RU2371599C1 - Hypersonic ramjet engine - Google Patents

Hypersonic ramjet engine Download PDF

Info

Publication number
RU2371599C1
RU2371599C1 RU2008141206/12A RU2008141206A RU2371599C1 RU 2371599 C1 RU2371599 C1 RU 2371599C1 RU 2008141206/12 A RU2008141206/12 A RU 2008141206/12A RU 2008141206 A RU2008141206 A RU 2008141206A RU 2371599 C1 RU2371599 C1 RU 2371599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
jet
air intake
ramjet
hypersonic
Prior art date
Application number
RU2008141206/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Константинович Курчаков (RU)
Юрий Константинович Курчаков
Юрий Николаевич Рындин (RU)
Юрий Николаевич Рындин
Батыр Аманович Гельдыев (RU)
Батыр Аманович Гельдыев
Original Assignee
Юрий Константинович Курчаков
Юрий Николаевич Рындин
Батыр Аманович Гельдыев
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 Юрий Константинович Курчаков, Юрий Николаевич Рындин, Батыр Аманович Гельдыев filed Critical Юрий Константинович Курчаков
Priority to RU2008141206/12A priority Critical patent/RU2371599C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2371599C1 publication Critical patent/RU2371599C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: hypersonic ramjet engine comprises air intake, concurrent combustion chamber and fuel feed system. Jet supercharger is mounted at the concurrent combustion chamber inlet and aligned with it. Separating nozzle is arranged between air intake and combustion chamber.
EFFECT: longer life.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится ко всем отраслям техники, где возможно использование гиперзвуковой воздушной струи, в частности к авиационному моторостроению, а именно к гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателям, которые могут быть также использованы и для пожарной техники, а именно для устройств тушения горящих фонтанов (факелов) на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и т.п.The invention relates to all branches of technology where it is possible to use a hypersonic air jet, in particular to aircraft engine building, in particular to hypersonic ramjet engines, which can also be used for fire fighting equipment, namely, devices for extinguishing burning fountains (torches) on gas, oil and gas wells, etc.

Известно устройство тушения по патенту РФ N2039212. Устройство тушения пожаров фонтана выполнено так, что в зону горения подают выхлопные огнегасящие струи турбореактивных двигателей, которые размещают равномерно по кольцу относительно оси факела, а струи направляют попарно навстречу одна другой под одинаковыми углами относительно факела, обеспечивая соприкосновение струй. Данному устройству присущи недостатки - сложность и громоздкость средств тушения, невозможность полной автоматизации.Known extinguishing device according to the patent of the Russian Federation N2039212. The fire extinguishing device of the fountain is designed so that exhaust fire-extinguishing jets of turbojet engines are fed into the combustion zone, which are placed evenly along the ring relative to the axis of the torch, and the jets are directed in pairs towards one another at the same angles relative to the torch, ensuring the jets are in contact. This device has inherent disadvantages - the complexity and cumbersome means of extinguishing, the impossibility of full automation.

Общеизвестна конструкция прямоточно-воздушного реактивного двигателя (ПВРД), состоящего из воздухозаборника, камеры сгорания и разгонного сопла. Недостаток известного устройства - вспомогательный старт и невозможность использования на дозвуковых скоростях.The well-known design of ramjet engine (ramjet), consisting of an air intake, a combustion chamber and an accelerating nozzle. A disadvantage of the known device is an auxiliary start and the inability to use at subsonic speeds.

Общеизвестна также конструкция газотурбинного двигателя, состоящего из воздухозаборника, осевого компрессора, камеры сгорания, осевой турбины, иногда форсажной камеры и разгонного сопла. Недостаток общеизвестного устройства - низкий ресурс, высокий гироскопический момент, высокая стоимость и высокое лобовое сопротивление.The well-known design of a gas turbine engine, consisting of an air intake, an axial compressor, a combustion chamber, an axial turbine, sometimes an afterburner and an accelerating nozzle. A disadvantage of the well-known device is low resource, high gyroscopic moment, high cost and high drag.

Известна конструкция гиперзвукового прямоточно-воздушного реактивного двигателя, состоящего из воздухозаборника, прямоточной камеры сгорания и системы подачи топлива, см., например, RU 2262000.A known design of a hypersonic ramjet engine consisting of an air intake, a ramjet combustion chamber and a fuel supply system, see, for example, RU 2262000.

