RU2059852C1 - Pulse hypersonic ram-jet engine - Google Patents

Pulse hypersonic ram-jet engine Download PDF

Info

Publication number
RU2059852C1
RU2059852C1 RU93031485A RU93031485A RU2059852C1 RU 2059852 C1 RU2059852 C1 RU 2059852C1 RU 93031485 A RU93031485 A RU 93031485A RU 93031485 A RU93031485 A RU 93031485A RU 2059852 C1 RU2059852 C1 RU 2059852C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
products
detonation
chamber
engine
detonation chamber
Prior art date
Application number
RU93031485A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93031485A (en
Inventor
В.А. Поршнев
О.Н. Федорец
В.Н. Сорокин
Original Assignee
Саратовская научно-производственная фирма "Растр"
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 Саратовская научно-производственная фирма "Растр" filed Critical Саратовская научно-производственная фирма "Растр"
Priority to RU93031485A priority Critical patent/RU2059852C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2059852C1 publication Critical patent/RU2059852C1/en
Publication of RU93031485A publication Critical patent/RU93031485A/en

Links

Images

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engine engineering. SUBSTANCE: engine has inlet device with detonation chamber, nozzle, and system for supplying gas producer products. The engine is set in operation when the aircraft velocity is 3.4-4 Mach numbers. The gas producer products having a fuel excess are fed simultaneously with supplying supersonic air through the flow passageway of the inlet device to the detonation chamber. Axial supersonic air jet impacts the flat jet of gas producer products at the focus of the detonation chamber. As a result, a system of shock waves arises in which temperature, pressure is increased abruptly as well as a great amount of heat is released. This, in turn, results in detonation of the products in air environment. Since the combustion is a pulse combustion, the thrust depends on the working frequency of the processes inside the chamber. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к пульсирующим воздушно-реактивным двигателям с резонансной камерой сгорания, а также к прямоточно-пульсирующим воздушно-реактивным двигателям. The invention relates to pulsating jet engines with a resonant combustion chamber, as well as to ramjet pulsating jet engines.

Наиболее близким по техническому результату к изобретению является двигатель по патенту ФРГ N 1476819, кл. F 02 C 5/10, 1970. Closest to the technical result of the invention is the engine according to the patent of Germany N 1476819, class. F 02 C 5/10, 1970.

Однако он не обеспечивает разгон летательного аппарата до требуемых скоростей. However, it does not provide acceleration of the aircraft to the required speeds.

Задача изобретения состоит в увеличении скорости летательного аппарата за счет усовершенствования конструкции и работы двигателя. The objective of the invention is to increase the speed of the aircraft by improving the design and operation of the engine.

Решение поставленной задачи заключается в улучшении тяговых характеристик двигателя за счет интенсификации внутрикамерных процессов посредством создания детонационного (сверхзвукового, ударного) горения в пульсирующем режиме. В свою очередь это приводит к увеличению тяги двигателей, а следовательно, и к увеличению скорости летательного аппарата. The solution to this problem is to improve the traction characteristics of the engine due to the intensification of intra-chamber processes by creating detonation (supersonic, shock) combustion in a pulsating mode. In turn, this leads to an increase in engine thrust and, consequently, to an increase in aircraft speed.

Поставленная задача достигается тем, что внутренняя поверхность газоподводящего канала выполнена в виде по меньшей мере одной конической поверхности, переходящей в цилиндрическую перед входом в детонационную камеру. The problem is achieved by the fact that the inner surface of the gas supply channel is made in the form of at least one conical surface turning into a cylindrical one before entering the detonation chamber.

На чертеже представлен пульсирующий ГПВРД. The drawing shows a pulsating scramjet.

Он содержит детонационную камеру 1 с газоподводящим каналом 2 и соосно отводящим насадком 3, установленным с образованием между ним и торцом камеры кольцевой щели, сообщенной с узлом подвода продуктов газогенерации. It contains a detonation chamber 1 with a gas supply channel 2 and a coaxially outlet nozzle 3 mounted to form an annular gap between it and the end of the chamber, in communication with the gas supply products supply unit.

Детонационная камера 1 представляет собой полузамкнутую полость, выполненную в выходной части насадка 1, и предназначена для организации процесса импульсного детонационного горения. The detonation chamber 1 is a semi-closed cavity, made in the output part of the nozzle 1, and is designed to organize the process of pulsed detonation combustion.

