RU221901U1 - GAS TURBINE ENGINE WITH EXTERNAL PULATED COMBUSTION CHAMBER AND FREE TURBINE - Google Patents
GAS TURBINE ENGINE WITH EXTERNAL PULATED COMBUSTION CHAMBER AND FREE TURBINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU221901U1 RU221901U1 RU2023121378U RU2023121378U RU221901U1 RU 221901 U1 RU221901 U1 RU 221901U1 RU 2023121378 U RU2023121378 U RU 2023121378U RU 2023121378 U RU2023121378 U RU 2023121378U RU 221901 U1 RU221901 U1 RU 221901U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- air
- chamber
- fuel
- pulsating
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 81
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 44
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Abstract
Задачей полезной модели является повышение работоспособности двигательной установки за счет увеличения мощности на валу турбины и повышение тяги газотурбинного двигателя и улучшение конструктивно-массовой компоновки на летательном аппарате. Применение предлагаемого газотурбинного двигателя позволяет улучшить конструктивно-массовую компоновку на летательном аппарате за счет использования второй камеры пульсирующего горения, которая дополнительно воздействует реактивной струей продуктов сгорания на лопатки турбины, увеличивая при этом крутящий момент, и повышает тягу газотурбинного двигателя. 1 ил. The purpose of the utility model is to increase the performance of the propulsion system by increasing the power on the turbine shaft and increasing the thrust of the gas turbine engine and improving the structural and mass layout of the aircraft. The use of the proposed gas turbine engine makes it possible to improve the structural and mass layout of the aircraft through the use of a second pulsating combustion chamber, which additionally acts as a jet stream of combustion products on the turbine blades, thereby increasing the torque and increasing the thrust of the gas turbine engine. 1 ill.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к аэрокосмической технике, может быть использована на летательных аппаратах, применяемых как в народном хозяйстве, так и оборонной промышленности, и предназначена улучшить технико-экономические и расходные параметры двигательных установок.The proposed utility model relates to aerospace technology, can be used on aircraft used both in the national economy and the defense industry, and is intended to improve the technical, economic and consumption parameters of propulsion systems.
Известен пульсирующий детонационный однокамерный ракетный двигатель с комбинированной системой истечения продуктов сгорания, работающий на жидких компонентах топлива водороде и кислороде, содержащий баки с окислителем и горючим, камеру сгорания, сопло Лаваля, клапаны окислителя и горючего, систему зажигания, теплообменники систем горючего и окислителя, размещенные на камере сгорания, а также ресиверы горючего и окислителя, резонансную трубу, установленную в закритической части сопла Лаваля (RU №51118, 2006 г.).Known is a pulsating detonation single-chamber rocket engine with a combined exhaust system of combustion products, operating on liquid fuel components hydrogen and oxygen, containing tanks with oxidizer and fuel, combustion chamber, Laval nozzle, oxidizer and fuel valves, ignition system, heat exchangers of fuel and oxidizer systems placed on the combustion chamber, as well as fuel and oxidizer receivers, a resonance tube installed in the supercritical part of the Laval nozzle (RU No. 51118, 2006).
Недостатком данного пульсирующего детонационного однокамерного ракетного двигателя является небольшой ресурс работы впускных клапанов из-за воздействия на них горячего пульсирующего газового потока; невозможность использования атмосферного воздуха в качестве окислителя и засорение трубопроводов подачи горючего и реагента.The disadvantage of this pulsating detonation single-chamber rocket engine is the short service life of the intake valves due to the effect of a hot pulsating gas flow on them; impossibility of using atmospheric air as an oxidizer and clogging of fuel and reagent supply pipelines.
