в сопле 3. Смесь сред, истекая из сопла 3 в окружающее пространство, образует тягу.
Возможно, когда двигатель имеет несколько камер 1 сгорания, каждая из которых каналом 4 соединена с камерой 5. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что величина тяги регулируется включением того или иного количества камер сгорания.
Возможно, когда тангенциально к камере 5 выполнены глухие отверстия 7 с расположенными в них топливными форсунками 8. Работает исполнение аналогично описанному.
Возможно, когда камера сгорания выполнена в виде кольцевой камеры 9, соосной соплу 3 и соединенной с ним посредством направляющего аппарата 10, формирующего винтовой вихрь в сопле 3 и ускоряющего продукты сгорания. По этой причине габариты двигателя уменьшаются. Работает исполнение аналогично описанному.
Возможно, когда в заборном сопле 2 расположены дополнительные топливные форсунки 11, размещенные равномерно по периферии поперечного сечения сопла 2. Вследствие этого обеспечивается несколько режимов работы двигателя работа только камер 1 сгорания, работа лишь дополнительных форсунок 11 после достижения ЛА определенной скорости, совместная работа камер сгорания и дополнительных форсунок 11. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что при работе одних лишь форсунок 11 вихрь в сопле 3 не создается.
Возможно, когда камера 1 сгорания тангенциальным каналом 12 соединена с кольцевым профилированным каналом 13, сопряженным c соплом 3. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что продукты сгорания, истекающие из канала 12, создают в канале 13 винтовой вихрь.
Возможно, когда проточная часть 14 двигателя, состоящая из сопла 15, выходного сопла 16 и кольцевой камеры 17, установлена в корпусе 18 двигателя с возможностью вращения в подшипниковом узле 19. Продукты сгорания подаются по профилированному каналу 20, тангенциальному к боковой поверхности цилиндрической полости 21, в которой с зазором 22 размещена камера 17. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что продукты сгорания, истекающие из канала 20, взаимодействуют с поверхностью проточной части 14, приводя ее во вращение. Это обуславливает снижение потерь на трение, закручивание потока засасываемой окружающей среды и повышение уровня разрежения в приосевой зоне вихря.
Возможно, когда камера 23 сгорания и сопловой направляющий аппарат 24 жестко закреплены на корпусе 18, а заборное сопло 15 и выходное сопло 16 установлены с возможностью вращения в подшипниковых узлах 19. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что вращаются лишь сопла 15 и 16.
Возможно, когда в корпусе 18 жестко закреплен дополнительный направляющий аппарат 25, установленный на выходе из реактивного сопла 16. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что аппарат 25 преобразует винтовой вихрь сопла 16 в осесимметричный поток смеси сред, истекающий из двигателя и повышающий уровень тяги.
Возможно, когда камера 26 сгорания выполнена тороидальной с сопловым направляющим аппаратом 27, расположенным на выходе из камеры 26. В качестве генератора продуктов сгорания применен твердотопливный заряд 28, расположенный в камере 26. Работает исполнение аналогично описанному за исключением того, что заряд 28 сгорает в камере 26.
Возможно, когда жидкое горючее находится в баке 29, а окислитель в баке 30. Подача горючего и окислителя в камеру 26 сгорания осуществляется по соответствующим каналам в рубашке, что обеспечивает испарение горючего, подаваемого в камеру 26. Сопловой направляющий аппарат 27 закреплен на фланце, которым камера 26 сгорания отделена от реактивного сопла 3. Работает исполнение аналогично описанному.
Реактивный двигатель, обладая свойствами ракетного и прямоточного воздушно-реактивного двигателя, обуславливает адаптивный режим работы, обеспечивая старт и разгон ЛА в окружающей среде (газообразной или жидкой), полет в атмосфере и в космическом пространстве.
Claims (10)
1. РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий камеру сгорания, центральную проточную часть с заборным соплом и открытым выходным концом и завихритель, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной кольцевой камерой, охватывающей проточную часть и сообщающей камеру сгорания с проточной частью посредством кольцевого канала.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительная кольцевая камера соединена тангенциальным каналом с камерой сгорания, имеющей каналы для подвода окислителя и горючего.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен сопловым направляющим аппаратом и зарядом твердого топлива, при этом сопловой направляющий аппарат установлен в кольцевом канале, а заряд твердого топлива размещен в дополнительной кольцевой камере.
