RU2572258C2 - Process for increasing gas turbine engine efficiency and gas turbine engine - Google Patents
Process for increasing gas turbine engine efficiency and gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572258C2 RU2572258C2 RU2014109324/06A RU2014109324A RU2572258C2 RU 2572258 C2 RU2572258 C2 RU 2572258C2 RU 2014109324/06 A RU2014109324/06 A RU 2014109324/06A RU 2014109324 A RU2014109324 A RU 2014109324A RU 2572258 C2 RU2572258 C2 RU 2572258C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- air
- turbine engine
- compressor
- ozone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, конкретно к авиационным двигателям для гражданских, военных, дозвуковых и сверхзвуковых и гиперзвуковых самолетов.The invention relates to engine building, specifically to aircraft engines for civilian, military, subsonic and supersonic and hypersonic aircraft.
Известен водородный газотурбинный двигатель по патенту РФ на изобретение №2029118, МПК F02C 3/04, опубл. 20.05.1995 г., со вспомогательным контуром, работающим на водороде, во вспомогательный контур введен дополнительный воздушный тракт, связывающий выход из свободного компрессора со вспомогательной камерой. Водород в контуре двигателя играет роль хладагента. Для охлаждения турбины основного контура используется воздух высокого давления, который после охлаждения турбины подается в камеру сгорания промежуточного перегрева, куда поступает одновременно перешедший в газообразное состояние сжиженный воздух.Known hydrogen gas turbine engine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2029118, IPC F02C 3/04, publ. 05/20/1995, with an auxiliary circuit operating on hydrogen, an additional air path was introduced into the auxiliary circuit, connecting the outlet from the free compressor with the auxiliary chamber. Hydrogen in the engine circuit acts as a refrigerant. To cool the turbine of the main circuit, high-pressure air is used, which, after cooling the turbine, is supplied to the intermediate overheating combustion chamber, where liquefied air enters the gaseous state at the same time.
Недостаток - низкие удельные характеристики двигателя вследствие малой степени сжатия воздуха в компрессоре.The disadvantage is the low specific characteristics of the engine due to the low degree of air compression in the compressor.
Известен водородный газотурбинный двигатель по патенту РФ на изобретение №2320889, МПК F02K 3/04, опубл. 27.03.2008 г., который содержит вентилятор, высоконапорный скоростной компрессор, мультипликатор, пароводяной нагреватель (генератор пара), форсажную камеру, турбодетандер с тепломассообменным аппаратом. Двигатель также имеет трехступенчатую активно-реактивную турбину, у которой третья ступень радиально-осевая, проточная часть которой переходит в критическое сверхзвуковое сечение сопла Лаваля, окруженное аккумулятором пара. Высоконапорный скоростной компрессор выполнен комбинированным со степенью повышения давления, равной 60. Двигатель рассчитан на тягу не менее 150 тонн с расходом воздуха через первый контур 600 кг/с, через второй контур - 1200 кг/с, температурой газа пред турбиной 2000 K. Вентилятор имеет наружный диаметр лопастей первого ряда 4000 мм. Внутри корпуса сопла Лаваля установлены форсунки подачи атомарного водорода для дожигания несгоревшего окислителя. Диски высоконапорного скоростного компрессора выполнены комбинированными - к осевым ступеням добавлены центробежные нагнетающие. Сопло Лаваля снабжено центральным телом, через отверстия которого подается паровоздушная смесь, создающая внешнюю упругую «оболочку-подушку», что позволяет изменять площадь проходного критического сечения сопла Лаваля.Known hydrogen gas turbine engine according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2320889, IPC F02K 3/04, publ. 03/27/2008, which contains a fan, a high-pressure high-speed compressor, a multiplier, a steam-water heater (steam generator), an afterburner, a turboexpander with a heat and mass transfer apparatus. The engine also has a three-stage active-jet turbine, in which the third stage is radial-axial, the flow part of which passes into the critical supersonic section of the Laval nozzle, surrounded by a steam accumulator. The high-pressure high-speed compressor is combined with a pressure increase of 60. The engine is designed for thrust of at least 150 tons with an air flow through the first circuit of 600 kg / s, through the second circuit - 1200 kg / s, the gas temperature in front of the turbine is 2000 K. The fan has the outer diameter of the blades of the first row is 4000 mm. Inside the housing of the Laval nozzle, atomic hydrogen injectors are installed to burn the unburned oxidizer. The disks of a high-pressure high-speed compressor are made combined - centrifugal pumps are added to the axial steps. The Laval nozzle is provided with a central body, through the openings of which a steam-air mixture is created, creating an external elastic “shell-pillow”, which allows changing the area of the critical section of the Laval nozzle through passage.
