УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ "Н-I" Российский патент 2020 года по МПК F02K9/92 F02K7/16 

Изобретение относится к областям строений силовых реактивных установок, которые, работая как ЖТРД или ПВТРД создают, изменяющие направления, передние газовые тяги и обеспечивают работами бортовые электромагнитные генераторы электрических токов, и, которые, работая как ЖРД, создают задние газовые тяги.

Известен Комбинированный реактивный двигатель “Н-3”, состоящий из прямоточной камеры сгорания, а также, состоящий из расположенных по своим окружностям, последовательно и укрепленных неподвижно в боковой стенке прямоточной камеры сгорания: передних топливных форсунок, передних топливно-окислительных форсунок и свеч зажиганий. Комбинированный реактивный двигатель “Н-3”, также, состоит из передней поворотной заслонки с соосным сквозным отверстием в своей ступице, и эта заслонка расположена в прямоточной камере сгорания между передними топливными и топливно-окислительными форсунками. И при том в боковой стенке прямоточной камеры сгорания имеется пара сквозных круглых отверстий, у которых оси соосны оси ступицы передней поворотной заслонки. Комбинированный реактивный двигатель “Н-3”, также, состоит из вала, установленного в ступице передней поворотной заслонки. При том, концы вала проходят с кольцевыми зазорами сквозь свои отверстия в боковой стенке прямоточной камеры сгорания / Заявка №2015134893 от 18.08

Режимы работ Комбинированного реактивного двигателя “Н-3”:

1. Разгонный полет: при закрытой передней поворотной заслонке в прямоточную камеру сгорания сквозь передние топливно-окислительные форсунки подается топливно-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий, и создается передняя газовая тяга.

2. Крейсерский полет при открытой передней поворотной заслонке: забортный воздух поступает в прямоточную камеру сгорания, в последнюю сквозь передние топливные форсунки подается топливо, которое воспламеняется свечами зажиганий, и создается передняя газовая тяга.

Недостатки Комбинированного реактивного двигателя “Н-3”:

1. Не создается задняя газовая тяга.

2. Не образуется крутящий момент, обеспечивающий работу бортового электромагнитного генератора.

3. Не обеспечена фиксация средней части вала в ступице поворотной заслонки и не зафиксированы концы того же вала относительно боковой стенки прямоточной камеры сгорания.

В основу изобретения поставлены задачи:

У Универсального турбореактивного двигателя “Н-1”, состоящего из прямоточной камеры сгорания, а также состоящего из расположенных по своим окружностям, последовательно и укрепленных неподвижно в боковой стенке прямоточной камеры сгорания: передних топливных форсунок, передних топливно-окислительных форсунок и свеч зажиганий, а также, состоящего из передней поворотной заслонки с соосным сквозным отверстием в своей ступице и эта заслонка расположена в прямоточной камере сгорания между передними топливными и топливно-окислительными форсунками, и при том, в боковой стенке прямоточной камеры сгорания имеется пара сквозных круглых отверстий, у которых оси соосны оси ступицы передней поворотной заслонки, путем следующих усовершенствований:

