RU2765672C1 - Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine - Google Patents

Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine Download PDF

Info

Publication number
RU2765672C1
RU2765672C1 RU2020141237A RU2020141237A RU2765672C1 RU 2765672 C1 RU2765672 C1 RU 2765672C1 RU 2020141237 A RU2020141237 A RU 2020141237A RU 2020141237 A RU2020141237 A RU 2020141237A RU 2765672 C1 RU2765672 C1 RU 2765672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
combustion
jet engine
dual
air
Prior art date
Application number
RU2020141237A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Валентинович Мигалин
Кирилл Алексеевич Сиденко
Кирилл Константинович Мигалин
Original Assignee
Кирилл Алексеевич Сиденко
Константин Валентинович Мигалин
Кирилл Константинович 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, Кирилл Константинович Мигалин filed Critical Кирилл Алексеевич Сиденко
Priority to RU2020141237A priority Critical patent/RU2765672C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765672C1 publication Critical patent/RU2765672C1/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
    • F02K7/067Plants 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 having aerodynamic valves

Abstract

FIELD: engine building.
SUBSTANCE: group of inventions relates to equipment, primarily military, namely, to engines of aerial vehicles, and can be used, most likely, in engines of small unmanned aerial vehicles, such as surface-to-air, aviation, and tactical missiles, unmanned reconnaissance aircrafts, flying targets, etc. Forcing of a dual-flow ejector pulse jet engine (DFEPJE) consists in accelerating the combustion process by implementing the mechanism of oxidative methane pyrolysis forming acetylene. In order to implement the described process, coolable plates are installed in the second intake mixer pipe of the DFEPJE, and a coolable channel is installed in the back wall of the combustion chamber. Upon completion of the working cycle, burning gases containing methane, being cooled on the coolable plates and walls of the coolable channel, form acetylene further entering the combustion chamber at the suction cycle and causing acceleration of burning and growth of jet thrust.
EFFECT: claimed group of inventions allows for an increase in the jet thrust of the DFEPJE in the range of 15 to 20%.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к технике, преимущественно военной, а именно к двигателям летательных аппаратов, и может быть использовано, вероятнее всего, в двигателях небольших беспилотных летательных аппаратов, таких как, например, беспилотные разведчики, летающие мишени.The invention relates to technology, primarily military, namely to aircraft engines, and can most likely be used in the engines 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).Known pulsating jet engine (hereinafter PuVRD) of the German cruise missile of the Second World War V-1 (see G.B. Sinyarev, M.V. Dobrovolsky. Liquid rocket engines. - Oborongiz, 1957, p. 19, 20) .

Известный ПуВРД представляет собой трубу с клапанной решеткой которая состоит 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 well-known PuVRD is a pipe with a valve lattice, which consists of bearing elements - transverse rods, movable elements - flat elastic plates of constant thickness, attached to the side 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 plates parallel to them. Each pair has a back-facing blind gap between the plates. Plates and spacers form longitudinal channels for the passage of air.

Набегающий на ПуВРД 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 ПуВРД.The flow on the PUVRD passes through the air intake and the valve grill into the combustion chamber. Easily evaporating fuel is also supplied there, after which the air-fuel mixture is ignited by a spark of an electric igniter. The combustion products rapidly expanding in all directions, falling into the dead gap between the plates, are slowed down, as a result of which the pressure increases there. This causes the plates to bend to the sides until they come into contact with the support spacers or side walls. The air channels of the valve grill are blocked. The combustion products flow through the nozzle into the atmosphere, and their pressure on the closed valve grill creates a thrust impulse of the PUVRD.

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 the pressure drop, the valve lattice plates, under the action of their elasticity, as well as the rarefaction 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.

Главным достоинством ПуВРД этого типа, основанного на применении механических клапанных решеток, является высокое гидравлическое сопротивление продуктам сгорания, пытающимся прорваться навстречу набегающему потоку при взрыве в камере сгорания.The main advantage of this type of PUVRD, based on the use of mechanical valve grids, is the high hydraulic resistance to combustion products trying to break through against the oncoming flow during an explosion in the combustion chamber.

Их недостаток - высокое гидравлическое сопротивление при продувке камеры сгорания, особенно на низких скоростях полета 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 прямоточного ПуВРД.Their drawback is the high hydraulic resistance when blowing the combustion chamber, especially at low flight speeds, which leads to a low cyclic volumetric filling and, as a result, to low specific and frontal thrust. But the main thing is that they give a drop in thrust at high flight speeds due to the mechanical bending of the valve petals by the dynamic air pressure, which leads to the transition to the ramjet mode.

