RU2754796C1 - Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine - Google Patents

Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine Download PDF

Info

Publication number
RU2754796C1
RU2754796C1 RU2020134342A RU2020134342A RU2754796C1 RU 2754796 C1 RU2754796 C1 RU 2754796C1 RU 2020134342 A RU2020134342 A RU 2020134342A RU 2020134342 A RU2020134342 A RU 2020134342A RU 2754796 C1 RU2754796 C1 RU 2754796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
combustion
fuel
air
mixer
Prior art date
Application number
RU2020134342A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Алексеевич Сиденко
Константин Валентинович Мигалин
Original Assignee
Кирилл Алексеевич Сиденко
Константин Валентинович Мигалин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл Алексеевич Сиденко, Константин Валентинович Мигалин filed Critical Кирилл Алексеевич Сиденко
Priority to RU2020134342A priority Critical patent/RU2754796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754796C1 publication Critical patent/RU2754796C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • F02K7/02Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet
    • F02K7/06Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof the jet being intermittent, i.e. pulse-jet with combustion chambers having valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engines and can be used as an engine of small unmanned aircraft, such as, for example, unmanned reconnaissance aircraft, flying targets. The method involves purging the combustion chamber with a fuel-air mixture from mixers and air from the aerodynamic valve of the second circuit, forming an air jet blowing of the combustion zone, subsequent ignition and explosion with the release of combustion products through the resonator pipe, mixers and an aerodynamic valve, while the fuel supply during engine operation is carried out simultaneously in two circuits of the TCEPAJE, followed by the organization of intensive mixing in the combustion chamber by jet blowing with a fuel-air mixture of the combustion zone with the formation of annular vortices. A distinctive feature is that a cavity is arranged in the combustion chamber, in which the preheating of the fuel-air mixture is carried out and the combustion process is switched to the detonation mode, and at the exit from the organized cavity, the combustion products are inhibited. The TCEPAJE contains, in particular, a combustion chamber, an inlet system from the first inlet pipe-mixer and the second intake pipe-mixer, aerodynamic valves, a fuel collector and a fuel supply nozzle. A distinctive feature is that the outlet section of the second inlet pipe-mixer is made elongated and partially placed directly in the volume of the combustion chamber in such a way that a cylindrical cavity is formed between it, the front wall of the combustion chamber and its bottom part, in which the Shchelkin spiral is installed. The fuel supply nozzle can be placed directly in the cylindrical cavity formed in the combustion chamber.
EFFECT: invention achieves an increase in thermodynamic efficiency.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике, преимущественно военной, а именно к двигателям летательных аппаратов, и может быть использовано, вероятнее всего, в качестве двигателя небольших беспилотных летательных аппаратов, таких как, например, беспилотные разведчики, летающие мишени.The invention relates to technology, mainly military, namely to aircraft engines, and can be used, most likely, as an engine of small unmanned aerial vehicles, such as, for example, unmanned reconnaissance aircraft, flying targets.

Известен пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (далее ПуВРД) немецкой крылатой ракеты времен Второй мировой войны Фау-1 (см. Г.Б. Синярев, М.В. Добровольский. Жидкостные ракетные двигатели. - Оборонгиз, 1957, с. 19, 20). Он представляет собой открытый с обоих торцов канал круглого поперечного сечения, включающий последовательно расположенные входной диффузор, клапанную решетку, камеру сгорания и выходное устройство, состоящее из конфузора и выхлопной трубы, а также систему топливоподачи и систему зажигания с электрозапалом, установленным в камере сгорания. В общем случае входное и выходное устройства ПуВРД могут иметь форму, отличную от прототипа, поэтому в дальнейшем будем называть их принятыми терминами - воздухозаборник и сопло.Known pulsating jet engine (hereinafter PuVRD) German cruise missile during the Second World War V-1 (see GB Sinyarev, MV Dobrovolsky. Liquid rocket engines. - Oborongiz, 1957, pp. 19, 20) ... It is a channel with a circular cross-section open at both ends, which includes a sequentially located inlet diffuser, a valve grate, a combustion chamber and an outlet device consisting of a confuser and an exhaust pipe, as well as a fuel supply system and an ignition system with an electric igniter installed in the combustion chamber. In the general case, the input and output devices of the PUVRD can have a shape that differs from the prototype, therefore, in what follows, we will call them by the accepted terms - air intake and nozzle.

