RU7145U1 - CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION - Google Patents

CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION Download PDF

Info

Publication number
RU7145U1
RU7145U1 RU97107595/20U RU97107595U RU7145U1 RU 7145 U1 RU7145 U1 RU 7145U1 RU 97107595/20 U RU97107595/20 U RU 97107595/20U RU 97107595 U RU97107595 U RU 97107595U RU 7145 U1 RU7145 U1 RU 7145U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
detonation combustion
supersonic
resonator
engine
Prior art date
Application number
RU97107595/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Сорокин
Ю.К. Усынин
В.А. Поршнев
И.В. Фирсов
В.Н. Федорец
Original Assignee
Саратовская научно-производственная фирма "Растр"
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 Саратовская научно-производственная фирма "Растр" filed Critical Саратовская научно-производственная фирма "Растр"
Priority to RU97107595/20U priority Critical patent/RU7145U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU7145U1 publication Critical patent/RU7145U1/en

Links

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

Камера пульсирующего двигателя детонационного горения, содержащая расположенные в корпусе сверхзвуковое сопло и расположенный с ним соосно резонатор в виде трубки, обращенной открытым концом в сторону истечения рабочего тела, отличающаяся тем, что сверхзвуковое сопло выполнено составным: из корпуса сопла, коническая часть которого является активной излучающей накладкой полуволновой длины, жестко закрепленной с корпусом устройства в узловой плоскости и из внутреннего кожуха, закрепленного с корпусом сопла и образующего с ним охлаждающую полость.A chamber of a pulsating detonation combustion engine, containing a supersonic nozzle located in the housing and coaxially located in the form of a tube facing the open end of the working fluid, characterized in that the supersonic nozzle is made integral: from the nozzle body, the conical part of which is active radiating half-wavelength overlay rigidly fixed to the device body in the nodal plane and from the inner casing fixed to the nozzle body and forming cooling with it conductive cavity.

Description

КЖЕРА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДВИГАТЕЛЯ ДЕТОНАВДОННОГО ГОРЕМЯKJERA PULSING KNOWLEDGE-BURNING MOTOR ENGINE

Полезная модель относится к пульсирующим воздушнореактивным двигателям.The utility model relates to pulsating jet engines.

Известны газоструйные генераторы Гартмана, работающие на пульсирующем режиме течения рабочего тела и нашедшие в настоящее время применение в качестве мощных акустических излучателей. С обнаружением эффекта повышения температуры на дне резонатора за доли секунды, они стали применяться для поджига горючих топливных смесей, а также тогда, когда нужны высокотемпературные источники тепла (Ляхов В.Н., Подлубный В.В., Титаренко В,В, Воздействие ударных волн и струй на элементы конструкций - М,: Машиностроение, 1989, 392 с.). Одним из вариантов конструктивного воплощения этого эффекта является Прямоточный воздушно-реактивный двигатель по заявке ФРГ № 4139338, М. кл. F 02KI/04 и F 02K7/IO, 1982 г. Он создает тягу за счет импульсного (пульсирующего) режима истечения рабочего тела, получаемого в результате сгорания топливно-Боздушной смеси. Данный режим работы реализуется в резонансной трубе, создающей разрежение благодаря колебаниям столба рабочего тела, а подвод воздуха осуществляется через кольцевые щели. Несмотря на то, что данное устройство имеет много общего с заявляемым, оно не может реализовать детонационный режим горенияKnown gas-jet generators Hartmann, operating in a pulsating mode of flow of the working fluid and are currently used as powerful acoustic emitters. With the discovery of the effect of increasing the temperature at the bottom of the resonator in a fraction of a second, they began to be used to ignite combustible fuel mixtures, and also when high-temperature heat sources were needed (Lyakhov V.N., Podlubny V.V., Titarenko V, V, Impact impact waves and jets on structural elements - M: Engineering, 1989, 392 p.). One of the options for the constructive embodiment of this effect is a ramjet engine according to the application of Germany No. 4139338, M. cl. F 02KI / 04 and F 02K7 / IO, 1982. It creates traction due to the pulsed (pulsating) regime of the expiration of the working fluid resulting from the combustion of the fuel-air mixture. This mode of operation is implemented in a resonant tube, creating a vacuum due to oscillations of the column of the working fluid, and air is supplied through annular slots. Despite the fact that this device has much in common with the claimed, it cannot realize the detonation mode of combustion