Так же известен ПуВРД с помощью аэродинамических клапанов в качестве которых часто используют простые трубки, "Нестационарное распространение пламени", под ред. Дж. Г. Маркштейна, М., МИР, 1968, с. 401-407. 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.The PuVRD is also known with the help of aerodynamic valves, which are often used as simple tubes, "Unsteady Flame Propagation", ed. J. G. Markstein, M., MIR, 1968, p. 401-407. In addition, PuVRD, in which mechanical valves are replaced with aerodynamic ones, are described in US patents No. 2796735, 1957; No. 2796734, 1957; No. 2746529, 1956; No. 2822037, 1958; 2812635, 1957; 3093962, 1963.

К недостаткам такого способа продувки ПуВРД следует отнести низкую амплитуду пульсаций давления в камере сгорания и, соответственно, низкий термодинамический КПД (коэффициент полезного действия) вследствие малой скорости горения топливовоздушной смеси.The disadvantages of this method of purging the PUVRD include the low amplitude of pressure pulsations in the combustion chamber and, accordingly, the low thermodynamic efficiency (efficiency) due to the low combustion rate of the air-fuel mixture.

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.A device is known for a forced bypass ejector pulsating jet engine protected by a patent for the invention RU 2717479, SEC F02K 7/067 (2020.01), published on 03/23/2020, BI No. 9. The forced dual-circuit ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD) contains, in particular, a combustion chamber, an inlet system of 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 a partial diffuser opening. A distinctive feature of this DEPuVRD is that the rear wall of the combustion chamber is made with the first echelon visor with rectangular slots for the formation of flat jet flows behind them, a perforated niche is made inside the combustion chamber behind the first visor with a second visor protruding into the flow, and the fuel heating coil has an uneven along the 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), the device of a forced bypass ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), protected by a patent for invention RU 2714463 SPK F02K 7/067 (2019.08), published on February 17, 2020, BI No. 5, which contains, in particular, , a combustion chamber, an intake system of the first and second mixing pipes, aerodynamic valves, a fuel manifold and a fuel supply nozzle. An annular shell with a length of 0.3-0.5 caliber of the second mixer is installed at the entrance to the second mixer of the considered DEPuVRD, and the resonator tube is made with perforation with profiled holes in the area adjacent to the combustion chamber and a partial diffuser opening located in the aerodynamic shadow behind the combustion chamber, with At the same time, 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. Also presented here is a method for forcing a bypass pulsating air-jet engine, including blowing the chamber with an air-fuel mixture of combustion from mixers and air from the 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 a resonator tube, pipes - mixers and an aerodynamic valve, while the supply of fuel during operation of the known DEPuVRD is carried out simultaneously into two DEPuVRD circuits, followed by the organization of intensive mixing in the combustion chamber by jet blowing the combustion zone with an air-fuel mixture with the formation of annular vortices.

В рассмотренном ближайшем аналоге имеются возможности дополнительного повышения реактивной тяги ДЭПуВРД.In the considered closest analogue, there are possibilities for additional increase in the reactive thrust of the DEPuVRD.

Повысить удельную и лобовую тягу и снизить удельный расход топлива можно путем увеличения амплитуды пульсаций давления, которое достигается за счет роста скорости горения. Увеличение амплитуды пульсаций приводит к росту термодинамического КПД и соответственно, к снижению удельного расхода топлива. Поэтому естественным техническим решением является увеличение концентрации в горючей смеси газа, имеющего высокую скорость горения и способного в смеси с другими горючими компонентами ускорять процесс горения. Таким газом в частности может быть ацетилен. Этот газ имеет высокую скорость горения и отличается своей исключительной склонностью к детонационному горению. Даже в небольших количествах он способен ускорять горение вплоть до детонационного. Так известно, что добавка 0,2% ацетилена в окись углерода делает ее способной к детонационному горению.It is possible to increase the specific and frontal thrust and reduce the specific fuel consumption by increasing the amplitude of pressure pulsations, which is achieved by increasing the burning rate. An increase in the pulsation amplitude leads to an increase in the thermodynamic efficiency and, accordingly, to a decrease in the specific fuel consumption. Therefore, a natural technical solution is to increase the concentration in the combustible mixture of a gas that has a high burning rate and is capable of accelerating the combustion process in a mixture with other combustible components. Such a gas may in particular be acetylene. This gas has a high burning rate and is distinguished by its exceptional tendency to detonation combustion. Even in small quantities, it is able to accelerate combustion up to detonation. So it is known that the addition of 0.2% acetylene to carbon monoxide makes it capable of detonation combustion.

