RU6839U1 - Комбинированный реактивный двигатель - Google Patents

Abstract

Комбинированный реактивный двигатель, содержащий воздухозаборник, компрессор высокого давления, камеру сгорания, состоящую из предкамеры и камеры дожигания, теплообменник, расположенный в предкамере камеры сгорания, пароводородную турбину, сопло и топливную систему с водородным насосом, отличающийся тем, что двигатель содержит компрессор низкого давления, установленный перед компрессором выского давления и механически связанный с дополнительной турбиной, расположенной за камерой дожигания.

Description

F 02 К 3 / 12

КиМБШЖОВАШШ РЕАКШИЙ /(BlflTCjTb Полезная модель относится к авиациошюму двюателестроению, а именно, к щюблеме создания реактивных даигателей на жидком водороде |уш перспективных сверхзвуковых летатеж)ных апнаратов. Известен нароводорошМ ракетно - турбинный двшатель фирмы Иратт - Уитни содержащий воздрозаборнш, KOMtipeccop и турГжщ, соеданенные через редактор, камеру cropaHwsi, состоздуго из предкамеры и каммеры дожигания, теплообменник, сопло и систему подачи топлива жидкого водорода. Тенлообменник, выполненный в виде многозаходной снирали, расположен в пред1 амере камеры сгорания. Известен тшже нароводородаый ракетно - турбинный двигатель фирмы Тексако - Эксперимент , аншюгищшй по констрдадаи двжателю тшта Пратт Яитни , т ис1швчени ем того, что в этом двжателе шеются дгш тегшообмеишка, олда из которых расположен в предкамере ьамеры сгорания, а - в воздухозаборнике дажателя ПК Недостатком пароводородного деж ателя типа Пратт Уитш .является малый расход рабочего тола - подогретого газообразного водорода - через турбину, состшл-шклий при реальном значении эдэффи1|иента избытка окислителя, равном 1Л, не более 1/38 расхода воздуха через компрессор, что нри предемлой темнерачуре водорода перед турбиной, ршной 1200 К не позволяет достичь ве;№шш степени ипвншения полного давления в комфессоре более R.O, что огршдачивает максим 1яывд1 термического КПД щцша и ухудшает основные

иараметрн двигателя. Рашоложеше допожмтельного тешообмешдае перед компрессором в 01вигателе Тексако - Зксперимент позволяет }iecKOM Ko увеличить степень повышения псшного давления в кошфсссоре за предварительного охлажденш воздуха, но приводит к усложнениш 1шнструк1щ и предполетной подготовки двигателя за счет реличения длины магистралей требуюащ пре орарительпого Зсжолаживания, а ноте, вызшает ряд проблем, связаннюс с обледенением воздразаборника. Кроме того, недостат1«)м обеих схем жляется необходимость снижения частоты вращения компрессора по сравнешшг с частотой вращения турбины, что требует установы редуктора и щ)иводит к повышений механичесшх потерь.

Задачей полезной модели является повышение эффективности и улучшение основных параметров двигателя за счет увеличения степени повышения полного компрессора и снижения механймескр: potepb.s

Решение задачи достигается тем что перед компрессором высокого давления, установлешдам на общем ваяу с малорасходной пapoвoдopojя loй тш)бш1ой, сопловой аппарат которой сообщается с теплообменником, установлен кожфессор давления, механически связшашй через общий вал с допожительной турбиной, расноложешой за камерой дожи} ания. Рабоадм телом дополнительной турбиш являются продукты сгорания водорода в воздухе. Двигатель может быть выношен одноконтурным или двухконтурным со (шешешем потоков, в последнем случае компрессор шзкого давления работает на оба контура.

На фИ1 1 приведена схема двигателя в од1 01шнтурном исполнении.

Двигатель состоит из воздухозаборника 1, компрессора низкого давления 2 и турбины 3, механичесж связанных чере общий вап, комщ)ессора высокого дшления 4 и пароводородной турбины S с водородным коллектором 6, камеры сгорания , состоящей из предкамеры

ЧЛ;,., -.V, Ч 4

8 и камеры дожигания 9, тешюобмеинше 10, форсажной камеры 11, регулириемого сома 12 и топливной системы с водородным насосом 13.

Двигатель работает следяящм образом. Воздух, заторможенный в воздухозаборнш е 1. последовательно сммаетса в компрессоре низкого давления 2 и кошфессоре высокого давления 4. Сжатый воздух поступает в предкамеру 8 камеры сгорания 1. Шилдсий водород, подаваемый насосом 13 в тегшооГменни 10 испаряется и нагревается, за счет высокой температуры в преддйзмпре 8, в нроцесс е теплообмена с ropsj4&ffi газом, после чего постдаает в ко.шектор 6 пароводородной турбины 5. Совершая работу на турОине Г), газифицированный водород фиводит в действие компрес(юр высокого давления 4 а затем сме1вивается с воздухом в предкамере 8, где начинается процесс горения водорода. Температура газа на выходе предкамеры 8 ограничивается допустимой температурой теплообменника 10. Процесс горения завершается в камере дожигания 9, причем, в соответствии с программой регулирования двигатеда, в нее MoseT подаваться допо-пнительный расход топлива Нродщ ты сгорания расширяются на турбине 3, приводящей в действие компрессор низкого давления 2, после чего поступают в форсажную камеру, в которую тшже может подааваться донолнителг ный расход тошчива. Тша двжателя создается при истечении газа из форсажной шшеры 11 через сопло 12.

Те5шмческим результатом использования дшшой полезной модели является повыв{ение эффективности работы двшателя за счет увеличения суммарной степени повышения полного давления в компрессорах до 10...U, возможность выбора онтимальных частот враще1мя роторов комгфессоров высокого и низкого деления, позволяющая исклнрдать из кинематической схемы редуктор, и более гибкая программа регулирования двигателя на всех нерасчетных режимах. В двушаднтурном исполнении также возможно повышение эффективности за счет использования в качестве рабочего

тела турбины шщюссора низкого давления переобогащештой водор1здом газовой смеси, с посдеддащим ее дожиганием в форсажной камере.

ЙСТОЧНЙШ Щ фОрМдЦИИ Г

1. р. и. Курзинер. Реактивные двжатели для 6о.яы8их сверхзвдаовых скоростей полета, tf : Машиностроеше, 1977, с Л85 - 187,

Claims (1)

1. Комбинированный реактивный двигатель, содержащий воздухозаборник, компрессор высокого давления, камеру сгорания, состоящую из предкамеры и камеры дожигания, теплообменник, расположенный в предкамере камеры сгорания, пароводородную турбину, сопло и топливную систему с водородным насосом, отличающийся тем, что двигатель содержит компрессор низкого давления, установленный перед компрессором выского давления и механически связанный с дополнительной турбиной, расположенной за камерой дожигания.