Клапанная решетка представляет собой конструкцию из несущих элементов -поперечных стержней, подвижных элементов - плоских упругих пластин постоянной толщины, прикрепленных к боковым граням стержней попарно параллельно друг другу на расстоянии, равном толщине стержня, и опорных проставок, размещенных посредине между парами пластин параллельно им. В каждой паре между пластинами имеется глухой зазор, обращенный назад. Пластины и проставки образуют продольные каналы для прохода воздуха.The valve lattice is a structure of supporting elements - transverse rods, moving elements - flat elastic plates of constant thickness, attached to the lateral faces of the rods in pairs parallel to each other at a distance equal to the thickness of the rod, and support spacers placed in the middle between the pairs of plates parallel to them. Each pair has a blind gap facing backwards between the plates. The plates and spacers form longitudinal air ducts.

Набегающий на двигатель поток проходит через воздухозаборник и клапанную решетку в камеру сгорания. Туда же подается легкоиспаряющееся топливо, после чего топливовоздушная смесь воспламеняется искрой электрозапала. Быстро расширяющиеся во все стороны продукты сгорания, попадая в глухой зазор между пластинами, тормозятся, в результате чего давление там возрастает. Это вызывает изгиб пластин в стороны до контакта с опорными проставками или боковыми стенками. Воздушные каналы клапанной решетки оказываются перекрытыми. Продукты сгорания истекают через сопло в атмосферу, а их давление на закрытую клапанную решетку создает импульс тяги двигателя.The flow on the engine passes through the air intake and the valve grate into the combustion chamber. Volatile fuel is supplied there, after which the air-fuel mixture is ignited by an electric igniter spark. Combustion products rapidly expanding in all directions, falling into the blind gap between the plates, are inhibited, as a result of which the pressure there increases. This causes the plates to bend laterally until they contact the support spacers or side walls. The air channels of the valve grate are blocked. The combustion products flow out through the nozzle into the atmosphere, and their pressure on the closed valve lattice creates a thrust impulse of the engine.

После падения давления пластины клапанной решетки под действием своей упругости, а также разрежения, создаваемого в камере инерцией истекающих газов, возвращаются в исходное положение. В камеру поступает очередная порция воздуха и цикл повторяется.After a drop in pressure, the plates of the valve lattice, under the action of their elasticity, as well as the vacuum created in the chamber by the inertia of the outflowing gases, return to their original position. The next portion of air enters the chamber and the cycle repeats.

Достоинствами ПуВРД с механическими клапанными решетками являются простота и дешевизна, небольшой вес, надежность и высокое гидравлическое сопротивление продуктам сгорания, пытающимся прорваться навстречу набегающему потоку при взрыве в камере сгорания.The advantages of PUVRD with mechanical valve grids are simplicity and low cost, low weight, reliability and high hydraulic resistance to combustion products trying to break through against the incoming flow during an explosion in the combustion chamber.

Их недостаток - высокое гидравлическое сопротивление при продувке камеры сгорания, что ведет к не высокому цикловому объемному наполнению и, как следствие, к низкой удельной и лобовой тяге. Но главное - они дают падение тяги при больших скоростях полета из-за механического отгиба динамическим напором воздуха лепестков клапана, что приводит к переходу в режим работы прямоточного BP Д.Their disadvantage is high hydraulic resistance when blowing out the combustion chamber, which leads to a low cyclic volumetric filling and, as a consequence, to a low specific and frontal thrust. But the main thing is that they give a drop in thrust at high flight speeds due to mechanical bending by the dynamic air pressure of the valve blades, which leads to a transition to the operation mode of the direct-flow BP D.

Так же известны конструкции ПуВРД использующие аэродинамические клапаны, "Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели", под ред. К.В. Мигалина, - Тоьльятти: Изд-во ТГУ, 2014 г, с 81. Кроме того, ПуВРД, в которых осуществлена замена механических клапанов на аэродинамические описаны в патентах США №2796735, 1957; №2796734, 1957; №2746529, 1956; №2822037, 1958; 2812635, 1957; 3093962, 1963.Also known are the design of PUVRD using aerodynamic valves, "Pulsating air-jet engines", ed. K.V. Migalina, - Togliatti: TSU Publishing House, 2014, p. 81. In addition, PuVRD, in which the replacement of mechanical valves with aerodynamic ones, is described in US patents No. 2796735, 1957; No. 2796734, 1957; No. 2746529, 1956; No. 2822037, 1958; 2812635, 1957; 3093962, 1963.