Газоподводящий канал 2 представляет собой входное устройство и предназначен для подачи воздуха в детонационную камеру 1 с гиперзвуковой (сверхзвуковой) скоростью. Такое течение воздуха способствует созданию в детонационной камере 1 ударных волн (скачков уплотнения), которые интенсифицируют процесс горения. The gas supply channel 2 is an input device and is designed to supply air to the detonation chamber 1 with hypersonic (supersonic) speed. Such a flow of air contributes to the creation of shock waves (shock waves) in the detonation chamber 1, which intensify the combustion process.

Данная задача достигается тем, что устройство выполнено в виде тела вращения с проточным каналом, входная часть которого образована одним или несколькими слабоконическими поверхностями с углами полураскрытия α и β переходящими в цилиндрическую поверхность диаметра d. Выходная часть устройства является частью полузамкнутой полости, образующей детонационную камеру. Углы полураствора α и βвыбираются из условия создания необходимой степени торможения воздушного потока, которая в свою очередь выбирается из соображения получения максимальной эффективности рабочего процесса. This task is achieved in that the device is made in the form of a body of revolution with a flow channel, the input part of which is formed by one or more slightly conical surfaces with half-open angles α and β turning into a cylindrical surface of diameter d. The output of the device is part of a semi-enclosed cavity forming a detonation chamber. The half-angle angles α and β are selected from the conditions for creating the necessary degree of deceleration of the air flow, which, in turn, is selected from the consideration of obtaining the maximum efficiency of the working process.

При этом поток не должен тормозиться до М ≅ 1. In this case, the flow should not be inhibited to M ≅ 1.

Отводящий насадок 3 предназначен для увеличения скорости потока продуктов детонации, а следовательно, для создания дополнительной составляющей силы тяги и представляет собой полое тело вращения с профилированной внутренней поверхностью. The outlet nozzles 3 are designed to increase the flow rate of detonation products, and therefore to create an additional component of the traction force and is a hollow body of revolution with a profiled inner surface.

Узел подвода продуктов газогенерации 4 предназначен для подвода продуктов неполного сгорания от газогенератора через кольцевую щель, образованную между торцом детонационной камеры и отводящим насадком во внутренний объем камеры. The node for supplying gas generation products 4 is intended for supplying products of incomplete combustion from the gas generator through an annular gap formed between the end face of the detonation chamber and the outlet nozzle into the internal volume of the chamber.

Пульсирующий ГПВРД включается в работу после набора скорости полета летательным аппаратом в диапазоне чисел М 3,5-4. При этом в детонационную камеру 1 одновременно подаются через газодинамический канал воздух и через кольцевую щель продукты газогенерации с избытком горючего. Соударение осевой сверхзвуковой воздушной струи с плоской струей продуктов газогенерации происходит в геометрическом фокусе детонационной камеры 1. Одновременно с этим происходит заполнение объема детонационной камеры 1, образованной ее внутренней поверхностью и плоской струей продуктов газогенерации, образующей газодинамический затвор. The pulsating scramjet engine is put into operation after the aircraft has gained flight speed in the range of numbers M 3.5-4. At the same time, air is introduced into the detonation chamber 1 through the gas-dynamic channel and through the annular gap gas generation products with excess fuel. The collision of an axial supersonic air jet with a flat jet of gas generation products occurs in the geometric focus of the detonation chamber 1. At the same time, the volume of the detonation chamber 1, formed by its inner surface and a flat jet of gas generation products forming a gas-dynamic shutter, is filled.

В процессе их соударения возникает система скачков уплотнений (ударных волн), т. е. происходят резкое увеличение температуры, давления продуктов детонации и выделение большого количества тепла. В свою очередь это приводит к детонационному горению продуктов газогенерации в среде воздуха. Детонационные волны, распространяясь в газовой среде из фокуса детонационной камеры 1, взаимодействуют с ее стенками по нормали к поверхности и, рекошитируя от нее, пробивают плоскую струю продуктов газогенерации и ускоряют движение большей их части в сторону насадка 3. In the process of their collision, a system of shock waves (shock waves) arises, i.e., a sharp increase in temperature, pressure of detonation products and the release of a large amount of heat occur. In turn, this leads to detonation combustion of gas generation products in air. Detonation waves, propagating in a gaseous medium from the focus of detonation chamber 1, interact with its walls normal to the surface and, ricochet from it, pierce a flat stream of gas generation products and accelerate the movement of most of them towards the nozzle 3.