Недостаток известного устройства - вспомогательный старт и невозможность использования на дозвуковых скоростях.A disadvantage of the known device is an auxiliary start and the inability to use at subsonic speeds.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационных характеристик при снижении стоимости и повышении ресурса работы.An object of the invention is to increase operational characteristics while reducing cost and increasing the resource of work.

Поставленная задача решается созданием гиперзвукового прямоточного двигателя, имеющего воздухозаборник, прямоточную камеру сгорания и систему подачи топлива, при этом соосно прямоточной камере сгорания дополнительно на входе установлен струйный нагнетатель, а воздухозаборник отделен от камеры сгорания разделительным соплом.The problem is solved by creating a hypersonic ramjet engine with an air intake, a ramjet combustion chamber and a fuel supply system, while an additional jet jet is installed coaxially with the ramjet combustion chamber, and the air intake is separated from the combustion chamber by a separation nozzle.

Соосно прямоточной камере сгорания на выходе установлено сопло, регулирующее давление в камере сгорания.A nozzle is installed coaxially with the direct-flow combustion chamber at the outlet, which regulates the pressure in the combustion chamber.

В камере сгорания осуществляется отбор мощности для питания струйного нагнетателя.In the combustion chamber, power is taken to power the jet supercharger.

Дополнительно имеется газотрансформатор с обратным клапаном, ресивер, газопереключатель и система пускозарядки.Additionally, there is a gas transformer with a check valve, a receiver, a gas switch and a start-up system.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

фиг.1 - гиперзвуковой прямоточно-воздушный реактивный двигатель со струйным нагнетателем (ГПВРДСН) в режиме работы на холостом ходу;figure 1 - hypersonic ramjet jet engine with a jet supercharger (GPVRDSN) in idle mode;

фиг.2 - ГПВРДСН, работающий в дозвуковом режиме;figure 2 - GPVRDSN, operating in a subsonic mode;

фиг.3 - ГПВРДСН, работающий на сверхзвуковом режиме;figure 3 - GPVRDSN, operating in supersonic mode;

фиг.4 - газотрансформатор;4 is a gas transformer;

фиг.5 - топливный клапан топливного переключения с клапаном акселератора и эжектором.5 is a fuel valve fuel switch with an accelerator valve and an ejector.

Гиперзвуковой прямоточно-воздушный реактивный двигатель со струйным нагнетателем (ГПВРДСН) совершает работу, создавая реактивную струю.A hypersonic ramjet jet engine with a jet supercharger (GPVRDSN) does the job, creating a jet stream.

ГПВРДСН может работать в трех основных режимах, не считая переходных режимов, это: холостой ход (фиг.1.); рабочий ход (фиг.2.); рабочий ход на скоростях выше звука (фиг.3.).GPVRDSN can work in three main modes, not counting the transient modes, these are: idling (Fig. 1.); working stroke (Fig.2.); working stroke at speeds above sound (Fig.3.).

