ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2011 года по МПК F02K7/04 

Описание патента на изобретение RU2432483C1

Изобретение относится к силовым установкам для получения тяги и обеспечения движения летательных аппаратов различного назначения.

Известен пульсирующий двигатель детонационного горения (патент RU №2282044, МПК F02K 7/04, 20/08/2006), содержащий корпус, камеру сгорания, кольцевой канал с входом и выходом, кольцевое сопло для подачи топливной смеси, преобразователь химической энергии топливной смеси в виде газодинамического резонатора, механизм инициирования детонации и сопло двигателя.

Недостатком известного устройства являются повышенные гидравлические потери в воздушном тракте двигателя.

Известен способ организации детонационного режима горения в камере сгорания сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (патент RU №2285143, МПК F02K 7/10, 10.10.2006), включающий подачу топливно-воздушной газовой смеси в камеру сгорания двигателя, генерирование внутренних ударных волн в проточной части камеры сгорания, детонационное горение смеси в камере сгорания с последующим расширением продуктов детонации в сопле.

Недостатком известного способа организации детонационного режима горения в камере сгорания двигателя является сложность согласования подачи топливно-воздушной смеси, инициирования детонации и обеспечения устойчивости режима детонационного горения.

Известен также пульсирующий детонационный двигатель с магнитогидродинамическим управлением потоком (варианты) и способ управления детонацией (патент US №2287713, МПК F02K 7/02, F03H 1/00, H02K 44/08, 20.11.2006), содержащий трубу с открытым входом и выходом, между которыми расположена система поджига. На входе труба имеет систему ввода в трубу топливно-воздушной смеси. Для управления детонацией в трубе между вводом топливно-воздушной смеси и системой поджига установлена система магнитогидродинамического управления потоком.

Недостатком пульсирующего детонационного двигателя с магнитогидродинамическим управлением потоком являются потери электромагнитного поля на рассеяние детонационного фронта, распространяющегося вперед ко входу двигателя.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому детонационному двигателю является принятый за прототип гиперзвуковой пульсирующий детонационный двигатель и способ его функционирования (патент RU №2347097, МПК F02K 7/02, 20.02.2007), содержащий корпус, кольцевой воздухозаборник с центральным телом, полузамкнутую детонационную камеру сгорания, инициатор детонации, сопловой аппарат, топливную систему и систему управления. Причем полузамкнутая детонационная камера сгорания сформирована торцевой стенкой центрального тела и внутренней стенкой соплового аппарата, а кольцевой канал воздухозаборника соединен с полузамкнутой детонационной камерой сгорания регулируемым кольцевым щелевым соплом.

Недостатком известного технического решения является неустойчивая работа двигателя при наличии скоса потока на входе кольцевого воздухозаборника.

Задачей заявленного изобретения является создание пульсирующего детонационного двигателя с устойчивой работой на всех режимах полета.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в улучшении равномерности поля давления в канале кольцевого воздухозаборника, повышении устойчивости работы и тяги пульсирующего детонационного двигателя.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в предлагаемом пульсирующем детонационном двигателе, содержащем корпус, кольцевой воздухозаборник с центральным телом, полузамкнутую детонационную камеру сгорания, инициатор детонации, сопловой аппарат, топливную систему и систему управления, кольцевой воздухозаборник имеет острую пилообразную входную кромку, а в сопловом аппарате на выходе полузамкнутой детонационной камеры установлена система магнитогидродинамического управления фронтом выходной детонационной волны.

Схема предлагаемого пульсирующего детонационного двигателя показана на фигуре.

Пульсирующий детонационный двигатель содержит корпус 1, кольцевой воздухозаборник 2, полузамкнутую детонационную камеру сгорания 3, сопловой аппарат 4 и систему управления 5. Центральным телом кольцевого воздухозаборника 2 является корпус 1 с топливным баком 6, теплообменником 7 и активной теплозащитой 8. Полузамкнутая детонационная камера сгорания 3 сформирована внешней поверхностью торцевой стенки 9 с регулируемой перфорацией и внутренней стенкой соплового аппарата 4, а кольцевой воздухозаборник 2 соединен с полузамкнутой детонационной камерой сгорания 3 регулируемым щелевым соплом 10. По оси камеры 3 на торцевой стенке 9 расположен инициатор детонации 11. Кольцевой воздухозаборник имеет острую пилообразную входную кромку 12 с углом при вершине 45±30°, обеспечивающую некритичность к скосам потока и небольшое лобовое сопротивление, а в сопловом аппарате 4 на выходе полузамкнутой детонационной камеры 3 установлена система 13 магнитогидродинамического управления фронтом выходной детонационной волны.

Описываемый пульсирующий детонационный двигатель функционирует следующим образом.

Поток воздуха тормозится в канале воздухозаборника 2 с повышением давления и температуры. В камеру сгорания 3 топливно-воздушную смесь с коэффициентом избытка кислорода более 0,85 подают через кольцевое щелевое сопло 10, а топливно-воздушную смесь с коэффициентом избытка кислорода менее 0,1 вводят через торцевую стенку 9 с регулируемой перфорацией. В результате сталкивания струй в центре полузамкнутой детонационной камеры 3 формируют систему ударных волн и топливно-воздушную смесь, способную детонировать, инициируют детонацию и движение фронта пересжатой детонационной волны через сопловой аппарат 4. При этом осевое магнитное поле системы магнитогидродинамического управления фронтом 13 затягивает процесс размывания фронта выходной детонационной волны, сохраняет его плоским, увеличивает осевую составляющую скорости потока и тягу двигателя.