Также известен комбинированный воздушно-ракетный двигатель с прямоточной камерой пульсирующего горения, форкамерой и системой воздушного запуска, содержащий баки с окислителем и горючим, камеру сгорания, сопло Лаваля, клапаны окислителя и горючего, систему зажигания, резонансную трубу, установленную в закритической части сопла Лаваля, в него введены форкамера с обратным воздушно-кислородным клапаном, установленная под углом 90 градусов к оси камеры сгорания и соединенная с воздухозаборником с дроссельной заслонкой, баллон с азотом, соединенный трубопроводом системы воздушного запуска через установленный в нем кран пуска азота и обратный клапан системы воздушного запуска с воздухозаборником, а трубопровод системы воздушного запуска соединен с баком окислителя через наддувающий трубопровод и кран пуска окислителя, в бак окислителя установлен трубопровод подачи окислителя, соединенный через теплообменник, установленный на резонансной трубе через клапан окислителя, с обратным воздушно-кислородным клапаном форкамеры, бак с горючим соединен с форкамерой, трубопроводом отбора газообразных продуктов горения, с обратным клапаном и трубопроводом подачи горючего через клапан горючего с топливной форсункой, установленной в форкамере, при этом трубопровод системы воздушного запуска после обратного клапана системы воздушного запуска соединен трубопроводом наддува с трубопроводом отбора газообразных продуктов горения после обратного клапана. (RU №114343,2012 г.).Also known is a combined air-rocket engine with a direct-flow pulsating combustion chamber, a prechamber and an air starting system, containing tanks with oxidizer and fuel, a combustion chamber, a Laval nozzle, oxidizer and fuel valves, an ignition system, a resonance tube installed in the supercritical part of the Laval nozzle, it contains a prechamber with a check air-oxygen valve installed at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber and connected to an air intake with a throttle valve, a nitrogen cylinder connected by a pipeline of the air starting system through a nitrogen start valve installed in it and a check valve of the air starting system with an air intake, and the pipeline of the air starting system is connected to the oxidizer tank through the pressurizing pipeline and the oxidizer start valve, the oxidizer supply pipeline is installed in the oxidizer tank, connected through a heat exchanger installed on the resonance pipe through the oxidizer valve, with the air-oxygen check valve of the prechamber, tank with fuel is connected to the pre-chamber, the pipeline for the selection of gaseous combustion products, with a check valve and the fuel supply pipeline through the fuel valve with a fuel injector installed in the pre-chamber, while the pipeline of the air starting system after the check valve of the air starting system is connected by a pressurization pipeline to the pipeline for the selection of gaseous combustion products after the check valve. (RU No. 114343, 2012).
Недостатком является высокая теплонапряженность конструктивных элементов двигателя.The disadvantage is the high thermal stress of the engine structural elements.
Наиболее близким по технической сущности решением является газотурбинный двигатель с внешней камерой пульсирующего горения и свободной турбиной, форкамерой и системой воздушного запуска, содержащий бак с горючим, камеру сгорания, систему зажигания, резонансную трубу, форкамеру с обратным воздушным клапаном, установленную под углом 90 градусов к оси камеры сгорания, соединенную с воздухозаборником, систему воздушного запуска с обратным клапаном, бак с горючим соединен с форкамерой трубопроводом отбора газообразных продуктов горения, с обратным клапаном и трубопроводом подачи горючего к топливной форсунке, установленной в форкамере, в него введены корпус, внутри которого последовательно расположены на одном валу двигателя, изготовленного из композитного материала, электрогенератор, компрессор, свободная турбина, насос горючего, установленный между фильтром бака горючего и обратным клапаном, система зажигания, состоящая из свечи зажигания и электронного блока зажигания, система воздушного запуска, включающая последовательно расположенные внешний источник-компрессор, входной штуцер, фильтр, воздушный клапан, соединенные с камерой пульсирующего горения, топливная форсунка выполнена в виде регулятора-смесителя, резонансная труба выполнена П-образной и обращена вершиной в сторону выхода потока смеси внутри корпуса и соединяет выход камеры пульсирующего горения со входом подачи газа на лопатки турбины (RU №214950, 2022 г.).The closest solution in technical essence is a gas turbine engine with an external pulsating combustion chamber and a free turbine, a pre-chamber and an air starting system, containing a fuel tank, a combustion chamber, an ignition system, a resonance pipe, a pre-chamber with a check air valve installed at an angle of 90 degrees to axis of the combustion chamber connected to the air intake, an air starting system with a check valve, a fuel tank is connected to the pre-chamber by a pipeline for sampling gaseous combustion products, with a check valve and a fuel supply pipeline to the fuel injector installed in the pre-chamber; a housing is inserted into it, inside which in series located on one engine shaft made of composite material, an electric generator, a compressor, a free turbine, a fuel pump installed between the fuel tank filter and a check valve, an ignition system consisting of a spark plug and an electronic ignition unit, an air starting system including sequentially located external source-compressor, inlet fitting, filter, air valve connected to the pulsating combustion chamber, the fuel injector is made in the form of a regulator-mixer, the resonance tube is U-shaped and faces the apex towards the outlet of the mixture flow inside the housing and connects the output of the pulsating combustion chamber with gas supply inlet to the turbine blades (RU No. 214950, 2022).
