RU2728937C1 - Method of using internal energy of thermal jet of air-jet engine - Google Patents
Method of using internal energy of thermal jet of air-jet engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728937C1 RU2728937C1 RU2019118269A RU2019118269A RU2728937C1 RU 2728937 C1 RU2728937 C1 RU 2728937C1 RU 2019118269 A RU2019118269 A RU 2019118269A RU 2019118269 A RU2019118269 A RU 2019118269A RU 2728937 C1 RU2728937 C1 RU 2728937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- engine
- jet
- water
- jet engine
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 99
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 9
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 7
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 3
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000003197 gene knockdown Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H11/00—Marine propulsion by water jets
- B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
- B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
- B63H11/103—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof having means to increase efficiency of propulsive fluid, e.g. discharge pipe provided with means to improve the fluid flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H11/00—Marine propulsion by water jets
- B63H11/12—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being steam or other gas
- B63H11/14—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being steam or other gas the gas being produced by combustion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области использования воздушно-реактивных двигателей.The invention relates to the field of use of jet engines.
В дальнейшем при характеристике разработанного технического решения будут использованы следующие термины:In the future, when characterizing the developed technical solution, the following terms will be used:
- Воздушно-Реактивный Двигатель (ВРД) - любой тип Воздушно Реактивного Двигателя, включая Прямоточный ВРД, Пульсирующий ВРД, Турбо-Реактивный ВРД, Воздушно-Вентиляторный ВРД и пр.;- Air-Jet Engine (WFD) - any type of Air-Jet Engine, including Direct-flow VRM, Pulsating VRM, Turbo-Jet VRM, Air-Fan VRM, etc .;
- Дополнительная труба - сложное механическое устройство, способное изменять свою геометрию, как и объемы подаваемой забортной воды (на изображениях это не показано)- An additional pipe is a complex mechanical device capable of changing its geometry, as well as the volumes of supplied seawater (this is not shown in the images)
Известна (US, патент 3684054) конструкция блока расширения выхлопных газов двигателя Jet engine exhaust augmentation unit, в которой выхлопные газы турбореактивного двигателя частично охлаждают использованием впрыска воды и подают к впускному отверстию сопла для увеличения массы выхлопа струи. Такое решение в минимальной степени использует внутреннюю энергию тепловой струи для совершения дополнительной полезной работы.Known (US patent 3,684,054) is the design of a Jet engine exhaust augmentation unit, in which the exhaust gases of a turbojet engine are partially cooled using water injection and supplied to the nozzle inlet to increase the mass of the jet exhaust. Such a solution uses the internal energy of the heat jet to a minimum extent to perform additional useful work.
Также известна (US, патент 8092265) конструкция транспортного средства с реактивным двигателем Jet propulsion device, предназначенная для движения в воде, согласно которой воду добавляют в реакционную камеру двигателя и испаряют, образующийся пар способствует созданию паровой полости вокруг транспортного средства, что снижает сопротивление среды. Такое решение также только косвенно использует энергию тепловой струи как таковой.Also known (US patent 8092265) is a design of a vehicle with a jet propulsion device designed to move in water, according to which water is added to the reaction chamber of the engine and evaporated, the generated steam helps to create a vapor cavity around the vehicle, which reduces the resistance of the medium. Such a solution also only indirectly uses the energy of the thermal jet as such.
Известно также (RU 2093411) решение впрыска воды в реактивный двигатель с 2 целями:It is also known (RU 2093411) a solution for water injection into a jet engine with 2 goals:
1. Снижение парциального давления кислорода в камере сгорания (в связи с тем, что туда подается чистый кислород, а реактивный двигатель рассчитан на подачу воздуха)1.Reduction of the partial pressure of oxygen in the combustion chamber (due to the fact that pure oxygen is supplied there, and the jet engine is designed for air supply)
2. Выхлоп реактивного двигателя производится в нерегулируемое выходное сопло, в которое дополнительно поступает вода.2. The exhaust of the jet engine is produced in an unregulated outlet nozzle, which additionally receives water.
Недостатком известного решения следует признать:The disadvantage of the known solution should be recognized:
1. Как известно нормальное давление для камер сгорания реактивных двигателей сставляет от десятков до сотен атмосфер. При наличие высоких температур и давлений это требует высокопрочных температуроустойчивых материалов, применение систем термоизоляции, да и проблема дросселирования (регулировки тяги) для реактивных двигателей полностью не решена до сих пор.1. As you know, the normal pressure for combustion chambers of jet engines ranges from tens to hundreds of atmospheres. In the presence of high temperatures and pressures, this requires high-strength temperature-resistant materials, the use of thermal insulation systems, and the problem of throttling (thrust control) for jet engines has not yet been completely solved.
2. Не адаптивность (невозможность изменения количества притока воды, изменения формы) выходного сопла не позволяет такому сочетанию выбрать оптимальный режим. В этом решении нет дополнительной трубы (она предназначена именно для оптимизации работы с выхлопной струей на разных режимах работы двигателя.2. Non-adaptability (impossibility of changing the amount of water inflow, changing the shape) of the outlet nozzle does not allow such a combination to choose the optimal mode. There is no additional pipe in this solution (it is designed specifically to optimize the work with the exhaust jet at different engine operating modes.
3. Ресурс работы реактивных двигателей достаточно низок, в т.ч. поэтому их не применяют в транспортных системах, рассчитанных на длительное использование.3. The service life of jet engines is rather low, incl. therefore they are not used in long-term transport systems.
В данной заявке не упоминается реактивный двигатель, только все типы ВРД.This application does not mention a jet engine, only all types of VRM.
Известно решение SU 1743995 - «Гидрореактивный движитель, содержащий водопроточную трубу с размещенной в ней камерой сгорания»Known solution SU 1743995 - "Hydrojet propulsion device containing a water flow pipe with a combustion chamber located in it"
В этом решении камера сгорания находится в профилированной трубе, сам гидрореактивный движитель не относится ни к одному из типов двигателей, рассматриваемых в данной заявке (Воздушно-Реактивные двигатели).In this solution, the combustion chamber is located in a profiled tube, the hydrojet propeller itself does not belong to any of the types of engines considered in this application (Air-Jet Engines).