Недостатки:Disadvantages:
- низкий уровень силы тяги на максимальном режиме, относительно низкие удельные параметры, например удельный расход топлива, недостаточная степень сжатия компрессора;- low level of traction at maximum mode, relatively low specific parameters, for example specific fuel consumption, insufficient compression ratio of the compressor;
- высокая стоимость водородного топлива (стоимость водорода более чем в 100 раз превышает стоимость углеводородного топлива - авиационного керосина);- the high cost of hydrogen fuel (the cost of hydrogen is more than 100 times the cost of hydrocarbon fuel - aviation kerosene);
- большие объемы топливных баков водородного топлива из-за низкой плотности водорода (плотность водорода примерно в 10 раз меньше плотности углеводородных топлив);- large volumes of fuel tanks of hydrogen fuel due to the low density of hydrogen (the density of hydrogen is about 10 times lower than the density of hydrocarbon fuels);
- низкие удельные параметры объясняются тем, что создать компрессор со степенью сжатия более 30…40 невозможно, из-за того, что температура воздуха на выходе из него превысит 800°C. Кроме того, энергетического потенциала газовой турбины недостаточно для привода более мощного компрессора из-за ограничений температуры газов на входе в турбины диапазоном 1700…1800K, в первую очередь из-за снижения ресурса рабочих лопаток газовой турбины при повышении их температуры. Рабочие лопатки газовой турбины находятся на большом диаметре, вращаются с огромными окружными скоростями, следовательно, на них действуют значительные центробежные нагрузки. Прочностные свойства материалов при увеличении температуры ухудшаются; - low specific parameters are explained by the fact that it is impossible to create a compressor with a compression ratio of more than 30 ... 40, due to the fact that the air temperature at its outlet exceeds 800 ° C. In addition, the energy potential of a gas turbine is not enough to drive a more powerful compressor due to gas temperature limitations at the turbine inlet range 1700 ... 1800K, primarily due to a decrease in the resource of the gas turbine blades with increasing temperature. The working blades of a gas turbine are on a large diameter, rotate at huge peripheral speeds, therefore, they are subject to significant centrifugal loads. The strength properties of materials with increasing temperature deteriorate;
- значительное снижение силы тяги или полная неработоспособность двигателя на очень больших высотах из-за недостатка воздуха.- a significant decrease in traction or complete inoperability of the engine at very high altitudes due to lack of air.
Известен газотурбинный двигатель (Кулагин И.И. Основы теории авиационных газотурбинных двигателей, Москва, Военное издательство министерства обороны СССР, 1967, стр. 42…44, рис. 19 ), прототип.A well-known gas turbine engine (Kulagin II. Fundamentals of the theory of aviation gas turbine engines, Moscow, Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1967, pp. 42 ... 44, Fig. 19), prototype.
Этот двигатель содержит воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник и, по меньшей мере, одну ступень компрессора, камеру сгорания, газовую турбины, по меньшей мере один вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, реактивное сопло и систему подачи топлива.This engine contains an air path, which in turn contains an air intake and at least one compressor stage, a combustion chamber, a gas turbine, at least one shaft connecting the compressor and the gas turbine, a jet nozzle and a fuel supply system.
