RU2282047C1 - Воздушная реактивная двигательная установка - Google Patents
Воздушная реактивная двигательная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282047C1 RU2282047C1 RU2004137436/11A RU2004137436A RU2282047C1 RU 2282047 C1 RU2282047 C1 RU 2282047C1 RU 2004137436/11 A RU2004137436/11 A RU 2004137436/11A RU 2004137436 A RU2004137436 A RU 2004137436A RU 2282047 C1 RU2282047 C1 RU 2282047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- nozzles
- cavity
- nozzle
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям быстроходных судов (на воздушной подушке, на подводных крыльях) и других плавсредств, и оно может быть применено для наземного и воздушного транспорта. Воздушная реактивная двигательная установка содержит на одной оси не менее двух сужающихся сопел, герметично соединенных между собой. Каждое сопло жестко или с возможностью осевого перемещения введено коаксиально в следующее по ходу движения воздуха сопло с образованием между соплами полости (полостей). Не менее чем одна полость сообщена с устройствами подачи и отсоса газа (воздуха). Не менее чем в одной полости размещены впускные клапаны на ее стенке и средства энерговозбуждения газа (воздуха). В полостях размещены датчики давления, на входном и выходном соплах - датчики скорости потока с выдачей информации с датчиков на блок управления работой установки. Технический результат заключается в том, что изобретение позволяет повысить эффективность транспортных средств, в частности уменьшить массу, габариты двигательной установки, запасы и расход топлива, разместить дополнительно полезные грузы. 3 ил.
Description
Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям быстроходных судов (на воздушной подушке, на подводных крыльях) и других плавсредств. Может быть применено для наземного и воздушного транспорта.
Известны воздушные реактивные двигательные установки (ВРДУ), состоящие из воздушных винтов с приводом, в том числе в направляющих насадках, размещаемых на судах с воздушной подушкой [1].
Недостатки ВРДУ - большие габариты, особенно у судов с большим водоизмещением, ограниченная мощность одного агрегата, высокие коэффициенты нагрузки винтов, относительно низкая эффективность. У винтов в насадке кроме этого - технологические трудности изготовления, эрозия внутренней поверхности насадка. Это исключает возможность создания больших экономичных судов на воздушной подушке.
Известны воздушные реактивные двигатели, применяемые в авиации, основными элементами газовоздушного тракта которых являются компрессор, камера сгорания, турбина и выходное сопло [2].
Недостатки (применительно к использованию на судах) - наличие сложной и дорогой турбокомпрессорной группы, большой расход топлива, большие эксплуатационные расходы.
Известно устройство для создания силы тяги, содержащее компрессор с приводом и ресивер с соплами, выполненными в торцевой стенке устройства в виде щелевых каналов [3]. Принято за прототип.
Недостатки - сравнительно низкая эффективность, отсутствие средств, позволяющих существенно уменьшить расход топлива и необходимые запасы топлива для судна.
Технический результат изобретения - повышение эффективности, в частности уменьшение удельных массо-габаритных характеристик двигательной установки, снижение необходимых запасов и расхода топлива, возможность размещения на судне дополнительно полезного груза, увеличение дальности плавания.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем сопла и технические средства для получения воздуха с заданными параметрами, дополнительно используются средства энерговозбуждения, при этом применены не менее чем два сужающихся сопла, герметично соединенных между собой, каждое сопло жестко или с возможностью осевого перемещения введено коаксиально в следующее по ходу движения воздуха сопло с образованием между соплами полости (полостей), причем не менее чем одна полость сообщена с устройствами подачи и отсоса воздуха и не менее чем в одной полости размещены впускные клапаны на ее стенке и средства энерговозбуждения газа (воздуха), в полостях размещены датчики давления, на входном и выходном соплах - датчики скорости потока с выдачей информации с датчиков на блок управления работой установки.
Схема предлагаемого изобретения изображена на фиг.2, а один из вариантов размещения воздушной реактивной двигательной установки на судне с воздушной подушкой - на фиг.1 и 3.
