RU2285636C2 - Gas and water ramjet propeller - Google Patents
Gas and water ramjet propeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2285636C2 RU2285636C2 RU2004137434/11A RU2004137434A RU2285636C2 RU 2285636 C2 RU2285636 C2 RU 2285636C2 RU 2004137434/11 A RU2004137434/11 A RU 2004137434/11A RU 2004137434 A RU2004137434 A RU 2004137434A RU 2285636 C2 RU2285636 C2 RU 2285636C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- cavity
- inlet
- propeller
- gas
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям судов и других плавсредств сравнительно небольшого водоизмещения.The invention relates to shipbuilding, and in particular to movers of ships and other boats of relatively small displacement.
Известен прямоточный газоводометный движитель, содержащий профилированный водозаборный канал с входным диффузорным отверстием, цилиндрическую вставку в канале, выходное диффузорное отверстие, газоподводящий тракт и устройство подачи и повышения скорости воздуха в движитель [1]. Принят в качестве прототипа.Known direct-flow gas-jet propulsion device containing a profiled water intake channel with an inlet diffuser hole, a cylindrical insert in the channel, an outlet diffuser hole, a gas supply path and a device for supplying and increasing air velocity in the propulsion device [1]. Adopted as a prototype.
Недостатки прототипа - низкая эффективность, отсутствие возможности снизить расход и необходимый запас возимого топлива, сравнительно небольшой КПД движителя.The disadvantages of the prototype are low efficiency, the inability to reduce consumption and the necessary supply of transportable fuel, a relatively small propulsion efficiency.
Известен гидрореактивный пульсирующий движитель судна, который состоит из водопроточного канала с входной водозаборной трубой, выходного сопла, газовых генераторов, размещенных внутри канала в несколько рядов по всей его длине, при этом подвижные части генераторов кинематически соединены с механизмами управления движителем [2].Known hydroreactive pulsating propulsion of the vessel, which consists of a water flow channel with an inlet pipe, outlet nozzle, gas generators placed inside the channel in several rows along its entire length, while the moving parts of the generators are kinematically connected to the control mechanisms of the propulsion [2].
Недостатки аналога - сложность и недостаточная надежность конструкции, большие расходы топлива, небольшой КПД.The disadvantages of the analogue are the complexity and lack of reliability of the design, high fuel consumption, low efficiency.
Технический результат изобретения - повышение эффективности движителя, а именно снижение расхода и необходимых запасов топлива, увеличение скорости хода и КПД движителя, удешевление эксплуатации.The technical result of the invention is improving the efficiency of the propulsion device, namely, reducing the consumption and necessary fuel reserves, increasing the speed and efficiency of the propulsion device, reducing the cost of operation.
Технический результат достигается тем, что используется устройство, состоящее из профилированного водозаборного канала с входным и выходным диффузорным отверстием, газоподводящего тракта, цилиндрической вставки в канале, которая расположена за входным диффузором, а также устройства подачи и повышения скорости воздуха (ускоритель), размещенного в корпусе газоподводящего тракта, которое включает в себя, по меньшей мере, два сужающихся сопла, герметично соединенных между собой, при этом каждое сопло коаксиально введено в следующее по ходу движения воздуха сопло с образованием между соплами полости или полостей. Дополнительно в устройстве, по меньшей мере, одна полость снабжена средствами ионизации воздуха, обеспечивающими ионизацию воздуха в полости и его движение в ускорителе с эжекцией воздуха из внешней среды через входное отверстие. При этом в ней также размещены впускные клапаны на ее стенке для подачи в полость воздуха. Помимо этого, по меньшей мере, одна полость сообщена с устройствами подачи и отсоса воздуха внутрь этих полостей для регулировки мощности движителя. Кроме этого в полости или в полостях размещены датчики давления, на входном и выходном соплах - датчики скорости потока воздуха с выдачей информации на блок управления работой движителя.The technical result is achieved by using a device consisting of a profiled water intake channel with an inlet and outlet diffuser, a gas supply path, a cylindrical insert in the channel, which is located behind the inlet diffuser, as well as a device for supplying and increasing the air velocity (accelerator) located in the housing gas supply path, which includes at least two tapering nozzles, hermetically connected to each other, with each nozzle coaxially inserted into the next path air movement has a nozzle with the formation of cavities or cavities between the nozzles. Additionally, the device, at least one cavity is equipped with means of ionization of the air, providing ionization of the air in the cavity and its movement in the accelerator with ejection of air from the external environment through the inlet. At the same time, inlet valves are also placed on its wall for supplying air into the cavity. In addition, at least one cavity is in communication with air supply and suction devices inside these cavities to adjust the power of the propulsion device. In addition, pressure sensors are located in the cavity or in the cavities, and air flow rate sensors are located on the inlet and outlet nozzles with the output of information to the propulsion unit control unit.
