РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК F02K7/08 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к реактивным двигателям, и может быть использовано для концевого привода воздушных винтов летательных аппаратов, судов на воздушной подушке и т.п.

Известен воздушно-реактивный двигатель, содержащий воздухозаборник с центральным телом, камеру сгорания, системы подачи топлива, зажигания и сопло.

/Патент РФ, №2087735, F02K 7/10, 20.08.1997 г./ [1].

Недостатком известного двигателя является отсутствие стартовой тяги, проблема сжатия воздуха и использование в работе нефтяного топлива.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является концевой воздушно-реактивный двигатель, содержащий полость образованную корпусом, и жаровую трубу установленную в ней, систему подачи топлива, воспламенительное устройство и сопло.

/Патент РФ, №2127819, F02K 7/10, 20.03.1999 г./ [2].

Недостатком ближайшего аналога является отсутствие стартовой тяги, проблема сжатия воздуха, использование в работе нефтяного топлива и засорение окружающей среды канцерогенным выхлопом.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении экономической и экологической эффективности реактивного двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в реактивном двигателе, содержащем полость, образованную корпусом, жаровую трубу, систему подачи топлива, воспламенительное устройство и сопловую часть. Полость, образованная корпусом, и фронтовая часть жаровой трубы, установленной в этой полости, выполнены герметичными. Система подачи топлива выполнена с возможностью подачи и распыления воды - чистой природной воды в полость корпуса и с возможностью подачи и распыления смеси электролита /водного раствора электролита/ и топлива, например метилового спирта, через форсунку с кавитатором, например местное сужение ее канала, в фронтовую герметичную часть жаровой трубы. При этом воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой /электрической/ дуги, электроды которой с возможностью подачи на них постоянного электрического тока, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров смеси установлены в фронтовой герметичной части жаровой трубы. Причем один из электродов может быть выполнен подвижным, например перемещаемым электромагнитом при зажигании вольтовой дуги, другой может быть выполнен соплом. Электроды вольтовой дуги также могут быть выполнены с каталитическими свойствами, например напыленными платиновой чернью.

Сущность изобретения схематично показана на чертеже.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Реактивный двигатель, содержит герметичный корпус 1 и установленную в его полости 2 жаровую трубу 3 с герметизированной фронтовой частью 4, зоной смешения 5 и сопловую часть 6, систему подачи топлива в виде распылителя 7 подачи и распыления воды в полость корпуса и форсунку 8 с кавитатором /не показано/ подачи и распыления смеси водного раствора электролита и топлива, например спирта, в герметичную фронтовую часть жаровой трубы, воспламенительное устройство в виде электродов 9 и 10 вольтовой /электрической/ дуги, которые с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой дуги установлены в герметичной фронтовой части жаровой трубы. При этом один из электродов - катод 9 выполнен подвижным, например перемещаемым электромагнитом 11 при зажигании вольтовой дуги, другой - анод 10 выполнен соплом и оба электрода выполнены с каталитическими свойствами, например напыленными платиновой чернью.

Реактивный двигатель работает следующим образом.

Для пуска двигателя в работу на электроды, например катализаторы 9 и 10 вольтовой /электрической/ дуги, подают постоянный электрический ток и включением электромагнита 11 производят кратковременное касание концом катода 9 к аноду 10 и зажигают вольтовую дугу. После этого через форсунку 8 с кавитатором, например, под избыточным давлением 2 МПа в герметичную фронтовую часть 4 жаровой трубы 3 подают и распыляют смесь электролита, например водного раствора едкого калия и топлива, например метилового спирта. В кавитаторе форсунки 8 смесь, благодаря кавитации, частично диссоциирует, ионизируется и ее капельки тончайше распыляются. Затем эта смесь, охлаждая электроды-катализаторы 9 и 10, превращается в пар и, за счет протекания постоянного тока через электролит, еще диссоциирует и ионизируется, реакция диссоциации при этом ускоряется наличием катализатора. После чего смесь с тем же давлением поступает в зону горения вольтовой дуги и под ее воздействием окончательно диссоциируется, ионизируется, воспламеняется и, превращаясь в плазму с температурой порядка 6000°С, выходит из сопла-анода 10 в зону смешения 5 жаровой трубы 3. В полость 2 корпуса 1, через распылитель 7, также под избыточным давлением 2 МПа подают и распыляют чистую природную воду, которая охлаждает стенки жаровой трубы 3, сама превращается в водяной пар и затем через отверстия в стенках жаровой трубы 3 поступает в ее зону смешения 5. Поступающий в зону смешения водяной пар обдуванием охлаждает сопло-анод 10 изолирует стенки жаровой трубы 3 от выходящих из сопла 10 высокотемпературных /порядка 6000°С/ продуктов горения - плазмы и, смешиваясь с этой плазмой, нормализует ее температуру до приемлемого для работа сопловой части 6 значения. Далее полученное таким образом рабочее тело поступает в сопловую часть 6 и срабатывается для получения реактивной тяги двигателя.

Для остановки двигателя прекращают подачу постоянного тока на электроды вольтовой дуги и прекращают подачу воды, электролита и топлива.

Предлагаемый реактивный двигатель в изготовлении прост недорог, в эксплуатации надежен, высоко экономичен и экологически абсолютно безвреден. Найдет широкое применение для привода воздушных винтов различных летательных аппаратов, воздуходувок, судов на воздушной подушке и т.п.

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к реактивным двигателям, и может использоваться для концевого привода воздушных винтов летательных аппаратов, судов на воздушной подушке. Реактивный двигатель содержит полость, образованную корпусом, жаровую трубу, систему подачи топлива, воспламенительное устройство и сопловую часть. Полость, образованная корпусом, и фронтовая часть жаровой трубы, установленной в этой полости, выполнены герметичными. Система подачи топлива выполнена с возможностью подачи и распыления воды в полость корпуса и с возможностью подачи и распыления смеси электролита /водного раствора электролита/ и топлива, через форсунку с кавитатором в фронтовую герметичную часть жаровой трубы. Воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой /электрической/ дуги, электроды которой с возможностью подачи на них постоянного электрического тока, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров смеси установлены в фронтовой герметичной части жаровой трубы. Изобретение направлено на повышение экономической и экологической эффективности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Реактивный двигатель, содержащий полость, образованную корпусом, жаровую трубу, систему подачи топлива, воспламенительное устройство и сопловую часть, отличающийся тем, что полость образованная корпусом и фронтовая часть жаровой трубы установленной в этой полости выполнены герметичными, причем система подачи топлива выполнена с возможностью подачи и распыления воды в полость корпуса и с возможностью подачи и распыления смеси электролита /водного раствора электролита/ и топлива, через форсунку с кавитатором в фронтовую герметичную часть жаровой трубы, при этом воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой /электрической/ дуги, электроды которой с возможностью подачи на них постоянного электрического тока, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров смеси установлены в фронтовой герметичной части жаровой трубы.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что один из электродов выполнен подвижным при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен соплом.3. Двигатель, по п.1 или 2, отличающийся тем, что электроды вольтовой дуги выполнены с каталитическими свойствами.