Недостатки: относительно низкие удельные характеристики двигателя как удельная тяга, КПД узлов из-за неполного сгорания топлива.Disadvantages: relatively low specific characteristics of the engine as specific thrust, efficiency of units due to incomplete combustion of fuel.
Практически во всех двигателях до 5% топлива не сгорает. Теоретически можно увеличить полноту сгорания топлива в камере сгорания еще на 2…3%, но это приведет к увеличению габаритов камеры сгорания и увеличению веса двигателя.In almost all engines, up to 5% of the fuel does not burn. Theoretically, it is possible to increase the completeness of fuel combustion in the combustion chamber by another 2 ... 3%, but this will lead to an increase in the dimensions of the combustion chamber and an increase in engine weight.
Задачи создания изобретения: повышение энергетических возможностей газотурбинного двигателя и улучшение его удельных характеристик.Objectives of the invention: increasing the energy capabilities of a gas turbine engine and improving its specific characteristics.
Достигнутые технические результаты: повышение степени сжатия компрессора, увеличение силы тяги двигателя и улучшение его удельных характеристик.Achieved technical results: increasing the compression ratio of the compressor, increasing the traction force of the engine and improving its specific characteristics.
Решение указанных задач достигнуто в газотурбинном двигателе, содержащем воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник и, по меньшей мере, одну ступень компрессора, камеру сгорания, газовую турбины, по меньшей мере один вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, реактивное сопло и систему подачи топлива, тем, The solution of these problems was achieved in a gas turbine engine containing an air path, which, in turn, contains an air intake and at least one compressor stage, a combustion chamber, a gas turbine, at least one shaft connecting the compressor and the gas turbine, a jet nozzle and fuel supply system
что применен активатор воздуха, который установлен вне двигателя, и его вход присоединен к выходу из компрессора, а выход из активатора воздуха соединен с камерой сгорания.that an air activator is used, which is installed outside the engine, and its input is connected to the outlet of the compressor, and the output of the air activator is connected to the combustion chamber.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1…19, где:The invention is illustrated in FIG. 1 ... 19, where:
- на фиг. 1 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленным в воздухозаборнике,- in FIG. 1 shows a diagram of a gas turbine engine with an air activator installed in the air intake,
- на фиг. 2 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленным за компрессором,- in FIG. 2 shows a diagram of a gas turbine engine with an air activator installed behind the compressor,
- на фиг. 3 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленным между ступенями компрессора,- in FIG. 3 shows a diagram of a gas turbine engine with an air activator installed between the compressor stages,
- на фиг 4 и 5 приведена схема радиальной установки электродов,- Figs 4 and 5 show a diagram of a radial installation of electrodes,
- на фиг. 6 и 7 приведена схема параллельной установки электродов,- in FIG. 6 and 7 show a diagram of the parallel installation of electrodes,
- на фиг. 8 и 9 приведена схема консольной радиальной установки электродов,- in FIG. 8 and 9 show a diagram of a cantilever radial installation of electrodes,
- на фиг. 10 и 11 приведена схема консольной параллельной установки электродов.- in FIG. 10 and 11 show a diagram of a console parallel installation of electrodes.
- на фиг. 12 приведена конструкция секции из двух электродов,- in FIG. 12 shows the design of the section of two electrodes,
- на фиг. 13 приведен разрез А-А, первый вариант,- in FIG. 13 shows a section aa, the first option,
- на фиг. 14 приведен разрез А-А, второй вариант,- in FIG. 14 shows a section aa, the second option,
- на фиг. 15 приведен разрез А-А, третий вариант,- in FIG. 15 shows a section aa, the third option,
- на фиг. 16 приведена схема газотурбинного двигателя с активатором воздуха, установленный вне двигателя,- in FIG. 16 shows a diagram of a gas turbine engine with an air activator mounted outside the engine,
- на фиг. 17 приведена конструкция выносного ионизатора,- in FIG. 17 shows the design of the remote ionizer,
- на фиг. 18 приведена камера сгорания,- in FIG. 18 shows the combustion chamber,
- на фиг. 19 приведен второй вариант камеры сгорания.- in FIG. 19 shows a second embodiment of a combustion chamber.
