УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ "Н" Российский патент 2018 года по МПК F02K9/92 F02K7/16 

Изобретение относится к областям строений cиловых реактивных установок, которые: работая как ЖТРД или ПВТРД, создают, изменяющие направления, передние газовые тяги и генерируют электрические токи, а также, которые: работая как ЖРД, создают задние газовые тяги.

Известен Комбинированный реактивный двигатель "Н" (второй вариант), содержащий корпус, имеющий внутри: передние радиальные стойки с передним спорным кольцом и задние радиальные стойки с задним оперным кольцом. Комбинированный реактивный двигатель "Н" (второй вариант), также, содержит, расположенную соосно в переднем и в заднем опорных кольцах и укрепленную вращательно в последних при помощи переднего и заднего опорных подшипников, прямоточную камеру сгорания. Комбинированный реактивный двигатель "Н" (второй вариант), также, содержит, расположенное соосно в задней части камера сгорания и укрепленное неподвижно в боковой стенке последней, турбинное крыльевое колесо. Комбинированный реактивный двигатель "Н" (второй вариант), также, содержит, расположенные по окружности в передней части камеры сгорания, топливные форсунки. Комбинированный реактивный двигатель "Н" (второй вариант), также, содержит, расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания свечи зажиганий (Заявка №97052361 от 22.05.1997 г, Украина).

Режим работы Комбинированного реактивного двигателя "Н" (второй вариант) как ПВТРД:

в камеру сгорания поступает сжатый забортный воздух, сквозь топливные форсунки подается топливо, которое воспламеняется свечами зажиганий. При этом:

а) создается передняя газовая тяга,

б) турбинное крыльевое колесо вместе с камерою сгорания вращаются.

Недостатки Комбинированного реактивного двигателя "Н" (второй вариант):

1. Относительно, большой расход топлива для вращений всей камеры сгорания с турбинным крыльевым колесом.

2. Не создается передняя газовая тяга, вектор которой меняет направления.

3. Не создается задняя газовая тяга.

4. Не генерируется электрический ток.

В основу изобретения поставлены задачи:

1. У Универсального турбореактивного двигателя "Н", содержащего прямоточную камеру сгорания, а также, содержащего, расположенное соосно в задней части последней и укрепленное неподвижно в боковой стенке камеры сгорания, турбинное крыльевое колесо, а также, содержащего расположенные по окружности в передней части камеры сгорания, топливные форсунки, а также, содержащего, расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и укрепленные неподвижно в боковой стенке последней, свечи зажиганий,

путем следующих усовершенствований:

задняя часть камеры сгорания с турбинным крыльевым колесом отделена от средней части камеры сгорания кольцевым зазором и, при том, камера сгорания имеет, охватывающее заднюю часть последней и задний участок Средней части камеры сгорания, опорное кольцо, которое, в свою очередь, имеет, расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке средней и задней частях последнего, два сквозных выреза, и, к тому же, имеет, расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке заднего участка задней части опорного кольца, два сквозных выреза, и, при том, опорное кольцо соединено неподвижно со среднею частью камеры сгорания при помощи радиальных стоек, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит поворотную сопловую насадку, у которой: входное проходное сечение больше выходного проходного сечения, а последнее больше выходного проходного сечения задней части камеры сгорания, и, при том, насадка имеет, расположенные снаружи и противоположно, и укрепленные неподвижно на боковой стенке передней части последней, две полуоси, у которых диаметр корневых частей больше диаметра средних и концевых частей, и, при том, стенки вырезов в заднем участке задней части опорного кольца охватывают с зазором средние части своих полуосей насадки, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенные снаружи задней части опорного кольца и укрепленные неподвижно на боковой стенке последнего, две накладки со сквозным круглым отверстием каждая, и, при том, стенки отверстий охватывают с зазором концевые части своих полуосей насадки, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит два поворотных элемента: либо цилиндрические зубчатые колеса, либо же звездочки, и, при том, поворотные элементы укреплены неподвижно на концевых частях своих полуосей насадки, и, при этом, топливные форсунки укреплены неподвижно в боковой стенке камеры сгорания, и, при этом Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и перед свечами зажиганий, и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания, передние топливо-окислительные форсунки, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и за свечами зажиганий, и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания, задние топливо-окислительные форсунки, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит переднюю и заднюю поворотные заслонки, имеющие форму двояковыпуклого диска, и с валами, и, при том, передняя заслонка расположена в передней части камеры сгорания за топливными форсунками, а вал передней заслонки укреплен поворотно в боковой стенке камеры сгорания, и, при том, задняя заслонка расположена в средней части камеры сгорания за задними топливо-окислительными форсунками, а вал задней заслонки укреплен поворотно в боковых стенках камеры сгорания и опорного кольца,