Технический результат, достигаемый в результате реализации группы предлагаемых изобретений, заключается в повышении термодинамического КПД путем увеличения амплитуды пульсаций давления происходящего из-за роста скорости горения.The technical result achieved as a result of the implementation of the group of proposed inventions is to increase the thermodynamic efficiency by increasing the amplitude of pressure pulsations occurring due to an increase in the combustion rate.

Техническая задача решается путем реализации в камере сгорания двигателя процесса известного в химической промышленности как «окислительный пиролиз метана», в результате которого из метана получается ацетилен. Этот процесс описан в приведенных источниках [1,2,3] Химическая формула процесса представлена ниже.The technical problem is solved by implementing in the combustion chamber of the engine a process known in the chemical industry as "oxidative pyrolysis of methane", as a result of which acetylene is obtained from methane. This process is described in the given sources [1,2,3]. The chemical formula of the process is given below.

6СН4+4O22Н2+8Н2+3СО+CO2+3H2O6CH 4 + 4O 2 \u003d C 2 H 2 + 8H 2 + 3CO + CO 2 + 3H 2 O

Зоотехнически этот процесс реализуется при резком охлаждении горящей переобогащенной смеси метана. В результате остановки распада молекул метана выделяется ацетилен. Описанный процесс реализуется в двух зонах камеры сгорания, первая располагается во втором смесителе и представляет набор охлаждаемых пластин, вторая на задней торцевой крышке и представляет собой охлаждаемый канал.Zootechnically, this process is realized with a sharp cooling of a burning over-enriched mixture of methane. As a result of stopping the decomposition of methane molecules, acetylene is released. The described process is implemented in two zones of the combustion chamber, the first is located in the second mixer and is a set of cooled plates, the second is on the rear end cover and is a cooled channel.

Указанный технический результат, при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе форсирования двухконтурного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ДЭПуВРД, далее, до текста формулы и реферата - двигателя), включающем 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, смесители и аэродинамический клапан, во время которого продукты не полного сгорания частично направляются в охлаждаемый канал и на набор охлаждаемых пластин во втором смесителе, где за счет резкого охлаждения происходит процесс окислительного пиролиза метана, а образовавшиеся при этом газы, в том числе и ацетилен на такте всасывания попадают обратно в камеру сгорания где и вызывают рост скорости горения.The specified technical result, in the implementation of the invention, is achieved by the fact that in the known method of forcing a dual-circuit ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD, hereinafter, to the text of the formula and abstract - the engine), including purging the chamber with an air-fuel mixture of combustion from mixers and air from the aerodynamic valve of the second circuit, which forms an air jet blowing of the combustion zone, subsequent ignition and explosion with the ejection of combustion products through the resonator tube, mixers and an aerodynamic valve, during which the products of incomplete combustion are partially sent to the cooled channel and to a set of cooled plates in the second mixer, where due to oxidative pyrolysis of methane takes place, and the resulting gases, including acetylene on the suction stroke, fall back into the combustion chamber, where they cause an increase in the combustion rate.

Реализация описанного выше способа форсирования осуществляется в конструкции ДЭПуВРД содержащей камеру сгорания, впускную систему из первого и второго смесителей, аэродинамические клапаны, топливный коллектор и сопла подачи топлива, при этом, на выходе из второго смесителя установлен набор охлаждаемых пластин, а на задней торцевой стенке камеры сгорания, охлаждаемый канал.The implementation of the forcing method described above is carried out in the design of the DEPuVRD containing a combustion chamber, an intake system of the first and second mixers, aerodynamic valves, a fuel manifold and fuel supply nozzles, while a set of cooled plates is installed at the outlet of the second mixer, and on the rear end wall of the chamber combustion, cooled channel.

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 on the date of priority in the main and adjacent headings of the MKI shows that the totality of the essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the condition of patentability "novelty".

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.An analysis of known technical solutions in this field of technology has shown that the proposed device has features that are absent in known technical solutions, and using them in the claimed set of features makes it possible to obtain a new technical result, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to 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, because can be manufactured industrially, workable, feasible and reproducible, therefore, meets the condition of patentability "industrial applicability".

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 ДЭПуВРД.Other features and advantages of the claimed invention will become clear from the following detailed description, given solely in the form of a non-limiting example and with reference to the accompanying drawing illustrating the preferred embodiment, which shows a diagram of the proposed DEPUWRD.