К недостаткам таких ПуВРД следует отнести низкую амплитуду пульсаций давления и, соответственно, низкий термодинамический КПД (коэффициент полезного действия) вызванный и значительными потерями топлива выбрасываемого из впускной системы.The disadvantages of such PUVRDs include a low amplitude of pressure pulsations and, accordingly, a low thermodynamic efficiency (efficiency) caused by significant losses of fuel emitted from the intake system.

Известно устройство форсированного двухконтурного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя защищенного патентом на изобретение RU 2717479, СПК F02K 7/067 (2020.01), опубликованным 23.03.2020, БИ №9. Форсированный двухконтурный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ДЭПуВРД) содержит, в частности, камеру сгорания, впускную систему из первой и второй труб-смесителей, аэродинамические клапаны, топливный коллектор и сопло подачи топлива, змеевик нагрева топлива и резонаторную трубу с частичным диффузорным раскрытием. Отличительной особенностью этого ДЭПуВРД является то, что задняя стенка камеры сгорания выполнена с первым козырьком эшелона с прямоугольными прорезями для образования за ними плоских струйных течений, внутри камеры сгорания за первым козырьком выполнена перфорированная ниша с выступающим внутрь течения вторым козырьком, а змеевик нагрева топлива имеет неравномерную по диаметру и косую по оси навивку.Known device for a forced by-pass ejector pulsating air-jet engine protected by patent for invention RU 2717479, SPK F02K 7/067 (2020.01), published 03/23/2020, BI No. 9. The forced by-pass ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD) contains, in particular, a combustion chamber, an intake system from the first and second mixer pipes, aerodynamic valves, a fuel manifold and a fuel supply nozzle, a fuel heating coil and a resonator tube with partial diffuser opening. A distinctive feature of this DEPuVRD is that the rear wall of the combustion chamber is made with the first visor of the echelon with rectangular slots for the formation of flat jet flows behind them, inside the combustion chamber behind the first visor there is a perforated niche with a second visor protruding into the flow, and the fuel heating coil has an uneven in diameter and oblique along the axis of the winding.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрано устройство форсированного двухконтурного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ДЭПуВРД), защищенного патентом на изобретение RU 2714463 СПК F02K 7/067 (2019.08), опубликованным 17.02.2020, БИ №5, который содержит, в частности, камеру сгорания, впускную систему из первой и второй труб-смесителей, аэродинамические клапаны, топливный коллектор и сопло подачи топлива. На входе во второй смеситель рассматриваемого ДЭПуВРД установлена кольцевая обечайка длиной 0,3-0,5 калибра второго смесителя, а резонаторная труба выполнена с перфорацией профилированными отверстиями в зоне примыкания к камере сгорания и частичным диффузорным раскрытием, расположенным в аэродинамической тени за камерой сгорания, при этом внутри входного участка первого смесителя установлен треугольный канал длиной от 0,1 до 0,5 длины первой трубы-смесителя. Оба воздушных клапана аэродинамические. Здесь же представлен и способ форсирования двухконтурного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя, включающий, продувку камеры топливовоздушной смесью сгорания из смесителей и воздухом из аэродинамического клапана второго контура, формирующим воздушный струйный обдув зоны горения, последующее воспламенение и взрыв с выбросом продуктов сгорания через резонаторную трубу, трубы-смесители и аэродинамический клапан, при этом подачу топлива во время работы известного ДЭПуВРД осуществляют одновременно в два контура ДЭПуВРД с последующей организацией интенсивного перемешивания в камере сгорания путем струйного обдува топливовоздушной смесью зоны горения с образованием кольцевых вихрей.As the closest analogue (prototype), a device for a forced by-pass ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), protected by the patent for invention RU 2714463 SPK F02K 7/067 (2019.08), published on February 17, 2020, BI No. 5, was chosen, which contains, in particular , a combustion chamber, an intake system from the first and second mixer pipes, aerodynamic valves, a fuel manifold and a fuel supply nozzle. At the entrance to the second mixer of the considered DEPuVRD, an annular shell with a length of 0.3-0.5 caliber of the second mixer is installed, and the resonator tube is made with perforation with profiled holes in the area adjacent to the combustion chamber and partial diffuser opening located in the aerodynamic shadow behind the combustion chamber, when In this case, a triangular channel with a length of 0.1 to 0.5 of the length of the first mixer pipe is installed inside the inlet section of the first mixer. Both air valves are aerodynamic. It also presents a method for forcing a two-circuit pulsating air-jet engine, including purging the chamber with a fuel-air mixture of combustion from mixers and air from an aerodynamic valve of the second circuit, which forms an air jet blowing of the combustion zone, subsequent ignition and explosion with the release of combustion products through the resonator tube, pipes - mixers and an aerodynamic valve, while the fuel supply during the operation of the known DEPuVRD is carried out simultaneously into two circuits of the DEPuVRD, followed by the organization of intensive mixing in the combustion chamber by jet blowing the combustion zone with a fuel-air mixture with the formation of annular vortices.