Наиболее близким к заявляемому устройству как по принципу действия, так и по техническому исполнению является камера пульсирующего двигателя детонационного горе ния (Положительное решение ВНИИГПЗ от 18,04.96 г., поClosest to the claimed device, both in principle of operation and in technical design, is a camera of a pulsating detonation combustion engine (Positive decision of VNIIGPZ dated 18.04.96, according to

МПК F 02 К7/02IPC F 02 K7 / 02

заявке № 94031235/06 от 20,08.94 г. Камера пульсирующего двигателя детонационного горения), Она содержит расположенные в едином корпусе оверхзвуковое сопло и резонатор, выполненный в виде трубки, обращенной открытым концом в сторону истечения рабочего тела. Недостатком данной конструкции является относительно низкая надежность детонационного воспламенения рабочей смеси, обусловленная незначительной интенсификацией образования ударных волн.application No. 94031235/06 dated 20.08.94, a chamber of a pulsating detonation combustion engine), It contains a supersonic nozzle and a resonator located in a single housing, made in the form of a tube facing the open end of the working fluid. The disadvantage of this design is the relatively low reliability of detonation ignition of the working mixture, due to a slight intensification of the formation of shock waves.

Задачей полезной модели является уменьшение диаметра капель рабочей смеси, подаваемой в резонатор и увеличение скорости её истечения через критической сечение.The objective of the utility model is to reduce the diameter of the droplets of the working mixture supplied to the resonator and increase the rate of its outflow through the critical section.

Решить данную задачу можно за счет придания одной из поверхностей критического сечения ультразвуковых колебаний заданной частоты и амплитуды.This problem can be solved by giving one of the surfaces of the critical section of ultrasonic vibrations of a given frequency and amplitude.

Поставленная задача в заявляемом устройстве достигается тем, что сверхзвуковое сопло выполнено составным : из корпуса сопла, коническая часть которого является активной излучающей накладкой полуволновой длины, жестко закрепленнад с корпусом устройства в узловой плоскости,и из внутреннего кожуха, закрепленного с корпусом сопла и образующего с ним охлаждающую полость.The problem in the claimed device is achieved by the fact that the supersonic nozzle is made integral: from the nozzle body, the conical part of which is an active radiating half-wavelength overlay, is rigidly fixed to the device body in the nodal plane, and from the inner casing fixed to the nozzle body and forming with it cooling cavity.

На чертеже представлена камера пульсирующего двигателя детонационного горения, которая состоит из корпуса I и размещенных в нем сверхзвукового сопла 2 и резонатора 3,The drawing shows a chamber of a pulsating detonation combustion engine, which consists of a housing I and a supersonic nozzle 2 and a resonator 3 located therein,

Корпус I предназначен для установки сверхзвукового сопла 2 и резонатора 3, для сообщения полости в камеры двигателя с окружающей средой и для подвода компонентов рабочей смеси в полость а камеры смешения.Case I is designed to install a supersonic nozzle 2 and a resonator 3, for communication of the cavity into the engine chambers with the environment and for supplying the components of the working mixture into the cavity and the mixing chamber.

резонатора 2, а также для разгона продуктов детонации, истекающих из полости резонатора 3,resonator 2, as well as to disperse detonation products flowing out of the cavity of the resonator 3,

Резонатор 3 предназначен для создания ударных волн и возбуждения детонационного горения. Он выполнен в виде трубки цилиндрической (слабо конической) формы, замкнутой с одного конца и обращенной открытым концом в сторону сопла.The resonator 3 is designed to create shock waves and the excitation of detonation combustion. It is made in the form of a tube of cylindrical (slightly conical) shape, closed at one end and facing the open end towards the nozzle.

Отличительной особенностью конструкции является то, что сверхзвуковое сопло 2 выполнено составным: из корпуса сопла 4, коническая часть которого является активной излучающей накладкой 5 полуволновой длины, жестко закрепленн|эй с корпусом I устройства в узловой плоскостной из внутреннего кожуха б, закрепленного с корпусом сопла 4 и образующего с ним охлаждащую полость д.A distinctive design feature is that the supersonic nozzle 2 is made integral: from the nozzle body 4, the conical part of which is an half-wavelength active radiating lining 5, rigidly fixed with the device body I in a nodular plane of the inner casing b, fixed with the nozzle body 4 and forming with it a cooling cavity d.

Настройка камеры двигателя на заданный режим её работы осуществляется путем изменения площади критического сечения. Это достигается посредством подбора толщины прокладки, установленной между фланцами корпуса I и сверхзвукового сопла 2, которые скрепляются между собой болтами.The engine chamber is tuned to a predetermined mode of its operation by changing the critical section area. This is achieved by selecting the thickness of the gasket installed between the flanges of the housing I and the supersonic nozzle 2, which are fastened together by bolts.

Работает камера пульсирующего двигателя детонационного горения следующим образом.The camera is a pulsating detonation combustion engine as follows.

При подаче компонентов топлива в смесительную камеру а, в ней осуществляется процесс смещения. Образовавшаяся рабочая смесь из камеры смещения через критическое сечение сопла внешнего расширения подается в резонатор. При этом, под действием ультразвуковых колебаний происходит дополнительное дробление капель, так как при разгоне рабочей смеси температура падает, что может привести к её конденсации. Таким образом, вынужденные колебания приводят к уменьшению диаметра капель рабочей смеси.When the fuel components are fed into the mixing chamber a, a displacement process is carried out in it. The resulting working mixture from the displacement chamber through the critical section of the external expansion nozzle is fed into the resonator. At the same time, under the action of ultrasonic vibrations, additional droplet crushing occurs, since when the working mixture accelerates, the temperature drops, which can lead to its condensation. Thus, forced vibrations lead to a decrease in the diameter of the droplets of the working mixture.

. в критическом сечении рабочая смесь достигает местной ( скорости звука (М I). По мере увеличения площади проточной. in the critical section, the working mixture reaches local (sound velocity (M I). As the flow area increases

части скорость рабочей смеси медленно растет, превышая местную скорость звука (М I). При этом ультразвуковые колебания будут вызывать дополнительное увеличение составляющей скорости потока рабочей смеси.parts of the speed of the working mixture grows slowly, exceeding the local speed of sound (M I). In this case, ultrasonic vibrations will cause an additional increase in the component of the flow rate of the working mixture.

После прохождения критического сеченйя рабочая смесь преобретает сверхзвуковую скорость, разгоняясь по центральному телу сопла 2. Характерной особенностью конструкции является сопло внешнего расширения, режим которого не зависит от давления окружающей среды, т.е. всегда работает не установившемся режиме. Это объясняется тем, что давление в полости в равно давлению окружающей среды за счет сообщения с ней через окна, выполненные в корпусе.After passing through the critical cross section, the working mixture acquires supersonic speed, accelerating along the central body of nozzle 2. A characteristic feature of the design is an external expansion nozzle, the mode of which does not depend on the ambient pressure, i.e. always running in steady state. This is because the pressure in the cavity is equal to the pressure of the environment due to communication with it through windows made in the housing.

Разогнанная до скорости Г 2 рабочая смесь попадает во внутреннюю полость б резонатора I, в которой возбуждается колебательный процесс с образованием ударных волн (эффект Гартмана). При этом происходит резкое повышение температуры и давления (эффект Шпрингера), что приводит к возникновению детонационной волны в рабочей смеси и ее детонационному горению.Accelerated to a speed of G 2, the working mixture enters the internal cavity b of resonator I, in which an oscillatory process is excited with the formation of shock waves (Hartmann effect). In this case, there is a sharp increase in temperature and pressure (Springer effect), which leads to the occurrence of a detonation wave in the working mixture and its detonation combustion.

Образовавшаяся детонационная волна, отражаясь от донной части резонатора 3 устремляется к его выходу, перекрывая путь поступающей рабочей смеси. Детонационная волна встречаясь со сверхзвуковым потоком рабочей смеси, образует скачок уплотнения, т.е. газовый затвор, который преграждает путь движения сверхзвукового потока рабочей смеси в резонатор 3. При превышении полного давления продуктов детонации над полным давлением рабочей CMeci/i на срезе сопла происходит открытие газового замка и детонационная волна через полость г устремляется наружу.The resulting detonation wave, reflected from the bottom of the resonator 3 rushes to its exit, blocking the path of the incoming working mixture. When a detonation wave encounters a supersonic flow of a working mixture, it forms a shock wave, i.e. gas shutter, which blocks the path of the supersonic flow of the working mixture into the resonator 3. When the total pressure of the detonation products exceeds the total pressure of the working CMeci / i at the nozzle exit, the gas lock opens and the detonation wave rushes out through the cavity g.