Известны также способы использования тепловой струи реактивного двигателя для совершения полезной работы вне транспортных средств, например, для нужд пожаротушения. Например, известна (CN, патент 1026756) конструкция Fire-extinguishing device by use of turbojet tall-gas and water-fog, в которой энергия тепловой струи реактивного двигателя, установленного на противопожарном транспортном средстве, используется для распыления подаваемой извне струи воды до состояния мелких капель (тумана) и направленного воздействия такой струей на источник возгорания. В данном случае энергия тепловой струи используется не в полной мере, т.к. не смешивается непосредственно с водой для максимальной отдачи энергии, а используется для разбиения внешней струи воды на капли. Сходный принцип с соответствующими недостатками реализован в полезной модели Urban turbo jet fire truck CN 202822566, в которой дополнительно предусмотрено распыление не только воды, но и противопожарного порошка (что является сомнительным решением: противопожарные порошки снижают температуру горячих газов и уменьшают наличие кислорода в месте горения, поэтому, если добавлять порошок в горячую струю, то он отработает до попадания в место горения). Данные решения предназначены для масштабных пожаров (тушение горящих нефтяных и газовых фонтанов и т.п.There are also known methods of using the thermal jet of a jet engine to perform useful work outside vehicles, for example, for the needs of fire extinguishing. For example, it is known (CN, patent 1026756) the design of a Fire-extinguishing device by use of a turbojet tall-gas and water-fog, in which the energy of the thermal jet of a jet engine mounted on a fire-fighting vehicle is used to spray a jet of water supplied from the outside to a state of fine droplets (fog) and directed action of such a jet on the ignition source. In this case, the energy of the heat jet is not fully utilized, because does not mix directly with water for maximum energy output, but is used to break the external water jet into droplets. A similar principle with corresponding disadvantages is implemented in the utility model Urban turbo jet fire truck CN 202822566, which additionally provides for spraying not only water, but also fire-fighting powder (which is a dubious decision: fire-fighting powders reduce the temperature of hot gases and reduce the presence of oxygen at the combustion site, therefore, if the powder is added to a hot stream, it will work until it enters the combustion site). These solutions are designed for large-scale fires (extinguishing burning oil and gas fountains, etc.
Наиболее близким аналогом является (US, патент 3396538) решение Water injection for thrust augmentation. Согласно этому решению, стандартный воздушно-реактивный двигатель, установленный на плавсредстве выше уровня воды, дополнительно снабжен краном для забора забортной воды и впрыска этой воды в выхлопную трубу двигателя. При этом происходит смешение выхлопных газов с водой и увеличивается тяга двигателя. Недостатками данного решения является неполное использование энергии тепловой струи (в силу отсутствия отсутствие специальной дополнительной трубы), ограниченное пропускной возможностью крана, наличие потока газа (с остаточно высокой температурой, а значит с остаточно высоким уровнем внутренней энергии) под самим плавсредством, что негативно влияет на устойчивость и плавучесть (Поток газов под плавсреством снижает его плавучесть согласно закону Архимеда). Также видно, что двигатель расположен в корпусе судна и работает в воздушной среде.The closest analogue is (US patent 3396538) the solution Water injection for thrust augmentation. According to this solution, a standard air-jet engine, mounted on a watercraft above the water level, is additionally equipped with a valve for taking seawater and injecting this water into the engine exhaust pipe. This mixes exhaust gases with water and increases engine thrust. The disadvantages of this solution are the incomplete use of the energy of the heat jet (due to the absence of a special additional pipe), limited by the throughput of the crane, the presence of a gas flow (with a residual high temperature, and therefore with a residual high level of internal energy) under the craft itself, which negatively affects stability and buoyancy (The flow of gases under the boat reduces its buoyancy according to Archimedes' law). It can also be seen that the engine is located in the ship's hull and operates in an air environment.
Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного способа, состоит в том, что существующие конструкции и способы использования воздушно-реактивных двигателей основаны на использовании реактивной тяги - силы, возникающей в результате взаимодействия воздушно-реактивной двигательной установки с истекающей из сопла струей расширяющихся выхлопных газов - продуктов сгорания топлива, обладающих кинетической энергией. В основу возникновения тяги положен закон сохранения импульса. При этом раскаленные выхлопные газы, истекшие из сопла, обладают дополнительной внутренней энергией благодаря высокой температуре, и эта энергия может быть использована для совершения дополнительной полезной работы.The technical problem solved using the developed method is that the existing designs and methods of using air-jet engines are based on the use of jet thrust - the force arising from the interaction of the air-jet propulsion system with a jet of expanding exhaust gases flowing out of the nozzle - products combustion of fuels with kinetic energy. The thrust is based on the law of conservation of momentum. In this case, the hot exhaust gases escaping from the nozzle have additional internal energy due to the high temperature, and this energy can be used to perform additional useful work.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в увеличении импульса движения.The technical result achieved by implementing the developed method consists in increasing the momentum of movement.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ использования внутренней энергии тепловой струи воздушно-реактивного двигателя.To achieve the indicated technical result, it is proposed to use the developed method of using the internal energy of the thermal jet of an air-jet engine.
Согласно разработанному способу к выхлопному соплу воздушно-реактивного двигателя присоединяют дополнительную трубу, устанавливают воздушно-реактивный двигатель на плавстерство ниже уровня ватерлинии, обеспечивают подвод воздуха к воздухозаборнику воздушно-реактивного двигателя (патент №2661633), в дополнительную трубу подают поток отходящих газов из воздушно-реактивного двигателя, а также воду, образующуюся газопароводяную смесь используют как средство придания дополнительного импульса движения плавсредству.According to the developed method, an additional pipe is connected to the exhaust nozzle of the air-jet engine, the air-jet engine is installed on the boat below the waterline level, air is supplied to the air intake of the air-jet engine (patent No. 2661633), the flow of exhaust gases from the air is supplied to the additional pipe. a jet engine, as well as water, the resulting gas-steam-water mixture is used as a means of imparting an additional impulse to the movement of the floating craft.
Установка дополнительной трубы (ее форма и размеры изменяемы в процессе работы и зависят от характеристик ВРД, его режима работы и необходимой степени преобразования внутренней энергии выхлопной струи в дополнительный импульс движения - на изображениях не показано) позволяет преобразовывать внутреннюю энергию выхлопной струи в дополнительную массу воды, которая превращается в газо-паро-водяную смесь.Installation of an additional pipe (its shape and dimensions are variable during operation and depend on the characteristics of the air-jet engine, its operating mode and the required degree of conversion of the internal energy of the exhaust jet into an additional impulse of movement - not shown in the images) allows converting the internal energy of the exhaust jet into an additional mass of water, which turns into a gas-steam-water mixture.
Работа воздушно-реактивного двигателя всегда сопровождается мощным высокоскоростным потоком выхлопного газа, обладающего большой внутренней энергией (высокая температура исходящих газов - до 700 град. С).The operation of an air-jet engine is always accompanied by a powerful high-speed flow of exhaust gas with great internal energy (high temperature of exhaust gases - up to 700 degrees C).
Предлагаемое техническое решение предусматривает использование этих свойств воздушно-реактивного двигателя для совершения дополнительной полезной работы или для воздействия на внешние объекты.The proposed technical solution provides for the use of these properties of an air-jet engine to perform additional useful work or to influence external objects.
Указанный технический результат достигается тем, что выхлопное сопло воздушно-реактивного двигателя снабжается достаточно протяженной дополнительной трубой, в которой осуществляется смешивание выхлопных газов двигателя с значительными объемами воды. За счет внутренней энергии поток газов превращается в поток газо-паро-водяной смеси, добавляя к скорости потока (которая изменяется незначительно благодаря рассчитанной геометрической форме дополнительной трубы с целью сохранения одинакового давления по всей длине дополнительной трубы) дополнительную массу испаренной и разогретой воды, тем самым увеличивая (пропорционально массе прошедшей через дополнительную трубу воды) импульс движения согласно формуле P=M×V, где Р - импульс, М - масса, V - скорость. Результатом является значительное приращение импульса движения выходящего потока.The specified technical result is achieved in that the exhaust nozzle of the air-jet engine is supplied with a sufficiently long additional pipe, in which the engine exhaust gases are mixed with significant volumes of water. Due to internal energy, the flow of gases turns into a flow of a gas-steam-water mixture, adding to the flow rate (which changes insignificantly due to the calculated geometric shape of the additional pipe in order to maintain the same pressure along the entire length of the additional pipe) an additional mass of evaporated and heated water, thereby increasing (in proportion to the mass of water passed through the additional pipe) the impulse of movement according to the formula P = M × V, where P is the impulse, M is the mass, V is the speed. The result is a significant increase in the outflow momentum.