В ближайшем аналоге имеются возможности повышения термодинамического КПД (коэффициента полезного действия) и, соответственно, снижения удельного расхода топлива.In the closest analogue, there are opportunities to increase the thermodynamic efficiency (efficiency) and, accordingly, reduce the specific fuel consumption.

Технический результат, достигаемый в результате реализации предлагаемого комплекса изобретений, заключается в повышении термодинамического КПД за счет предварительного прогрева топливовоздушной смести во впускной трубе-смесителе и перехода горения в детонацию.The technical result achieved as a result of the implementation of the proposed complex of inventions is to increase the thermodynamic efficiency due to the preliminary heating of the air-fuel mixture in the inlet mixer pipe and the transition of combustion to detonation.

Техническая задача решается путем изменения конструкции камеры сгорания.The technical problem is solved by changing the design of the combustion chamber.

В заявляемом комплексе изобретений, в известном способе форсирования двухконтурного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ДЭПуВРД), включающем, продувку камеры сгорания топливовоздушной смесью из первой и второй труб-смесителей и воздухом из аэродинамического клапана второго контура, формирующим воздушный струйный обдув зоны горения, последующее воспламенение и взрыв с выбросом продуктов сгорания через резонаторную трубу, трубы-смесители и аэродинамический клапан, при этом, подачу топлива во время работы ДЭПуВРД осуществляют одновременно в два контура ДЭПуВРД с последующей организацией интенсивного перемешивания в камере сгорания путем струйного обдува топливовоздушной смесью зоны горения с образованием кольцевых вихрей, дополнительно в камере сгорания организуют полость, в которой осуществляют предварительный прогрев топливовоздушной смеси и переход процесса горения в режим детонации, а на выходе из организованной полости осуществляют торможение продуктов сгорания. Конструктивно это достигается тем, что в известном ДЭПуВРД содержащем, в частности, камеру сгорания, впускную систему из первой впускной трубы-смесителя и второй впускной трубы-смесителя, аэродинамические клапаны, топливный коллектор и сопло подачи топлива, при этом, выходной участок второй впускной трубы-смесителя выполнен удлиненным и частично размещен непосредственно в объеме камеры сгорания таким образом, что между ним, передней стенкой камеры сгорания и ее донной частью образована цилиндрическая полость, в которой установлена спираль Щелкина.In the claimed complex of inventions, in the known method of forcing a two-circuit ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), including purging the combustion chamber with a fuel-air mixture from the first and second mixer pipes and air from the aerodynamic valve of the second circuit, which forms an air jet blowing of the combustion zone, the subsequent ignition and explosion with the release of combustion products through the resonator tube, mixer pipes and an aerodynamic valve, while the fuel supply during operation of the DEPuVRD is carried out simultaneously in two DEPuVRD circuits with the subsequent organization of intensive mixing in the combustion chamber by jet blowing the combustion zone with the air-fuel mixture with the formation of ring vortices, in addition, a cavity is organized in the combustion chamber, in which preliminary heating of the fuel-air mixture and the transition of the combustion process to the detonation mode are carried out, and at the exit from the organized cavity, the combustion products are decelerated. Structurally, this is achieved by the fact that in the known DEPuVRD containing, in particular, a combustion chamber, an intake system from a first inlet mixer pipe and a second inlet mixer pipe, aerodynamic valves, a fuel manifold and a fuel supply nozzle, while the outlet section of the second intake pipe - the mixer is made elongated and partially placed directly in the volume of the combustion chamber in such a way that between it, the front wall of the combustion chamber and its bottom part, a cylindrical cavity is formed in which the Shchelkin spiral is installed.