На фиг. 1 показан заявляемый ДЭПуВРД.In FIG. 1 shows the claimed DEPuVRD.

На фиг. 2 показан вид - А - на треугольный канал первой впускной трубы - смесителя.In FIG. 2 shows a view - A - on the triangular channel of the first inlet pipe - mixer.

На фиг. 3 показан вид - Б- на частичное диффузорное раскрытие резонаторной трубы.In FIG. 3 shows a view - B - of a partial diffuser opening of the resonator tube.

На фиг. 4. показан вид - С на набор охлаждаемых пластин.In FIG. 4. View - C is shown on a set of cooled plates.

На фиг. 5. показан вид - Д на охлаждаемый канал.In FIG. 5. view is shown - D on the cooled channel.

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 - second inlet pipe - mixer,

Поз. 5. - охлаждаемые пластины,Pos. 5. - cooled plates,

Поз. 6. - кольцевая обечайка,Pos. 6. - annular shell,

Поз. 7. - камера сгорания,Pos. 7. - combustion chamber,

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

Поз. 9. - охлаждаемый канал,Pos. 9. - cooled channel,

Поз. 10. - резонаторная труба,Pos. 10. - resonator tube,

Поз. 11. - запальная свеча,Pos. 11. - glow plug,

Поз. 12. - частичное диффузорное раскрытие,Pos. 12. - partial diffuser opening,

Поз. 13. - змеевик нагрева газа,Pos. 13. - gas heating coil,

Поз. 14. - вихревой аэродинамический клапанPos. 14. - vortex aerodynamic valve

Поз. 15. - сопло подачи топливаPos. 15. - fuel supply nozzle

Поз. 16. - топливный коллектор.Pos. 16. - fuel manifold.

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 в нем охлаждаемыми пластинами 5, а на его входной части кольцевой обечайкой 6, на заднем торце второй впускной трубы - смесителя 4 закреплена камера сгорания 7 с задней торцевой стенкой 8. К задней торцевой стенке 8 камеры сгорания 6 закреплен охлаждаемый канал 9 и резонаторная труба 10 с запальной свечой 11 и частичным диффузорным раскрытием 12. К резонаторной трубе 10 крепится змеевик нагрева газа 13. На передней стенке камеры сгорания 7 закреплен аэродинамический клапан 14, на входе в который установлено сопло подачи топлива 15 из топливного коллектора 16.DEPuVRD shown in Fig. 1, contains a gas supply nozzle 1 with a coaxially fixed first inlet pipe - a mixer 2 with a triangular channel 3 installed in its front part, a second inlet pipe - a mixer 4 with cooled plates 5 fixed in it, and on its inlet part an annular shell 6, on a combustion chamber 7 with a rear end wall 8 is fixed to the rear end of the second inlet pipe - a mixer 4. A cooled channel 9 and a resonator tube 10 with a spark plug 11 and a partial diffuser opening 12 are fixed to the rear end wall 8 of the combustion chamber 6. A coil is attached to the resonator tube 10 gas heating 13. An aerodynamic valve 14 is fixed on the front wall of the combustion chamber 7, at the inlet to which a fuel supply nozzle 15 from the fuel manifold 16 is installed.

При частичной подаче газообразного топлива через змеевик 13 и подачи искры на запальную свечу 11 происходит воспламенение топлива и горение внутри камеры сгорания 7. Через некоторое время змеевик нагрева газа 13 и стенки камеры сгорания 7 разогреваются, и дальнейшее увеличение подачи топлива приводит к осуществлению рабочего цикла предлагаемого ДЭПуВРД. Он осуществляется следующим образом.With a partial supply of gaseous fuel through the coil 13 and the supply of a spark to the glow plug 11, the fuel ignites and combustion occurs inside the combustion chamber 7. After some time, the gas heating coil 13 and the walls of the combustion chamber 7 heat up, and a further increase in the fuel supply leads to the implementation of the working cycle of the proposed DEPuVRD. It is carried out as follows.