Предложенный газотурбинный двигатель (фиг. 1…19) содержит воздушный тракт 1, содержащий в свою очередь воздухозаборник 2, компрессор 3, камеру сгорания 4, турбину 5 и реактивное сопло 6. Реактивное сопло 6 предпочтительно выполнить сверхзвуковым.The proposed gas turbine engine (Fig. 1 ... 19) contains an
Компрессор 3 содержит несколько ступеней 7, каждая из которых содержит направляющий аппарат 8 и рабочее колесо 9. Турбина 5 содержит по меньшей мере одну ступень 10. Каждая ступень 10 содержит сопловой аппарат 11 и рабочее колесо 12. Камера сгорания 4 содержит жаровую трубу 13, форсуночную плиту 14 с форсунками 15 для подачи топлива. Более подробно конструкция камеры сгорания 4 приведена далее со ссылкой на фиг. 5. Валы 16 и 17 соединяют рабочие колеса 9 компрессора 3 и рабочих колес 12 турбины 5 и установлены на опорах 18.The
Особенностью предложенного ГТД является наличие активатора воздуха 19. При этом возможна установка в воздушном тракте 1 (фиг. 1…3) или вне двигателя (фиг. 18 и 19). Кроме того, к валу 16 через редуктор 20 валом отбора 21 присоединен электрогенератор 22, который электрическими связями 23 соединен с источником высокого напряжения 24, который высоковольтными проводами 25 соединен с активатором воздуха 19, точнее с его электродами 26 и 27. Источник высокого напряжения 24 рассчитан на 20…30 кВ.A feature of the proposed gas turbine engine is the presence of an
В зависимости от напряжения между электродами 26 и 27 и расстояния между ними в воздухе будут образовываться ионы или озон или их смесь.Depending on the voltage between the
ОзонOzone
Озон (О3) (от греч. , «пахну») - простое вещество состава О3, одно из аллотропических видоизменений элемента кислорода. В отличие от наиболее распространенной в атмосфере Земли молекулярной формы, кислорода О3, молекула озона состоит из трех атомов. Чистый озон при обыкновенных условиях представляет из себя резко пахнущий взрывчатый газ, в толстом слое синего цвета, обладает сильнейшими окислительными свойствами.Ozone (O 3 ) (from Greek , “I smell”) - a simple substance of composition O 3 , one of the allotropic modifications of the oxygen element. Unlike the most common molecular form in the Earth’s atmosphere, oxygen O 3 , the ozone molecule consists of three atoms. Under ordinary conditions, pure ozone is a sharp-smelling explosive gas, in a thick layer of blue, has the strongest oxidizing properties.
История открытияDiscovery story
История открытия озона довольно туманна, и в целом ряду научных энциклопедий приводятся различные авторы открытия озона. В настоящее время научным сообществом принято, что озон был впервые найден в начале 1785 года Ван-Марумом, по характерному запаху и окислительным свойствам, обнаруженным в воздухе, после длительного пропускания в последнем электрических искр. Ван-Марум сделал вывод, что озон - это так называемая «электрическая материя».The history of the discovery of ozone is rather vague, and in general a number of scientific encyclopedias provide various authors of the discovery of ozone. Currently, the scientific community has accepted that ozone was first found at the beginning of 1785 by Van Marum, according to the characteristic odor and oxidative properties found in air, after prolonged transmission of electric sparks in the latter. Van Marum concluded that ozone is the so-called “electrical matter”.