В предпочтительном варианте конструктивного исполнения сопло подачи топлива размещается непосредственно в образованной в камере сгорания цилиндрической полости.In a preferred embodiment, the fuel delivery nozzle is located directly in the cylindrical cavity formed in the combustion chamber.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of scientific, technical and patent documentation as of the priority date in the main and adjacent headings of the ICI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the "novelty" condition of patentability.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of the known technical solutions in this field of technology showed that the proposed device has features that are absent in the known technical solutions, and their use in the claimed set of features makes it possible to obtain a new technical result, therefore, the proposed technical solution has an inventive step in comparison with the existing level technology.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".The proposed technical solution is industrially applicable, since can be industrially manufactured, operable, feasible and reproducible, and therefore meets the "industrial applicability" requirement of patentability.

Другие особенности и преимущества заявляемого изобретения станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемый чертеж, иллюстрирующий предпочтительный вариант реализации, на котором показана схема предлагаемого двигателя.Other features and advantages of the claimed invention will become apparent from the following detailed description, given solely in the form of a non-limiting example and with reference to the accompanying drawing, illustrating a preferred implementation, which shows a diagram of the proposed engine.

На фиг. 1 показан заявляемый форсированный двухконтурный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ДЭПуВРД).FIG. 1 shows the claimed forced by-pass ejector pulsating jet engine (DEPuVRD).

На фиг. 2 показана цилиндрическая полость, образованная в камере сгорания (увеличено).FIG. 2 shows a cylindrical cavity formed in a combustion chamber (enlarged).

Позициями на чертеже показаны:The positions in the drawing show:

Поз. 1 - сопло подачи газа,Pos. 1 - gas supply nozzle,

Поз. 2 - первая впускная труба - смеситель,Pos. 2 - the first inlet pipe - mixer,

Поз. 3 - треугольный канал,Pos. 3 - triangular channel,

Поз. 4 - вторая впускная труба-смеситель,Pos. 4 - the second inlet mixer pipe,

Поз. 5 - кольцевая обечайка,Pos. 5 - annular shell,

Поз. 6 - камера сгорания,Pos. 6 - combustion chamber,

Поз. 7 - козырек,Pos. 7 - visor,

Поз. 8 - задняя торцевая стенка камеры сгорания,Pos. 8 - rear end wall of the combustion chamber,

Поз. 9 - резонаторная труба,Pos. 9 - resonator tube,

Поз. 10 - запальная свеча,Pos. 10 - glow plug,

Поз. 11 - частичное диффузорное раскрытие,Pos. 11 - partial diffuser opening,

Поз. 12 - змеевик нагрева газа,Pos. 12 - gas heating coil,

Поз. 13 - вихревой аэродинамический клапанPos. 13 - vortex aerodynamic valve

Поз. 14 - сопло подачи топливаPos. 14 - fuel supply nozzle

Поз. 15 - топливный коллекторPos. 15 - fuel manifold

Поз. 16 - удлиненный выходной участок второй впускной трубы-смесителяPos. 16 - elongated outlet section of the second inlet mixer pipe

Поз. 17 передняя стенка камеры сгоранияPos. 17 front wall of the combustion chamber

Поз. 18 - донная часть камеры сгоранияPos. 18 - the bottom of the combustion chamber

Поз. 19 - цилиндрическая полостьPos. 19 - cylindrical cavity

Поз. 20 - спираль Щелкина.Pos. 20 - Shchelkin's spiral.

ДЭПуВРД изображенный на фиг. 1, содержит сопло 1 подачи газа с соосно закрепленными первой впускной трубой - смесителем 2 с установленным в его передней части треугольным каналом 3, второй впускной трубой-смесителем 4 с закрепленной на его входной части кольцевой обечайкой 5, на заднем торце второй впускной трубы-смесителя 4 закреплена камера сгорания 6 с козырьком 7 и задней торцевой стенкой 8. К задней торцевой стенке 8 камеры сгорания 6 закреплена резонаторная труба 9 с запальной свечой 10 и частичным диффузорным раскрытием 11. К резонаторной трубе 9 крепится змеевик нагрева газа 12. На передней стенке камеры сгорания 6 закреплен аэродинамический клапан 13, на входе в который установлено сопло подачи топлива 14 из топливного коллектора 15. Удлиненный выходной участок 16 второй впускной трубы-смесителя 4 частично размещен непосредственно в объеме камеры сгорания 6 таким образом, что между ним, передней стенкой 17 камеры сгорания 6 и ее донной частью 18 образована цилиндрическая полость 19, в которой установлена спираль Щелкина 20.DEPuVRD shown in Fig. 1, contains a gas supply nozzle 1 with a coaxially fixed first inlet pipe - mixer 2 with a triangular channel 3 installed in its front part, a second inlet mixer pipe 4 with an annular shell 5 fixed on its inlet part, at the rear end of the second inlet mixer pipe 4, a combustion chamber 6 is fixed with a visor 7 and a rear end wall 8. A resonator tube 9 with a spark plug 10 and a partial diffuser opening is fixed to the rear end wall 8 of the combustion chamber 6. A gas heating coil is attached to the resonator tube 9. combustion 6, an aerodynamic valve 13 is fixed, at the inlet to which a fuel supply nozzle 14 from the fuel manifold 15 is installed. combustion 6 and its bottom part 18 formed a cylindrical cavity 19, in which is installed Shchelkin spiral 20.