Рассмотрим конструкцию и функциональное назначение узлов ГПВРДСН (фиг.1, фиг.2, фиг.3). Через воздухозаборник 1 и струйный насос 2, в котором происходит эжекция горючего, в ГПВРДСН поступает атмосферный воздух на разделительное сопло 3. При холостом ходе и дозвуковой эксплуатации воздух на разделительное сопло подается за счет струи струйного нагнетателя 8, а на сверхзвуковых скоростях за счет набегающего потока. Через разделительное сопло 3 рабочая смесь попадает в камеру сгорания 4, где при сжигании увеличивается в объеме. Следует отметить, что это многотопливная конструкция, на холостом ходу, предпочтительно сжигать высокооктановый тяжелокипящий бензин, можно в пропорции с соляровым маслом или керосином. В режиме рабочего хода оптимальна работа на газу метан, пропан, бутан или их смеси. В сверхзвуковом режиме необходимо переходить на смесь метан-водород, а на гиперзвуке - на водород. Первичный запал горючей смеси возможно производить при помощи свечи накала, устанавливаемой в камере сгорания 4. В камере сгорания поддерживается постоянное давление 8-10 кгс/см2 за счет конструкции сопла 5, состоящего из огнеупорных пластин 10 и тарированных пружин 9. Из камеры сгорания 4 через отводящий канал 6 отбирается часть отработанных газов (а на холостом ходу, весь отработанный объем) и подается в газотрансформатор 7. В нем за счет разгонного сопла 14, 15 (фиг.4) и разворота газового потока большой массы на тормозящем конусе 16, 17 образуется импульс компрессии на небольшую часть газов патрубка высокого давления 18, 19, примерно 1/5, но с давлением примерно в 40 кгс/см2. В патрубке 19 допустима установка обратного клапана при низких расходах струйного нагнетателя. Часть этих газов после старта отбирается через стартовый клапан 12, в ресивер 13 для последующего пневмостарта, а в целом этот газ идет на сопло Лаваля струйного нагнетателя 8 струйного насоса 2.Consider the design and functional purpose of the nodes scramjet (figure 1, figure 2, figure 3). Through the air intake 1 and the jet pump 2, in which the fuel is ejected, atmospheric air enters the scrubber into the separation nozzle 3. During idling and subsonic operation, air is fed to the separation nozzle by the jet of the supercharger 8, and at supersonic speeds due to the oncoming flow . Through the separation nozzle 3, the working mixture enters the combustion chamber 4, where during combustion it increases in volume. It should be noted that this is a multi-fuel design, at idle, it is preferable to burn high-octane heavy boiling gasoline, in proportion to solar oil or kerosene. In the operating mode, the optimal work on gas is methane, propane, butane or mixtures thereof. In supersonic mode, it is necessary to switch to a methane-hydrogen mixture, and in hypersound, to hydrogen. The primary fuse of the combustible mixture can be produced using a glow plug installed in the combustion chamber 4. A constant pressure of 8-10 kgf / cm 2 is maintained in the combustion chamber due to the design of the nozzle 5, consisting of refractory plates 10 and calibrated springs 9. From the combustion chamber 4 part of the exhaust gases (and at idle, the entire exhaust volume) is taken through the exhaust channel 6 and fed to the gas transformer 7. In it, due to the accelerating nozzle 14, 15 (Fig. 4) and the reversal of the large mass gas flow on the braking cone 16, 17 formed mpuls compression on a small portion of high-pressure gas pipe 18, 19, about 1/5, but with a pressure of about 40 kgf / cm 2. In the pipe 19, a check valve can be installed at low flow rates of the jet supercharger. Part of these gases after start is taken through the start valve 12, into the receiver 13 for subsequent pneumostart, and in general this gas goes to the Laval nozzle of the jet blower 8 of the jet pump 2.

Все элементы ГПВРДСН соединены в единый корпус 11.All elements of the scramjet are connected in a single housing 11.

На фиг.5 показан клапан топливного переключения, который при достижении 4 кгс/см2 в воздухозаборнике и до 10 кгс/см2 включительно осуществляет пропорциональную смену топлива по линейной функции.Figure 5 shows the fuel switching valve, which when it reaches 4 kgf / cm 2 in the air intake and up to 10 kgf / cm 2 inclusive carries out a proportional change of fuel according to a linear function.

Зона горения на фиг.1-3 обозначена надписью «Подвод тепла».The combustion zone in Fig.1-3 is indicated by the inscription "Heat Supply".

Зона эжжекции горючего не показана, но расположена в зоне струйного насоса в виде отверстий, осуществляющих впрыск перпендикулярно оси струйного нагнетателя.The fuel ejection zone is not shown, but is located in the area of the jet pump in the form of holes that inject perpendicular to the axis of the jet supercharger.

Для изготовления устройства используется окалиностойкая зеркальная фольга 0,1-0,3 мм, из стали 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72. Все соединения выполняются контактной точечной и роликовой сваркой. Внутренние высокотемпературные поверхности покрываются диоксидом циркония, стабилизированного иттрием. Трубная обвязка выполняется из стальных бесшовных коррозионно-стойких труб по ГОСТ 9941-81. Обечайка сопла 3 выполнена по многопластинной схеме, где пластины подпружиниваются за счет собственной упругости и работают по схеме консольной балки, приваренной к корпусу контактной точечной сваркой. В клапане топливного переключения по фиг.5, состоящего из корпуса 20, золотника с регулирующим поршнем 21, пружина 22 нуждается в тщательной тарировке. Вместо пружин 9 допустимо устанавливать цилиндры пневмоподпружинивания, в которых на сверхзвуковых скоростях допустимо сбрасывать давление с образованием обратного конуса.For the manufacture of the device, an oxide-resistant mirror foil of 0.1-0.3 mm is used, made of steel 12X18H10T according to GOST 5632-72. All connections are made by contact spot and roller welding. The internal high-temperature surfaces are coated with yttrium stabilized zirconia. Piping is made of steel seamless corrosion-resistant pipes according to GOST 9941-81. The nozzle shell 3 is made according to a multi-plate scheme, where the plates are spring-loaded due to their own elasticity and work according to the cantilever beam scheme, which is welded to the body by spot welding. In the fuel switching valve of FIG. 5, consisting of a housing 20, a spool with a control piston 21, the spring 22 needs to be carefully calibrated. Instead of springs 9, it is permissible to install pneumatic spring cylinders, in which at supersonic speeds it is permissible to relieve pressure with the formation of an inverse cone.