В 1840 году Шенбейн произвел сопоставление свойств газообразного кислорода при пропускании в нем электрических искр, и после выделения его электролитически, и объяснил изменение физических и химических свойств видоизмененного кислорода тем, что он при обработке электрическими искрами переходит в иное молекулярное состояние.In 1840, Schonbein compared the properties of gaseous oxygen when electric sparks passed through it, and after it was electrolytically isolated, and explained the change in the physical and chemical properties of the altered oxygen by the fact that when it is processed by electric sparks, it goes into a different molecular state.
Позже Мариньяк и де ля Рив подтвердили, что озон является аллотропической модификацией кислорода. В дальнейшем известный изобретатель Никола Тесла запатентовал (22 сентября 1896 г.) первый в истории озонатор, а в 1857 г. Вернер фон Сименс с помощью созданной им «совершенной трубки магнитной индукции» построил первый промышленный озонатор. В 1901 г. фирмой «Сименс» построена первая гидростанция с мощным озонатором в городе Висбанд.Later, Marignac and de la Reeve confirmed that ozone is an allotropic modification of oxygen. Later, the well-known inventor Nikola Tesla patented (September 22, 1896) the first ozonizer in history, and in 1857 Werner von Siemens built the first industrial ozonizer using the “perfect magnetic induction tube” he created. In 1901, Siemens built the first hydroelectric station with a powerful ozonizer in Wiesband.
Физические свойстваPhysical properties
- Температура кипения: -111,9°C- Boiling point: -111.9 ° C
- Температура критическая: -12,1°C- Critical temperature: -12.1 ° C
- Температура начала разложения:- Decomposition start temperature:
- Теплота образования (жидк) (ккал/моль): +30,4- Heat of formation (liquid) (kcal / mol): +30.4
- Теплота образования (газ) (ккал/моль):- Heat of formation (gas) (kcal / mol):
- Теплота плавления (ккал/моль): 0,5- Heat of fusion (kcal / mol): 0.5
- Теплота испарения: (ккал/моль): 3,626- Heat of vaporization: (kcal / mol): 3,626
- Критическое давление, 54,6 атм:- Critical pressure, 54.6 atm:
- Плотность:- Density:
- Плотность критическая:- Density is critical:
Озон хорошо растворяется в воде (при обычных условиях 0,45 объема/1 объем воды) и при этом его водный раствор приобретает тонкую голубоватую окраску. Значительно лучше озон растворяется в различных хлор- и фторопроизводных углеводородов (фреонах), например при обычных условиях в четыреххлористом углероде растворяется 3 объема озона/1 объем и раствор имеет красивый и насыщенный голубой цвет.Ozone is well soluble in water (under normal conditions, 0.45 volume / 1 volume of water) and at the same time its aqueous solution acquires a thin bluish color. Ozone is much better dissolved in various chlorine and fluoro derivatives of hydrocarbons (freons), for example, under normal conditions, 3 volumes of ozone / 1 volume are dissolved in carbon tetrachloride and the solution has a beautiful and saturated blue color.
Химические свойстваChemical properties
Образование озона проходит по обратимой реакции:The formation of ozone passes through a reversible reaction:
3O2+68 ккал (285 кДж)←→2O3.3O 2 +68 kcal (285 kJ) ← → 2O 3 .