Заявляемый ДЭПуВРД работает следующим образом: нагретое топливо из змеевика нагрева газа 12 распыляется соплом подачи топлива 14 и набегающим потоком воздуха через вторую впускную трубу-смеситель 4 поступает в камеру сгорания 6, в которой происходит сгорание топлива. В цилиндрическую полость 19 камеры сгорания 6 из сопла подачи топлива 14 поступает топливо, а через вихревой аэродинамический клапан 13 воздух в момент, когда образуется разряжение при работе ДЭПуВРД. Воспламенение в цилиндрической полости 19 камере сгорания 6 происходит от горячих газов в камере сгорания 6. На выходе из цилиндрической полости 19 установлена спираль Щелкина 20. Торможение продуктов сгорания спиралью Щелкина 20 на выходе способствует ускорению горения, так как ускоряет движение не сгоревшего газа.The claimed DEPuVRD works as follows: the heated fuel from the gas heating coil 12 is sprayed by the fuel supply nozzle 14 and the incoming air flow through the second intake pipe-mixer 4 enters the combustion chamber 6, in which the fuel is burned. Fuel enters the cylindrical cavity 19 of the combustion chamber 6 from the fuel supply nozzle 14, and air flows through the vortex aerodynamic valve 13 at the moment when a vacuum is formed during the operation of the DEPuVRD. Ignition in the cylindrical cavity 19 of the combustion chamber 6 occurs from hot gases in the combustion chamber 6. At the exit from the cylindrical cavity 19, a Shchelkin spiral 20 is installed. Braking of combustion products by the Shchelkin spiral 20 at the outlet promotes combustion acceleration, as it accelerates the movement of unburned gas.

При сгорании цилиндрической полости 19 происходит нагрев нижней части удлиненного выходного участка 16 второй впускной трубы-смесителя 4, что приводит к пиролизу топлива и улучшению процесса горения.During the combustion of the cylindrical cavity 19, the lower part of the elongated outlet section 16 of the second intake pipe-mixer 4 is heated, which leads to the pyrolysis of the fuel and the improvement of the combustion process.

Реализация заявляемого способа заключается в том, что при поджигании горючей смеси возникает фронт нормального горения, движущийся с дозвуковой скоростью относительно газа впереди него. Расширяющие продукты горения порождают волны сжатия и вызывают движение в газе перед фронтом. Волны сжатия догоняют друг друга, образуя ударные волны. Состояние перед фронтом изменяется: повышается температура, давление, скорость газа, возникает турбулентность, что оказывает существенное влияние на развитие процесса горения. Происходит искривление и ускорение фронта пламени. Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что возможны случаи, когда ускорение пламени заканчивается стабилизацией скорости горения на дозвуковом уровне и когда ускорение пламени приводит к скачкообразному переходу горения в детонации. Зажигание на некотором небольшом расстоянии от передней стенки 17 камеры сгорания 6 облегчает возникновении детонации, так как при этом возрастает начальная скорость движения несгоревшего газа ввиду отражения в начальный период волн сжатия от передней стенки 17.The implementation of the proposed method consists in the fact that when the combustible mixture is ignited, a normal combustion front appears, moving at a subsonic speed relative to the gas in front of it. Expanding combustion products generate compression waves and cause motion in the gas ahead of the front. Compression waves catch up with each other, forming shock waves. The state ahead of the front changes: the temperature, pressure, gas velocity increase, turbulence arises, which has a significant effect on the development of the combustion process. The flame front is curved and accelerated. Experimental and theoretical studies show that there are cases when the acceleration of the flame ends with the stabilization of the combustion rate at the subsonic level and when the acceleration of the flame leads to a jump-like transition of combustion in detonation. Ignition at a certain small distance from the front wall 17 of the combustion chamber 6 facilitates the occurrence of detonation, since this increases the initial velocity of the unburned gas due to the reflection in the initial period of compression waves from the front wall 17.

