RU20549U1 - Пульсирующий детонационный двигатель с замкнутым циклом работы - Google Patents

Abstract

Пульсирующий детонационный двигатель с замкнутым циклом работы, состоящий из детонационной камеры с расширяющимся соплом, системы смесеобразования и топливоподачи, системы управления и системы инициирования, отличающийся тем, что система инициирования представляет собой магнитодинамический генератор, расположенный в районе сопла и соединенный через усилительно-преобразующее устройство с инициатором.

Description

Пульсирующий детонациоиный двигатель с замкнутым циклом работы

Полезная модель относится к пульсирующим воздушно-реактивным двигателям с резонансными камерами сгорания, а также к комбинированным прямоточно-пульсирующим воздушно-реактивным двигателям.

Имеется опыт разработки реактивных двигателей, в которых ускоряюшая камера выполнена в виде расширяюшегося сопла. Такое выполнение камеры способствует сверхзвуковому разгону продуктов сгорания. Из химических реактивных двигателей близкими к заявленному являются пульсируюш,ие воздушно-реактивные двигатели. Однако они имеют большой удельный расход топлива и небольшой удельный импульс. Данные двигатели работают с фиксированной частотой, так как сгорание топлива происходит в камере акустического типа. Например, двигатель по патенту США JN23727409, 1973.

Наиболее близким по принципу работы и техническому устройству является пульсирующий двигатель детонационного горения по патенту РФ №2066778, МПК F02K7/04, 1993г. В нём детонационный процесс интенсифицирован за счёт увеличения частоты детонационных импульсов. Это достигается тем, что система возбуждения детонации представляет собой форкамеру с газодинамическим клапаном. Однако данное устройство имеет ограниченное применение, так как процесс смесеобразования происходит в камере после подачи компонентов топлива, а работа системы инициирования связана с работой системы подачи и смесеобразования и носит импульсный характер от внешнего источника питания.

Задача полезной модели состоит в улучшении характеристик двигателя за счёт увеличения и изменения частоты детонационных импульсов, что приводит к увеличению и регулированию величины тяги.

Решение поставленной задачи заключается в организации замкнутого цикла работы двигателя под которой подразумевается такая работа двигателя, когда он после подачи начального импульса продолжает работать автоматически и автономно, то есть без использования внешнего источника энергии.

5 о Q И Illll Illil ll

МПК F 02К7/04 F42D 1/04 Преобразующее устройство системы управления с инициатором.

На рисунке представлена блочная схема двигателя, которая состоит из детонационной камеры с расширяющимся соплом 1, системы смесеобразования и топливоподачи 2, системы управления 3 и системы инициирования 4.

Детонационная камера с расширяющимся соплом 1 предназначена для преобразования химической энергии рабочего тела в кинетическую энергию продуктов детонации. Она представляет собой трубчатую конструкцию, с одного конца которой находится система смесеобразования и топливоподачи, а с другого - выходное сопло.

Система смесеобразования и топливоподачи 2 предназначена для качественного смешения компонентов с целью образования топлива рабочей смеси и подачи их в детонационную камеру.

Система управления 3 предназначена для преобразования напряжения, снимаемого с МГД-генератора, в сигнал для инициатора, а также для программного изменения режима работы двигателя.

Система инициирования 4 предназначена для возбуждения, поддержания и управления детонационным процессом в камере 1 двигателя.

Рассмотрим последовательно работу двигателя при запуске, рабочем режиме, режиме регулирования тяги и выключения двигателя.

При запуске двигателя сигнал от системы управления 3 одновременно подаётся на систему смесеобразования и топливоподачи 2 и систему инициирования 4. При этом компоненты топлива предварительно смешиваются (на блок-схеме это не показано) и образуют рабочую смесь с заданными параметрами, которая под давлением поступает в детонационную камеру. После полного заполнения детонационной камеры подаётся первоначальный сигнал на инициатор 5. Возникшая детонационная волна приводит к детонации всей рабочей смеси. Часть образовавшихся продуктов детонации устремляется в сторону днища детонационной камеры, воздействуя при этом на заднюю стенку и кратковременно прекращая подачу рабочей смеси. Другая часть продуктов детонации устремляется через сопло, образуя вторую составляющую тяги. По мере истечения продуктов детонации из сопла двигателя они проходят через магнитодинамический генератор 6, который представляет собой устройство для выработки электроэнергии.

2

работы двигателя. При этом достигается максимальная частота процессов в детонационной камере, а, следовательно, и тяга.

Регулирование тяги двигателя осуществляется путём подачи сигнала от системы управления на систему смесеобразования и топливоподачи, и в усилительно-преобразующее устройство. В результате синхронно изменяется расход рабочей смеси и частота детонационных импульсов.

Выключение двигателя осуществляется путём подачи сигнала от системы управления на систему смесеобразования и топливоподачи для прекращения подачи топлива в детонационную камеру.

Сочетание пульсирующего детонационного двигателя с МГДгенератором позволит значительно улучщить характеристики двигателя, в том числе увеличить КПД двигателя за счёт более полного использования энергии рабочего тела.

JH-fH

Claims (1)

1. Пульсирующий детонационный двигатель с замкнутым циклом работы, состоящий из детонационной камеры с расширяющимся соплом, системы смесеобразования и топливоподачи, системы управления и системы инициирования, отличающийся тем, что система инициирования представляет собой магнитодинамический генератор, расположенный в районе сопла и соединенный через усилительно-преобразующее устройство с инициатором.