СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ ТЯГИ ОТРАЖЕННОЙ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ И ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F02K7/00 

Изобретение предназначено для создания новой области двигателестроения и относится к новому направлению в создании электротермического двигателя - электротермического двигателя внутреннего взрыва, характеризуемого процессами взрыва и детонации рабочего тела - взрывчатого вещества, и как по величине развиваемой тяги, так и по устройству может быть использован для передвижения любых транспортных средств в различных средах (водной, наземной, воздушной, космической).

Изобретение электротермического двигателя, характеризуемое процессами взрыва и детонации, заключается в способе получения реактивной тяги, образуемой путем возбуждения взрыва взрывчатого вещества - рабочего тела, импульс при отражении детонационной волны с кумулятивным эффектом … от стенки с выемкой определенной формы камеры взрывов. Устройство электротермического двигателя для осуществления вышеуказанного способа, где основным обязательным элементом устройства является камера взрывов с выемкой определенной формы.

Изобретение электротермического двигателя, характеризуемого процессами взрыва и детонации рабочего тела, как способа создания тяги, устройство двигателя - аналогов не имеет.

Задача изобретения состоит в создании принципиально нового электротермического двигателя, обеспечивающего значительное повышение параметров, удельных экономических и энергетических показателей, величины развиваемой тяги при одновременной простоте устройства и снижении удельной металлоемкости двигателя.

«…Объемная плотность энергии, достигаемая при взрыве взрывчатых веществ, превосходит объемную плотность для обычных горючих в сотни и тысячи раз.

Взрывчатые вещества, способные при взрыве совершать за весьма короткие промежутки времени значительную работу, по эффективности являются до сих пор одним из сильнейших источников энергии…». («Физика взрыва» 1975. «Наука». Баум Ф.А. гл.1-13. §.1.1, 1.2, 1.3…)

Поставленная задача решается тем, что был использован новый способ получения реактивной тяги и устройство двигателя, характеризуемое процессами взрыва и детонации, где рабочим телом является взрывчатое вещество.

Способ создания реактивной тяги отраженной детонационной волны, характеризуемой процессами взрыва и детонации рабочего тела - взрывчатого вещества, в котором для возбуждения взрывчатого превращения тепловым воздействием подают электрический ток на форсунку-электрод и подвижный электрод, в момент времени образования плазмы дугового разряда в ее середину через форсунку-электрод впрыскивают под давлением часть рабочего тела - взрывчатого вещества, которое при мгновенном нагревании взрывается на некотором расстоянии от внутренней поверхности камеры взрывов, где в момент времени детонационная волна при ударе о поверхность выемки камеры взрывов и отражаясь от нее, обеспечивает заданные осевые формирования кумулятивной струи - создание реактивной тяги отраженной детонационной волны - движения двигателя в противоположном заданном направлении.

Электротермический двигатель для осуществления способа, включающий корпус, выполненный в виде оболочки, ограниченной с передней стороны камерой взрывов в виде глухой стенки с выемкой определенной формы, форма которой при ударе и отражении детонационной волны обеспечивает заданное осевое формирование кумулятивной струи и движение двигателя в противоположном направлении, где в камере взрывов соосно размещены форсунки-электрод и подвижный электрод, движение которого обеспечивает подающий механизм.

Способ создания реактивной тяги отраженной детонационной волны, характеризуемый процессами взрыва и детонации рабочего тела - взрывчатого вещества, в котором для возбуждения взрывчатого превращения электрическим разрядом подают электрический ток на неподвижный электрод и форсунку-электрод, через которую впрыскивают под давлением поток рабочего тела, который соединяет форсунку-электрод с неподвижным электродом, при этом образуется искровой разряд с последующим взрывом рабочего тела на некотором расстоянии от внутренней поверхности выемки камеры взрывов двигателя, где в момент времени детонационная волна при ударе о поверхность выемки камеры взрывов и отражаясь от нее, обеспечивает заданное осевое параллельное движение струи - создание реактивной тяги отраженной детонационной волны - движение двигателя в противоположном заданном направлении. Вариант.