Таким образом, в заявляемом способе и возможном варианте конструктивного исполнения ДЭПуРВД, в котором он реализован, техническая задача решается за счет того, что:Thus, in the inventive method and in a possible embodiment of the DEPuRVD in which it is implemented, the technical problem is solved due to the fact that:

Удлиненный выходной участок 16 второй впускной трубы-смесителя 4 дополнительно прогревается, при этом происходит пиролиз топлива, приводящий к увеличению скорости горения и как следствие повышению тепловыделения и увеличению кпд.The elongated outlet section 16 of the second inlet pipe-mixer 4 is additionally heated, while pyrolysis of the fuel occurs, leading to an increase in the combustion rate and, as a consequence, to an increase in heat generation and an increase in efficiency.

Наличие удлиненного выходного участка 16 второй впускной трубы-смесителя 4 приводит к образованию в камере сгорания 6 цилиндрической полости 19 с закрытой передней стенкой 17, при сгорании топлива в которой появляется фронт нормального горения, движущийся с дозвуковой скоростью. При этом, расширяющие продукты горения порождают волны сжатия. Волны сжатия догоняют друг друга, образуя ударные волны. Повышается температура, давление, скорость газа, что оказывает существенное влияние на развитие процесса горения.The presence of an elongated outlet section 16 of the second inlet mixer pipe 4 leads to the formation in the combustion chamber 6 of a cylindrical cavity 19 with a closed front wall 17, during the combustion of fuel in which a normal combustion front appears, moving at a subsonic speed. In this case, the expanding combustion products generate compression waves. Compression waves catch up with each other, forming shock waves. The temperature, pressure, gas velocity rises, which has a significant effect on the development of the combustion process.

На выходе из цилиндрической полости 17 установлена спираль Щелкина 20, при ударении о которую появляются дополнительные ударные волны, приводящие к повышению давления и температуры.At the exit from the cylindrical cavity 17, a Shchelkin spiral 20 is installed, upon impact on which additional shock waves appear, leading to an increase in pressure and temperature.

Представленная в материалах заявки графическая часть не является исчерпывающей информацией. Возможны различные варианты конструктивных изменений, не выходящие за пределы заявленного формулой объема притязаний.The graphic part presented in the application materials is not exhaustive information. Various options for design changes are possible that do not go beyond the scope of claims declared by the formula.

Claims (3)

1. Способ форсирования двухконтурного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ДЭПуВРД), включающий продувку камеры сгорания топливовоздушной смесью из смесителей и воздухом из аэродинамического клапана второго контура, формирующих воздушный струйный обдув зоны горения, последующее воспламенение и взрыв с выбросом продуктов сгорания через резонаторную трубу, смесители и аэродинамический клапан, при этом подачу топлива во время работы двигателя осуществляют одновременно в два контура двигателя с последующей организацией интенсивного перемешивания в камере сгорания путем струйного обдува топливовоздушной смесью зоны горения с образованием кольцевых вихрей, отличающийся тем, что в камере сгорания организуют полость, в которой осуществляют предварительный прогрев топливовоздушной смеси и переход процесса горения в режим детонации, а на выходе из организованной полости осуществляют торможение продуктов сгорания.1. A method of forcing a double-circuit ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), including purging the combustion chamber with a fuel-air mixture from mixers and air from an aerodynamic valve of the secondary circuit, forming an air jet blowing of the combustion zone, subsequent ignition and explosion with the emission of combustion products through the resonator tube, mixers and an aerodynamic valve, while the fuel supply during engine operation is carried out simultaneously into two engine circuits, followed by the organization of intensive mixing in the combustion chamber by jet blowing the combustion zone with a fuel-air mixture with the formation of annular vortices, characterized in that a cavity is organized in the combustion chamber, in which carries out preliminary heating of the fuel-air mixture and the transition of the combustion process to the detonation mode, and at the exit from the organized cavity, the combustion products are decelerated. 2. Форсированный двухконтурный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ДЭПуВРД), содержащий, в частности, камеру сгорания, впускную систему из первой впускной трубы-смесителя и второй впускной трубы-смесителя, аэродинамические клапаны, топливный коллектор и сопло подачи топлива, отличающийся тем, что выходной участок второй впускной трубы-смесителя выполнен удлиненным и частично размещен непосредственно в объеме камеры сгорания таким образом, что между ним, передней стенкой камеры сгорания и ее донной частью образована цилиндрическая полость, в которой установлена спираль Щелкина.2. Forced by-pass ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), containing, in particular, a combustion chamber, an intake system from the first inlet mixer pipe and the second inlet mixer pipe, aerodynamic valves, a fuel manifold and a fuel supply nozzle, characterized in that, that the outlet section of the second intake pipe-mixer is made elongated and partially located directly in the volume of the combustion chamber in such a way that between it, the front wall of the combustion chamber and its bottom part, a cylindrical cavity is formed, in which the Shchelkin spiral is installed. 3. Форсированный двухконтурный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ДЭПуВРД) по п. 2, отличающийся тем, что сопло подачи топлива размещено непосредственно в образованной в камере сгорания цилиндрической полости.3. Forced by-pass ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD) according to claim 2, characterized in that the fuel supply nozzle is placed directly in the cylindrical cavity formed in the combustion chamber.
RU2020134342A 2020-10-19 2020-10-19 Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine RU2754796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134342A RU2754796C1 (en) 2020-10-19 2020-10-19 Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134342A RU2754796C1 (en) 2020-10-19 2020-10-19 Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754796C1 true RU2754796C1 (en) 2021-09-07