Озон представляет из себя весьма реакционноспособное химическое вещество, химическая активность которого исключительно велика. Это его свойство обусловлено тем, что трехатомная молекула озона способна к легкому распаду и дополнительному выделению энергии (озон эндотермичен). Освобождающийся атом кислорода имеет чрезвычайно высокую активность, усиленную дополнительной энергией. Так, например, при комнатной температуре озон взаимодействует практически со всеми химическими элементами и их химическими соединениями. Под действием газообразного озона все металлы кроме Au, Pt, Ir превращаются в оксиды или покрываются тонкой оксидной пленкой, сульфиды, селениды, теллуриды окисляются до сульфатов, селенатов, теллуратов, аммиак окисляется до азотистой и азотной кислоты и т.д. Резина чрезвычайно быстро разрушается озоном (охрупчивается и рассыпается в порошок), а многие горючие органические вещества (спирты, кетоны, углеводороды и т.д.) при соприкосновении с озоном воспламеняются или взрываются. После некоторого поверхностного окисления довольно хорошо противостоят воздействию озона Cu, Ni, Sn, а также безуглеродистые сплавы железа с 25% хрома. Бактерии, грибы и вирусы при взаимодействии с озоном полностью разрушаются, что находит широкое применение для обеззараживания самых разнообразных сред. В присутствии небольших количеств HNO3 озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (-78°C) практически не разлагается.Ozone is a very reactive chemical substance, the chemical activity of which is extremely high. This property is due to the fact that the triatomic ozone molecule is capable of light decomposition and additional energy release (ozone is endothermic). The released oxygen atom has an extremely high activity, enhanced by additional energy. So, for example, at room temperature, ozone interacts with almost all chemical elements and their chemical compounds. Under the action of gaseous ozone, all metals except Au, Pt, Ir are converted to oxides or covered with a thin oxide film, sulfides, selenides, tellurides are oxidized to sulfates, selenates, tellurides, ammonia is oxidized to nitrous and nitric acids, etc. Rubber is extremely rapidly destroyed by ozone (embrittlement and crumbles into powder), and many combustible organic substances (alcohols, ketones, hydrocarbons, etc.) ignite or explode in contact with ozone. After some surface oxidation, Cu, Ni, Sn, as well as carbon-free alloys of iron with 25% chromium are quite resistant to ozone. Bacteria, fungi and viruses, when interacting with ozone, are completely destroyed, which is widely used to disinfect a wide variety of environments. In the presence of small amounts of HNO 3, ozone is stabilized, and in sealed containers of glass, some plastics or pure metals, ozone practically does not decompose at low temperatures (-78 ° C).
Более детально конструкция активатора показана на фиг. 4…11. Активатор 19 содержит кроме электродов 26 и 27 внутренний диэлектрический корпус 28 и внешний диэлектрический корпус 29, установленный внутри корпуса 30 двигателя. При этом электроды 26 и 27 могут быть установлены радиально (фиг. 4 и 5) или параллельно (фиг. 6 и 7). Электроды 26 и 27 могут быть выполнены радиальными и консольными (фиг. 8 и 9) или параллельными и консольными (фиг. 10 и 11).In more detail, the design of the activator is shown in FIG. 4 ... 11. The
Электроды 26 и 27 могут быть выполнены в виде параллельных пластин с острыми кромками 31 (фиг. 12), или в виде ромбов (фиг. 13), или в виде обтекаемых профилей (фиг. 14). Электроды 26 и 27 образуют секцию, которая монтируется на приливах на корпусе 20 при помощи крышки 32 из электроизоляционного материала (фиг. 15). Острые кромки 31 способствую активации процесса электрического разряда.The
Воздушно-реактивный двигатель (фиг. 1) содержит систему топливоподачи. Система подачи топлива содержит бак 33 для хранения топлива, топливопровод низкого давления 34, подключенный к выходу из бака 33. К топливопроводу низкого давления 34 присоединены насос 35, топливопровод высокого давления 36, регулятор расхода 37 и отсечной клапан 38.The jet engine (Fig. 1) contains a fuel supply system. The fuel supply system includes a
Второй вариант ГТД (фиг. 16) с выносным активатором дополнительно содержит трубопровод отбора воздуха 39, присоединенный к выходу из компрессора 3, присоединенный к активатору воздуха 19, выход из которого трубопроводом 40 соединен с камерой сгорания 4.The second version of the gas turbine engine (Fig. 16) with a remote activator further comprises an