Схема предлагаемого изобретения изображена на фиг.1, на фиг.2 - ускоритель потока воздуха.The scheme of the invention is shown in figure 1, figure 2 - accelerator air flow.
Прямоточный газоводометный движитель (фиг.1) включает: 1 - профилированный водозаборный канал, 2 - входное диффузорное отверстие, 3 - выходное диффузорное отверстие, 4 - цилиндрическую вставку, 5 - газоподающий тракт, 6 - ускоритель потока воздуха.The ramjet engine (Fig. 1) includes: 1 - a profiled water intake channel, 2 - an inlet diffuser hole, 3 - an outlet diffuser hole, 4 - a cylindrical insert, 5 - a gas supply path, 6 - an air flow accelerator.
Устройство подачи и повышения скорости воздуха (фиг.2) содержит размещенные соосно сужающееся сопло 7 с входным сечением 8 и критическим сечением 9, сужающееся сопло 10 с критическим сечением 11 и полость 12 между этими соплами. В полости 12 помещены средства ионизации воздуха 13, впускные клапаны 15 на стенке 14 полости. Далее по ходу движения воздуха следуют сужающееся сопло 16 с критическим сечением 17 и сужающееся сопло 18 с критическим сечением 19 и выходным сужающимся соплом 20. Между соплами 7 и 10 имеется полость 12, между соплами 10 и 16 - полость 21. При этом сопла 7 и 10, а также 10 и 16, 16 и 18 соединены между собой герметично. К полостям 12, 21 и 22 подсоединены устройства 23 отсоса и подачи воздуха внутрь этих полостей. Датчики давления в полостях и датчики скорости во входном и выходном отверстиях, а также блок управления работой движителя на фигурах не показаны.The device for supplying and increasing the air velocity (FIG. 2) comprises a coaxially tapering nozzle 7 with an inlet section 8 and a
Устройство работает следующим образом. Включается подача воды в водозаборный канал через отверстие 2. В район цилиндрической вставки 4, которая следует за входным диффузором, по газоподающему тракту поступает воздух из ускорителя 5. Смешиваясь с водой, воздух расширяется и ускоряет полученную смесь, которая выталкивается через выходное отверстие 3, создавая силу тяги судна.The device operates as follows. Turns on the water supply to the intake channel through the hole 2. In the area of the cylindrical insert 4, which follows the inlet diffuser, air flows from the accelerator 5 through the gas supply path. When mixed with water, the air expands and accelerates the resulting mixture, which is pushed through the outlet 3, creating traction force of the vessel.
Ускоритель по существу увеличивает энергию воздуха, забираемого из внешней среды, которую в дальнейшем передает рабочему телу (смеси воздуха с водой). В нерабочем состоянии ускоритель заполнен воздухом. Для запуска ускорителя производят ионизацию воздуха в полости 12 с использованием одного или нескольких средств ионизации 13, размещенных в полости. При этом впускные клапаны 15 закрыты. 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 [3]. Поток расширенного в полости 12 газа вылетает к центральной оси устройства, увлекая (эжектируя) при этом воздух из внешней среды через входное отверстие 8. После этого клапаны 15 открываются и в полость 12 поступает или впрыскивается воздух из внешней среды или от источника сжатого воздуха. После этого клапаны закрываются. Частота выполнения таких операций (пульсаций) регулируется и может быть достаточно высокой, чтобы обеспечить квазинепрерывный характер работы. Когда скорость потока газа, идущего из полости 12, с учетом эжектируемого из внешней среды воздуха (через сопло 7) между сечениями 11 и 17 будет достаточной для эжекции воздуха из полости 21, в последней возникнет некоторое разрежение. Оно будет способствовать повышению перепада давлений между сечениями 8 и 17 и тем самым увеличению скорости истечения и расхода воздуха через входное отверстие 8. Это в свою очередь приведет к усилению вакуумирования полости 21. Такие процессы будут происходить до тех пор, пока перестанет повышаться вакуум в полости. Здесь возможны два исхода. Первый, когда величиной вакуума в полости 21 не управляют, скорость потока будет наибольшей при технически возможной степени вакуума (за счет самовакуумирования [4]). Второй исход, когда, наоборот, величину вакуума назначают и поддерживают в полости 21 искусственно, скорость потока при этом будет управляемой. После установления постоянной скорости потока воздуха на выходе ускорителя