4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что проточная часть выполнена в виде отдельных профилированных каналов заборного и выходного соосно установленных сопл.
5. Двигатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными топливными форсунками, установленными в заборном сопле.
6. Двигатель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по крайней мере одно из сопл, образующих проточную часть, установлено с возможностью вращения вокруг продольной оси двигателя.
7. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что он снабжен лопаточным завихрителем, а на внешней поверхности заборного сопла выполнен фланец, отделяющий камеру сгорания от выходного сопла, при этом на фланце установлен лопаточный завихритель.
8. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительная кольцевая камера соединена с несколькими камерами сгорания.
9. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен сопловым направляющим аппаратом, при этом сопловой направляющий аппарат установлен в кольцевом канале, а камера сгорания совмещена с дополнительной кольцевой камерой.
10. Двигатель по пп.1 и 6, отличающийся тем, что дополнительная кольцевая камера и кольцевой канал, соединяющий ее с проточной частью, установлены с возможностью вращения вокруг продольной оси двигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002482 RU2050458C1 (ru) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Реактивный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002482 RU2050458C1 (ru) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Реактивный двигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2050458C1 true RU2050458C1 (ru) | 1995-12-20 |
Family
ID=21585318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002482 RU2050458C1 (ru) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | Реактивный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2050458C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU176826U1 (ru) * | 2017-03-07 | 2018-01-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Реактивный снаряд с однокамерным двухрежимным двигателем тангециально-радиального истечения продуктов сгорания |
RU201021U1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-11-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Камера дожигания вихревого типа |
-
1991
- 1991-07-01 RU SU5002482 patent/RU2050458C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 3685294, кл. F 02K 7/00, опублик. 1972. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU176826U1 (ru) * | 2017-03-07 | 2018-01-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Реактивный снаряд с однокамерным двухрежимным двигателем тангециально-радиального истечения продуктов сгорания |
RU201021U1 (ru) * | 2020-02-25 | 2020-11-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Камера дожигания вихревого типа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5560196A (en) | Rotary heat engine | |
US3830431A (en) | Abating exhaust noises in jet engines | |
EP1009927B1 (en) | Ejector ramjet engine | |
CA2476503C (en) | Duplex mixer exhaust nozzle | |
US4644746A (en) | Gas compressor for jet engine | |
US2479776A (en) | Turbo-jet power plant with fuel vaporizer for afterburners | |
US5092425A (en) | Jet noise suppressor and method | |
US6637187B2 (en) | Rotary inlet flow controller for pulse detonation combustion engines | |
JP2001355515A (ja) | 複合サイクル・パルスデトネーション・タービンエンジン | |
US9650997B2 (en) | Rotary turbo rocket | |
US3012400A (en) | Nozzle | |
JPH0660596B2 (ja) | ガス圧縮機 | |
JPH03160143A (ja) | タンデム―ファン―エンジン | |
US3514957A (en) | High speed propulsion engine | |
US6662548B1 (en) | Jet blade ejector nozzle | |
US4424042A (en) | Propulsion system for an underwater vehicle | |
RU2050458C1 (ru) | Реактивный двигатель | |
US3286469A (en) | Rocket nozzle cooling and thrust recovery device | |
US2823516A (en) | Ducted fan power plant for aircraft | |
RU2070651C1 (ru) | Реактивный двигатель | |
RU2665760C1 (ru) | Способ повышения реактивной тяги в турбореактивном двухконтурном двигателе и турбореактивный двухконтурный двигатель для его реализации | |
US3271947A (en) | Continuous pressure jet propulsion engine | |
RU2106511C1 (ru) | Ракетно-турбинный двигатель комбинированного типа | |
RU2766496C2 (ru) | Устройство вихревого газового компрессора для комбинированного воздушно-реактивного двигателя | |
US3459001A (en) | Rocket propellant injection and cooling device and method |