RU6838U1

RU6838U1 - Pulsating Air-Jet Detonation Combustion Engine

Info

Publication number: RU6838U1
Application number: RU97107439/20U
Authority: RU
Inventors: Ю.К. Усынин; В.Н. Сорокин; В.А. Поршнев; В.М. Фирсов; В.Н. Федорец
Original assignee: Саратовская научно-производственная фирма "Растр"
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-06-16

Abstract

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель детонационного горения, содержащий детонационную камеру с топливоподводящим каналом и соосным отводящим насадком, установленным с образованием между ним и торцом камеры кольцевой щели, сообщенной с узлом подвода воздуха, отличающийся тем, что во внутренней полости насадка установлен инициатор, направленный в сторону донной части полузамкнутой полости, а топливоподводящий канал представляет собой форсунку, установленную по оси детонационной камеры таким образом, чтобы ее сопло было направлено в полузамкнутую полость, а сама она является активной излучающей накладкой с максимальной амплитудой колебаний на срезе сопла.A pulsating detonation combustion air-jet engine comprising a detonation chamber with a fuel supply channel and a coaxial exhaust nozzle installed to form an annular gap between it and the chamber end communicating with the air supply assembly, characterized in that an initiator is installed in the nozzle’s internal cavity, directed to the side the bottom of the semi-enclosed cavity, and the fuel supply channel is a nozzle mounted along the axis of the detonation chamber so that its nozzle is directed but in the semi-enclosed cavity, and she is active radiating plate with a maximum amplitude of oscillation at the nozzle exit.

Description

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель детонационного горенияPulsating detonation combustion engine

Полезная модель относится к воздушно-реактивным двигателям с резонансной камерой сгорания.The utility model relates to jet engines with a resonant combustion chamber.

Известны прямоточные воздушно-реактивные двигатели, которые могут обеспечить получение скоростей до ( 4...7 ) М.Known ramjet engines that can provide speeds up to (4 ... 7) M.

Наиболее близким по принципу работы и по техническому устройству к заявленному устройству является Пульсирующий гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель по патенту РФ № 2059852,1996г. Однако он включается в работу только после набора скорости полета летательным аппаратом в диапазоне числа М 3,5..Л.The closest in principle of operation and technical device to the claimed device is a pulsating hypersonic ramjet engine according to the patent of the Russian Federation No. 2059852.1996. However, it is included in the work only after a set of flight speed by the aircraft in the range of the number M 3,5..L.

Задача полезной модели состоит в возможности создания двигателем тяги начиная с нулевой скорости полета летательного аппарата и с сохранением прежней экономичности его работыThe objective of the utility model is the possibility of creating thrust by the engine starting at zero flight speed of the aircraft and maintaining its previous economy

Решение поставленной задачи заключается в реализации инициирования рабочей смеси без предварительного её сжигания.The solution to this problem is to implement the initiation of the working mixture without prior burning.

Решение поставленной задачи достигается тем, что во внутреннюю полость насадка установлен инициатор, направленный в сторону донной части полузамкнутой полости, а топливоподающий канал представляет собой форсунку, установленную по оси детонационной камеры таким образом, чтобы её сопло было направлено в полузамкнутую полость, а сама она является активной излучающей накладкой с максимальной амплитудой колебаний на срезе сопла.The solution to this problem is achieved by the fact that an initiator is installed in the inner cavity of the nozzle, directed towards the bottom of the semi-closed cavity, and the fuel supply channel is a nozzle mounted along the axis of the detonation chamber so that its nozzle is directed into the semi-closed cavity, and it itself is active radiating pad with a maximum amplitude of oscillations at the nozzle exit.

На чертеже представлен пульсирующий во здушно -ре активны и двигатель, который состоит из детонационной камеры I с топливоподающим каналом 2, отводящим насадком 3 и инициатором 4.The drawing shows an engine pulsating in the air, and it consists of a detonation chamber I with a fuel supply channel 2, a discharge nozzle 3 and an initiator 4.

imi F 02с 5/10; F 02к 7/04 imi F 02s 5/10; F 02k 7/04

нал 2- для подачи горючего в полость детонационной камеры.cash 2- for supplying fuel into the cavity of the detonation chamber.

Отводящий насадок 3 предназначен для увеличения скорости потока продуктов детонации, а , следовательно, для создания до полнительной составляющей силы тяги и представляет собой полое тело вращения с профилированной внутренней поверхностью.The outlet nozzles 3 are designed to increase the flow rate of detonation products, and, therefore, to create an additional component of the traction force and is a hollow body of revolution with a profiled inner surface.