Электротермический двигатель для осуществления способа включает корпус, выполненный в виде оболочки, ограниченной с передней стороны камерой взрывов в виде глухой стенки с выемкой определенной формы, форма которой при ударе и отражении детонационной волны обеспечивает заданное осевое параллельное движение струи и движение двигателя в противоположном заданном направлении, где в камере взрывов соосно размещены форсунка-электрод и неподвижный электрод.

Для получения дополнительной реактивной тяги истекающих газов с противоположной задней стороны оболочки двигателя может быть установлена насадка-сопло.

Использование вещества для осуществления электротермическим двигателем способа создания реактивной тяги отраженной детонационной волны, где рабочим телом является взрывчатое вещество - вода или электропроводная жидкость, основой которой есть взрывчатое вещество… (вода - смесь взрывчатого вещества с водой в виде раствора, эмульсии…), далее рабочее тело.

Возможно применение насадки, которая использует отработанные газообразные продукты отраженной детонационной волны двигателя для получения дополнительной реактивной тяги истекающих газов. Основным обязательным элементом устройства насадки может быть камера сгорания с соплом или только насадка-сопло, характеризуемая процессами горения и которая относится к известным двигателям внутреннего сгорания, МПК F02…, F02K 7/00.

Литература. Володин В.А. «Конструкции и проектирование ракетных двигателей. Машиностроение, 1971 г., гл. 1, 5, 18».

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 - схема электротермического двигателя и направленное формирование осевой кумулятивной струи газообразных продуктов отраженной детонационной волны.

На фиг.2 - схема электротермического двигателя с насадкой-сопло и направленное параллельное осевое движение струи газообразных продуктов отраженной детонационной волны.

(Фиг.1). Электротермический двигатель, включающий корпус 1, выполненный в виде оболочки, с передней внутренней стороны ограниченной глухой стенкой в виде камеры взрывов 2 с выемкой определенной формы, в зоне которой соосно размещены форсунка-электрод 3 для впрыскивания рабочего тела и подвижный электрод 4, двигающийся при помощи подающего механизма 5, плазма дугового разряда со взрывом 6, реактивная тяга двигателя 7 отраженной детонационной волны с кумулятивным эффектом 8, энергоустановка 9.

(Фиг.2). Электротермический двигатель включает корпус 1, выполненный в виде оболочки, с передней внутренней стороны ограниченной камерой взрывов 2, выполненной из глухой стенки с выемкой определенной формы, в зоне которой соосно размещены форсунка-электрод 3 для впрыска через нее рабочего тела и неподвижный электрод 4, искровой разряд со взрывом 5, реактивная тяга двигателя 6 отраженной детонационной волны с параллельным движением струи 7, магнитогидродинамический генератор 8, вспомогательное оборудование двигателя 9.

С противоположной задней стороны оболочки двигателя 1 может быть закреплена насадка-сопло 10, как указано на фиг.2 для создания дополнительной тяги 11.

Способ получения реактивной тяги отраженной детонационной волны заключается в следующем.

В первом варианте (фиг.1) для осуществления способа создания тяги от электрогенератора подают электрический ток на форсунку-электрод 3 и подвижный электрод 4, движение которого обеспечивает подающий механизм 5, где электрод 4 соприкасается с форсункой-электродом 3, обеспечивая создание дугового разряда 6, где во время образования дугового разряда через форсунку-электрод 3 в середину оболочки дугового разряда под давлением впрыскивают часть потока рабочего тела, которое при мгновенном нагревании взрывается на некотором расстоянии от выемки камеры взрывов 2, где в момент времени детонационная волна при ударе о внутреннюю поверхность выемки камеры взрывов 2 и отражаясь от нее, обеспечит заданное направление формированию кумулятивной струи 8 отраженной детонационной волны и передает камере взрывов 2 с оболочкой двигателя 1 движение в противоположном направлении, создавая реактивную тягу 7 отраженной детонационной волны двигателя 1.