Family

ID=77670314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134342A RU2754796C1 (en) 2020-10-19 2020-10-19 Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754796C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2748564A (en) * 1951-03-16 1956-06-05 Snecma Intermittent combustion gas turbine engine
RU2200864C2 (en) * 2001-01-31 2003-03-20 Миленький Виктор Юрьевич Pulsejet engine (versions)
DE102014001962A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-13 Rüdiger Ufermann Function unit of pulse jet engine and ramjet engine
RU2608427C1 (en) * 2015-07-15 2017-01-18 Константин Валентинович Мигалин Method of pulse jet engine double-flow blowing and double-flow pulse jet engine
RU2717479C1 (en) * 2019-08-30 2020-03-23 Константин Валентинович Мигалин Forced dual-circuit ejector pulsating air-jet engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2748564A (en) * 1951-03-16 1956-06-05 Snecma Intermittent combustion gas turbine engine
RU2200864C2 (en) * 2001-01-31 2003-03-20 Миленький Виктор Юрьевич Pulsejet engine (versions)
DE102014001962A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-13 Rüdiger Ufermann Function unit of pulse jet engine and ramjet engine
RU2608427C1 (en) * 2015-07-15 2017-01-18 Константин Валентинович Мигалин Method of pulse jet engine double-flow blowing and double-flow pulse jet engine
RU2717479C1 (en) * 2019-08-30 2020-03-23 Константин Валентинович Мигалин Forced dual-circuit ejector pulsating air-jet engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2717479C1 (en) Forced dual-circuit ejector pulsating air-jet engine
US8650856B2 (en) Fluidic deflagration-to-detonation initiation obstacles
US7669406B2 (en) Compact, low pressure-drop shock-driven combustor and rocket booster, pulse detonation based supersonic propulsion system employing the same
RU2608427C1 (en) Method of pulse jet engine double-flow blowing and double-flow pulse jet engine
CN112797442A (en) Method and system for rotary detonation combustion
US5513571A (en) Airbreathing propulsion assisted gun-launched projectiles
RU2443893C1 (en) Pulsating air-breathing detonation engine
US11549465B1 (en) Air breathing solid fuel rotating detonation engine
RU2754796C1 (en) Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine
US11867138B2 (en) System and method for ram air intake for pulse combustors
RU2714463C1 (en) Method for boosting double-flow ejector pulsating air-jet engine and forced double-flow ejector pulsating air-jet engine
US3035413A (en) Thermodynamic combustion device using pulsating gas pressure
RU2749083C1 (en) Two-circuit ejector pulsating air-jet engine
RU2493399C2 (en) Method to implement cyclic detonation burning in intermittent air jet engine
US2729059A (en) Continuous flow internal combustion engines, in particular aircraft engines
RU2468235C1 (en) Intermittent-cycle air-jet engine (icaje)
RU163848U1 (en) Pulsating Air-Jet Engine
US5544586A (en) Solid fuel ramjet tubular projectile
RU2429367C2 (en) Method of increasing valveless pulse duct thrust
RU2765672C1 (en) Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine
US3166904A (en) Combustion chamber for gas turbine engines
CN109209681A (en) A kind of pulse-knocking engine detonation tube structure of reverse-flow type
US2998705A (en) Pressure gain valveless combustior
US5317866A (en) Free-flying tubular vehicle
RU2760340C1 (en) Prechamber pulsating jet engine