Полученное приращение импульса тем больше, чем больше масса воды, поступающей в дополнительную трубу, и, соответственно, больше масса образующегося в дополнительной трубе рабочего тела воздушно-реактивного двигателя - смеси выхлопных газов водяного пара и не испаренной воды.The resulting impulse increment is the greater, the greater the mass of water entering the additional pipe, and, accordingly, the greater the mass of the working fluid formed in the additional pipe of the air-jet engine - a mixture of exhaust gases of water vapor and non-evaporated water.
Наличие дополнительной трубы подразумевает структурно-функциональное единство, расположенная за зоной высокоскоростного высокотемпературного потока газов и соединенная с выхлопным соплом двигателя, позволяет регулировать поступление в эту трубу воды (на рисунках не указано) и ее смешивание в оптимальных количествах с выхлопными газами с образованием газо-пароводяной смеси на любых режимах работы двигателя.The presence of an additional pipe implies a structural and functional unity, located behind the zone of high-speed high-temperature gas flow and connected to the engine exhaust nozzle, allows you to regulate the flow of water into this pipe (not shown in the figures) and its mixing in optimal quantities with exhaust gases to form a gas-steam-water mixtures at any engine operating conditions.
Подсчитаем КПД преобразования в движние:Let's calculate the efficiency of conversion to motion:
Стандартный корабль:Standard ship:
ГТУ (Технически то-же ТРД) (0.33) - Электрогенератор (0.9) - (потерями на передаче электроэнергии пренебрегаем) - Электромотор (0.86)- Ходовой винит (0.6)GTU (Technically the same turbojet engine) (0.33) - Electric generator (0.9) - (we neglect losses in the transmission of electricity) - Electric motor (0.86) - Running blame (0.6)
Итого максимальный КПД такой схемы: 0.33*0.9*0.86*0.6=0.153.Total maximum efficiency of such a scheme: 0.33 * 0.9 * 0.86 * 0.6 = 0.153.
В варианте предлагаемой заявки ТРД в связке с дополнительной трубой является аналогом водометного двигателя и движителя одновременно. Дополнительный плюс на высоких скоростях в воде - нет воздействия кавитации на винт (в связи с его отсутствием).In the variant of the proposed application, the turbojet engine in conjunction with an additional pipe is analogous to a water jet engine and a propulsion unit at the same time. An additional plus at high speeds in water - there is no effect of cavitation on the propeller (due to its absence).
ТРД (0.3) - Водометный движитель (0.6): 0.24*0.6=0.21Turbojet engine (0.3) - Water jet propulsion unit (0.6): 0.24 * 0.6 = 0.21
Параметры подбирались при максимальном КПД отдельных элементов (причем КПД водометного движителя взято из устройства водомета с винтом, явно ниже, чем реализация, описанная в настоящей заявке, т.к. в ней нет винта, КПД которого достаточно низок сам по себе).The parameters were selected at the maximum efficiency of individual elements (moreover, the efficiency of the water jet is taken from the device of a water jet with a propeller, clearly lower than the implementation described in this application, since it does not have a propeller, the efficiency of which is quite low in itself).
В качестве воздушно-реактивного двигателя может, например, использоваться прямоточный воздушно-реактивный двигатель, пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, турбореактивный двигатель, турбовентиляторный двигатель, турбовинтовой двигатель, турбовальный двигатель, винтовентиляторный двигатель и др.As a jet engine, for example, a ramjet engine, a pulsating jet engine, a turbojet engine, a turbofan engine, a turboprop engine, a turboshaft engine, a propfan engine, etc. can be used.
Работа воздушно-реактивного двигателя включает следующие процессы, вовлекаемые (по отдельности или в различных сочетаниях) в реализацию предлагаемого технического решения:The operation of an air-jet engine includes the following processes involved (individually or in various combinations) in the implementation of the proposed technical solution:
- всасывание мощного потока воздуха,- suction of a powerful air flow,
- произведение мощного высокоскоростного потока выхлопного газа, обладающего большой внутренней энергией (высокая температура исходящих газов).- the product of a powerful high-speed exhaust gas flow with high internal energy (high temperature of the exhaust gases).
Согласно одному из вариантов реализации технического решения, предлагается использование внутренней энергии тепловой струи воздушно-реактивного двигателя для увеличения тяги двигателя.According to one embodiment of the technical solution, it is proposed to use the internal energy of the thermal jet of an air-jet engine to increase engine thrust.
В одном из частных вариантов реализации, двигатели могут устанавливаться с вращением в двух плоскостях (ниже ватерлинии) по нескольку с каждого борта, для повышения маневренности при передвижении. При данном решении на плавсредстве не являются необходимыми винторулевая группа и машинный зал как таковой. КПД данной системы может быть увеличен значительно. Результаты использования двигателей для плавсредств, установленных ниже ватерлинии и вращающихся в двух плоскостях - полная компенсация бортовой качки без применения дополнительных устройств, компенсация кренов при разворотах, отсутствие негативных моментов использования руля, «сверхманевренность» плавсредства, значительная экономия внутреннего пространства, естественное встраивание в двигатель дорогостоящего монтируемого отдельно и занимающего не малое место устройства типа scrubber.In one particular implementation, the engines can be installed with rotation in two planes (below the waterline), several from each side, to increase maneuverability when moving. With this solution, the propeller-steering group and the engine room as such are not necessary on the craft. The efficiency of this system can be increased significantly. The results of using engines for floating craft installed below the waterline and rotating in two planes - full compensation for rolling without the use of additional devices, compensation for rolls during turns, no negative aspects of using the rudder, "super maneuverability" of the craft, significant savings in internal space, natural integration into the engine of an expensive a separately mounted and space-saving scrubber-type device.
В другом частном варианте реализации (для маломерных судов - вариант подвесного мотра), воздушно-реактивный двигатель размещен на плавсредстве, воздушно-реактивный двигатель снабжается дополнительной трубой, дополнительная труба и двигатель или только дополнительная труба могут быть погружены под воду - постоянно или только на период эксплуатации, - за счет чего достигается максимально эффективное использование энергии тепловой струи для обеспечения движения плавсредства.In another particular embodiment (for small boats - an outboard motor option), the air-jet engine is placed on the floating craft, the air-jet engine is supplied with an additional pipe, an additional pipe and engine or only an additional pipe can be submerged under water - constantly or only for a period operation - due to which the most efficient use of the energy of the thermal jet is achieved to ensure the movement of the floating craft
В варианте исполнения с погружением воздушно-реактивного двигателя под воду предусматривается оснащение двигателя дополнительным каналом для подачи воздуха в двигатель (патент №2661633).In the version with the immersion of the air-jet engine under water, it is envisaged to equip the engine with an additional channel for supplying air to the engine (patent No. 2661633).
В одном из частных вариантов реализации, двигатель на период вне эксплуатации может закрываться герметичной откидной крышкой (колпаком), для исключения соприкосновения внутренних элементов двигателя с забортной водой.In one of the private embodiments, the engine for the period out of operation can be closed with a sealed hinged cover (cap), to prevent contact of the internal elements of the engine with the seawater.
В одном из частных вариантов реализации, исключение соприкосновения внутренних элементов двигателя с забортной водой достигается с помощью дополнительного гидравлического запирающего механизма, включающего, по меньшей мере, наполняемый водой эластичный баллон для герметизации двигателя. Наполняемый водой эластичный баллон может быть выполнен, например, из высокотемпературного силикона.In one of the private embodiments, the exclusion of contact of the internal elements of the engine with the seawater is achieved using an additional hydraulic locking mechanism, including at least a water-filled bladder for sealing the engine. The water-filled bladder can be made of, for example, high-temperature silicone.
Альтернативно, отработанная газо-пароводяная смесь может очищаться от вредных примесей циркуляционным методом и сохраняться в специальной емкости и очищаться от вредных примесей. Данный вариант реализации предусматривает дополнительное снабжение дополнительной трубы лопастной системой в области выхода газо-пароводяной смеси, обеспечивающей высокую скорость вращения и, соответственно, эффект центрифугирования газопароводяной смеси. Благодаря эффекту центрифугирования, т.е., под воздействием центробежной силы, осуществляется сепарация вредных примесей.Alternatively, the spent gas-steam-water mixture can be cleaned from harmful impurities by the circulation method and stored in a special container and cleaned from harmful impurities. This embodiment provides for the additional supply of an additional pipe with a vane system in the area of the gas-steam-water mixture outlet, which ensures a high rotation speed and, accordingly, the effect of centrifugation of the gas-steam-water mixture. Due to the effect of centrifugation, i.e., under the influence of centrifugal force, the separation of harmful impurities is carried out.
В последнем случае достигается дополнительный эффект снижения уровня вредных примесей, выбрасываемых в окружающую среду при работе двигателя. Данный частный вариант реализации удовлетворяет требованиям Международной морской организации по сокращению выбросов парниковых газов и вредных примесей. При этом предлагаемое техническое решение многократно дешевле и проще в реализации, чем распространенные в настоящее время т.н. «скрубберы» (scrubber), поскольку не требует использования дополнительного сложного специального оборудования, а реализуют эффект, достигаемый непосредственно во время эксплуатации воздушно-реактивного двигателя.In the latter case, an additional effect of reducing the level of harmful impurities emitted into the environment during engine operation is achieved. This particular implementation meets the requirements of the International Maritime Organization to reduce emissions of greenhouse gases and harmful impurities. Moreover, the proposed technical solution is many times cheaper and easier to implement than the currently widespread so-called. "Scrubber", since it does not require the use of additional complex special equipment, but realize the effect achieved directly during the operation of an air-jet engine.
В некоторых вариантах реализации образующуюся газо-пароводяную смесь дополнительно используют для воздействия на внешние объекты, в частности, ее используют нагрева жидкости в баке жидкостного обогрева.In some embodiments, the resulting gas-steam-water mixture is additionally used to influence external objects, in particular, it is used to heat the liquid in the liquid heating tank.
В частном случае реализации данного решения дополнительная труба преобразует всасываемый поток воздуха в источник мощного разряжения для последующего совершения дополнительной полезной работы. Примерами такого варианта исполнения могут служить различные пылесосы, системы откачки газов и т.п., выполненные с использованием воздушно-реактивного двигателя и объемлющей его дополнительной трубыIn the particular case of the implementation of this solution, the additional pipe converts the intake air flow into a source of powerful vacuum for the subsequent performance of additional useful work. Examples of such an embodiment are various vacuum cleaners, gas pumping systems, etc., made using an air-jet engine and an additional pipe enclosing it.
В другом случае реализации данного решения мощный поток выхлопного газа с высокой температурой и высокой скоростью: дополнительная труба позволяет использовать внутреннюю энергию потока выхлопного газа с высокой температурой и скоростью для воздействия на внешние объекты. Реализуемые на этом принципе устройства-, парогенераторы, пожаротушители, пескоструйные аппараты, котлы обогрева зданий и помещений и т.д.In another case, the implementation of this solution is a powerful flow of exhaust gas with a high temperature and high speed: the additional pipe allows you to use the internal energy of the exhaust gas flow at high temperature and speed to influence external objects. Devices implemented on this principle are steam generators, fire extinguishers, sandblasting machines, boilers for heating buildings and premises, etc.
К примеру в частном варианте реализации, предлагается использовать струю газо-пароводяной смеси для уборки мусора и/или снега посредством направленной струи. При этом непосредственно используется высокая скорость, масса (температура рабочего тела снижается в случае уборки снега за счет использования высокой степени двухконтурности) - газо-пароводяной смеси - для, например, удаления залежей снега или, например, удаления зарослей травы и мелкого кустарника (в этом варианте температура парогазовой струи 150-180 град. С), благодаря высокой температуре, достигается не только превращение свежей травы в сено, но и уничтожается пыльца сорняков, уничтожаются вредные насекомые без вредного воздействия на почву, затрагивается только слой почвы порядка миллиметра и т.д.). Таким устройством безопасно бороться с нынешней бедой городов и поселков России - распространение Борщевика. После обработки перегретым паром он теряет не только жизнеспособность, но и разлагаются его опасные (при соприкосновении) токсины. (По сути это аналог бытового стриммера.) Днем прошелся паром по участку, на следующий день граблями собрал пожухлую траву. Такое устройство является мобильным (носимым) и создается при помощи маломощного ТРД.For example, in a private implementation, it is proposed to use a jet of a gas-steam-water mixture to remove debris and / or snow by means of a directed jet. In this case, a high speed, mass is directly used (the temperature of the working fluid decreases in the case of snow removal due to the use of a high degree of bypass) - a gas-steam-water mixture - for, for example, removing snow deposits or, for example, removing thickets of grass and small shrubs (in this option, the temperature of the steam-gas jet is 150-180 degrees C), due to the high temperature, not only the transformation of fresh grass into hay is achieved, but also weed pollen is destroyed, harmful insects are destroyed without harmful effects on the soil, only a layer of soil of the order of a millimeter is affected, etc. .). With such a device, it is safe to fight the current misfortune of cities and towns in Russia - the spread of Barshevik. After processing with superheated steam, it loses not only its viability, but also its dangerous (in contact) toxins decompose. (In fact, this is an analogue of a household streamer.) In the afternoon, the ferry walked around the site, the next day I collected withered grass with a rake. Such a device is mobile (wearable) and is created using a low-power turbojet engine.
В одном из частных вариантов реализации, предлагается использовать струю газо-пароводяной смеси для воздействия на открытое пламя и источник возгорания с целью тушения локальных и лесных пожаров. При этом высокая скорость и масса рабочего тела - газо-пароводяной смеси (лишенная кислорода) - непосредственно используется для того, чтобы сбивать пламя в области пожара и насыщать водой и влагой горючие материалы в зоне применения (с минимизацией ущерба помещениям, находящимся ниже возгораемого, и с минимизацией расхода воды в случае лесных и площадных пожаров). Сохраняется возможность тушения ГСМ. Для передвижения внутри затронутых пожаром помещений, да и передвижения по затронутому пожаром лесу - таковое устройство является мобильным и ручным механизмом, основанным на маломощном и малогабаритном ТРД. Его большим преимуществом будет экономия воды (при Н.У. для создания 1 м. куб. нужно 27 г. воды). Ориентировочная паропроизводительность такового мобильного пожаротушителя 3-25 м. куб. пара в минуту. На минимальном режиме такой пожаротушитель погасит кубом пара пару м. кВ. тлеющей травы, на максимальном - за минуту погасит горящий малолитражный автомобиль, стандартную горящую кухню площадью 6 м. кВ.In one of the private implementations, it is proposed to use a stream of a gas-steam-water mixture to influence an open flame and an ignition source in order to extinguish local and forest fires. At the same time, the high speed and mass of the working fluid - a gas-steam-water mixture (deprived of oxygen) - is directly used in order to knock down flames in the area of fire and saturate combustible materials in the application area with water and moisture (with minimization of damage to rooms located below the combustible, and with minimization of water consumption in case of forest and area fires). The possibility of extinguishing fuels and lubricants remains. For movement inside the premises affected by the fire, and for movement through the forest affected by the fire - such a device is a mobile and manual mechanism based on a low-power and small-sized turbojet engine. Its big advantage will be water saving (under NU, 27 g of water is needed to create 1 cubic meter). The approximate steam output of such a mobile fire extinguisher is 3-25 cubic meters. steam per minute. In the minimum mode, such a fire extinguisher will extinguish a couple of m. KV with a steam cube. smoldering grass, at the maximum - in a minute it will extinguish a burning small car, a standard burning kitchen with an area of 6 sq. m.
В другом частном варианте реализации, предлагается использовать струю газо-пароводяной смеси для пропаривания стойматериалов, например пропаривание бетона в строительстве.In another particular embodiment, it is proposed to use a stream of a gas-steam-water mixture for steaming building materials, for example, steaming concrete in construction.
Согласно одному из вариантов реализации технического решения, предлагается использовать высокую температуру струи газо-пароводяной смеси для обогрева. Для этого предлагается размещать воздушно-реактивный двигатель, снабженный дополнительной трубой (со свойствами рассеивания единого высокотемпературного газового потока на большое количество мелких потоков), в составе бака жидкостного обогрева помещений и зданий, при этом тепловая энергия струи двигателя используется для нагрева жидкости в баке.According to one embodiment of the technical solution, it is proposed to use a high temperature of a jet of a gas-steam-water mixture for heating. For this, it is proposed to place an air-jet engine equipped with an additional pipe (with the properties of dispersing a single high-temperature gas flow into a large number of small flows) as part of a liquid heating tank for rooms and buildings, while the thermal energy of the engine jet is used to heat the liquid in the tank.
Согласно одному из вариантов реализации технического решения, предлагается использовать внутреннюю энергию тепловой струи воздушно-реактивного двигателя для преобразования всасываемого потока воздуха в источник мощного разряжения. Для этого предлагается снабжать воздушно-реактивный двигатель дополнительной трубой, которая целиком охватывает двигатель, при этом внутренняя энергия тепловой струи воздушно-реактивного двигателя обеспечивает преобразование всасываемого потока воздуха в источник разряжения, используемого, например, для всасывания пыли, откачивания газа, создания мощных компактных водяных насосов и т.п.According to one embodiment of the technical solution, it is proposed to use the internal energy of the thermal jet of an air-jet engine to convert the intake air flow into a source of powerful vacuum. To do this, it is proposed to supply the air-jet engine with an additional pipe that completely encloses the engine, while the internal energy of the thermal jet of the air-jet engine converts the intake air flow into a vacuum source used, for example, for sucking in dust, pumping out gas, creating powerful compact water pumps, etc.
Согласно одному из вариантов реализации технического решения, предлагается в качестве компрессора турбо-реактивного двигателя использовать компрессор, аналогичный по конструкции компрессору автомобильной турбины. Данный вариант исполнения характеризуется экономностью в производстве и сниженным уровнем производимого шума.According to one embodiment of the technical solution, it is proposed to use a compressor similar in design to the compressor of an automobile turbine as a compressor of a turbo-jet engine. This version is characterized by economy in production and reduced noise level.
Согласно одному из вариантов реализации технического решения, предлагается исполнение рабочей части турбо-реактивного двигателя аналогичной по конструкции горячей части стандартной автомобильной турбины. Данный вариант исполнения характеризуется экономностью в производстве и сниженным уровнем производимого шума.According to one embodiment of the technical solution, it is proposed to design the working section of a turbo-jet engine similar in design to the hot section of a standard automobile turbine. This version is characterized by economy in production and reduced noise level.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
На Фиг. 1 представлен чертеж воздушно-реактивного двигателя (конкретно, пульсирующего воздушно-реактивного двигателя), содержащего дополнительную трубу, дополнительно снабженный форсунками распылителями для подачи воды во внутреннюю полость дополнительной трубы.FIG. 1 shows a drawing of an air-jet engine (specifically, a pulsating air-jet engine) containing an additional pipe, additionally equipped with nozzles and sprayers for supplying water to the inner cavity of the additional pipe.
На Фиг. 2 представлен чертеж воздушно-реактивного двигателя (конкретно, турбо-реактивного двигателя), содержащего дополнительную трубу, дополнительно снабженный форсунками - распылителями для подачи воды во внутреннюю полость дополнительной трубы.FIG. 2 shows a drawing of an air-jet engine (specifically, a turbo-jet engine) containing an additional pipe, additionally equipped with spray nozzles for supplying water to the inner cavity of the additional pipe.
На Фиг. 3 представлен чертеж продольного внутреннего сечения участка дополнительной трубы, дополнительно снабженного форсунками распылителями для подачи воды во внутреннюю полость.FIG. 3 shows a drawing of a longitudinal internal section of a section of an additional pipe, additionally equipped with nozzles and sprayers for supplying water to the internal cavity.
На Фиг. 4 представлен чертеж воздушно-реактивного двигателя (конкретно, пульсирующего воздушно-реактивного двигателя) (1), погруженного ниже уровня воды (5), и содержащего канал подачи воздуха в двигатель (6) с наличием дополнительной трубы (2).FIG. 4 shows a drawing of an air-jet engine (specifically, a pulsating air-jet engine) (1), submerged below the water level (5), and containing an air supply channel to the engine (6) with the presence of an additional pipe (2).