Конструкция выносного активатора 19 приведена на фиг. 17. Активатор воздуха 19 содержит цилиндрический корпус 41 из диэлектрического материала, к которому присоединены входной и выходной патрубки 42 и 43. В камере 44 на держателях 45 и 46 установлены электроды 26 и 27.The design of the
Камера сгорания 4 для второго варианта ГТД с выносным активатором воздуха 19 (фиг. 18) содержит жаровую трубу 13, форсуночную пииту 14 и форсунки 15. На форсуночной плите 14 установлены два коллектора 47 и 48. К коллектору 47 присоединены форсунки 15, а к коллектору 48 - форсунки ионизированного воздуха или озона 49. Под жаровой трубой 13 установлен внутренний кожух 50, образующий с жаровой трубой 13 внутренний канал 51. Между корпусом 52 камеры сгорания 4 и жаровой трубой 13 образован внешний канал 53. В жаровой трубе 13 выполнены отверстия 54.The
Возможен вариант (фиг. 19), когда воздух с примесью ионов и озона подается перед форсуночной плитой 14.A variant is possible (Fig. 19), when air with an admixture of ions and ozone is supplied in front of the
Возможно выполнение реактивного сопла 6 сверхзвуковым. Это целесообразно для сверхзвуковых летательных аппаратов.Possible execution of the
РАБОТА ДВИАТЕЛЯENGINE OPERATION
При работе газотурбинного двигателя (фиг 1…19) осуществляют его запуск путем подачи электроэнергии на стартер от внешнего источника энергии (на фиг. 1…19 стартер не показан).When the gas turbine engine (Fig 1 ... 19) carry out its launch by supplying electricity to the starter from an external energy source (in Fig. 1 ... 19 the starter is not shown).
Потом включают насос 21 (фиг. 1), и топливо из бака 33 по топливопроводу низкого давления 34 подается в насос 35 и далее по топливопроводу высокого давления 36 подается в форсунки 15 камеры сгорания 4.Then turn on the pump 21 (Fig. 1), and the fuel from the
Одновременно воздух из атмосферы поступает в воздушный тракт 1 и проходит через активатор воздуха 19, в котором образуются ионы и/или озон в зависимости от напряжения на выходе источника выокого напряжения 24. Ионы и/или озон образующегося за счет разрядов между электродами 26 и 27 высокого напряжения, подаваемого по высоковольтным проводам 25.At the same time, air from the atmosphere enters the
При наличии выносного активатора воздуха 19 через него проходит часть воздуха, потребляемого двигателем (фиг. 18 и 19).In the presence of an
В камеру сгорания 4 поступает смесь воздуха с ионизированным воздухом (и/или озоном) и топливо. Учитывают, что ионизированный воздух и озон обладает более высокими окислительными свойствами, топливо сгорает полнее, при сгорании образуется более высокая температура продуктов сгорания. Это увеличивает его энергетический потенциал на турбине 5 и реактивном сопле 6. Учитывая, что температура продуктов сгорания на входе в турбину всегда имеет предельное проектное значение можно снизить расход топлива для сохранения заданной температуры. Это приведет к экономии 3…5% топлива.A mixture of air with ionized air (and / or ozone) and fuel enters the
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Повысить экономичность газотурбинного двигателя за счет более полного сгорания углеводородного топлива.1. To increase the efficiency of a gas turbine engine due to a more complete combustion of hydrocarbon fuel.
2. Уменьшить количество углерода - С и окислов углерода - СО в выхлопных газах.2. Reduce the amount of carbon - C and carbon oxides - CO in the exhaust.
3. Обеспечить работоспособность двигателя на очень больших высотах за счет применения ионизированного воздуха или озона.3. Ensure engine performance at very high altitudes through the use of ionized air or ozone.
4. На максимальных (форсажных) режимах при полете на гиперзвуковых скоростях повысить степень сжатия компрессоров газотурбинного двигателя за счет применения полного сгорания топлива.4. At maximum (afterburner) modes when flying at hypersonic speeds, increase the compression ratio of the compressors of the gas turbine engine through the use of complete combustion of fuel.
5. Обеспечить достижение самолетами, оборудованными этими двигателями гиперзвуковых скоростей М=3…6.5. Ensure that aircraft equipped with these engines achieve hypersonic speeds M = 3 ... 6.