обеспечить Универсальному турбореактивному двигателю "Н":

уменьшения центробежных нагрузок за счет вращений только задней части камеры сгораний с турбинным крыльевым колесом, а также, изменения направлений векторов передних газовых тяг, а также, работы как ПВТРД или ЖТРД для созданий передних газовых тяг, а также, работы как ЖРД для создания задней газовой тяги.

2. Путем следующих усовершенствований:

Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенный между заднею частью камеры сгорания и опорным кольцом электро-магнитный генератор электрического тока, у которого: ротор соединен неподвижно с заднею частью камеры сгорания, а статор соединен неподвижно с опорным кольцом,

обеспечить Универсальному турбореактивному двигателю "Н":

генерацию электрического тока.

3. Путем следующих усовершенствований:

Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенный между заднею частью камеры сгорания и опорным кольцом, подшипник качения, у которого: внутреннее кольцо соединено неподвижно с заднею частью камеры сгорания, а наружное кольцо соединено неподвижно с опорным кольцом, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит расположенный между заднею частью камеры сгорания и опорным кольцом, и за подшипником, вращательный элемент: либо цилиндрическое зубчатое колесо, либо же звездочку, и, при том, вращательный элемент соединен неподвижно, с заднею частью камеры сгорания,

обеспечить Универсальному турбореактивному двигателю "Н":

создание крутящего момента у вращательного элемента зубчатой или цепной передач.

На фиг. 1 и на фиг. 2, а также, на фиг. 3 изображены два варианта исполнений изобретения.

На фиг. 1 (вид сбоку) и на фиг. 2 (вид сбоку) изображен первый вариант исполнения изобретения.

Универсальный турбореактивный двигатель "Н" содержит прямоточную камеру сгорания, а также, содержит, расположенное соосно в задней части последней и укрепленное неподвижно в боковой стенке камеры Сгорания, турбинное крыльевое колесо 1. При том, задняя часть камеры сгорания с последним отделена от средней части камеры сгорания кольцевым зазором. И, при том, камера сгорания имеет, охватывающее заднюю часть последней и задний участок средней части камеры сгорания, опорное кольцо 2. Последнее, в свою очередь, имеет, расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке средней и задней частях опорного кольца 2, два сквозных выреза. Опорное кольцо 2, к тому же, имеет, расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке заднего участка задней части опорного кольца 2, два сквозных выреза. При том, опорное кольцо 2 соединено неподвижно со среднею частью камеры сгорания при помощи радиальных стоек 3. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит поворотную сопловую насадку 4, у которой: входное проходное сечение больше выходного проходного сечения, а последнее больше выходного проходного сечения задней части камеры сгорания. При том, насадка 4 имеет, расположенные снаружи и противоположно, и укрепленные неподвижно на боковой стенке передней части последней, две полуоси 5, у которых диаметр корневых частей больше диаметра средних и концевых частей. И, при том, стенки вырезов в заднем участке задней части опорного кольца 2 охватывают с зазором средние части своих полуосей 5. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенные снаружи задней части опорного кольца 2 и укрепленные неподвижно на боковой стенке последнего, две накладки 6 со сквозным круглым отверстием каждая. При том, стенки отверстий охватывают с зазором концевые части своих полуосей 5. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит два поворотных элемента: звездочки 7, которые укреплены неподвижно на концевых частях своих полуосей 5. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенные по окружностям и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания: расположенные в передней части камеры сгорания, топливные форсунки 8; расположенные в средней части камеры сгорания, передние топливо-окислительные форсунки 9; расположенные в средней части камеры сгорания и за передними топливо-окислительными форсунками 9, свечи зажиганий 10; расположенные в средней части камеры сгорания и за свечами зажиганий 10, задние топливо-окислительные форсунки 11. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенную в передней части камеры сгорания и за топливными форсунками 8, переднюю поворотную заслонку 12, имеющую форму двояковыпуклого диска, и с валом 13, у которого концы укреплены поворотно в боковой стенке камеры сгорания. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенную в средней части камеры сгорания и за задними топливо-окислительными форсунками 11, заднюю поворотную заслонку 14, имеющую форму двояковыпуклого диска, и с валом 15, у которого концы укреплены поворотно в боковых стенках камеры сгорания и опорного кольца 2. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенный между заднею частью камеры сгорания и опорным кольцом 2, электро-магнитный генератор электрического тока 16, у которого: ротор соединен неподвижно с заднею частью камеры сгорания, а статор соединен неподвижно с опорным кольцом 2.