Увеличенная длина сопла способствует сохранению фронтаExtended nozzle length helps maintain front

ударной волны. В дальнейшем рабочая смесь устремляется Б резонатор 3 и процесс повторяется вновь. Охлаждение активной излучающей накладки 5 ультразвукового преобразователя осуществляется путем протока охлаждающей жидкости через полостьshock wave. In the future, the working mixture rushes B resonator 3 and the process is repeated again. The cooling of the active emitting lining 5 of the ultrasonic transducer is carried out by flowing coolant through the cavity

Сила тяги создается за счет взаимодействия детонационной волны с дном резонатора 3 (тяговой стенкой), а также за счет реактивной силы, образованной истекающей через сопло газовой сверхзвуковой струей. Суммарный импульс тяги пульсирующего дБ 1гателя детонационного горения прямо пропорционален частоте пульсаций и величине давления, воздействующего на дно резонатора.The traction force is created due to the interaction of the detonation wave with the bottom of the resonator 3 (traction wall), as well as due to the reactive force formed by the supersonic gas stream flowing through the nozzle. The total thrust pulse of a pulsating dB 1 detonation combustion detector is directly proportional to the pulsation frequency and the magnitude of the pressure acting on the bottom of the resonator.

Claims (1)

Камера пульсирующего двигателя детонационного горения, содержащая расположенные в корпусе сверхзвуковое сопло и расположенный с ним соосно резонатор в виде трубки, обращенной открытым концом в сторону истечения рабочего тела, отличающаяся тем, что сверхзвуковое сопло выполнено составным: из корпуса сопла, коническая часть которого является активной излучающей накладкой полуволновой длины, жестко закрепленной с корпусом устройства в узловой плоскости и из внутреннего кожуха, закрепленного с корпусом сопла и образующего с ним охлаждающую полость.
Figure 00000001
The chamber of a pulsating detonation combustion engine, containing a supersonic nozzle located in the housing and coaxially located in the form of a tube facing the open end of the working fluid, characterized in that the supersonic nozzle is made integral: from the nozzle body, the conical part of which is active radiating half-wavelength overlay rigidly fixed to the device body in the nodal plane and from the inner casing fixed to the nozzle body and forming cooling with it conductive cavity.
Figure 00000001
RU97107595/20U 1997-05-07 1997-05-07 CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION RU7145U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97107595/20U RU7145U1 (en) 1997-05-07 1997-05-07 CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97107595/20U RU7145U1 (en) 1997-05-07 1997-05-07 CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU7145U1 true RU7145U1 (en) 1998-07-16

Family

ID=48269129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97107595/20U RU7145U1 (en) 1997-05-07 1997-05-07 CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU7145U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3005310A (en) Pulse jet engine
US8302377B2 (en) Ground-based simple cycle pulse detonation combustor based hybrid engine for power generation
US8312706B2 (en) Pulse combustor including acoustic elements
US2888803A (en) Intermittent combustion turbine engine
US20120204534A1 (en) System and method for damping pressure oscillations within a pulse detonation engine
US2796734A (en) Sonic burner heat engine with acoustic reflector for augmentation of the second harmonic
US2731795A (en) bodine
US3834364A (en) High efficiency-low pollution emission engine
RU2084675C1 (en) Chamber for puls detonation engine
US3093962A (en) Valveless jet engine with inertia tube
EP1745207B1 (en) Pulse jet engines
US9217392B2 (en) Vortex cannon with enhanced ring vortex generation
RU7145U1 (en) CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION
US3303643A (en) Method and structure for supplying and confining fluid in a reaction chamber
RU52940U1 (en) CAMERA OF THE PULSING DETONATION COMBUSTION ENGINE
RU2219439C1 (en) Combustion chamber
RU2282044C1 (en) Detonation combustion pulsejet engine
RU6840U1 (en) CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION
RU6841U1 (en) CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION
RU16298U1 (en) CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION
RU16526U1 (en) CAMERA OF A PULSING ENGINE OF DETONATION COMBUSTION
US3774398A (en) Gas generator
US2998705A (en) Pressure gain valveless combustior
US20030209006A1 (en) Pulsed jet augmentation
RU2059852C1 (en) Pulse hypersonic ram-jet engine