Во втором варианте (фиг.2) для осуществления способа от магнитогидродинамического генератора электроэнергии 8 подается электрический ток на неподвижный электрод 4 и форсунку-электрод 3, через которую под давлением впрыскивается поток рабочего тела, который соединяется с неподвижным электродом 4, в результате возникает искровой разряд 5 с последующим взрывом рабочего тела, где в момент времени детонационная волна при ударе о внутреннюю поверхность выемки камеры взрыва 2, отражаясь от нее, обеспечит заданное направление и параллельное движение струи 7 отраженной детонационной волны и передает камере взрывов 2 с оболочкой двигателя 1 движение в противоположном направлении, создавая реактивную тягу 6 отраженной детонационной волны двигателя 1.

Возможно использование отработанных газообразных продуктов детонации двигателя после выхода из магнитогидродинамического генератора 8, которые поступают в насадку-сопло 10, и истекающие из сопла продукты сгорания создают дополнительную реактивную тягу 11. Электротермический двигатель с насадкой может обеспечить движение воздушного и космического транспортного средства, на котором он установлен.

Электротермический двигатель без насадки может обеспечить движение любого транспортного средства, на каком он установлен, в различных средах.

Источники информации

«Химия», 1962, 1973, 1981. В.В.Некрасов.

«Химия и технология бризантных взрывчатых веществ». 1981, Е.Ю.Орлова. «Физика взрыва». 1975. «Наука». Баум Ф.А.

Изобретение относится к электротермическим двигателям. Способ создания реактивной тяги отраженной детонационной волны, характеризуемый процессами взрыва и детонации рабочего тела, и электротермический двигатель для осуществления способа заключаются в использовании рабочего тела, которое представляет собой взрывчатое вещество, в устройстве камеры взрывов и в создании тяги, образуемой путем взрыва рабочего тела и отражении детонационной волны при ударе о поверхности выемки камеры взрывов. Изобретение позволяет обеспечить повышение удельных энергетических и экономических показателей. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ создания реактивной тяги отраженной детонационной волны, характеризуемый процессами взрыва и детонации рабочего тела - взрывчатого вещества, в котором подают электрический ток на форсунку-электрод и подвижный электрод, в момент образования плазмы дугового разряда в ее середину через форсунку-электрод впрыскивают под давлением часть рабочего тела - взрывчатого вещества, которое при мгновенном нагревании взрывается на некотором расстоянии от внутренней поверхности выемки камеры взрывов, где детонационная волна при ударе о поверхность выемки камеры взрывов и отражаясь от нее обеспечивает заданное осевое формирование кумулятивной струи - создание реактивной тяги отраженной детонационной волны - движениие двигателя в заданном направлении.

2. Электротермический двигатель для осуществления способа по п.1, включающий корпус, выполненный в виде оболочки, ограниченной с передней стороны камерой взрывов в виде глухой стенки с выемкой, имеющей определенную форму, форма которой при ударе и отражении детонационной волны обеспечивает заданное осевое формирование кумулятивной струи и движение двигателя в противоположном направлении, где в камере взрывов размещены форсунка-электрод и подвижный электрод, выполненный с возможностью движения при помощи возвратно-поступательного механизма.

3. Способ создания реактивной тяги отраженной детонационной волны, характеризуемый процессами взрыва и детонации рабочего тела - взрывчатого вещества, в котором подают электрический ток на неподвижный электрод и форсунку-электрод, через которую впрыскивают под давлением поток рабочего тела, который соединяет форсунку-электрод с неподвижным электродом, образуя искровой разряд с последующим взрывом рабочего тела на некотором расстоянии от внутренней поверхности выемки камеры взрывов двигателя, где детонационная волна при ударе о поверхность выемки камеры взрывов и отражаясь от нее обеспечивает заданное осевое параллельное движение элементарных потоков - создание реактивной тяги отраженной детонационной волны - движение двигателя в заданном направлении.

4. Электротермический двигатель для осуществления способа по п.3, включающий корпус, выполненный в виде оболочки, ограниченной с передней стороны камерой взрывов в виде глухой стенки с выемкой определенной формы, форма которой при ударе и отражении детонационной волны обеспечивает заданное осевое параллельное движение элементарных потоков и движение двигателя в противоположном заданном направлении, и где размещены форсунка-электрод и неподвижный электрод.

5. Электротермический двигатель по п.4, в котором для получения дополнительной реактивной тяги в задней части оболочки двигателя дополнительно закреплена насадка-сопло.