частоту пульсаций постепенно уменьшают вплоть до полного выключения. Ускоритель начинает работать только за счет засасывания в сопло 21 воздуха из внешней среды вакуумом этой полости. После прекращения пульсаций возникает разрежение и в полости 12. При дальнейшем самовакуумировании полостей 12, 21 и 22 в выходном сопле 20 возникает устойчивый сверхзвуковой поток воздуха.The accelerator essentially increases the energy of air taken from the environment, which is subsequently transferred to the working fluid (air-water mixture). In the idle state, the accelerator is filled with air. To start the accelerator, air is ionized in the cavity 12 using one or more ionization means 13 located in the cavity. In this case, the
Регулировка скорости (мощности) потока на выходе из движителя при постоянной скорости подачи воды в реальном времени производится путем управления величиной вакуума в полостях 12, 21 и 22. Для этого предусмотрены устройства 23 для отсоса воздуха из полостей при необходимости увеличения скорости и подачи воздуха в полости для уменьшения скорости потока. Регулировка мощности потока на выходе движителя может быть осуществлена изменением частоты пульсаций процессов в полости 12. Для управления работой установки используются показания датчиков давления, размещенных в полостях, датчиков скорости потока на входе и выходе из установки, а также показания устройств 23, поступающие в блок управления его работой.The speed (power) of the flow at the exit of the mover at a constant speed of water supply in real time is controlled by controlling the vacuum in the
Рассмотренный режим работы усилителя не является единственным. Возможен вариант работы, при котором впрыскивание и ионизация воздуха в полости 12 производятся непрерывно. В этом случае энергия, выделяемая при разложении атомов воздуха в полости, будет дополнять, усиливать энергетический эффект движения воздуха в ускорителе, полученный от вакуумирования полостей 21 и 23.The considered mode of operation of the amplifier is not the only one. A variant of the work is possible in which the injection and ionization of air in the cavity 12 are performed continuously. In this case, the energy released during the decomposition of air atoms in the cavity will complement, enhance the energy effect of air movement in the accelerator obtained from the evacuation of
Затраты энергии на работу движителя сравнительно небольшие. Она расходуется на разгон воздуха внутри ускорителя до заданной скорости, на ионизацию воздуха в полости 12. Кроме этого энергия расходуется на работу механизмов открытия-закрытия клапанов 15. Поддержание же задаваемой скорости струи на выходе двигателя осуществляется, главным образом, за счет вакуума в полостях ускорителя. Отсос или подача воздуха в вакуумированные полости, имеющие небольшие объемы, питание измерительной аппаратуры и блока управления работой двигателя потребуют сравнительно небольшие затраты энергии.The energy costs for the propulsion are relatively small. It is spent on accelerating the air inside the accelerator to a predetermined speed, on ionizing the air in the cavity 12. In addition, energy is spent on the operation of the opening and closing mechanisms of the
Таким образом, использование изобретения позволит существенно повысить эффективность газоводяных двигателей, в том числе для высокоскоростных судов, в первую очередь уменьшить удельные массо-габаритные характеристики энергетической установки, расход и необходимые запасы топлива, удешевить эксплуатацию, перевозить больше полезного груза.Thus, the use of the invention will significantly increase the efficiency of gas-water engines, including for high-speed vessels, in the first place, to reduce the specific weight and size characteristics of the power plant, consumption and necessary fuel reserves, reduce the cost of operation, and carry more payload.
Источники информацииInformation sources
1. М.А.Мавлюдов, А.А.Русецкий, Ю.М.Садовников, Э.А.Фишер. Движители быстроходных судов. - Л.: Судостроение, 1982. - 280 с.1. M.A. Mavlyudov, A.A. Rusetskiy, Yu.M. Sadovnikov, E.A. Fisher. Movers of high-speed vessels. - L .: Shipbuilding, 1982. - 280 p.
2. Патент РФ №2025572, кл. 7 F 02 К 11/00, В 60 V 1/14, опубл. 23.12.1991.2. RF patent No. 2025572, cl. 7 F 02 K 11/00, 60 V 1/14, publ. 12/23/1991.