На Фиг. 5 представлен чертеж воздушно-реактивного двигателя (конкретно, турбо-реактивного двигателя), погруженного ниже уровня воды (5), и содержащего канал подачи воздуха в двигатель (6) с наличием дополнительной трубы (2).FIG. 5 shows a drawing of an air-jet engine (specifically, a turbo-jet engine) submerged below the water level (5) and containing an air supply channel to the engine (6) with an additional pipe (2).
На Фиг. 6 представлен чертеж дополнительного гидравлического запирающего механизма.FIG. 6 is a drawing of an additional hydraulic locking mechanism.
На Фиг. 7 представлен чертеж воздушного-реактивного двигателя (4) с дополнительной трубой для воздействия на внешние объекты (2), в наличии: электрический стартер (15), форсунки распыления воды (3).FIG. 7 shows a drawing of an air-jet engine (4) with an additional pipe for influencing external objects (2), available: an electric starter (15), water spray nozzles (3).
На Фиг. 8 представлен чертеж бака (16) жидкостного обогрева помещений и зданий с воздушно-реактивным двигателем (4), тепловая энергия струи которого используется для нагрева при помощи дополнительной трубы (2), разбивающий поток выхлопных газов на много отдельные мелких струек горячего газа (на рисунке не выделено).FIG. 8 shows a drawing of a tank (16) for liquid heating of rooms and buildings with an air-jet engine (4), the thermal energy of the jet of which is used for heating using an additional pipe (2), breaking the flow of exhaust gases into many separate small streams of hot gas (in the figure not highlighted).
На Фиг. 9 представлен чертеж воздушно-реактивного двигателя (4) с объемлющей дополнительной трубой (2) для преобразования всасываемого потока воздуха в источник разряжения: (17) - канал подачи наружного воздуха для работы ТРД, (19) общее выходное сопло, (18) - место максимального разряжения (куда можно подключать и негорючие газы и жидкости для откачки.FIG. 9 shows a drawing of an air-jet engine (4) with an enclosing additional pipe (2) for converting the intake air flow into a vacuum source: (17) - the external air supply channel for the operation of the turbojet engine, (19) the common outlet nozzle, (18) - the place maximum vacuum (where you can connect non-flammable gases and liquids for pumping.
На Фиг. 10 представлен чертеж компрессора турбо-реактивного двигателя с пониженным уровнем производимого шума.FIG. 10 is a drawing of a noise-reduced turbojet compressor.
На Фиг. 11 представлен чертеж рабочей части турбо-реактивного двигателя с пониженным уровнем производимо шума.FIG. 11 shows a drawing of the working part of a turbo-jet engine with a reduced noise level.
Обозначения на чертежах:Designations in the drawings:
1 - пульсирующий воздушно-реактивный двигатель,1 - pulsating jet engine,
2 - дополнительная труба,2 - additional pipe,
3 - форсунки - распылители,3 - nozzles - sprayers,
4 - турбо-реактивный двигатель,4 - turbo-jet engine,
5 - уровень воды,5 - water level,
6 - канал для подачи воздуха в двигатель,6 - channel for air supply to the engine,
7 - вал турбины турбореактивного двигателя,7 - turbine shaft of a turbojet engine,
8 - гидротормоз,8 - hydraulic brake,
9 - трубки подачи давления на гидротормоз,9 - pipes for supplying pressure to the hydraulic brake,
10 - тонкостенный кожух,10 - thin-walled casing,
11 - внутренняя полость тонкостенного кожуха,11 - inner cavity of a thin-walled casing,
12 - надувной эластичный баллон,12 - an inflatable elastic balloon,
13 - поршень,13 - piston,
14 - место подачи давления воды,14 - water pressure supply point,
15 - пусковой электродвигатель,15 - starting electric motor,
16 - бак жидкостного отопления,16 - liquid heating tank,
17 - отверстие для закачивания воздуха компрессором турбо-реактивного двигателя,17 - hole for air injection by the compressor of a turbo-jet engine,
18 - отверстие для втягивания основного объема воздуха или газов,18 - hole for drawing in the main volume of air or gases,
19 - отверстие для выхлопа,19 - hole for exhaust,
20 - заслонка компрессора с регулируемым диаметром входного отверстия,20 - compressor damper with adjustable inlet diameter,
21 - заслонка компрессора с фиксированным входным отверстием,21 - compressor damper with a fixed inlet,
22 - лопатки компрессора,22 - compressor blades,
23 - заслонка компрессора с фиксированным выходным отверстием,23 - compressor damper with a fixed outlet,
24 - заслонка компрессора с регулируемым диаметром выходного отверстия,24 - compressor damper with adjustable outlet diameter,
25 - подвижная входная заслонка рабочей части турбо-реактивного двигателя,25 - movable inlet flap of the working part of the turbo-jet engine,
26 - неподвижная входная заслонка рабочей части турбо-реактивного двигателя,26 - fixed inlet flap of the working part of the turbo-jet engine,
27 - лопатки рабочей части турбо-реактивного двигателя,27 - blades of the working part of a turbojet engine,
28 - неподвижная выходная заслонка рабочей части турбо-реактивного двигателя,28 - fixed outlet flap of the working part of the turbo-jet engine,
29 - подвижная выходная заслонка рабочей части турбо-реактивного двигателя.29 - movable outlet flap of the working part of the turbo-jet engine.
Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of embodiments of the invention
На Фиг. 1 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения для увеличения тяги воздушно-реактивного двигателя (Пульсирующий Воздушно-реактивный Двигатель). Сопло пульсирующего воздушно-реактивного двигателя 1 соединено с дополнительной трубой 2, дополнительно снабженного форсунками - распылителями 3 для подачи воды во внутреннюю полость дополнительной трубы. При запуске двигателя воздух засасывается в камеру сгорания, горячий (700-1000°С) высокоскоростной (до 300 м/сек) поток отработанных газов из сопла двигателя поступает в дополнительную трубу, смешиваясь с водой, распыляемой форсунками - распылителями, вода превращается в пар, образуется газо-пароводяная смесь. Скорость потока снижается незначительно, масса потока (с падением температуры) за счет испаренной воды (пара) увеличивается значительно, значительно увеличивая тягу двигателя.FIG. 1 depicts one embodiment of the present invention for increasing thrust of a jet engine (Pulsating Jet Engine). The nozzle of the pulsating air-
На Фиг. 2 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения для увеличения тяги воздушно-реактивного двигателя. Сопло турбореактивного двигателя 4 соединено с дополнительной трубой 2, дополнительно снабженного форсунками - распылителями 3 для подачи воды во внутреннюю полость дополнительной трубы. При запуске двигателя компрессор двигателя затягивает воздух в камеру сгорания, горячий (700-1000°С) высокоскоростной (до 300 м/сек) поток отработанных газов из сопла двигателя поступает в дополнительную трубу, смешиваясь с водой, распыляемой форсунками - распылителями, вода превращается в пар, образуется газо-пароводяная смесь. Скорость потока снижается незначительно, масса потока (с падением температуры) за счет испаренной воды (пара) увеличивается значительно, значительно увеличивая тягу двигателя.FIG. 2 depicts one embodiment of the present invention for increasing thrust of an air-jet engine. The nozzle of the
На Фиг. 3 показан примерный вариант исполнения форсунки - распылителя 3 для впрыска воды внутри полости дополнительной трубы. Поток горячих отработанных газов обозначен на Фиг. 3 тонкими горизонтальными стрелками, поступление воды в форсунку - жирной вертикальной стрелкой.FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the nozzle -
На Фиг. 4 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения для увеличения тяги воздушно-реактивного двигателя. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель 1, используемый для передвижения плавсредства, расположен ниже уровня воды 5. Воздухозаборник двигателя соединен с каналом 6 для подачи воздуха в двигатель, вход канала расположен выше уровня воды. Сопло двигателя соединено с дополнительной трубой 2. При запуске двигателя воздух поступает через канал в камеру сгорания, горячий (700-1000°С) высокоскоростной (до 300 м/сек) поток отработанных газов из сопла двигателя поступает в дополнительную трубу, смешиваясь с забортной водой, вода превращается в пар и вытесняется из дополнительной трубы в составе образовавшейся газо-пароводяной смеси и не испаренной воды. Скорость потока снижается незначительно, масса потока (с падением температуры) за счет воды и испаренной воды (пара) увеличивается значительно, значительно увеличивая тягу двигателя.FIG. 4 depicts one of the embodiments of the present invention for increasing the thrust of a jet engine. The pulsating
На Фиг. 5 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения для увеличения тяги воздушно-реактивного двигателя. Турбореактивный двигатель 4, используемый для передвижения плавсредства, расположен ниже уровня воды 5. Воздухозаборник двигателя соединен с каналом 6 для подачи воздуха в двигатель, выход канала расположен выше уровня воды. Сопло двигателя соединено с дополнительной трубой 2. При запуске двигателя компрессор двигателя затягивает воздух через канал в камеру сгорания, горячий (700-1000°С) высокоскоростной (до 300 м/сек) поток отработанных газов из сопла двигателя поступает в дополнительную трубу, смешиваясь с забортной водой, вода превращается в пар и вытесняется из дополнительной трубы в составе образовавшейся газо-пароводяной смеси. Скорость потока снижается незначительно (это обеспечивается рассчитанной геометрической формой дополнительной трубы с целью сохранения давления в процессе испарения и нагрева воды по все длине дополнительной трубы), масса потока (с падением температуры) за счет воды и испаренной воды (пара) увеличивается значительно, значительно увеличивая тягу двигателя.FIG. 5 depicts one embodiment of the present invention for increasing thrust of a jet engine. The
На Фиг. 6 показан примерный вариант исполнения дополнительного гидравлического запирающего механизма, обеспечивающего исключение соприкосновения внутренних элементов двигателя с забортной водой. Механизм предусматривает оснащение конца вала турбины 7, обращенного в сторону дополнительной трубы, гидротормозом 8, снабженным трубками подачи давления 9 с открывающимися под давлением ниппелями. Механизм охвачен тонкостенным кожухом 10, во внутренней полости 11 которого расположен эластичный надувной баллон 12. Кожух механически соединен с поршнем 13, сориентированным внутрь полости кожуха и снабженным на противоположном конце местом подачи давления воды 14. Механизм срабатывает следующим образом: в момент прекращения подачи топлива в воздушно-реактивный двигатель автоматически срабатывает пусковой электродвигатель 15 (не показан на чертеже), обеспечивающий продувание и охлаждение воздушно-реактивного двигателя. На место подачи давления воды на поршне подается давление через регулируемый клапан (не показан), поршень осуществляет смещение тонкостенного кожуха и наполнение водой эластичного баллона, герметизирующего доступ в воздушно-реактивный двигатель. Давление в полости кожуха передается, посредством снабженных ниппелями трубок, на гидротормоз, осуществляющий торможение и остановку вращения вала турбины. При возобновлении подачи топлива в воздушно-реактивный двигатель процесс осуществляется в обратном порядке, обеспечивая разблокировку вала турбины, сжатие эластичного баллона и открытие доступа воды во внутреннюю полостью под кожухом, что обеспечивает охлаждение элементов механизма в период работы воздушно-реактивного двигателя.FIG. 6 shows an exemplary embodiment of an additional hydraulic locking mechanism that ensures that the internal elements of the engine do not come into contact with seawater. The mechanism provides for equipping the end of the
На Фиг. 7 показан один из вариантов осуществления настоящего изобретения для воздействия на внешние объекты, включая горящие материалы, емкости для горюче-смазочных материалов, залежи снега, заросли растительности, материалы для пропаривания и т.п. В частности, показан примерный вариант исполнения дополнительной трубы в данном варианте осуществления. Согласно Фиг. 7, турбореактивный двигатель 4, снабженный дополнительной трубой 2, оснащенным форсунками - распылителями 3 для подачи воды во внутренней полости дополнительной трубы, подключен к пусковому электродвигателю 15. Запускается пусковой электродвигатель, запускается турбореактивный двигатель, в дополнительную трубу поступает поток отработанных газов, через форсунки в дополнительную трубу впрыскивается вода, в дополнительной трубе образуется перегретый пар (температура до 200°С), используемый для воздействия на внешние объекты.FIG. 7 shows one embodiment of the present invention for influencing external objects, including burning materials, containers for fuels and lubricants, snow deposits, vegetation, materials for steaming, and the like. In particular, an exemplary embodiment of the additional pipe in this embodiment is shown. Referring to FIG. 7, a
На Фиг. 8 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения для нагрева дополнительного объема жидкости, используемого для отопления домов и сооружений, для работы снеготаялок и т.п. Турбо-реактивный двигатель 4 погружен в жидкость в баке жидкостного обогрева 16 помещений и зданий, двигатель расположен вертикально в «плавающем» состоянии (поплавки не указаны). При работе двигателя происходит истечение горячих газов, через дополнительную трубу 2, выполненный в данном случае в виде рассекателя выхлопной струи, который разводит выхлоп на многочисленные потоки газа и их первичное смешение с жидкостью теплоносителя. Далее они всплывают сквозь теплоноситель вверх, отдавая тепловую энергию теплоносителю. В связи с тем, что охлаждение двигателя и охлаждение выхлопа двигателя происходит в теплоносителе, КПД ожидается максимально высоким для тепловых машин.FIG. 8 depicts one of the embodiments of the present invention for heating an additional volume of liquid used for heating houses and structures, for operating snow melters and the like. The turbo-