Недостатком является снижение мощности, крутящего момента на валу турбины при включении потребителей электрического тока.The disadvantage is a decrease in power and torque on the turbine shaft when electrical consumers are turned on.
Задачей полезной модели является повышение работоспособности двигательной установки за счет увеличения мощности на валу турбины и повышение тяги газотурбинного двигателя и улучшение конструктивно-массовой компоновки на летательном аппарате.The purpose of the utility model is to increase the performance of the propulsion system by increasing the power on the turbine shaft and increasing the thrust of the gas turbine engine and improving the structural and mass layout of the aircraft.
Техническим результатом является увеличение крутящего момента на валу турбины за счет использования второй камеры пульсирующего горения, которая дополнительно воздействует реактивной струей продуктов сгорания на лопатки турбины, увеличивая при этом крутящий момент, и повышение тяги газотурбинного двигателя.The technical result is an increase in torque on the turbine shaft through the use of a second pulsating combustion chamber, which additionally acts as a jet stream of combustion products on the turbine blades, thereby increasing the torque and increasing the thrust of the gas turbine engine.
Сущность полезной модели заключается в том, что газотурбинный двигатель с внешней камерой пульсирующего горения и свободной турбиной, форкамерой и системой воздушного запуска, содержащий бак с горючим, камеру сгорания, систему зажигания, резонансную трубу, форкамеру с обратным воздушным клапаном, установленную под углом 90 градусов к оси камеры сгорания, соединенную с воздухозаборником, систему воздушного запуска с обратным клапаном, бак с горючим соединен с форкамерой трубопроводом отбора газообразных продуктов горения, с обратным клапаном и трубопроводом подачи горючего к топливной форсунке, установленной в форкамере, корпус, внутри которого последовательно расположены на одном валу двигателя, изготовленного из композитного материала, электрогенератор, компрессор, свободная турбина, насос горючего, установленный между фильтром бака горючего и обратным клапаном, система зажигания, состоящая из свечи зажигания и электронного блока зажигания, система воздушного запуска, включающая последовательно расположенные внешний источник-компрессор, входной штуцер, фильтр, воздушный клапан, соединенные с камерой пульсирующего горения, топливная форсунка выполнена в виде регулятора-смесителя, резонансная труба обращена вершиной в сторону выхода потока смеси внутри корпуса и соединяет выход камеры пульсирующего горения со входом подачи газа на лопатки турбины, снабжен дополнительной камерой пульсирующего горения, габариты и тяга которой одинаковы с основной камерой пульсирующего горения, установленной диаметрально противоположно относительно продольной оси корпуса, выход дополнительной камеры пульсирующего горения соединен со входом подачи газа на лопатки турбины, дополнительная камера пульсирующего горения снабжена форкамерой с обратным воздушным клапаном, установленной под углом 90 градусов к оси камеры сгорания, соединенной с воздухозаборником и снабжена системой зажигания, состоящей из свечи зажигания и электронного блока зажигания, также дополнительная камера пульсирующего горения подключена к системе воздушного запуска и включает, последовательно расположенные, внешний источник-компрессор, входной штуцер, фильтр, воздушный клапан и подключена к баку с горючим через форкамеру с обратным клапаном и трубопроводом подачи горючего к топливной форсунке, которая установлена в форкамере и выполнена в виде регулятора-смесителя,The essence of the utility model is that a gas turbine engine with an external pulsating combustion chamber and a free turbine, a pre-chamber and an air starting system, containing a fuel tank, a combustion chamber, an ignition system, a resonance pipe, a pre-chamber with a check air valve installed at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber, connected to the air intake, an air starting system with a check valve, a fuel tank connected to the pre-chamber by a pipeline for sampling gaseous combustion products, with a check valve and a fuel supply pipeline to the fuel injector