1. Режим работы Универсального турбореактивного двигателя "Н" (первый вариант) - как жидкостного турбореактивного двигателя:

1/. Закрыта передняя 12 и открыта задняя 14 заслонки.

2/. Сквозь передние топливо-окислительные форсунки 9 в среднюю часть камеры сгорания подается топливо-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 10. Так создается передняя газовая тяга. Заданное направление вектора тяги обеспечивает поворотная сопловая насадка 4 при помощи звездочек 7.

3/. Вращаются совместно: турбинное крыльевое колесо 1, задняя часть камеры сгорания и ротор генератора 16. Так генерируется электрический ток.

2. Режим работы Универсального турбореактивного двигателя "Н" (первый вариант) - как прямоточновоздушного турбореактивного двигателя:

1/. Открыты передняя 12 и задняя 14 заслонки.

2/. В переднюю и среднюю части камеры сгорания поступает сжатый забортный воздух, сквозь топливные форсунки в переднюю часть камеры сгорания сквозь топливные форсунки 8 подается топливо, которое воспламеняется свечами зажиганий 10. Так создается передняя газовая тяга. Заданное направление вектора тяги обеспечивает поворотная сопловая насадка 4 при помощи звездочек 7.

3/. Вращаются совместно: турбинное крыльевое колесо 1, задняя часть камеры сгорания и ротор генератора 16. Так генерируется электрический ток.

3. Режим работы Универсального турбореактивного двигателя "Н" (первый вариант) - как жидкостного реактивного двигателя;

1/. Открыта передняя 12 и закрыта задняя 14 заслонки.

2/. Сквозь задние топливо-окислительные форсунки 11 в среднюю часть камеры сгорания подается топливо-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 10. Так создается задняя газовая тяга.

На фиг. 3 (вид сбоку) изображен второй вариант исполнения изобретения.

Универсальный турбореактивный двигатель "Н" (второй вариант) отличается тем, что: последний, также, содержит, расположенный между заднею частью камеры сгорания и опорным кольцом 2, подшипник качения 16, у которого: внутреннее кольцо соединено неподвижно с заднею частью камеры сгорания, а наружное кольцо соединено неподвижно с опорным кольцом 2. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит, расположенный между заднею частью камеры сгорания и опорным кольцом 2, вращательный элемент: звездочку 17, которая расположена за подшипником 16 и соединена неподвижно с заднею частью камеры сгорания.

1. Режим работы Универсального турбореактивного двигателя "Н" (второй вариант) - как ЖТРД:

1/. Закрыта передняя 12 и открыта задняя 14 заслонки.

2/. Сквозь передние топливо-окислительные форсунки 9 в среднюю часть камеры сгорания подается топливо-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 10. Так создается передняя газовая тяга. Заданное, направление вектора тяги обеспечивает поворотная сопловая насадка 4 при помощи звездочек 17.

3/. Вращаются совместно: турбинное крыльевое колесо 1, задняя часть камеры сгорания и звездочка 17. При этом, последняя - как звено цепной передачи.

2. Режим работы Универсального турбореактивного двигателя "Н" (второй вариант) - как ПВТРД:

1/. Открыты передняя 12 и задняя 14 заслонки.