На Фиг. 9 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения для преобразования всасываемого потока воздуха в источник разряжения. Турбо-реактивный двигатель 4 целиком охвачен объемлющей дополнительной трубой 2, снабженным отверстием 17 для закачивания воздуха компрессором турбо-реактивного двигателя, отверстием 18 для втягивания основного объема воздуха или газов, жидкостей и отверстием 19 для выхлопа. При запуске турбореактивного двигателя компрессор двигателя обеспечивает поступление воздуха через отверстие 17 для обеспечения работы двигателя, выхлопная струя двигателя, перемещаясь в полости дополнительной трубы, обеспечивает высокое разрежение в дополнительной трубе, благодаря чему осуществляется втягивание основного объема газа (или жидкости) через отверстие 18, выхлоп удаляется через отверстие 19.FIG. 9 depicts one embodiment of the present invention for converting an intake air flow into a vacuum source. The turbo-
На Фиг. 10 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения с использованием турбо-реактивного двигателя с компрессором, производящим пониженный уровень шума. Компрессор центробежного типа с регулируемым диаметром входного и выходного отверстий, оснащен заслонкой 20 с регулируемым по принципу диафрагмы диаметром входного отверстия, заслонкой 21 с максимально необходимым фиксированным входным отверстием, расположенными на общем валу турбо-реактивного двигателя лопатками 22 компрессора (например, прямоугольной формы), заслонкой 23 с максимально необходимым фиксированным выходным отверстием, заслонкой 24 с регулируемым по принципу обратной диафрагмы диаметром выходного отверстия. При изменении диаметра входного и выходного отверстий осуществляется эмуляция работы классической поворотной лопатки компрессора.FIG. 10 depicts one embodiment of the present invention using a turbojet engine with a compressor that produces a reduced noise level. A centrifugal compressor with adjustable inlet and outlet diameters, equipped with a
На Фиг. 11 изображен один из вариантов осуществления настоящего изобретения с использованием рабочей части турбо-реактивного двигателя, производящей пониженный уровень шума. Схематично представлена работа для одного межлопаткового пространства одной ступени горячей (рабочей) части турбо-реактивного двигателя. Рабочая часть оснащена подвижной входной заслонкой 25, неподвижной входной заслонкой 26, расположенными на общем валу турбо-реактивного двигателя лопатками 27 двигателя (например, прямоугольной формы), неподвижной выходной заслонкой 28, подвижной выходной заслонкой 29. При вращении заслонок 25 и 29 меняется сечение для входа и выхода потока газа. Поступающий через регулируемое сечение входных заслонок поток газа повышает давление на находящихся на его пути лопаток, при этом давление на остальных лопатках ниже и равно выходному давлению ступени горячей части, что понуждает общий вал турбины вращаться. Тем самым, регулируя проходное сечение между входными заслонками горячей ступени и между выходными заслонками, осуществляется эмулирование поворотной лопатки стандартной горячей части турбо-реактивного двигателя. При добавлении воды (например, дистиллированной) в пространство после жаровых камер (камеры сгорания), возможно понижение температур до значений, допускающих использования термостойкой нержавеющей стали.FIG. 11 depicts one embodiment of the present invention using a turbojet engine working section that produces a reduced noise level. The work for one inter-blade space of one stage of the hot (working) part of a turbo-jet engine is schematically presented. The working part is equipped with a
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019118269A RU2728937C1 (en) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | Method of using internal energy of thermal jet of air-jet engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019118269A RU2728937C1 (en) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | Method of using internal energy of thermal jet of air-jet engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2728937C1 true RU2728937C1 (en) | 2020-08-03 |
Family
ID=72085440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019118269A RU2728937C1 (en) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | Method of using internal energy of thermal jet of air-jet engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728937C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204438U1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-05-25 | Юрий Александрович Белецкий | HIGH-PRESSURE AIR-ENERGY WATER JET TURBO ENGINE USING MICRO-DISPERSED AIR-WATER MIXTURE |
| RU207682U1 (en) * | 2021-08-02 | 2021-11-11 | Юрий Александрович Белецкий | WATER JET TURBO ENGINE |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3411301A (en) * | 1966-07-15 | 1968-11-19 | Douglas R. Olsen | Thermal hydrojet |
| US3808804A (en) * | 1972-02-11 | 1974-05-07 | Rolls Royce 1971 Ltd | Marine propulsion |
| SU733699A1 (en) * | 1978-01-18 | 1980-05-15 | Высшая инженерная пожарно-техническая школа | Plant for gas-water extinguishing of gusher fire at gas, oil and gas-oil wells |
| SU1743995A1 (en) * | 1990-08-06 | 1992-06-30 | Е.Н.Бойцов | Water-jet propeller |
-
2019
- 2019-06-13 RU RU2019118269A patent/RU2728937C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3411301A (en) * | 1966-07-15 | 1968-11-19 | Douglas R. Olsen | Thermal hydrojet |
| US3808804A (en) * | 1972-02-11 | 1974-05-07 | Rolls Royce 1971 Ltd | Marine propulsion |
| SU733699A1 (en) * | 1978-01-18 | 1980-05-15 | Высшая инженерная пожарно-техническая школа | Plant for gas-water extinguishing of gusher fire at gas, oil and gas-oil wells |
| SU1743995A1 (en) * | 1990-08-06 | 1992-06-30 | Е.Н.Бойцов | Water-jet propeller |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU204438U1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-05-25 | Юрий Александрович Белецкий | HIGH-PRESSURE AIR-ENERGY WATER JET TURBO ENGINE USING MICRO-DISPERSED AIR-WATER MIXTURE |
| RU207682U1 (en) * | 2021-08-02 | 2021-11-11 | Юрий Александрович Белецкий | WATER JET TURBO ENGINE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2728937C1 (en) | Method of using internal energy of thermal jet of air-jet engine | |
| CN206694148U (en) | The empty dual-purpose turbojet engine of water | |
| RU2292959C1 (en) | Method of formation of the gas-dripping spray and the device for its realization | |
| CN101549748A (en) | Submarine propulsion device free from dependence on air | |
| JP2009191616A (en) | Various energy conservation cycle combined engine | |
| CN103742294A (en) | Liquid gas afterburner jet engine and method for realizing afterburning flying of jet plane | |
| CN103726952B (en) | Shunting gas-turbine unit | |
| CN2232084Y (en) | Counter-force external combustion jet engine | |
| CN111963314B (en) | A green aviation engine that absorbs water to increase range, saves energy and reduces emissions | |
| RU2084674C1 (en) | Steam-gas jet propulsion engine | |
| CN201989938U (en) | Steam jet propeller of steam jet ship | |
| CN112343664A (en) | Efficient cooling system for turbine blades | |
| CN204750536U (en) | Gas engine | |
| RU2537663C1 (en) | Jet hovercraft | |
| CN102139754B (en) | steam jet propulsion for steam jet ships | |
| US20050210862A1 (en) | Quantum jet turbine propulsion system | |
| CN101915132B (en) | Oxygen-enriched combustion engine | |
| JP2009174314A (en) | Various energy conservation cycle combined engine | |
| JP2004100678A (en) | Various full rotor blade steam gas turbine combined engine | |
| RU93034129A (en) | METHOD FOR HEAT REGENERATION AND ENVIRONMENTAL CLEANING OF EXHAUST GASES IN A GAS TURBINE AIRCRAFT ENGINE WITH A FREE ENERGY CONSUMER DRIVE TURBINE | |
| CN2193756Y (en) | Fire-extinguishing device in ship with gas sprayer unit | |
| CN1058416C (en) | Gas spraying fire extinguisher on water | |
| RU73067U1 (en) | COMBINED AIRCRAFT ENGINE | |
| JP2004332540A (en) | Various overall moving blade steam gas turbine united engines | |
| CN119393227A (en) | A turbojet engine for generating water vapor |