Пульсирующий реактивный двигатель Российский патент 2018 года по МПК F02K7/02 F02K9/97 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, а именно к производству пульсирующих турбовоздушных реактивных двигателей /ПуТВРД/.

Известен пульсирующий двигатель детонационного горения, содержащий корпус с входным диффузором и соплом, системы управления, подачи компонентов в камеру сгорания и их воспламенения /патент РФ №2142058, МПК F02K 7/20, 1999/.

Недостатком двигателя является небольшая площадь приложения реактивной тяги и неудовлетворительное его охлаждение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является пульсирующий реактивный двигатель, содержащий корпус с дискообразной камерой сгорания и соплом в виде кольцевой щели между верхним и нижним дисками, системы подачи и воспламенения компонентов в камере сгорания /патент РФ №126374, МПК F02K 7/02, 2013/.

Коэффициент полезного действия двигателя невысок.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение коэффициента полезного действия двигателя.

Технический результат, достижение которого обеспечивается предлагаемым техническим решением, заключается в повышении эффективности выхлопа продуктов сгорания и повышения эффективности всасывания топливной смеси в камеру сгорания.

Для достижения указанного технического результата в известном устройстве, содержащем корпус, камеру сгорания с соплом, системы подачи компонентов в камеру сгорания и воспламенения топливной смеси, согласно изобретению, камера сгорания имеет кольцевое поперечное сечение, а сопло выполнено в виде бифилярной спирали, образованной спиральными лентами и боковыми кольцами, при этом выход каждой спирали сориентирован в направлении, противоположном направлению вращения корпуса.

Для усиления технического результата профиль каждой спирали увеличивается по направлению к выходу.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема пульсирующего реактивного двигателя, а на фиг. 2 - расположение спиральных лент на боковом кольце.

Предлагаемый пульсирующий реактивный двигатель содержит корпус 1 и камеру сгорания 2, имеющую кольцевое поперечное сечение. Внутренняя оболочка камеры сгорания 2 - цилиндрическая часть корпуса 1 с отверстиями 3 для подачи топливной смеси в камеру сгорания 2, а наружная оболочка камеры сгорания 2 - спиральные ленты 4 и 5. Из камеры сгорания 2 продукты сгорания выходят наружу через сопло, которое выполнено в виде бифилярной спирали 6, образованной спиральными лентами 4 и 5 и боковыми кольцами 7 и 8. Выход каждой спирали 6а и 6б сориентирован в направлении, противоположном направлению вращения корпуса 1. Имеется система 9 подачи компонентов /жидкое или газообразное топливо и воздух/ в камеру сгорания 2, в частности, через камеру их смешения 10 и система 11 воспламенения топливной смеси. Корпус 1 жестко связан с валом 12.

Для повышения эффективности выхлопа продуктов сгорания и эффективности всасывания топливной смеси в камеру сгорания 2 профиль каждой спирали 6а и 6б увеличивается по направлению к выходу.

Пульсирующий реактивный двигатель работает следующим образом. Топливо и воздух подаются системой 9 в камеру смешения 10, затем через отверстия 3 в цилиндрической части корпуса 1 топливная смесь поступает в камеру сгорания 2, где воспламеняется системой 11. Из камеры 2 продукты сгорания выходят наружу через спирали 6а и 6б /сопло/. Выхлоп продуктов сгорания создает реактивную тягу и приводит во вращение корпус 1 с камерой сгорания 2 и бифилярной спиралью 6. Центробежная сила способствует удалению продуктов сгорания и созданию вакуума в камере сгорания 2 между импульсами, а также улучшает всасывание в нее топливной смеси из камеры смешения 10. Циклы повторяются. Система входит в резонанс при поддержании реактивно-пульсирующего горения. С вала 12 можно снимать мощность.

Изготовлен опытный образец пульсирующего реактивного двигателя, который успешно проходит испытания.

Двигатель также можно использовать как генератор тепла.

Таким образом, предложенное техническое решение повышает КПД двигателя по сравнению с наиболее близким аналогом за счет повышения эффективности выхлопа продуктов сгорания и повышения эффективности всасывания топливной смеси в камеру сгорания.

Пульсирующий реактивный двигатель содержит корпус, камеру сгорания с соплом, системы подачи компонентов в камеру сгорания и воспламенения топливной смеси. Камера сгорания имеет кольцевое поперечное сечение. Сопло выполнено в виде бифилярной спирали, образованной спиральными лентами и боковыми кольцами. Выход каждой спирали сориентирован в направлении, противоположном направлению вращения корпуса. Изобретение направлено на повышение эффективности выхлопа продуктов сгорания и всасывания топливной смеси в камеру сгорания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пульсирующий реактивный двигатель, содержащий корпус, камеру сгорания с соплом и системы подачи компонентов в камеру сгорания и воспламенения топливной смеси, отличающийся тем, что камера сгорания имеет кольцевое поперечное сечение, а сопло выполнено в виде бифилярной спирали, образованной спиральными лентами и боковыми кольцами, при этом выход каждой спирали сориентирован в направлении, противоположном направлению вращения корпуса.

2. Пульсирующий реактивный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что профиль каждой спирали увеличивается по направлению к выходу.