Полезность предлагаемого изобретения и положительный эффект от его использования заключается в улучшении равномерности поля давления по сечению канала кольцевого воздухозаборника при скосах потока на входе в диапазоне ±15°, повышении устойчивости работы двигателя и его тяги.

Похожие патенты RU2432483C1

название год авторы номер документа
ГИПЕРЗВУКОВОЙ ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2007
  • Носачев Леонид Васильевич
RU2347097C1
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ПРЯМОТОЧНЫЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 2011
  • Баскаков Алексей Анатольевич
  • Кузьмичев Дмитрий Николаевич
  • Марков Феодосий Григорьевич
  • Крашенинников Сергей Юрьевич
  • Крайко Александр Николаевич
  • Ведешкин Георгий Константинович
RU2476705C1
МАЛОРАЗМЕРНЫЙ БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ С ПУЛЬСИРУЮЩИМ ДЕТОНАЦИОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И СПОСОБ ЕГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2008
  • Носачев Леонид Васильевич
  • Прохоров Роман Владимирович
RU2373114C1
ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ 2017
  • Вовк Михаил Юрьевич
  • Иванов Владислав Сергеевич
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Петриенко Виктор Григорьевич
  • Фролов Сергей Михайлович
RU2674172C1
ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ И СПОСОБ ЕГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2019
  • Фролов Сергей Михайлович
  • Аксёнов Виктор Серафимович
  • Шамшин Игорь Олегович
  • Набатников Сергей Александрович
  • Авдеев Константин Алексеевич
  • Шулакова Надежда Сергеевна
RU2706870C1
ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ И СПОСОБ ЕГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 2021
  • Фролов Сергей Михайлович
  • Иванов Владислав Сергеевич
  • Фролов Фёдор Сергеевич
  • Авдеев Константин Алексеевич
  • Шиплюк Александр Николаевич
  • Звегинцев Валерий Иванович
  • Наливайченко Денис Геннадьевич
  • Внучков Дмитрий Александрович
RU2796043C2
СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДЕТОНАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) 2010
  • Шмелев Владимир Михайлович
  • Фролов Сергей Михайлович
RU2446306C1
СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ПРЯМОТОЧНОМ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОМ ДВИГАТЕЛЕ С НЕПРЕРЫВНО-ДЕТОНАЦИОННОЙ КАМЕРОЙ СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2019
  • Фролов Сергей Михайлович
  • Иванов Владислав Сергеевич
  • Набатников Сергей Александрович
  • Зангиев Алан Эльбрусович
  • Авдеев Константин Алексеевич
  • Звегинцев Валерий Иванович
  • Шулакова Надежда Сергеевна
RU2714582C1
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ И ПРЯМОТОЧНЫЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СО СПИНОВОЙ ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНОЙ 2014
  • Крайко Александр Николаевич
  • Александров Вадим Юрьевич
  • Александров Вячеслав Геннадьевич
  • Баскаков Алексей Анатольевич
  • Валиев Харис Фаритович
  • Егорян Армен Дживанович
  • Ильченко Михаил Александрович
  • Крайко Алла Александровна
  • Крашенинников Сергей Юрьевич
  • Кузьмичев Дмитрий Николаевич
  • Прохоров Александр Николаевич
  • Тилляева Наталья Иноятовна
  • Топорков Михаил Николаевич
  • Яковлев Евгений Александрович
RU2573427C2
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2010
  • Петриенко Виктор Григорьевич
RU2435059C1

Реферат патента 2011 года ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к силовым установкам для получения тяги и обеспечения движения летательных аппаратов различного назначения. Пульсирующий детонационный двигатель содержит корпус, кольцевой воздухозаборник с центральным телом, полузамкнутую детонационную камеру сгорания, инициатор детонации, сопловой аппарат, топливную систему и систему управления. Кольцевой воздухозаборник имеет острую пилообразную входную кромку. В сопловом аппарате на выходе полузамкнутой детонационной камеры установлена система магнитогидродинамического управления фронтом выходной детонационной волны. Изобретение улучшает равномерность поля давления по сечению кольцевого канала воздухозаборника, повышает устойчивость работы двигателя и его тягу. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 432 483 C1

Пульсирующий детонационный двигатель, содержащий корпус, кольцевой воздухозаборник с центральным телом, полузамкнутую детонационную камеру сгорания, инициатор детонации, сопловой аппарат, топливную систему и систему управления, отличающийся тем, что кольцевой воздухозаборник имеет острую пилообразную входную кромку, а в сопловом аппарате на выходе полузамкнутой детонационной камеры установлена система магнитогидродинамического управления фронтом выходной детонационной волны.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2432483C1

СПОСОБ РАБОТЫ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ТЯГОВЫМИ МОДУЛЯМИ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДЕТОНАЦИОННОГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2008
  • Лебеденко Игорь Сергеевич
  • Лебеденко Юрий Игоревич
  • Лебеденко Виктор Игоревич
RU2375601C2
РЕГУЛИРУЕМАЯ ДЕТОНАЦИОННАЯ КАМЕРА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1993
  • Поршнев В.А.
  • Федорец О.Н.
  • Сорокин В.Н.
  • Кутайцев В.В.
RU2078974C1
RU 2059852 C1, 10.05.1996
ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКОМ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЕТОНАЦИЕЙ 2002
  • Мехолик Грегори Винсент
  • Стоуэлл Вилльям Рэндольф
RU2287713C2
RU 94031235 A1, 10.08.1996
DE 3142463 C1, 07.07.1983.

RU 2 432 483 C1

Авторы

Носачев Леонид Васильевич

Даты

2011-10-27Публикация

2010-02-04Подача