КОНЦЕВОЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВЕСЕНГИРИЕВА Российский патент 1999 года по МПК F02K7/10 B64C27/18 

Изобретение относится к авиации, а именно к воздушно-реактивным двигателям для установки на концах лопастей и может широко применяться для привода воздушных винтов различных летательных аппаратов, судов на воздушной подушке и т.д..

Известен самолет Ил-114, снабженный турбореактивными силовыми установками, содержащими роторы свободной турбины и турбокомпрессора, где ротор турбокомпрессора связан с режимом работы двигателя, а ротор свободной турбины через редуктор приводит во вращение шестилопастной воздушный винт /Соловьева Б. А. Устройство и эксплуатация силовых установок самолетов. с.95. Москва. Транспорт, 1993 /[1].

К недостаткам данной силовой установки следует отнести: сложность конструкции, дороговизна изготовления и эксплуатации, его большой вес и большие габариты, низкая надежность.

Известен вертолет - летательный аппарат, осуществляющий полет при помощи одного или нескольких несущих винтов, приводимых во вращение одним или несколькими двигателями /Большая Советская Энциклопедия, т. 10, с.350, 52 / [2].

Недостатком данного аппарата является то, что его винт во вращение приводится сложной, дорогой во всех отношениях силовой установкой, с большим весом, с большими габаритами.

Известна силовая установка вертолета, имеющая несущий воздушный винт с газовыми горелками на концах лопастей, к которым по каналам в лопастях подведен сжатый компрессором воздух с распыленным топливом и зажигание /Патент СССР N 1794038, B 64 C 27/18, 1993 / [3].

Недостатком данного устройства привода винта является: сложность конструкции, низкая надежность, наличие компрессора со сложным приводом, сложная подача воздуха с распыленным топливом к горелкам и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является известный прямоточный воздушно-реактивный двигатель, предназначенный для установки на концах лопастей винта вертолета, содержащий воздухозаборник, являющийся источником давления воздуха, получаемого в результате торможения набегающего потока воздуха, камеру сгорания с кожухом, сопловую часть, систему питания и зажигание /Патент США N 2946191, F 02 K 7/10, 1960 / [4].

Недостатком данного устройства двигателя привода винта является то, что фактически на лопасть винта вертолета установлен прямоточный воздушно-реактивный двигатель со всеми его недостатками, при этом усложнена его конструкция и как результат устройство не получило широкого внедрения в жизнь.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании простого, дешевого в изготовлении и в эксплуатации, надежного концевого воздушно-реактивного двигателя для установки на лопасти винтов различного назначения.

Поставленная задача решается тем, что привод во вращение воздушных винтов летательных аппаратов, судов на воздушной подушке и т.д. производится концевыми воздушно-реактивными двигателями, по меньшей мере по одному установленными на концах их лопастей, выполненных цилиндрической формы или для вписания в толщину лопасти винта выполненных овальной формы, содержащий имеющий форму усеченного конуса воздухозаборник с центральным телом, выполненным в виде конуса, например, из листовой стали, методом штамповки и сварки, являющийся источником повышения давления воздуха, получаемого в результате преобразования динамического скоростного напора потока воздуха на входе в воздухозаборник в статическое давление воздуха на выходе из воздухозаборника, где центральное тело одновременно служит кожухом трубчатой камеры сгорания, выполненной по современной технологии изготовления камер сгорания из жаропрочной листовой стали методом штамповки и сварки, температурные расширения у которой компенсируются в сторону головки за счет телескопического соединения отдельных ее деталей. Воздух в камеру сгорания подается противотоком и хорошо охлаждает стенки, омывая ее. Стабилизация горения производится лопаточным завихрителем и подмешением воздуха через отверстия в ее стенках. Сопловая часть камеры сгорания выполнена с отверстиями для дополнительного охлаждения стенок воздухом.

Топливо к форсунке в камеру сгорания подается по трубке, проложенной по полому валу воздушного винта, затем по лопасти. Зажигание на свечу подается тем же путем. Отбор мощности для покрытия собственных нужд, например для привода генератора, производится от вала винта.