Инициатор 4 предназначен для выработки и подачи детонационного импульса во внутренний обьем полузамкнутой полости детонационной камеры I.The initiator 4 is designed to generate and supply a detonation pulse in the internal volume of the semi-closed cavity of the detonation chamber I.

Узел подвода воздуха 5 предназначен для подвода воздуха через кольцевую щель, образованную между торцом детонационноц камеры и отводящим насадком, во внутренний обьем камеры.The air supply unit 5 is designed to supply air through an annular gap formed between the end of the detonation chamber and the outlet nozzle into the internal volume of the chamber.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

При запуске двигателя в полузамкнутую полость детонационной камеры I одновременно подаются горючее и воздух. Горючее предварительно распыляется с помощью форсунки б.When the engine is started, fuel and air are simultaneously supplied into the semi-closed cavity of the detonation chamber I. Fuel is pre-sprayed using nozzle b.

Для улучшения дисперстности распыла форсунке придаются ультрозвуковые колебания через ультрозвуковой преобразователь 7, который закреплен на корпусе 1.При ©том срез сопла форсунки находится в точке с максимальной амплитудой. Воздух (газообразный окислитель ) через узел подвода 5 подается в детонационную камеру в виде плоской струи через кольцевую щель, образованную между узлом подвода 5 и насадком 3. При соприкосновениии пелён горючего и воздуха происходит их перемешивание. По мере заполнения полости детонационной камеры рабочей смесью от системы управления подается команда на инициатор 4, который генерирует детонационную волну и направляет её в детонационную камеру. В процессе её перемещения происходит детонация рабочей смеси. Образовавшиеся детонационные волны взаимодействуют со стенками камеры по нормали к её поверхности. При этом, основная составляющая силы тяги создается за счет взаимодействия детонационных волн с внутренней поверхностью детонационной камеры I, а дополнительнаяIn order to improve the dispersion of the spray, the nozzle is given ultrasonic vibrations through the ultrasonic transducer 7, which is mounted on the housing 1. Moreover, the nozzle nozzle exit is at the point with maximum amplitude. Air (gaseous oxidizing agent) through the inlet unit 5 is supplied to the detonation chamber in the form of a flat jet through an annular gap formed between the inlet unit 5 and the nozzle 3. When the swaddles of fuel and air come into contact, they are mixed. As the cavity of the detonation chamber is filled with a working mixture, a command is sent from the control system to the initiator 4, which generates a detonation wave and directs it to the detonation chamber. In the process of its movement, the detonation of the working mixture occurs. The resulting detonation waves interact with the walls of the chamber along the normal to its surface. In this case, the main component of the thrust force is created due to the interaction of detonation waves with the inner surface of the detonation chamber I, and the additional

её составляющая - за счет ускорения движения продуктов детонации в насадке 3. Таким образом, в результате реализации вышеописанного процесса появляется импульс тяги после окончания действия которого вновь происходит смыкание плоской струи воздуха и процесс вновь повторяется с частотой, определяемой обьёмом детонационной камеры и суммарным секундным массовым расходом воздуха и горючего.its component is due to the acceleration of the movement of detonation products in the nozzle 3. Thus, as a result of the implementation of the above process, a thrust impulse appears after which it closes again with a flat stream of air and the process repeats again at a frequency determined by the volume of the detonation chamber and the total second mass flow rate air and fuel.

Предложенный двигатель не требует предварительного сжигания компонентов топлива для получения рабочего тела, а также может быть использован при малых скоростях полета летательного аппарата. Кроме того, в качестве горючего могут быть использованы компоненты с различнойт язкостью.The proposed engine does not require preliminary combustion of fuel components to obtain a working fluid, and can also be used at low flight speeds of the aircraft. In addition, components with different viscosity can be used as fuel.

Claims

A pulsating detonation combustion air-jet engine containing a detonation chamber with a fuel supply channel and a coaxial exhaust nozzle installed to form an annular gap between it and the chamber end communicating with the air supply assembly, characterized in that an initiator is installed in the nozzle’s internal cavity directed to the side the bottom of the semi-enclosed cavity, and the fuel supply channel is a nozzle mounted along the axis of the detonation chamber so that its nozzle is directed but in the semi-enclosed cavity, and she is active radiating plate with a maximum amplitude of oscillation at the nozzle exit.