у прямоточной камеры сгорания: наружные боковые поверхности передней и средней частей, совместно, имеют форму наружной боковой поверхности восьмигранной призмы; наружная боковая поверхность передней половины задней части имеет форму наружной боковой поверхности усеченного конуса; наружная боковая поверхность задней половины задней части имеет форму наружной боковой поверхности цилиндра, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из, расположенных по своей окружности, за свечами зажиганий и укрепленных неподвижно в боковой стенке прямоточной камеры сгорания, задних топливно-окислительных форсунок, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из задней поворотной заслонки, которая расположена в прямоточной камере сгорания за задними топливно-окислительными форсунками, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из турбинного поперечно-крыльевого колеса, расположенного в прямоточной камере сгорания за заднею поворотною заслонкой, и, при том, в боковой стенке прямоточной камеры сгорания имеются две пары сквозных круглых отверстий, у которых: оси отверстий первой пары соосны оси ступицы задней поворотной заслонки, а оси отверстий второй пары соосны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также состоит из охватывающего с зазорами задний участок задней части прямоточной камеры сгорания, газового руля с полуступицами, у которого: профиль имеет вид прямоугольника, а план имеет последовательные виды прямоугольника, усеченного равнобедренного треугольника и прямоугольника, и, при том, в ступицах: передней и задней поворотных заслонок, турбинного поперечно-крыльевого колеса и полуступицах газового руля имеются соосные сквозные многоугольные отверстия, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из охватывающего с зазорами прямоточную камеру сгорания и переднюю половину газового руля корпуса, имеющего форму боковых стенок полой четырехгранной призмы, и при том в боковых стенках корпуса имеется по одному сквозному круглому отверстию, у которого стенка охватывает с кольцевым зазором свою переднюю топливную форсунку, и при том в боковых стенках корпуса имеется по одному сквозному продольно вытянутому отверстию, у которого стенка охватывает с зазорами свои: переднюю топливно-окислительную форсунку, свечу зажигания и заднюю топливно-окислительную форсунку, и при том в двух противоположных боковых стенках задней части корпуса имеется по одному сквозному вырезу, и, при том, в боковых стенках корпуса имеются три группы сквозных резьбовых отверстий, по четыре отверстия в каждой группе, у которых: оси отверстий первой группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы передней поворотной заслонки, оси отверстий второй группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы задней поворотной заслонки и оси отверстий третьей группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, и, при том, в боковых стенках корпуса имеется пара сквозных резьбовых отверстий, у которых оси соосны оси полуступиц газового руля, и при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из трех пар пробок с наружными резьбами, из которых: первая пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы передней поворотной заслонки; вторая пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы задней поворотной заслонки; третья пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из четырех пар втулок с наружными резьбами, из которых: первая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы передней поворотной заслонки; вторая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы задней поворотной заслонки; третья пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса; четвертая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси полуступиц газового руля, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из четырех пар полувалов, у которых концы имеют форм многогранных призм, и из которых первая пара установлена в ступице передней поворотной заслонки, вторая пара установлена в ступице задней поворотной заслонки, третья пара установлена в ступице турбинного поперечно-крыльевого колеса и четвертая пара установлена в полуступицах газового руля, и, при том, средняя часть каждого полувала проходит с кольцевым зазором сквозь отверстие в своей втулке, и при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из четырех пар подшипников качения, каждый из которых посажен на среднюю часть своего полувала, и, при этом, Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из четырех пар колпаков с соосными сквозными отверстиями в своих стенках, и из которых: каждый колпак посажен на свой подшипник, укреплен неподвижно на корпусе и стенка отверстия охватывает с кольцевым зазором среднюю часть своего полувала, обеспечить Универсальному турбореактивному двигателю “Н-1”:

создание задней газовой тяги, а также, образование крутящего момента, а также, изменение направления передней газовой тяги, а также, уменьшения износов полувалов и боковой стенки прямоточной камеры сгорания.

На фиг. 1 /вид сбоку/ и на фиг. 2 /увеличенный вид с другого бока/ изображен один из вариантов исполнения изобретения.

Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” состоит из прямоточной камеры сгорания 1, у которой: наружные боковые поверхности передней и средней частей, совместно, имеют форму наружной боковой поверхности восьмигранной призмы; наружная боковая поверхность передней половины задней части имеет форму наружной боковой поверхности усеченного конуса; наружная боковая поверхность задней половины задней части имеет форму наружной боковой поверхности цилиндра. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из, расположенных по своим окружностям, последовательно и укрепленных неподвижно в боковой стенке камеры сгорания 1: передних топливных форсунок 2, передних топливно-окислительных форсунок 3, свечей зажиганий 4 и задних топливно-окислительных форсунок 5. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из, расположенных в камере сгорания 1: передней поворотной заслонки 6, расположенной между передними топливными форсунками 2 и передними топливно-окислительными форсунками 3; задней поворотной заслонки 7, расположенной за задними топливно-окислительными форсунками 5; турбинного поперечно-крыльевого колеса 8, расположенного за заднею поворотною заслонкой 7. При том, в боковой стенке камеры сгорания 1 имеются три пары сквозных круглых отверстий, у которых: оси отверстий первой пары соосны оси ступицы передней поворотной заслонки 6, оси отверстий второй пары соосны оси ступицы задней поворотной заслонки 7 и оси отверстий третьей пары соосны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса 8. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из, охватывающего с зазорами задний участок задней части камеры сгорания 1, газового руля 9 с полуступицами, у которого: профиль имеет вид прямоугольника, а план имеет последовательные виды: прямоугольника, усеченного равнобедренного треугольника и прямоугольника. При том, в ступицах: передней 6 и задней 7 поворотных заслонок, турбинного поперечно-крыльевого колеса 8 и полуступицах газового руля 9 имеются соосные сквозные многоугольные отверстия. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из, охватывающего с зазорами камеру сгорания 1 и переднюю половину газового руля 9, корпуса 10, имеющего форму боковых стенок полой четырехгранной призмы. При том, в боковых стенках корпуса 10 имеется по одному сквозному круглому отверстию, у которого стенка охватывает с кольцевым зазором свою переднюю топливную форсунку 2. И, при том, в боковых стенках корпуса 10 имеется по одному сквозному продольно вытянутому отверстию, у которого стенка охватывает с зазорами свои: переднюю топливно-окислительную форсунку 3, свечу зажигания 4 и заднюю топливно-окислительную форсунку 5. И, при том, в двух противоположных боковых стенках задней части корпуса 10 имеется по одному сквозному вырезу. И, при том, в боковых стенках корпуса 10 имеются три группы сквозных резьбовых отверстий, по четыре отверстия в каждой группе, из которых: оси отверстий первой группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы передней поворотной заслонки 6, оси отверстий второй группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы задней поворотной заслонки 7 и оси отверстий третьей группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса 8. И, при том, в боковых стенках корпуса 10 имеется пара резьбовых отверстий, у которых оси соосны оси полуступиц газового руля 9. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из трех пар пробок 11 с наружными резьбами, из которых: первая пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы передней поворотной заслонки 6; вторая пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы задней поворотной заслонки 7; третья пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса 8. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из четырех пар втулок 12 с наружными резьбами, из которых: первая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы передней поворотной заслонки 6; вторая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы задней поворотной заслонки 7; третья пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса 8; четвертая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси полуступиц газового руля 9. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1” также состоит из четырех пар полувалов 13, у которых концы имеют формы многогранных призм, и из которых: первая пара установлена в ступице передней поворотной заслонки 6, вторая пара установлена в ступице задней поворотной заслонки 7, третья пара установлена в ступице турбинного поперечно-крыльевого колеса 8 и четвертая пара установлена в полуступицах газового руля 9. При том, средняя часть каждого полувала 13 проходит с кольцевым зазором сквозь отверстие в своей втулке 12. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из четырех пар подшипников качения 14, каждый из которых посажен на среднюю часть своего полувала 13. Универсальный турбореактивный двигатель “Н-1”, также, состоит из четырех пар колпаков 15 с соосными сквозными круглыми отверстиями в своих стенках и из которых: каждый посажен на свой подшипник 14, укреплен неподвижно на корпусе 10 и стенка отверстия охватывает с кольцевым зазором среднюю часть своего полувала 13.