installed in the pre-chamber, a housing, inside of which there are sequentially located one engine shaft made of composite material, an electric generator, a compressor, a free turbine, a fuel pump installed between the fuel tank filter and a check valve, an ignition system consisting of a spark plug and an electronic ignition unit, an air starting system including sequentially located external sources - compressor, inlet fitting, filter, air valve connected to the pulsating combustion chamber, the fuel injector is made in the form of a regulator-mixer, the resonance tube faces its apex towards the outlet of the mixture flow inside the housing and connects the output of the pulsating combustion chamber with the inlet of the gas supply to the turbine blades, equipped with an additional pulsating combustion chamber, the dimensions and thrust of which are the same as the main pulsating combustion chamber, installed diametrically opposite to the longitudinal axis of the housing, the output of the additional pulsating combustion chamber is connected to the inlet of the gas supply to the turbine blades, the additional pulsating combustion chamber is equipped with a pre-chamber with a check air valve, installed at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber, connected to the air intake and equipped with an ignition system consisting of a spark plug and an electronic ignition unit, also an additional pulsating combustion chamber is connected to the air starting system and includes, in series, an external source-compressor, an inlet fitting , filter, air valve and is connected to the fuel tank through a pre-chamber with a check valve and a fuel supply pipeline to the fuel injector, which is installed in the pre-chamber and is designed as a regulator-mixer,
Новизна заключатся в том, что снабжен дополнительной камерой пульсирующего горения, габариты и тяга которой одинаковы с основной камерой пульсирующего горения, установленной диаметрально противоположно относительно продольной оси корпуса, выход дополнительной камеры пульсирующего горения соединен со входом подачи газа на лопатки турбины, дополнительная камера пульсирующего горения снабжена форкамерой с обратным воздушным клапаном, установленной под углом 90 градусов к оси камеры сгорания, соединенной с воздухозаборником и снабжена системой зажигания, состоящей из свечи зажигания и электронного блока зажигания, также дополнительная камера пульсирующего горения подключена к системе воздушного запуска и включает, последовательно расположенные, внешний источник-компрессор, входной штуцер, фильтр, воздушный клапан и подключена к баку с горючим через форкамеру с обратным клапаном и трубопроводом подачи горючего к топливной форсунке, которая установлена в форкамере и выполнена в виде регулятора-смесителя,The novelty lies in the fact that it is equipped with an additional pulsating combustion chamber, the dimensions and thrust of which are the same as the main pulsating combustion chamber, installed diametrically opposite to the longitudinal axis of the housing, the output of the additional pulsating combustion chamber is connected to the inlet of the gas supply to the turbine blades, the additional pulsating combustion chamber is equipped with a pre-chamber with a reverse air valve, installed at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber, connected to the air intake and equipped with an ignition system consisting of a spark plug and an electronic ignition unit, also an additional pulsating combustion chamber is connected to the air starting system and includes, in series, an external source-compressor, inlet fitting, filter, air valve and connected to the fuel tank through a pre-chamber with a check valve and a fuel supply pipeline to the fuel injector, which is installed in the pre-chamber and is designed as a regulator-mixer,
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.An analysis of known technical solutions (analogues) in the field under study and related fields allows us to conclude that they do not contain features similar to the essential distinctive features in the claimed device.
На фиг. изображена пневмогидравлическая схема полезной модели.In fig. The pneumohydraulic diagram of the utility model is shown.