Установка (фиг.2) содержит размещенные на одной оси сужающееся сопло 1 с входным отверстием 2 и критическим сечением 3, сопло 4 с критическим сечением 5 и полость 6 между этими соплами. В полости 6 помещены средства энерговозбуждения газа (воздуха) 7, и впускные клапаны 9, например, на стенке 8 полости. Далее по ходу движения воздуха следуют сопло 10 с критическим сечением 11 и сопло 12 с критическим сечением 13 и выходным соплом 14. Между соплами 4 и 10 имеется полость 15, между соплами 10 и 12, полость 16. При этом сопла 1 и 4, а также 4 и 10, 10 и 12 соединены между собой герметично. К полостям 6, 15 и 16 подсоединены устройства 17 отсоса и подачи воздуха внутрь этих полостей. Датчики и блок управления на фигурах не показаны.
Устройство работает следующим образом. Рассмотрим случай, когда скорость воздуха на входе в установку отсутствует или недостаточна для разгона и устойчивой работы установки. Для включения двигателя производят энерговозбуждение (например, ионизацию) воздуха в полости 6 с использованием одного или нескольких средств ионизации 7, размещенных в полости. При этом впускные клапаны 9 закрыты. Такими средствами ионизации могут быть нанесенные на внутренние поверхности стенки полости электроды, соединенные с полюсами источника напряжения электротока, или магнитные полосы. Средствами ионизации могут быть также источник искусственного потока элементарных частиц с энергией в интервале от 10 эВ до 1,2·1045 эВ или нанесенные на стенки полости покрытия, содержащие радиоактивные элементы. Ионизацию осуществляют, например, возбуждением в воздухе в полости электрического разряда переменным электрическим и/или магнитным полем или путем ввода в полость катализатора процесса ионизации (инертный газ (например, аргон), элементы четвертой группы периодической таблицы химических элементов (например, углерод)) и др. В результате ионизации молекулы воздуха (азота и кислорода) частично разрушаются с выделением большого количества тепла и кинетической энергии [4]. Поток расширенного в полости 6 газа вылетает к центральной оси устройства, увлекая (эжектируя) при этом воздух из внешней среды через входное отверстие 2. Затем клапаны 9 открываются и в полость 6 поступает (впрыскивается) газ (воздух) из внешней среды или от источника сжатого газа (воздуха). После этого клапаны закрываются. Частота выполнения таких операций (пульсаций) регулируется и может быть достаточно высокой, чтобы обеспечить квазинепрерывный характер работы. Величина реактивной тяги при этом должна обеспечить ход судна с заданной скоростью. Когда скорость потока газа, идущего из полости 6, с учетом эжектируемого из внешней среды воздуха (через сопло 1) между сечениями 5 и 11 будет достаточной для эжекции воздуха из полости 15, в последней возникнет некоторое разрежение. Оно будет способствовать повышению перепада давлений между сечениями 2 и 11 и тем самым увеличению скорости истечения и расхода воздуха через входное отверстие 2. Это в свою очередь приведет к усилению вакуумирования полости 15. Такие процессы будут происходить до тех пор, пока перестанет повышаться вакуум в полости. Здесь возможны два исхода. Первый, когда величиной вакуума в полости 15 не управляют, скорость потока будет наибольшей при технически возможной степени вакуума (за счет самовакуумирования [5]). Второй исход, когда, наоборот, величину вакуума назначают и поддерживают в полости 15 искусственно, скорость потока при этом будет управляемой. При установлении постоянной скорости потока частоту пульсаций постепенно уменьшают вплоть до полного выключения. Движитель начинает работать только за счет засасывания в сопло 15 воздуха из внешней среды вакуумом этой полости. После прекращения пульсаций возникает разрежение и в полости 6. При дальнейшем самовакуумировании полостей 6, 15 и 16 в выходном сопле 14 без управления скоростью потока на выходе установки возникает устойчивый сверхзвуковой поток воздуха.