Сущность изобретения показана на чертеже, где на фиг. 1 дан схематичный осевой разрез двигателя; на фиг. 2 дан разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 дан схематичный осевой разрез двигателя овальной формы; на фиг. 4 - разрез двигателя по В-В на фиг. 3; на фиг. 5- схема установки на лопасть более одного двигателя; на фиг. 6- разрез по Г-Г на фиг. 5.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Концевой воздушно-реактивный двигатель Весенгириева 1 содержит воздухозаборник 2, выполненный в виде усеченного конуса цилиндрической формы фиг.1 и 2 или вписанный в толщину лопасти винта овальной формы фиг. 3 и 4, с центральным телом 3 цилиндрической формы фиг.1 и 2 или с центральным телом овальной формы фиг. 3 и 4, которое одновременно служит кожухом трубчатой камеры сгорания 4, выполненной цилиндрической формы фиг. 1 и фиг. 2 или выполненной овальной формы фиг. 3 и 4. Воздух после сжатия в воздухозаборнике противотоком охлаждает стенки камеры сгорания и поступает в зону горения и смешения и частично через отверстия 5 подмешивается в исходящие газы, дополнительно охлаждая сопловую часть 6 двигателя.

Двигатель к лопасти 7 винта крепится в паз "ласточкин хвост" (на чертеже не показано) и стопорится болтами или крепится любым известным способом. Для получения большой мощности, например винта летательного аппарата, на лопасть его винта устанавливают по два - три и т. д. двигателей фиг. 5 и фиг. 6, форсунка 8, свеча зажигания 9.

Концевой воздушно-реактивный двигатель Весенгириева работает следующим образом.

Для пуска двигателя 1 в камеру сгорания 4 подают зажигание через свечу 9, топливо через форсунку 8 и кратковременно раскручивают винт стартером.

Набегающий воздушный поток тормозится в воздухозаборнике 2 с центральным телом 3, за счет чего сжимается, и противотоком, охлаждая стенки камеры сгорания 4, поступает в зону горения, где сжигается топливо. Продукты горения истекают через сопло 6, стенки которого дополнительно охлаждаются воздухом через отверстия 5. Истекающие газы создают реактивную тягу, сила которой через лопасть 7 передается на вал и вращает винт, создавая подъемную силу для вертолета или тягу для полета самолета. Для увеличения мощности винта, например, летательного аппарата на лопасти 7 его винта устанавливают по два - три и т.д. двигателей 1. При необходимости вписать двигатель 1 в толщину лопасти 7, например, летательного аппарата на лопасть 7 устанавливают двигатели 1 овальной формы фиг. 5 и 6.

В результате того, что двигатель 1 выполнен с такими отработанными в современном авиационном двигателестроении элементами, как воздухозаборник 2 с центральным телом 3 и трубчатая камера сгорания 4, которой центральное тело 3 служит кожухом камеры сгорания, двигатель 1 получился простым, надежным и найдет широкое применение на практике.

Двигатель содержит воздухозаборник с центральным телом, являющийся источником повышения давления воздуха, центральное тело, выполняющее функцию кожуха трубчатой камеры сгорания с противоточным движением газов, сопловую часть и систему подачи топлива с системой зажигания. Двигатель предназначен для размещения в лопасти винта летательного аппарата и может применяться для привода во вращение винтов летательных аппаратов, судов на воздушной подушке, различных воздуходувок и т.д. Двигатель прост, дешев в изготовлении, надежен, экономичен в эксплуатации. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Концевой воздушно-реактивный двигатель, содержащий имеющий форму усеченного конуса воздухозаборник, являющийся источником повышения давления воздуха, получаемого в результате преобразования динамического скоростного напора потока воздуха на входе в воздухозаборник в статическое давление воздуха на выходе из воздухозаборника, камеру сгорания с кожухом, сопловую часть и систему питания с зажиганием, отличающийся тем, что воздухозаборник выполнен с центральным телом в виде конуса, одновременно служащим кожухом индивидуальной камеры сгорания с противоточным движением газов. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выполнен овальной формы - вписанным в толщину лопасти винта. 3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выполнен с параметрами, позволяющими на лопасть винта устанавливать более одного двигателя.