3. Е.И.Андреев, О.А.Ключарев, А.П.Смирнов, Р.А.Давыденко. Естественная энергетика. - СПб: Нестор, 2000. - 122 с.3. E.I. Andreev, O.A. Klyucharev, A.P. Smirnov, R.A. Davydenko. Natural energy. - St. Petersburg: Nestor, 2000 .-- 122 s.
4. Патент WO 03/025379, кл. 7 F 02 К 7/00, опубл. 27.03.2003.4. Patent WO 03/025379, cl. 7 F 02 K 7/00, publ. 03/27/2003.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137434/11A RU2285636C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Gas and water ramjet propeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137434/11A RU2285636C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Gas and water ramjet propeller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004137434A RU2004137434A (en) | 2006-06-10 |
RU2285636C2 true RU2285636C2 (en) | 2006-10-20 |
Family
ID=36712098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004137434/11A RU2285636C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Gas and water ramjet propeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2285636C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534155C2 (en) * | 2013-01-24 | 2014-11-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Transonic water-jet vessel propulsor |
RU2619670C1 (en) * | 2015-12-09 | 2017-05-17 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Донской Государственный Аграрный Университет" (Фгбоу Во Дгау) | Gas-waterjet drive of wave power plant |
RU2773329C1 (en) * | 2021-11-16 | 2022-06-02 | Владислав Юрьевич Либер | Direct-flow air-jet propeller |
WO2023091052A1 (en) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | Liber Vladislav Yuryevich | Direct flow air-and-hydraulic propulsion unit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111734551B (en) * | 2020-06-15 | 2022-08-02 | 哈尔滨工程大学 | Separated multi-stage thrust underwater power system and control method thereof |
-
2004
- 2004-12-22 RU RU2004137434/11A patent/RU2285636C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2534155C2 (en) * | 2013-01-24 | 2014-11-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Transonic water-jet vessel propulsor |
RU2619670C1 (en) * | 2015-12-09 | 2017-05-17 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Донской Государственный Аграрный Университет" (Фгбоу Во Дгау) | Gas-waterjet drive of wave power plant |
RU2773329C1 (en) * | 2021-11-16 | 2022-06-02 | Владислав Юрьевич Либер | Direct-flow air-jet propeller |
WO2023091052A1 (en) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | Liber Vladislav Yuryevich | Direct flow air-and-hydraulic propulsion unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004137434A (en) | 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 | |
US7183515B2 (en) | Systems and methods for plasma jets | |
US6662549B2 (en) | Propulsion system | |
TW360607B (en) | Underwater two-phrase ramjet engine | |
US20110215204A1 (en) | System and method for generating thrust | |
RU96124482A (en) | Low-power SUPPLY rocket fuel electric-jet engines for delivering propellant to the low power of the jet engine (optional), SUPPLY propellants for delivering propellant to the rocket engine and method for transmitting a gaseous propellant having a substantially continuous and stable flow, K LOW POWER ELECTRIC ARC REACTIVE ENGINE | |
US20100243819A1 (en) | Device for delaying boundary layer separation | |
RU2285636C2 (en) | Gas and water ramjet propeller | |
KR100700234B1 (en) | Operating method for high-speed vessel, which, apart from a propeller device, has at least one water jet drive beneath the vessel and drive mechanism for implementing the operation mrthod for a high-speed surface vessel having a waterjet propulsion unit disposed beneath the vessel | |
EP1286885B1 (en) | Propulsion system | |
RU2285635C2 (en) | Gas- and water-jet propeller | |
RU2345926C2 (en) | Water-jet propeller of vessel | |
CN206206009U (en) | A kind of rocket ramjet | |
RU2343087C1 (en) | Water-jet propeller for submarine vessel | |
RU2282047C1 (en) | Air-jet propulsion plant | |
RU2281877C1 (en) | Active wing | |
RU2336193C1 (en) | Ship's bow | |
US4030289A (en) | Thrust augmentation technique and apparatus | |
RU2287696C2 (en) | Reaction air turbine | |
CN108438192A (en) | A kind of marine electric power propulsion device of multi-energy hybrid power | |
DE59803526D1 (en) | GAS RELAXATION TURBINE FOR SMALL PERFORMANCES | |
NO952362L (en) | Turbine drive for propulsion of speedboats | |
RU2343086C1 (en) | Fluid flow accelerator | |
RU2534155C2 (en) | Transonic water-jet vessel propulsor | |
RU2412368C1 (en) | Method to control vector of jet engine thrust and supersonic nozzle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |