RU2290736C1 - Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации - Google Patents

Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации Download PDF

Info

Publication number
RU2290736C1
RU2290736C1 RU2005118528/09A RU2005118528A RU2290736C1 RU 2290736 C1 RU2290736 C1 RU 2290736C1 RU 2005118528/09 A RU2005118528/09 A RU 2005118528/09A RU 2005118528 A RU2005118528 A RU 2005118528A RU 2290736 C1 RU2290736 C1 RU 2290736C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mhd
plasma
layers
channel
detonation
Prior art date
Application number
RU2005118528/09A
Other languages
English (en)
Inventor
Леонид Васильевич Носачев (RU)
Леонид Васильевич Носачев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2005118528/09A priority Critical patent/RU2290736C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2290736C1 publication Critical patent/RU2290736C1/ru

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к электротехнике, преимущественно к энергетическим установкам транспортных средств. Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата включает торможение набегающего потока воздуха, воздействие на него в МГД-канале поперечным магнитным полем и формирование неоднородного газоплазменного потока, несущего токовые слои. Для повышения эффективности инициирование плазменных слоев осуществляют при детонационном горении подготовленной топливной смеси в пульсирующем режиме с ионизацией компонентов газового потока. МГД-генератор для получения электроэнергии содержит корпус, воздухозаборник, МГД-канал, электромагнитную систему для создания поперечного потоку воздуха магнитного поля, устройство, согласующее сопротивление нагрузки с сопротивлением плазменных слоев и собирающее ток от них, газогенератор подготовки топливной смеси, детонационную резонансную камеру, в которую топливная смесь подается через сопло на входе в МГД-канал, образованное внешней стенкой газогенератора и внутренней стенкой детонационной резонансной камеры. Технический результат состоит в использовании МГД-воздействия для торможения летательного аппарата и повышении кпд. 2 н. и 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Description

Изобретения относятся к энергетике, преимущественно к энергетическим установкам транспортных средств.
Известен способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата [Slavin V.S., Danilov V.V., Kraen M.V., "T-layer MHD in Aerospace Applications", Proc. the Workshop on "Perspectives of MHD and Plasma Technologies in Aerospace Applications", Moscow, March, 1999]. В этом способе используется магнитогидродинамический эффект токового слоя, формируемого в потоке воздуха при движении в канале с поперечным магнитным полем плазменных образований, периодически создаваемых импульсным высоковольтным источником.
Недостатком этого способа является развитие в МГД канале гидродинамической неустойчивости из-за чрезмерно высокой электропроводности равновесной плазмы Т-слоя.
Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемым способу и устройству является способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового самолета с помощью МГД генератора [см. патент RU №2198461, 7 Н 02 К 44/08], основанный на торможении набегающего потока воздуха, воздействии на него в канале генератора поперечным магнитным полем и формировании неоднородного газоплазменного потока, несущего токовые слои, импульсными пучками электронов высокой энергии, включаемых синхронно с движением токовых слоев по МГД каналу. МГД генератор для осуществления данного способа содержит воздухозаборник, корпус из немагнитного материала, МГД канал, электромагнитную систему, диффузор, высоковольтный импульсный источник, инжектор электронов, нагрузку и согласующее устройство.
Недостатком данного способа и устройства является высокая затрата электроэнергии на формирование неравновесных токовых слоев.
Задачей заявляемых изобретений является повышение эффективности преобразования энергии за счет инициирования токовых слоев при детонационном горении подготовленной смеси в пульсирующем режиме с хемоионизацией компонентов газового потока.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретений, заключается в повышении КПД преобразования энергии в электричество.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в предлагаемом способе получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата, включающем торможение набегающего потока воздуха, воздействие на него в канале генератора поперечным магнитным полем и формирование неоднородного газоплазменного потока, несущего токовые слои, импульсными пучками электронов высокой энергии, включаемых синхронно с движением токовых слоев по МГД каналу, в поток воздуха вводят подготовленную топливную смесь, осуществляют детонационное горение в пульсирующем режиме с хемоионизацией компонентов газового потока и направляют продукты детонационного горения в МГД канал.
Данный способ реализуется в МГД генераторе для получения электроэнергии на борту гиперзвукового, летательного аппарата, содержащем воздухозаборник, корпус из немагнитного материала, МГД канал, электромагнитную систему, диффузор, высоковольтный импульсный источник, инжектор электронов, нагрузку и согласующее устройство. При этом МГД генератор имеет газогенератор подготовки топливной смеси, детонационную резонансную камеру на входе в МГД канал и сопло, образованное внешней стенкой газогенератора и внутренней стенкой детонационной резонансной камеры.
На чертеже приведена схема устройства, поясняющая техническую сущность заявляемых изобретений.
Согласно изобретениям способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата реализуется с помощью МГД генератора, содержащего воздухозаборник 1, корпус из немагнитного материала 2, МГД канал 3, электромагнитную систему 4, диффузор 5, высоковольтный импульсный источник 6, инжектор электронов 7, нагрузку 8, согласующее устройство 9, газогенератор 10, детонационную резонансную камеру 11 и сопло 12, образованное внешней стенкой газогенератора 10 и внутренней стенкой детонационной резонансной камеры 11. При этом в МГД канале 3 постоянными магнитами создано поперечное к потоку магнитное поле 13, а согласующее устройство 9 синхронизирует работу детонационной резонансной камеры 11, инициирование плазменных слоев в МГД канале 3 и инжекцию в поток электронных пучков 14.
Описываемое устройство работает следующим образом.
Набегающий поток воздуха тормозится в сверхзвуковом воздухозаборнике 1, в поток вводят из газогенератора 10 подготовленную топливную смесь и через сопло 12 подают смесь в детонационную резонансную камеру 11, где осуществляют детонационное горение топливной смеси в пульсирующем режиме с хемоионизацией компонентов газового потока и инициированием плазменных слоев в МГД канале 3. Электропроводность плазменных слоев регулируют и поддерживают на необходимом уровне инжектором электронов 7, работа которого синхронизирована с движением плазменных слоев по МГД каналу. При этом под воздействием электрического поля, созданного движением электропроводных слоев в поперечном магнитном поле, в плазменных слоях зажигается несамостоятельный разряд. Ток разряда взаимодействует с магнитным полем, в результате чего в слоях возникает тормозящая электродинамическая сила, которая тормозит поток и преобразует его кинетическую энергию в электроэнергию. Устройство 9 согласует сопротивление нагрузки 8 с сопротивлением плазмы и собирает ток от всех токовых слоев. После рабочего участка МГД канала поток дополнительно тормозится в диффузоре 5 с рекомбинацией плазмы.
Предложенный способ и устройство для получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата позволяет:
- использовать МГД воздействие для торможения летательного аппарата;
- получать электроэнергию с КПД порядка 60%;
- использовать накопленную электроэнергию в системе активной теплозащиты аппарата;
- увеличить боковую дальность аппарата при реверсе и МГД ускорении набегающего потока.

Claims (3)

1. Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата, включающий торможение набегающего потока воздуха, воздействие на него в канале генератора поперечным магнитным полем и формирование неоднородного газоплазменного потока, несущего токовые слои, импульсными пучками электронов высокой энергии, включаемых синхронно с движением токовых слоев по МГД-каналу, отличающийся тем, что в поток воздуха вводят подготовленную топливную смесь, осуществляют детонационное горение в пульсирующем режиме с ионизацией компонентов созданного газового потока и направляют продукты детонационного горения в МГД-канал.
2. МГД-генератор для получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата, содержащий корпус из немагнитного материала, сверхзвуковой воздухозаборник, в котором тормозится поток воздуха, МГД-канал с плазменными слоями, электромагнитную систему для создания поперечного потоку воздуха магнитного поля, диффузор и устройство, согласующее сопротивление нагрузки с сопротивлением плазменных слоев и собирающее ток от них, отличающийся тем, что он снабжен газогенератором подготовки топливной смеси, детонационную резонансную камеру на входе в МГД-канал и сопло, образованное внешней стенкой указанного газогенератора и внутренней стенкой детонационной резонансной камеры, при этом топливная смесь через сопло подается в детонационную резонансную камеру, обеспечивающую детонационное горение топливной смеси в пульсирующем режиме с ионизацией компонентов сформированного неоднородного газоплазменного потока, несущего токовые слои и инициированием плазменных слоев в МГД-канале.
3. МГД-генератор по п.2, отличающийся тем, что он снабжен инжектором электронов, обеспечивающим регулирование электропроводности плазменных слоев.
RU2005118528/09A 2005-06-16 2005-06-16 Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации RU2290736C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005118528/09A RU2290736C1 (ru) 2005-06-16 2005-06-16 Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005118528/09A RU2290736C1 (ru) 2005-06-16 2005-06-16 Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2290736C1 true RU2290736C1 (ru) 2006-12-27

Family

ID=37759941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005118528/09A RU2290736C1 (ru) 2005-06-16 2005-06-16 Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290736C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516433C2 (ru) * 2012-03-19 2014-05-20 Федор Камильевич Глумов Мгд-генератор
RU2578207C2 (ru) * 2014-03-12 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Способ получения электроэнергии
RU2626377C1 (ru) * 2016-03-09 2017-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ работы электрической машины радиального движения

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516433C2 (ru) * 2012-03-19 2014-05-20 Федор Камильевич Глумов Мгд-генератор
RU2578207C2 (ru) * 2014-03-12 2016-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) Способ получения электроэнергии
RU2626377C1 (ru) * 2016-03-09 2017-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ работы электрической машины радиального движения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7509795B2 (en) Systems and methods for plasma propulsion
US5487874A (en) Air intake system for an internal combustion engine
US6484492B2 (en) Magnetohydrodynamic flow control for pulse detonation engines
RU2708386C2 (ru) Магнитогидродинамический генератор
Wang et al. Transient plasma ignition of quiescent and flowing air/fuel mixtures
WO2007008234A4 (en) CHARGED PARTICLE PUSH ENGINE
RU2633075C1 (ru) Способ создания электрореактивной тяги
RU2290736C1 (ru) Способ получения электроэнергии на борту гиперзвукового летательного аппарата и мгд-генератор для его реализации
US20180080438A1 (en) Efficient Electric Spacecraft Propulsion
RU2635951C1 (ru) Способ создания электрореактивной тяги
EP0333854A1 (en) Controlled process for the production of thermal energy from gases and apparatus useful therefor
US5005361A (en) Ion repulsion turbine
WO2022240706A1 (en) Plasma engine using reactive species
RU60144U1 (ru) Детонационный двигатель с устройством магнитогазодинамического управления
RO128535A2 (ro) Sistem de propulsie ionică
GB2517409A (en) An engine comprising a travelling wave magnetic field generator
RU2406865C2 (ru) Пульсирующий реактивный двигатель в режиме детонационного сгорания топлива с дополнительным ускорением газовых объемных зарядов силой электромагнитной индукции
JP2500374B2 (ja) 連続多段加速式同軸ガン
RU2224349C2 (ru) Способ работы электрогидродинамического генератора
US12092055B1 (en) Pulsed-plasma-discharge engine and its method of operation
RU2708218C2 (ru) Способ оптимизации горения в устройствах для сжигания топлива и устройство для выполнения способа
RU2776324C1 (ru) Прямоточный релятивистский двигатель
RU2650887C2 (ru) Магнитогидродинамический генератор
Liang et al. Effect of magnetic field configuration on discharge characteristics in permanent magnet thrusters with cusped field
RU59738U1 (ru) Детонационный двигатель с устройством магнитогазодинамического управления

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100617