Внутри корпуса 1 последовательно расположены на одном валу 2 двигателя, изготовленного из композитного материала, электрогенератор 3, компрессор 4, свободная турбина 5. Также внутри корпуса 1 закреплена резонансная труба 6, которая соединяет вход подачи газа на лопатки турбины 5 с выходом камеры пульсирующего горения 7, к которой прикреплена форкамера 8, установленная под углом 90 градусов к оси камеры пульсирующего сгорания 7, с обратным воздушным клапаном 9, соединенная с воздухозаборником 10. В форкамере 8 закреплены свеча зажигания 11, связанная с электронным блоком зажигания 12, регулятор-смеситель 13 соединен трубопроводом отбора газообразных продуктов горения, с обратным клапаном 14 и трубопроводом подачи горючего через насос горючего 15 с двигателем 16 фильтром 17 с баком с горючего 18. Система воздушного запуска, включающая последовательно расположенные внешний источник-компрессор 19, входной штуцер 20, фильтр 21, воздушный клапан 22, соединенные с камерой пульсирующего горения 7.Inside the housing 1, there are sequentially located on one shaft 2 of an engine made of composite material, an electric generator 3, a compressor 4, and a free turbine 5. Also inside the housing 1 there is a resonance pipe 6, which connects the gas supply inlet to the turbine blades 5 with the output of the pulsating combustion chamber 7 , to which is attached a pre-chamber 8, installed at an angle of 90 degrees to the axis of the pulsating combustion chamber 7, with a check air valve 9, connected to the air intake 10. In the pre-chamber 8, a spark plug 11 is fixed, connected to an electronic ignition unit 12, a regulator-mixer 13 is connected a pipeline for sampling gaseous combustion products, with a check valve 14 and a fuel supply pipeline through a fuel pump 15 with an engine 16, a filter 17 with a fuel tank 18. An air starting system, including a sequential external source-compressor 19, an inlet fitting 20, a filter 21, an air valve 22 connected to pulsating combustion chamber 7.
Газотурбинный двигатель снабжен дополнительной камерой пульсирующего горения 23, габариты и тяга которой одинаковы с основной камерой пульсирующего горения 7, установленной диаметрально противоположно относительно продольной оси корпуса 1. Также внутри корпуса 1 закреплена резонансная труба 24, которая соединяет вход подачи газа на лопатки турбины 5 с выходом дополнительной камеры пульсирующего горения 23.The gas turbine engine is equipped with an additional pulsating combustion chamber 23, the dimensions and thrust of which are the same as the main pulsating combustion chamber 7, installed diametrically opposite to the longitudinal axis of the housing 1. Also installed inside the housing 1 is a resonance pipe 24, which connects the gas supply inlet to the turbine blades 5 with the outlet additional pulsating combustion chamber 23.
Дополнительная камера пульсирующего горения 23 снабжена форкамерой 25 с обратным воздушным клапаном 26, установленной под углом 90 градусов к оси камеры сгорания 23, соединенной с воздухозаборником 27.The additional pulsating combustion chamber 23 is equipped with a pre-chamber 25 with a check air valve 26, installed at an angle of 90 degrees to the axis of the combustion chamber 23, connected to the air intake 27.
В форкамере 25 закреплены свеча зажигания 28, связанная с электронным блоком зажигания 12, регулятор-смеситель 29 соединен трубопроводом отбора газообразных продуктов горения, с обратным клапаном 30 и трубопроводом подачи горючего через насос горючего 15 с двигателем 16 фильтром 17 с баком с горючего 18.In the prechamber 25 there is fixed a spark plug 28 connected to an electronic ignition unit 12, a regulator-mixer 29 is connected by a pipeline for sampling gaseous combustion products, with a check valve 30 and a fuel supply pipeline through a fuel pump 15 with an engine 16, a filter 17 with a fuel tank 18.
Дополнительная камера пульсирующего горения 23 подключена к системе воздушного запуска и включает, последовательно расположенные, внешний источник-компрессор 19, входной штуцер 20, фильтр 21, воздушный клапан 22 и подключена к баку с горючим через форкамеру 25 с обратным клапаном 30 и трубопроводом подачи горючего к топливной форсунке, которая установлена в форкамере 25 и выполнена в виде регулятора-смесителя 29.An additional pulsating combustion chamber 23 is connected to the air starting system and includes, in series, an external source-compressor 19, an inlet fitting 20, a filter 21, an air valve 22 and is connected to the fuel tank through a pre-chamber 25 with a check valve 30 and a fuel supply pipeline to fuel injector, which is installed in the pre-chamber 25 and is made in the form of a regulator-mixer 29.
Газотурбинный двигатель с внешней камерой пульсирующего горения и свободной турбиной работает следующим образом.A gas turbine engine with an external pulsating combustion chamber and a free turbine operates as follows.
Подается напряжение 12 В на электронный блок зажигания 12 и электродвигатель 16 насоса горючего 15. От внешнего источника-компрессора 19, через входной штуцер 20 и фильтр 21, нагнетается атмосферный воздух через воздушный клапан 22 в камеру пульсирующего горения 7 и через воздушный клапан 22 в дополнительную камеру пульсирующего горения 23. Одновременно насос горючего 15 подает топливо из бака 18 через фильтр 17 и обратный клапан 14 в регулятор-смеситель 13 и обратный клапан 30 в регулятор-смеситель 29, где оно распыляется в потоке воздуха.A voltage of 12 V is supplied to the electronic ignition unit 12 and the electric motor 16 of the fuel pump 15. From an external source-compressor 19, through the inlet fitting 20 and filter 21, atmospheric air is pumped through the air valve 22 into the pulsating combustion chamber 7 and through the air valve 22 into the additional pulsating combustion chamber 23. At the same time, the fuel pump 15 supplies fuel from the tank 18 through the filter 17 and check valve 14 to the regulator-mixer 13 and the check valve 30 to the regulator-mixer 29, where it is sprayed in the air flow.
Топливно-воздушная смесь, попав в камеру пульсирующего горения 7 и дополнительную камеру пульсирующего горения 23, воспламеняется от свечей зажигания 11 и 27, сгорая при постоянном объеме, образуют газ с температурой в ядре потока около 1200 К и повышенным давлением. Горячий газ под избыточным давлением истекает через резонансную трубу 6 и одновременно закрывает обратные клапаны 22 и 14, прекращая, соответственно, подачу воздуха и горючего в камеру пульсирующего горения 7, а также горячий газ под избыточным давлением истекает через резонансную трубу 24 и одновременно закрывает обратные клапаны 30 и 22, прекращая, соответственно, подачу воздуха и горючего в дополнительную камеру пульсирующего горения 23.The fuel-air mixture, having entered the pulsating combustion chamber 7 and the additional pulsating combustion chamber 23, is ignited by spark plugs 11 and 27, burning at a constant volume, forming a gas with a temperature in the flow core of about 1200 K and increased pressure. Hot gas under excess pressure flows through the resonance pipe 6 and simultaneously closes the check valves 22 and 14, stopping, respectively, the supply of air and fuel into the pulsating combustion chamber 7, and hot gas under excess pressure flows through the resonance pipe 24 and simultaneously closes the check valves 30 and 22, stopping, respectively, the supply of air and fuel to the additional pulsating combustion chamber 23.
Продукты сгорания выходят из резонансных труб 6 и 24 и цикл горения прекращается. При этом горячий газ, проходя через резонансные трубы 6 и 24, по инерции увлекают массы газа из камеры пульсирующего горения 7 и дополнительной камеры пульсирующего горения 23, создает перепад давлений между внутренней полостью камеры пульсирующего горения 7 и дополнительной камеры пульсирующего горения 23 и внешней средой. Клапаны 22, 14, 30 открываются под действием напора атмосферного воздуха и давления горючего от насоса 15, соответственно. Атмосферный воздух и горючее смешиваются, поступают в форкамеры 8 и 25, воспламеняются, перетекают в камеру пульсирующего горения 7 и дополнительную камеру пульсирующего горения 23 и цикл горения при постоянном объеме повторяется.Combustion products leave resonance pipes 6 and 24 and the combustion cycle stops. In this case, the hot gas, passing through the resonance pipes 6 and 24, by inertia entrains masses of gas from the pulsating combustion chamber 7 and the additional pulsating combustion chamber 23, creating a pressure difference between the internal cavity of the pulsating combustion chamber 7 and the additional pulsating combustion chamber 23 and the external environment. Valves 22, 14, 30 open under the influence of atmospheric air pressure and fuel pressure from pump 15, respectively. Atmospheric air and fuel mix, enter prechambers 8 and 25, ignite, flow into pulsating combustion chamber 7 and additional pulsating combustion chamber 23, and the combustion cycle at a constant volume is repeated.
Пульсирующий высокотемпературный газовый поток движется по резонансным трубам 6 и 24, поступает на лопатки турбины 5, которые придают вращение валу воздушного компрессора 4. Потом поток воздуха смешивается со сработавшим газом с турбины 5 и выбрасывается в атмосферу, создавая тягу в два раза большую, чем от одной камеры пульсирующего горения.A pulsating high-temperature gas flow moves through resonant pipes 6 and 24, enters the blades of turbine 5, which rotate the shaft of the air compressor 4. Then the air flow is mixed with the exhaust gas from turbine 5 and released into the atmosphere, creating a thrust twice as large as that from one pulsating combustion chamber.
Вал 2 двигателя изготавливается из композитного материала, не проводящего тепло. Такое конструкторское решение не позволяет тепловому потоку с турбины 5 перейти на корпус 1 двигателя и подшипники. Это позволяет отказаться от системы жидкой смазки подшипников, состоящей из насоса, радиатора охлаждения, трубопроводов, фильтров и т.п.The motor shaft 2 is made of a composite material that does not conduct heat. This design solution does not allow the heat flow from turbine 5 to pass to the engine housing 1 and bearings. This eliminates the need for a liquid lubrication system for bearings, consisting of a pump, cooling radiator, pipelines, filters, etc.
Свободная газовая турбина 5 вращает компрессор 4, который нагнетает воздух и одновременно вращает электрогенератор 3, который обеспечивает системы двигателя электрическим постоянным током. Применение свободной турбины 5 не требует согласования баланса мощностей между компрессором 4, турбиной 5, системой подачи горючего от насоса 15. Частота вращения двигателя ограничивается только прочностью материалов конструкции и подшипников.The free gas turbine 5 rotates the compressor 4, which pumps air and simultaneously rotates the electric generator 3, which supplies the engine systems with electric direct current. The use of a free turbine 5 does not require coordination of the power balance between the compressor 4, turbine 5, and the fuel supply system from pump 15. The engine speed is limited only by the strength of the construction materials and bearings.
После выхода на устойчивый режим внешний источник-компрессор 19 воздуха отключается, при этом закрывается воздушный клапан 22, и воздух поступает с воздухозаборника 10 через обратный воздушный клапан 9 в форкамеру 8, установленную под углом 90 градусов к оси камеры пульсирующего сгорания 7, а также воздух поступает с воздухозаборника 27 через обратный воздушный клапан 26 в форкамеру 25, установленную под углом 90 градусов к оси дополнительной камеры пульсирующего сгорания 23.After reaching a stable mode, the external air source-compressor 19 is turned off, while the air valve 22 is closed, and air flows from the air intake 10 through the check air valve 9 into the prechamber 8, installed at an angle of 90 degrees to the axis of the pulsating combustion chamber 7, as well as air enters from the air intake 27 through the check air valve 26 into the pre-chamber 25, installed at an angle of 90 degrees to the axis of the additional pulsating combustion chamber 23.