Данное устройство позволяет более эффективно создавать гиперзвуковую воздушную струю, что также актуально для авиационного моторостроения и отраслей, где возможно использование реактивной струи.This device allows you to more efficiently create a hypersonic air stream, which is also relevant for aircraft engine building and industries where the use of a jet stream is possible.

Claims (4)

1. Гиперзвуковой прямоточный двигатель, имеющий воздухозаборник, прямоточную камеру сгорания и систему подачи топлива, отличающийся тем, что соосно прямоточной камере сгорания дополнительно на входе установлен струйный нагнетатель, а воздухозаборник отделен от камеры сгорания разделительным соплом.1. A hypersonic ramjet engine having an air intake, a ramjet combustion chamber and a fuel supply system, characterized in that a jet supercharger is additionally installed coaxially with the ramjet combustion chamber, and the air intake is separated from the combustion chamber by a separation nozzle. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что соосно прямоточной камере сгорания на выходе установлено сопло, регулирующее давление в камере сгорания.2. The engine according to claim 1, characterized in that a nozzle controlling the pressure in the combustion chamber is installed coaxially with the once-through combustion chamber at the outlet. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в камере сгорания осуществляется отбор мощности для питания струйного нагнетателя.3. The engine according to claim 1, characterized in that in the combustion chamber, power is taken to power the jet supercharger. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно имеет газотрансформатор с обратным клапаном, ресивер, газопереключатель и систему пускозарядки. 4. The engine according to claim 1, characterized in that it further has a gas transformer with a check valve, a receiver, a gas switch and a start-up system.
RU2008141206/12A 2008-10-17 2008-10-17 Hypersonic ramjet engine RU2371599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008141206/12A RU2371599C1 (en) 2008-10-17 2008-10-17 Hypersonic ramjet engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008141206/12A RU2371599C1 (en) 2008-10-17 2008-10-17 Hypersonic ramjet engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2371599C1 true RU2371599C1 (en) 2009-10-27

Family

ID=41353185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008141206/12A RU2371599C1 (en) 2008-10-17 2008-10-17 Hypersonic ramjet engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2371599C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102317690B (en) Low cross-talk gas turbine fuel injector ignition assembly and method for reducing crosstalk
KR20190013595A (en) Torch igniter for a combustor
CN109441643B (en) Micro-turbojet engine and ignition device for combustion chamber of gas turbine
US10401031B2 (en) Gas turbine combustor
CN103175220B (en) A kind of dual fuel nozzle for chemical regenerative cycle
EP1918561A3 (en) Combustion nozzle fluidic injection assembly
US10815893B2 (en) Combustor assembly with primary and auxiliary injector fuel control
CA2516753A1 (en) Methods and apparatus for reducing gas turbine engine emissions
KR200468741Y1 (en) Fuel evaporator system for vaporizing liquid fuels to be used within combustion-powered devices
CN105114187B (en) Fuel oil supply system of LNG (Liquefied Natural Gas)/ aviation kerosene type aero engine and working mode of combustion chamber
CN101852148A (en) Oxygen/kerosene ignitor using pneumatic resonance ignition technology
CN114109587A (en) Combustion apparatus and system
CA2571155C (en) Mixer
CN202675358U (en) Mixing device, combustion chamber and aeroengine
CN103175222B (en) Air combustion-supporting dual-fuel nozzle used for chemical regenerative cycle
RU2371599C1 (en) Hypersonic ramjet engine
CN103512047A (en) Radial rotational flow double fuel nozzle for chemical regenerative cycle
JP2008280922A (en) Sub-chamber engine
RU2292471C1 (en) Method of and system for fuel delivery into gas-turbine engine (versions)
CN105781747B (en) A kind of igniter for Liquid fuel ramjet engine
KR100708805B1 (en) Gas torch ignitor for a combustor ignition
CN114151200A (en) Igniter
EP2776690B1 (en) Device and method for reducing fuel material slip to the atmosphere in an internal combustion piston engine, cylinder head for an internal combustion piston engine
CN115405949B (en) Ignition device, ignition method, combustion chamber and gas turbine
CN216665738U (en) Combustion apparatus and system

Legal Events

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

Effective date: 20101018