При этом основная составляющая силы тяги создается за счет взаимодействия детонационных волн с внутренней поверхностью детонационной камеры 1, а дополнительная ее составляющая за счет ускорения движения продуктов детонации в насадке 3. Таким образом в результате реализации вышеописанного процесса появляется импульс тяги, по окончании действия которого вновь происходит смыкание плоской струи продуктов газогенерации, и процесс вновь повторяется с частотой, определяемой объемом детонационной камеры и суммарным секундным массовым расходом воздуха и продуктов газогенерации. In this case, the main component of the thrust force is created due to the interaction of detonation waves with the inner surface of the detonation chamber 1, and its additional component due to the acceleration of the movement of detonation products in the nozzle 3. Thus, as a result of the implementation of the above process, a thrust impulse appears, at the end of which again occurs the closure of a flat jet of gas generation products, and the process is repeated again with a frequency determined by the volume of the detonation chamber and the total second mass flow house air and gas generation products.

Claims (1)

ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ГИПЕРЗВУКОВОЙ ПРЯМОТОЧНЫЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий детонационную камеру с газоподводящим каналом и соосным отводящим насадком, установленным с образованием между ним и торцом камеры кольцевой щели, сообщенной с узлом подвода продуктов газогенерации, отличающийся тем, что поверхность канала выполнена в виде по меньшей мере одной конической поверхности, переходящей в цилиндрическую перед входом в камеру. A PULSATING HYPERSONIC DIRECT-AIR AIR-REACTIVE ENGINE, comprising a detonation chamber with a gas supply channel and a coaxial exhaust nozzle installed to form an annular gap between it and the chamber end, connected to the gas supply products supply unit, wherein the surface is lesser than one in that a conical surface turning into a cylindrical one before entering the chamber.
RU93031485A 1993-06-10 1993-06-10 Pulse hypersonic ram-jet engine RU2059852C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93031485A RU2059852C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Pulse hypersonic ram-jet engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93031485A RU2059852C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Pulse hypersonic ram-jet engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2059852C1 true RU2059852C1 (en) 1996-05-10
RU93031485A RU93031485A (en) 1996-10-27

Family

ID=20143384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93031485A RU2059852C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Pulse hypersonic ram-jet engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059852C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012011830A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-26 Некоммерческое Партнерство "Центр Идг" Device for transmitting a detonation
RU2493399C2 (en) * 2011-09-16 2013-09-20 Константин Валентинович Мигалин Method to implement cyclic detonation burning in intermittent air jet engine
RU192799U1 (en) * 2019-05-15 2019-10-01 Общество с ограниченной ответственностью "ВНХ-Энерго" Traction device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент ФРГ N 1476819, кл. F 02C 5/10, опублик. 1970. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012011830A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-26 Некоммерческое Партнерство "Центр Идг" Device for transmitting a detonation
RU2493399C2 (en) * 2011-09-16 2013-09-20 Константин Валентинович Мигалин Method to implement cyclic detonation burning in intermittent air jet engine
RU192799U1 (en) * 2019-05-15 2019-10-01 Общество с ограниченной ответственностью "ВНХ-Энерго" Traction device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6003301A (en) Exhaust nozzle for multi-tube detonative engines
US7739867B2 (en) Compact, low pressure-drop shock-driven combustor
US4726279A (en) Wake stabilized supersonic combustion ram cannon
US6494034B2 (en) Pulsed detonation engine with backpressure
US4741154A (en) Rotary detonation engine
US20070180815A1 (en) Compact, low pressure-drop shock-driven combustor and rocket booster, pulse detonation based supersonic propulsion system employing the same
US3095694A (en) Reaction motors
US6666016B2 (en) Mixing enhancement using axial flow
US5485787A (en) Gas gun launched scramjet test projectile
RU2059852C1 (en) Pulse hypersonic ram-jet engine
RU2084675C1 (en) Chamber for puls detonation engine
RU2080466C1 (en) Combined chamber of detonation combustion pulsejet engine
CN117128107A (en) Dual-mode knocking thrust chamber
RU2710740C1 (en) Method for formation and combustion of fuel mixture in detonation burning chamber of rocket engine
Kull et al. Experimental studies of superdetonative ram accelerator modes
RU2615889C1 (en) Rocket-ramjet engine with adjustable flow rate of solid fuel
Eidelman et al. Pulsed detonation engine: Key issues
RU2714582C1 (en) Method for arrangement of working process in straight-flow air-jet engine with continuous-detonation combustion chamber and device for implementation thereof
US5317866A (en) Free-flying tubular vehicle
Zamuraev et al. Transonic region formation at the thermal and gas-dynamic action on a supersonic duct flow
WO2021146779A1 (en) Pulse detonation jet engine (propulsor) vujin
RU2078969C1 (en) Pulsejet engine detonation chamber
RU2066779C1 (en) Reaction nozzle of detonation combustion pulsating engine with central body
RU52940U1 (en) CAMERA OF THE PULSING DETONATION COMBUSTION ENGINE
BURNHAM et al. Operation of the Ram Accelerator in the transdetonative velocity regime