6. Уменьшить затраты на полет летательного аппарата за счет использования более дешевого углеводородного топлива.6. Reduce the cost of flying an aircraft by using cheaper hydrocarbon fuels.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109324/06A RU2572258C2 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Process for increasing gas turbine engine efficiency and gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014109324/06A RU2572258C2 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Process for increasing gas turbine engine efficiency and gas turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014109324A RU2014109324A (en) | 2015-09-20 |
RU2572258C2 true RU2572258C2 (en) | 2016-01-10 |
Family
ID=54147487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014109324/06A RU2572258C2 (en) | 2014-03-11 | 2014-03-11 | Process for increasing gas turbine engine efficiency and gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572258C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2352772A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-07 | Ford Global Tech Inc | Method of operating a spark-ignition i.c. engine using a series of sparks to promote auto-ignition |
RU2250381C2 (en) * | 2003-06-03 | 2005-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Gas-turbine engine |
RU2372501C1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-10 | Владимир Степанович Григорчук | Diesel engine with air activator |
RU128284U1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-05-20 | Нариман Аскарулы Баубек | FUEL COMBUSTION DEVICE |
-
2014
- 2014-03-11 RU RU2014109324/06A patent/RU2572258C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2352772A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-07 | Ford Global Tech Inc | Method of operating a spark-ignition i.c. engine using a series of sparks to promote auto-ignition |
RU2250381C2 (en) * | 2003-06-03 | 2005-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Gas-turbine engine |
RU2372501C1 (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-10 | Владимир Степанович Григорчук | Diesel engine with air activator |
RU128284U1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-05-20 | Нариман Аскарулы Баубек | FUEL COMBUSTION DEVICE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУЛАГИН И.И. Основы теории авиационных газотурбинных двигателей, Москва, Военное издательство министерства обороны СССР, 1967, стр. 42-44, рис.19. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014109324A (en) | 2015-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU155146U1 (en) | GAS PUMPING UNIT | |
US3313103A (en) | Gas turbine combustion process | |
US10280838B2 (en) | Engine, biomass powder energy conversion and/or generation system, hybrid engines including the same, and methods of making and using the same | |
US8776526B2 (en) | Motor with solid fuel installed within combustion chamber and vortex generator installed on inner wall of combustion chamber | |
Matveev et al. | Non-equilibrium plasma igniters and pilots for aerospace application | |
US7340903B2 (en) | Scalable power generation using a pulsed detonation engine | |
CN103953474A (en) | Directional spinning plasma combustion-supporting system | |
RU2561757C1 (en) | Three-component air-jet engine | |
RU2545613C1 (en) | Liquid propellant rocket engine | |
RU2572258C2 (en) | Process for increasing gas turbine engine efficiency and gas turbine engine | |
JP2005155632A (en) | Fuel preconditioning pulse explosion power generation system and its plant | |
US5333458A (en) | Liquid fuel power plant | |
RU2387582C2 (en) | Complex for reactive flight | |
US5337567A (en) | Liquid fuel power plant and method | |
CN107218155B (en) | A kind of pulse ignite in advance can steady operation detonation engine | |
RU135000U1 (en) | HYDROCARBON RECTANGULAR ENGINE | |
JP7250304B2 (en) | Propellant for gas generator for turbine drive and method for producing the same | |
RU2557793C1 (en) | Gas turbine engine | |
RU2625885C2 (en) | Gas-compressor unit | |
US8272221B2 (en) | Hydrogen gas generator for jet engines | |
RU2594828C1 (en) | Propulsion engine of supersonic aircraft | |
RU2610631C1 (en) | Gas compressor unit | |
CN110739602B (en) | Pre-mixing type carbon dioxide pneumatic laser driven by pulse detonation rocket combustion | |
CN110739600B (en) | Pre-mixing type carbon dioxide pneumatic laser driven by air-breathing type pulse detonation combustion | |
US7690191B2 (en) | Fuel preconditioning for detonation combustion |