Режимы работ Универсального турбореактивного двигателя “Н-1”:

I. Воздушная среда:

1/. При разгонном полете: закрыта передняя 6 и открыта задняя 7 заслонки, в камеру сгорания 1 сквозь передние топливно-окислительные форсунки 3 подается топливно-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 4, вращается турбинное колесо 8 с полувалами 13, газовый руль 9 направляет газовый поток в заданном направлении.

2/. При крейсерском полете: открыты передняя 6 и задняя 7 заслонки, в камеру сгорания 1 поступает забортный воздух и сквозь передние топливные форсунки 2 подается топливо, которое воспламеняется свечами зажиганий 4, вращается турбинное колесо 8 с полувалами 13 и газовый руль 9 направляет газовый поток в заданном направлении.

3/. При активном торможении в полете или при посадке: открыта передняя 6 и закрыта задняя 7 заслонки, в камеру сгорания 1 сквозь задние топливно-окислительные форсунки 5 подается топливно-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 4 и газовый поток направляется вперед.

II. Вакуумная среда:

1/. При взлете на высшую орбиту: закрыта передняя 6 и открыта задняя 7 заслонки, в камеру сгорания 1 сквозь передние топливно-окислительные форсунки 3 подается топливно-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 4, вращается турбинное колесо 8 с полувалами 13 и газовый руль 9 направляет газовый поток в заданном направлении.

2/. При слете на низшую орбиту: открыта передняя 6 и закрыта задняя 7 заслонки, в камеру сгорания 1 сквозь задние топливно-окислительные форсунки 5 подается топливно-окислительная смесь, которая воспламеняется свечами зажиганий 4.

Допускается:

1. Менять места пар втулок и пробок.

2. Изготавливать серийно литьевым способом прямоточную камеру сгорания и корпус.

Изобретение относится к областям строений силовых реактивных установок, которые работая как ЖТРД или ПВТРД, создают изменяющие направления передние газовые тяги и обеспечивают работами бортовые электромагнитные генераторы электрических токов, а также, работая как ЖРД, создают задние газовые тяги. Универсальный турбореактивный двигатель содержит корпус, камеру сгорания, поворотные заслонки, газовый руль, а также турбинное поперечно-крыльевое колесо, которое обеспечивает работу бортового электромагнитного генератора. При этом камера сгорания оснащена топливной и топливно-окислительными форсунками, свечой зажигания, которые позволяют обеспечить работу устройства в воздушной и в вакуумной средах. Изобретение позволяет создавать заднюю газовую тягу и образовывать крутящий момент путём изменения направления передней газовой тяги, а также позволяет уменьшить износ полувалов и боковой стенки прямоточной камеры сгорания. 2 ил.

Универсальный турбореактивный двигатель, состоящий из прямоточной камеры сгорания, а также состоящий из расположенных по своим окружностям последовательно и укрепленных неподвижно в боковой стенке прямоточной камеры сгорания передних топливных форсунок, передних топливно-окислительных форсунок и свечей зажиганий, а также состоящий из передней поворотной заслонки с соосным сквозным отверстием в своей ступице, и эта заслонка расположена в прямоточной камере сгорания между передними топливными и топливно-окислительными форсунками, и при том в боковой стенке прямоточной камеры сгорания имеется пара сквозных круглых отверстий, у которых оси соосны оси ступицы передней поворотной заслонки, отличающийся тем, что у прямоточной камеры сгорания наружные боковые поверхности передней и средней частей совместно имеют форму наружной боковой поверхности восьмигранной призмы, наружная боковая поверхность передней половины задней части имеет форму наружной боковой поверхности усеченного конуса, наружная боковая поверхность задней половины задней части имеет форму наружной боковой поверхности цилиндра, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из расположенных по своей окружности за свечами зажиганий и укрепленных неподвижно в боковой стенке прямоточной камеры сгорания задних топливно-окислительных форсунок, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из задней поворотной заслонки, которая расположена в прямоточной камере сгорания за задними топливно-окислительными форсунками, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из турбинного поперечно-крыльевого колеса, расположенного в прямоточной камере сгорания за задней поворотной заслонкой, и при том в боковой стенке прямоточной камеры сгорания имеются две пары сквозных круглых отверстий, у которых оси отверстий первой пары соосны оси ступицы задней поворотной заслонки, а оси отверстий второй пары соосны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из охватывающего с зазорами задний участок задней части прямоточной камеры сгорания газового руля с полуступицами, у которого профиль имеет вид прямоугольника, а план имеет последовательные виды прямоугольника, усеченного, равнобедренного треугольника и прямоугольника, и при том в ступицах передней и задней поворотных заслонок, турбинного поперечно-крыльевого колена и полуступицах газового руля имеются соосные сквозные многоугольные отверстия, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из охватывающего с зазорами прямоточную камеру сгорания и переднюю половину газового руля корпуса, имеющего форму боковых стенок полой четырехгранной призмы, и при том в боковых стенках корпуса имеется по одному сквозному круглому отверстии, у которого стенка охватывает с кольцевым зазором свою переднюю топливную форсунку и при том в боковых стенках корпуса имеется по одному сквозному продольно вытянутому отверстию, у которого стенка охватывает с зазорами свои переднюю топливно-окислительную форсунку, свечу зажигания и заднюю топливно-окислительную форсунку, и при том в двух противоположных стенках задней части корпуса имеется по одному сквозному вырезу, и при том в боковых стенках корпуса имеются три группы сквозных резьбовых отверстий, по четыре отверстия в каждой группе, у которых оси отверстий первой группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы передней поворотной заслонки, оси отверстий второй группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы задней поворотной заслонки, и оси отверстий третьей группы расположены в одной поперечной плоскости с осью ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, и при том в боковых стенках корпуса имеется пара сквозных резьбовых отверстий, у которых оси соосны оси полуступиц газового руля, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из трех пар пробок с наружными резьбами, из которых первая пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы передней поворотной заслонки, вторая пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы задней поворотной заслонки, третья пара установлена в двух соосных резьбовых отверстиях, у которых оси перпендикулярны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из четырех пар втулок с наружными резьбами, из которых первая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы передней поворотной заслонки, вторая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы задней поворотной заслонки, третья пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси ступицы турбинного поперечно-крыльевого колеса, четвертая пара установлена в двух резьбовых отверстиях, у которых оси соосны оси полуступиц газового руля, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из четырех пар полувалов, у которых концы имеют формы многогранных призм, из которых первая пара установлена в ступице передней поворотной заслонки, вторая пара установлена в ступице задней поворотной заслонки, третья пара установлена в ступице турбинного поперечно-крыльевого колеса и четвертая пара установлена в полуступицах газового руля, и при том средняя часть каждого полувала проходит с кольцевым зазором сквозь отверстие в своей втулке, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из четырех пар подшипников качения, и каждый из последних посажен на среднюю часть своего полувала, и при этом универсальный турбореактивный двигатель также состоит из четырех пар колпаков с соосными сквозными круглыми отверстиями в своих стенках, и при том каждый колпак посажен на свой подшипник, укреплен неподвижно на корпусе, и стенка отверстия охватывает с кольцевым зазором среднюю часть своего же полувала.