Подаваемый газ через сопло подачи газа 1 эжектирует воздух в первый контур - в первую впускную трубу-смеситель 2 и вторую впускную трубу - смеситель 4, выполняющие в заявляемом ДЭПуВРД еще и функцию аэродинамического клапана. Далее струйное течение воздушно-газовой смеси доходя до задней торцевой стенки 8, камеры сгорания 7 соударяется с ней и, разворачиваясь, воспламеняется возвратным течением продуктов сгорания из резонаторной трубы 10. Далее происходит взрыв топливовоздушной смеси и выброс газа по четырем направлениям.The supplied gas through the gas supply nozzle 1 ejects air into the first circuit - into the first inlet pipe-mixer 2 and the second inlet pipe - mixer 4, which also perform the function of an aerodynamic valve in the claimed DEPuVRD. Further, the jet flow of the air-gas mixture reaching the rear end wall 8, the combustion chamber 7 collides with it and, turning around, is ignited by the return flow of combustion products from the resonator tube 10. Then the air-fuel mixture explodes and gas is released in four directions.

Первое направление - резонаторная труба 10. Выброс в этом направлении продуктивный, он создает реактивную тягу и разряжение для процесса последующей продувки.The first direction is the resonator tube 10. The ejection in this direction is productive, it creates jet thrust and vacuum for the subsequent purge process.

Второе направление - во впускные трубы - смесители 2 и 4. На такте совершения рабочего процесса, газ выбрасываемый через вторую трубу - смеситель 4 представляет собой смесь частично сгоревших и горящих продуктов пиролиза бензина прошедшего в змеевике 13. Как известно, бензин при пиролизе разлагается на три основных компонента, это метан, этилен и пропилен с содержанием примерно по 25-30% каждого. Высокотемпературные продукты сгорания этой смеси газов натекая на охлаждаемые набегающим воздушным потоком пластины 5, охлаждаются. При этом происходит прерывание процесса дальнейшего разложения метана сопровождающееся выходом ацетилена. Образовавшийся ацетилен на такте всасывания обратно попадает в камеру сгорания 7 и приводит к ускорению процесса горения.The second direction is to the inlet pipes - mixers 2 and 4. At the stage of the work process, the gas ejected through the second pipe - mixer 4 is a mixture of partially burned and burning pyrolysis products of gasoline that has passed in the coil 13. As you know, gasoline during pyrolysis decomposes into three the main components are methane, ethylene and propylene with a content of approximately 25-30% each. The high-temperature products of combustion of this mixture of gases, flowing onto the plates 5 cooled by the oncoming air flow, are cooled. In this case, the process of further decomposition of methane is interrupted, accompanied by the release of acetylene. The resulting acetylene on the suction stroke returns to the combustion chamber 7 and leads to an acceleration of the combustion process.

Третье направления выброса - вихревой аэродинамический клапан 14.The third ejection direction is a vortex aerodynamic valve 14.

Четвертое направление выброса - охлаждаемый канал 9. Горящая, пере обогащенная газовая смесь при движении по охлаждаемому каналу 9 от соприкосновения с холодными стенками гаснет и быстро охлаждается, что приводит к остановке распада молекул метана и продуцированию ацетилена, который оставаясь в объеме охлаждаемого канала 9 на такте всасывания вновь попадает в камеру сгорания 7 и приводит к увеличению скорости горения.The fourth direction of ejection is the cooled channel 9. The burning, over-enriched gas mixture, when moving along the cooled channel 9, goes out from contact with cold walls and cools quickly, which stops the decomposition of methane molecules and produces acetylene, which remains in the volume of the cooled channel 9 on the cycle suction again enters the combustion chamber 7 and leads to an increase in the burning rate.

Описанный процесс соответствует двум фазам рабочего цикла. Первой фазе - взрывному сгоранию переобогащенной газовой смеси в камере сгорания 7 с последующим охлаждением части продуктов сгорания на охлаждаемых пластинах 5 и в охлаждаемом канале 9. Второй фазе - всасывания части продуктов сгорания и полученного ацетилена в камеру сгорания 7. Далее цикл повторяется.The described process corresponds to two phases of the working cycle. The first phase is the explosive combustion of the over-enriched gas mixture in the combustion chamber 7, followed by cooling of part of the combustion products on the cooled plates 5 and in the cooled channel 9. The second phase is the suction of part of the combustion products and the resulting acetylene into the combustion chamber 7. Then the cycle repeats.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанным примером его осуществления, показанным на прилагаемой фигуре. Остаются возможными изменения различных элементов либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения.Of course, the invention is not limited to the described example of its implementation shown in the attached figure. It remains possible to change the various elements, or replace them with technically equivalent ones, without going beyond the scope of the present invention.

Литература:Literature:

1. Соколик А.С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах. - М.: Издательство академии наук СССР, 1960. - 427 с.1. Sokolik A.S. Self-ignition, flame and detonation in gases. - M.: Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1960. - 427 p.