Таким образом, применение предлагаемого газотурбинного двигателя позволяет улучшить конструктивно-массовую компоновку на летательном аппарате за счет использования второй камеры пульсирующего горения, которая дополнительно воздействует реактивной струей продуктов сгорания на лопатки турбины, увеличивая при этом крутящий момент, и повышает тягу газотурбинного двигателя.Thus, the use of the proposed gas turbine engine makes it possible to improve the structural and mass layout of the aircraft through the use of a second pulsating combustion chamber, which additionally acts as a jet stream of combustion products on the turbine blades, thereby increasing the torque and increasing the thrust of the gas turbine engine.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU221901U1 true RU221901U1 (en) | 2023-11-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU228301U1 (en) * | 2024-04-02 | 2024-08-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | GAS TURBINE ENGINE WITH AN EXTERNAL PULSED COMBUSTION CHAMBER AND A FREE TURBINE |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU79493A1 (en) * | 1948-06-07 | 1948-11-30 | Л.М. Майзель | Auxiliary pulsed combustion chamber for a direct-acting diesel engine |
| RU120193U1 (en) * | 2012-04-09 | 2012-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АэроМах" | PULSING COMBUSTION HEAT GENERATOR |
| RU214950U1 (en) * | 2022-08-08 | 2022-11-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | GAS TURBINE ENGINE WITH EXTERNAL PULSE COMBUSTION CHAMBER AND FREE TURBINE |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU79493A1 (en) * | 1948-06-07 | 1948-11-30 | Л.М. Майзель | Auxiliary pulsed combustion chamber for a direct-acting diesel engine |
| RU120193U1 (en) * | 2012-04-09 | 2012-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АэроМах" | PULSING COMBUSTION HEAT GENERATOR |
| RU214950U1 (en) * | 2022-08-08 | 2022-11-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | GAS TURBINE ENGINE WITH EXTERNAL PULSE COMBUSTION CHAMBER AND FREE TURBINE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU228301U1 (en) * | 2024-04-02 | 2024-08-22 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | GAS TURBINE ENGINE WITH AN EXTERNAL PULSED COMBUSTION CHAMBER AND A FREE TURBINE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW467994B (en) | Enhanced method of closed vessel combustion | |
| PL179811B1 (en) | Engine with water injection into its cylinder | |
| RU2516769C2 (en) | Intermittent internal combustion gas turbine | |
| CN110486151B (en) | Dimethyl ether compression ignition type rotary engine and control method thereof | |
| RU2561757C1 (en) | Three-component air-jet engine | |
| CN109681317A (en) | A kind of water spray reduces by the zero nitrogen HC fuel spark ignition type zero-turn handset and its control method of cylinder temperature | |
| Rhee et al. | Experimental study on a rotating detonation turbine engine with an axial turbine | |
| Raviteja et al. | Performance enhancement of a small two-stroke engine using nitromethane blends | |
| RU221901U1 (en) | GAS TURBINE ENGINE WITH EXTERNAL PULATED COMBUSTION CHAMBER AND FREE TURBINE | |
| RU214950U1 (en) | GAS TURBINE ENGINE WITH EXTERNAL PULSE COMBUSTION CHAMBER AND FREE TURBINE | |
| CN109681318B (en) | Hydrocarbon fuel ignition type zero-nitrogen rotor machine with oxygen as oxidant and control method thereof | |
| RU228301U1 (en) | GAS TURBINE ENGINE WITH AN EXTERNAL PULSED COMBUSTION CHAMBER AND A FREE TURBINE | |
| RU2324830C1 (en) | Free-piston gas generator of self-propelling engine with one compressor drive cylinder | |
| US10968866B2 (en) | Gas engine, method for operating a gas engine and generator set | |
| CN107218155B (en) | A kind of pulse ignite in advance can steady operation detonation engine | |
| EP0146624A1 (en) | Process of intensification of the thermoenergetical cycle and air jet propulsion engines. | |
| EP0200733A1 (en) | Fuel vaporization and injection system | |
| RU114343U1 (en) | COMBINED AIR-ROCKET ENGINE WITH PULSE-BURNING DIRECTIONAL CAMERA, FORCAMERA AND AIR START SYSTEM | |
| RU2594828C1 (en) | Propulsion engine of supersonic aircraft | |
| Nomura et al. | Hydrogen combustion test in a small gas turbine | |
| RU226462U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE PRE-STARTING SYSTEM | |
| RU2591361C1 (en) | Engine of hypersonic aircraft | |
| RU2349775C1 (en) | Nuclear gas-turbine aviation engine | |
| RU154857U1 (en) | GENERATOR | |
| RU2772450C1 (en) | Method for supplying combustible gas and diesel fuel to the working cylinders of the gas diesel |