Регулировка скорости (мощности) потока воздуха на выходе из движителя в реальном времени производится путем управления величиной вакуума в полостях 6, 15 и 16. Для этого предусмотрены устройства 17 для отсоса воздуха при необходимости увеличения скорости и подачи воздуха (принудительно или путем сообщения полости с внешней средой) для уменьшения скорости потока. Для управления работой установки используются показания датчиков давления, размещенных в полостях, датчиков скорости потока на входе и выходе из установки, а также показания устройств 17, поступающие в блок управления его работой.
Таким образом, установка может быть использована для обеспечения широкого диапазона скоростей потока на выходе из устройства для движения транспортных средств, начиная с нуля.
На фиг.1 и 3 показан один из возможных вариантов размещения воздушных реактивных двигательных установок на палубе судна с воздушной подушкой. Здесь 18 - корпус судна (СВП), 19 - воздушные реактивные двигательные установки, 20 - воздушный винт с приводом. Воздушный винт 20 обеспечивает движение судна на малых ходах, при швартовке и т.п. Крейсерский ход обеспечивают воздушные реактивные двигательные установки 19. Возможность варьирования формой сопел позволяет ВРДУ размещать не только на палубе, но и на стенах надстроек судов. Предлагаемый комплекс может быть использован в качестве вспомогательного для экранопланов, обеспечивая их движение на крейсерской скорости.
Рассматриваемый режим работы устройства не является единственным. Возможен вариант работы, при котором впрыскивание и ионизация газа воздуха) в полости 7 производятся непрерывно. В этом случае энергия, выделяемая при разложении атомов газа в полости 7 будет дополнять, усиливать энергетический эффект движения газа в сопле, полученный от вакуумирования полостей 15 и 16.
Затраты топлива на работу двигателя сравнительно небольшие. Топливо тратится на разгон воздуха внутри двигателя до заданной скорости, на ионизацию воздуха в полости 6 и компенсацию потерь на трение и др. Кроме этого, энергия расходуется на работу механизмов открытия-закрытия клапанов 9. Поддержание же задаваемой скорости воздуха на выходе двигателя осуществляется, главным образом, за счет вакуума в полостях ВРДУ. Отсос или подача воздуха в вакуумированные полости, имеющие небольшие объемы, потребуют сравнительно небольшие затраты топлива.
Таким образом, использование изобретения позволит существенно повысить эффективность воздушных реактивных двигательных установок высокоскоростных судов с динамическими принципами поддержания, других транспортных средств. В первую очередь уменьшить удельные массо-габаритные характеристики, расход и необходимые запасы топлива, удешевить эксплуатацию, упростить конструкцию комплекса, перевозить больше полезного груза.
Источники информации
1. М.А.Мавлюдов, А.А.Русецкий, Ю.М.Садовников, Э.А.Фишер. Движители быстроходных судов. - Л.: Судостроение, 1982. - 280 с.
2. В.П.Колодкин. Воздушно-реактивные двигатели сверхзвуковых многорежимных самолетов. М.: Машиностроение, 1975. 132 с.
3. Патент РФ № 2025572, кл. 7 F 02 К 11/00, В 60 V 1/14, публ. 23.12.1991.
4. Е.И.Андреев, О.А.Ключарев, А.П.Смирнов, Р.А.Давыденко. Естественная энергетика. - СПб: Нестор, 2000. - 122 с.
5. Патент WO 03/025379, Кл. 7 F 02 К 7/00, публ. 27.03.2003.