2. Мехтиев С.Д., Камбаров Ю.Г. Олефиновые углеводороды и их применение в нефтехимической промышленности - Баку: Азербайджанское гос. изд-во, 1962.2. Mehtiev S.D., Kambarov Yu.G. Olefinic hydrocarbons and their application in the petrochemical industry - Baku: Azerbaijan state. publishing house, 1962.

3. Антонов В.Н., Лапидус А.С. Производство ацетилена. М. Химия 1970. - 415 с.3. Antonov V.N., Lapidus A.S. Acetylene production. M. Chemistry 1970. - 415 p.

Claims (2)

1. Способ форсирования двухконтурного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ДЭПуВРД), включающий продувку камеры сгорания топливовоздушной смесью из смесителей и 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, отличающийся тем, что в камере сгорания реализуют процесс окислительного пиролиза метана, приводящий к получению ацетилена.1. A method for forcing a dual-circuit ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), including purging the combustion chamber with an air-fuel mixture from mixers and from an aerodynamic valve of the second circuit, which form air jet blowing of the combustion zone, subsequent ignition and explosion with the release of combustion products through a resonator tube, mixers and an aerodynamic valve, characterized in that the process of oxidative pyrolysis of methane is implemented in the combustion chamber, leading to the production of acetylene. 2. Форсированный двухконтурный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ДЭПуВРД), содержащий камеру сгорания, впускную систему из первого и второго смесителей, аэродинамические клапаны, топливный коллектор и сопла подачи топлива, отличающийся тем, что на выходе из второго смесителя установлены охлаждаемые пластины, а на задней стенке камеры сгорания - охлаждаемый канал.2. Forced double-circuit ejector pulsating air-jet engine (DEPuVRD), containing a combustion chamber, an intake system from the first and second mixers, aerodynamic valves, a fuel manifold and fuel supply nozzles, characterized in that cooled plates are installed at the outlet of the second mixer, and on the rear wall of the combustion chamber - a cooled channel.
RU2020141237A 2020-12-14 2020-12-14 Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine RU2765672C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141237A RU2765672C1 (en) 2020-12-14 2020-12-14 Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141237A RU2765672C1 (en) 2020-12-14 2020-12-14 Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765672C1 true RU2765672C1 (en) 2022-02-01

Family

ID=80214650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141237A RU2765672C1 (en) 2020-12-14 2020-12-14 Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765672C1 (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
US9816463B2 (en) Ramjet including a detonation chamber and aircraft comprising such a ramjet
EP2884184B1 (en) Tuned cavity rotating detonation combustion system
US9476399B1 (en) Glow plug type acoustic resonance igniter
RU2717479C1 (en) Forced dual-circuit ejector pulsating air-jet engine
RU2608427C1 (en) Method of pulse jet engine double-flow blowing and double-flow pulse jet engine
US20100242435A1 (en) Helical cross flow (hcf) pulse detonation engine
US5224344A (en) Variable-cycle storable reactants engine
US4133173A (en) Ducted rockets
RU2443893C1 (en) Pulsating air-breathing detonation engine
Witt Investigation into the feasibility of using solid fuel ramjets for high supersonic/low hypersonic tactical missiles
RU2765672C1 (en) Method for forcing a dual-flow ejector pulse jet engine and forced dual-flow ejector pulse jet engine
RU2706870C1 (en) Air-jet detonation engine on solid fuel and method of its operation
RU2714463C1 (en) Method for boosting double-flow ejector pulsating air-jet engine and forced double-flow ejector pulsating air-jet engine
RU2493399C2 (en) Method to implement cyclic detonation burning in intermittent air jet engine
RU2760339C1 (en) Method for boosting double-flow ejector pulsating air-jet engine and forced double-flow ejector pulsating air-jet engine
US11549465B1 (en) Air breathing solid fuel rotating detonation engine
RU2749083C1 (en) Two-circuit ejector pulsating air-jet engine
RU2754796C1 (en) Method for forcing two-circuit ejector pulsating air-jet engine and forced two-circuit ejector pulsating air-jet engine
US4091732A (en) Fuel injection
RU2468235C1 (en) Intermittent-cycle air-jet engine (icaje)
RU163848U1 (en) Pulsating Air-Jet Engine
RU2704503C1 (en) Transformable rocket-air jet detonation combustion engine (versions)
US5317866A (en) Free-flying tubular vehicle
US2998705A (en) Pressure gain valveless combustior
RU2760340C1 (en) Prechamber pulsating jet engine