2/. В переднюю и среднюю части камеры сгорания поступает сжатый забортный воздух, сквозь топливные форсунки 8 подаемся топливо, которое воспламеняется свечами зажиганий 10. Так создается передняя газовая тяга. Заданное направление вектора тяги обеспечивает поворотная сопловая насадка 4 при помощи звездочек 7.

3/. Вращаются совместно: турбинное крыльевое колесо 1, задняя часть камеры сгорания и звездочка 17. Последняя - звено цепной передачи.

Допускается:

1. Устанавливать на полуосях насадки цилиндрические зубчатые колеса.

2. Устанавливать на задней части камеры сгорания цилиндрическое зубчатое колесо.

3. Изготавливать серийно литьевым способом: заднюю часть камеры сгорания, турбинное крыльевое колесо и ротор генератора - как единую деталь.

4. Изготавливать серийно литьевым способом остальные части камеры сгорания - как единую деталь.

Изобретение относится к областям строений силовых реактивных установок, которые, работая как ЖТРД или ПВТРД, создают изменяющую направление переднюю газовую тягу, а также, работая как ЖРД, создают заднюю газовую тягу. Изобретение позволяет обеспечить вращение только задней части камеры сгорания для уменьшений центробежных нагрузок, а также реализует поворотную сопловую насадку для изменения направления передней газовой тяги, и, кроме того, реализует устройства для создания передней или задней газовой тяги. Так, согласно изобретению, задняя часть камеры сгорания с турбинным крыльевым колесом отделена от средней части камеры сгорания кольцевым зазором. Притом, камера сгорания имеет охватывающее заднюю часть камеры сгорания и задний участок средней части последней опорное кольцо. Притом, последнее, в свою очередь, имеет расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке средней и задней частях последнего два сквозных выреза, и, к тому же, имеет расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке заднего участка задней части опорного кольца два сквозных выреза. И, притом, последнее соединено неподвижно со средней частью камеры сгорания при помощи радиальных стоек. Универсальный турбореактивный двигатель "Н" также содержит поворотную сопловую насадку, у которой входное проходное сечение больше выходного проходного сечения, а последнее больше выходного проходного сечения задней части камеры сгорания. Притом, насадка имеет расположенные снаружи и противоположно и укрепленные неподвижно на боковой стенке передней части последней две полуоси, у которых диаметр корневых частей больше диаметра средних и концевых частей. И, притом, стенки вырезов в заднем участке задней части опорного кольца охватывают с зазором средние части своих полуосей насадки. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит расположенные снаружи задней части опорного кольца и укрепленные неподвижно на боковой стенке последнего две накладки со сквозным круглым отверстием каждая. Притом, стенки отверстий охватывают с зазором концевые части своих полуосей насадки. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит два поворотных элемента: либо цилиндрические зубчатые колеса, либо же звездочки. Притом, поворотные элементы укреплены неподвижно на концевых частях своих полуосей насадки. При этом топливные форсунки укреплены неподвижно в боковой стенке камеры сгорания. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит расположенные по окружности в средней части камеры сгорания перед свечами зажиганий и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания передние топливоокислительные форсунки. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит расположенные по окружности в средней части камеры сгорания за свечами зажиганий и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания задние топливоокислительные форсунки. Универсальный турбореактивный двигатель "Н", также, содержит переднюю и заднюю поворотные заслонки, имеющие форму двояковыпуклого диска, и с валами. Притом, передняя заслонка расположена в передней части камеры сгорания и за топливными форсунками, а вал передней заслонки укреплен поворотно в боковой стенке камеры сгорания. И, притом, задняя заслонка расположена в средней части камеры сгорания и за задними топливоокислительными форсунками, а вал задней заслонки укреплен поворотно в боковых стенках камеры сгорания и опорного кольца. Изобретение также позволяет генерировать электрический ток. Для этого универсальный турбореактивный двигатель "Н" также содержит расположенный между задней частью камеры сгорания и опорным кольцом электромагнитный генератор электрического тока, у которого ротор соединен неподвижно с задней частью камеры сгорания, а статор соединен неподвижно с опорным кольцом. Кроме того, изобретение также охарактеризовано наличием вращательного элемента для зубчатой или цепной передачи. Для этого универсальный турбореактивный двигатель "Н" также содержит расположенный между задней частью камеры сгорания и опорным кольцом подшипник качения, у которого внутреннее кольцо соединено неподвижно с задней частью камеры сгорания, а наружное кольцо соединено неподвижно с опорным кольцом. Универсальный турбореактивный двигатель "Н" также содержит расположенный между задней частью камеры сгорания и опорным кольцом, и за подшипником, вращательный элемент: либо цилиндрическое зубчатое колесо, либо же звездочку. Притом, вращательный элемент соединен неподвижно с задней частью камеры сгорания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Универсальный турбореактивный двигатель, содержащий прямоточную камеру сгорания, а также, содержащий расположенное соосно в задней части последней и укрепленное неподвижно в боковой стенке камеры сгорания турбинное крыльевое колесо, а также, содержащий расположенные по окружности в передней части камеры сгорания топливные форсунки, а также, содержащий расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и укрепленные неподвижно в боковой стенке последней свечи зажиганий,

отличающийся тем, что

задняя часть камеры сгорания с турбинным крыльевым колесом отделена от средней части камеры сгорания кольцевым зазором и, притом, камера сгорания имеет охватывающее заднюю часть последней и задний участок средней части камеры сгорания опорное кольцо, которое, в свою очередь, имеет расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке средней и задней частях последнего два сквозных выреза, и, к тому же, имеет расположенные диаметрально и продольно в боковой стенке заднего участка задней части опорного кольца два сквозных выреза, и, притом, опорное кольцо соединено неподвижно со средней частью камеры сгорания при помощи радиальных стоек, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит поворотную сопловую насадку, у которой входное проходное сечение больше выходного проходного сечения, а последнее больше выходного проходного сечения задней части камеры сгорания, и, притом, насадка имеет расположенные снаружи и противоположно и укрепленные неподвижно на боковой стенке передней части последней две полуоси, у которых диаметр корневых частей больше диаметра средних и концевых частей, и, притом, стенки вырезов в заднем участке задней части опорного кольца охватывают с зазором средние части своих полуосей, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит расположенные снаружи задней части опорного кольца и укрепленные неподвижно на боковой стенке последнего две накладки со сквозным круглым отверстием каждая, и, притом, стенки отверстий охватывают с зазором концевые части своих

полуосей насадки, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит два поворотных элемента:

либо цилиндрические зубчатые колеса,

либо же звездочки, и

притом поворотные элементы укреплены неподвижно на концевых частях своих полуосей насадки, и, при этом, топливные форсунки укреплены неподвижно в боковой стенке камеры сгорания, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и перед свечами зажиганий и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания передние топливоокислительные форсунки, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит расположенные по окружности в средней части камеры сгорания и за свечами зажиганий и укрепленные неподвижно в боковой стенке камеры сгорания задние топливоокислительные форсунки, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит переднюю и заднюю поворотные заслонки, имеющие форму двояковыпуклого диска, и с валами, и, притом, передняя заслонка расположена в передней части камеры сгорания и за топливными форсунками, а вал передней заслонки укреплен поворотно в боковой стенке камеры сгорания, и, притом, задняя заслонка расположена в средней части камеры сгорания и за задними топливоокислительными форсунками, а вал задней заслонки укреплен поворотно в боковых стенках камеры сгорания и опорного кольца.

2. Универсальный турбореактивный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что

универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит расположенный между задней частью камеры сгорания и опорным кольцом электромагнитный генератор электрического тока, у которого ротор соединен неподвижно с задней частью камеры сгорания, а статор соединен неподвижно с опорным кольцом.

3. Универсальный турбореактивный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что

универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит расположенный между задней частью камеры сгорания и опорным кольцом подшипник качения, у которого: внутреннее кольцо соединено неподвижно с задней частью камеры сгорания, а наружное кольцо соединено неподвижно с опорным кольцом, и, при этом, универсальный турбореактивный двигатель, также, содержит расположенный между задней частью камеры сгорания и опорным кольцом вращательный элемент:

либо цилиндрическое зубчатое колесо,

либо же звездочку, и

притом, вращательный элемент соединен неподвижно с задней частью камеры сгорания.