Claims (1)
- Воздушная реактивная двигательная установка, содержащая сопла и технические средства для получения воздуха с заданными параметрами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена средствами энерговозбуждения, используются не менее чем два сужающихся сопла на одной оси, герметично соединенных между собой, каждое сопло жестко или с возможностью осевого перемещения введено коаксиально в следующее по ходу движения воздуха сопло с образованием между соплами полости (полостей), не менее чем одна полость сообщена с устройствами подачи и отсоса газа (воздуха), и не менее чем в одной полости размещены впускные клапаны на ее стенке и средства энерговозбуждения газа (воздуха), в полостях размещены датчики давления, на входном и выходном соплах - датчики скорости потока с выдачей информации с датчиков на блок управления работой установки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137436/11A RU2282047C1 (ru) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Воздушная реактивная двигательная установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137436/11A RU2282047C1 (ru) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Воздушная реактивная двигательная установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004137436A RU2004137436A (ru) | 2006-06-10 |
RU2282047C1 true RU2282047C1 (ru) | 2006-08-20 |
Family
ID=36712100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004137436/11A RU2282047C1 (ru) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Воздушная реактивная двигательная установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282047C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA016275B1 (ru) * | 2009-11-24 | 2012-03-30 | Иван Александрович Посвенчук | Двигатель, преобразующий вращательный поток газа в тяговое усилие |
CN104859632A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-08-26 | 柳州天运寰通科技有限公司 | 气垫船及其控制方法 |
-
2004
- 2004-12-22 RU RU2004137436/11A patent/RU2282047C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA016275B1 (ru) * | 2009-11-24 | 2012-03-30 | Иван Александрович Посвенчук | Двигатель, преобразующий вращательный поток газа в тяговое усилие |
CN104859632A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-08-26 | 柳州天运寰通科技有限公司 | 气垫船及其控制方法 |
CN104859632B (zh) * | 2015-05-28 | 2019-01-01 | 柳州天运寰通科技有限公司 | 气垫船及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004137436A (ru) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200284219A1 (en) | Generation of a Pulsed Jet by Jet Vectoring Through a Nozzle with Multiple Outlets | |
CN108349585B (zh) | 用于飞行器的流体推进系统以及推力和升力发生器 | |
US20100162681A1 (en) | Device for the efficient conversion of compressed gas energy to mechanical energy or thrust | |
JP6289652B2 (ja) | 流体を加圧し供給する装置、システム、および方法。 | |
CN111594342A (zh) | 一种流量可控的进气道引气供粉装置与方法 | |
RU2384473C2 (ru) | Гиперзвуковой самолет с боевым лазером авиационного базирования | |
CN105673088A (zh) | 一种油冷涡轮动叶片 | |
KR100700234B1 (ko) | 프로펠러 추진 시스템과는 별도로 선박 아래쪽에 하나 이상의 워터제트를 갖는 대형 고속 해상 선박의 작동 방법, 및 선박 아래쪽에 배치되는 워터제트를 갖는 대형 고속 해상 선박의 작동 방법을 실시하기 위한 추진장치 | |
RU2282047C1 (ru) | Воздушная реактивная двигательная установка | |
US5836543A (en) | Discus-shaped aerodyne vehicle for extremely high velocities | |
US5267883A (en) | Internal water-jet boat propulsion system | |
WO2001007773A1 (en) | Hydrogen peroxide based propulsion system | |
RU2285636C2 (ru) | Прямоточный газоводометный движитель | |
RU2343087C1 (ru) | Водометный движитель подводного судна | |
RU2285635C2 (ru) | Газоводометный движитель | |
WO2023124099A1 (zh) | 一种双涵道混合动力装置、飞行汽车以及控制方法 | |
RU2345926C2 (ru) | Водометный движитель судна | |
RU2281877C1 (ru) | Активное крыло | |
EP3418670B1 (en) | Parallel combustor configuration for unmanned underwater vehicle propulsion turbine | |
RU2380282C1 (ru) | Гиперзвуковой самолет и боевой лазер авиационного базирования | |
RU2343086C1 (ru) | Ускоритель потока жидкости | |
RU2534155C2 (ru) | Трансзвуковой водометный движитель судна | |
JPH07243350A (ja) | 複合サイクルロケットエンジン | |
RU2368540C1 (ru) | Гиперзвуковой самолет и ракетная двигательная установка самолета | |
JP3243483B2 (ja) | ウォータージェット推進機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |