Реактивный двигатель с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов Российский патент 2023 года по МПК F02K1/78 

Область техники:

Двигателестроение и Авиастроение.

Аналогом Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов является прямоточный реактивный двигатель или турбореактивный двигатель. При этом его прототипом возможно назвать последний.

Реактивный двигатель - двигатель, который обеспечивает движение вперед, быстро выпуская струю жидкости или газа в направлении, противоположном направлению движения. Научно-технический энциклопедический словарь [Электронный ресурс]: enc-dic.com. (дата обращения: 04.03.2015).

Турбореактивный двигатель авиационный двигатель, в котором энергия вырабатывается реактивной силой, расширяющихся газов. Спереди в компрессор поступает воздух, нагнетается в камеру сгорания, смешивается с горючим и поджигается, отчего происходит взрывное расширение газа. Научно-технический энциклопедический словарь [Электронный ресурс]: enc-dic.com. (дата обращения: 04.03.2015).

Недостатком известных ныне реактивных двигателей (аналога и прототипа) является неполное использование их потенциала.

Раскрытие сущности Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов.

Газы, исходящие из камеры сгорания, поступают в систему из восьми сопел, устроенных по принципу золотой спирали, каждое сопло состоит из двух таких совмещенных друг с другом спиралей, таким образом, что выпрямляющаяся часть одной спирали соединяется с камерой сгорания, закручивающаяся ее часть соединяется с закручивающейся частью второй спирали, выпрямляющаяся часть второй спирали обращена наружу, через нее выходит газовой струя, сечение спиралевидных каналов сопел является переменным, в местах выпрямления спиралей оно выше, чем в местах закручивания в соотношении 0,68 и 0,32, четыре сопла указанной конструкции, либо как вариант два, обеспечивают движение летательного аппарата в вертикальном направлении, два сопла, обеспечивают горизонтальное движение, еще два сопла, либо как вариант одно, - его торможение или движение назад, в изложенной схеме выполняется закон газовой динамики, проявляющейся в сопле Лаваля, в соответствии с которым в сужающейся части сопла скорость истечения газов является меньшей, дозвуковой, давление большим, а в расположенной за ней расширяющейся части скорость увеличивается, становиться сверхзвуковой, а давление падает, в предложенной конструкции в сравнении с соплом Лаваля, за счет удлиненного процесса перехода от части системы с большим давлением и меньшей скоростью движения газов к меньшему давлению и большей скорости их движения, увеличивается время работы исходящих из камеры сгорания газов, формируемых в реактивную струю, сам двигатель является более компактным, как вариант камера сгорания может быть выполнена крестообразно, в таком случае четыре, либо два сопла, обеспечивающие вертикальное движение летательного аппарата, располагаются на продольной части крестообразной камеры сгорания, а два сопла, обеспечивающие горизонтальное движение, и два сопла торможения или как вариант одно - на поперечной, либо наоборот, спиралевидная организация сопел позволяет эту систему сделать более компактной. Сопла могут быть установлены как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

Сущность Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов заключается в том, что он, используя классическую схему турбореактивного двигателя, за счет специальной конструкции обеспечивает продление работы выделенной в результате сгорания топлива энергии, придает двигателю большую компактность, чем у ныне известных аналогов и прототипа.

Задача предполагаемого технического решения Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов.

Задача названного технического решения заключается в том, что оно обеспечивает продление работы исходящих из камеры сгорания газов, обеспечивает реактивному двигателю компактность.

Возможность обеспечения описанного выше технического результата при осуществлении изобретения основывается на сочетании действия двух физических законов: лежащего в основе работы реактивного двигателя закона сохранения импульса и так называемого второго закона Ньютона, в соответствии с которым изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. Данный закон, как общеизвестно, описывает взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и происходящего в результате ускорения этой точки. Действие данного Закона проявляется при организации двигателя, а также организации движения потока реактивных газов, реактивной струи особым, описанным выше способом. Здесь реактивная струя служит упомянутой силой, а материальной точкой является фюзеляж летательного аппарата.

Помимо того, предложенная конструкция двигателя основана на действии законов газовой динамики, проявляющихся в сопле Лаваля, при котором давление в усеченной части сопла является большим, скорость истечения газов меньшей, дозвуковой, а в уширенной части сопла их скорость возрастает и становится сверхзвуковой, давление падает.

Реактивный двигатель с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов представлен на фигурах 1, 2 и 3.

Работа Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов осуществляется следующим образом. Газовая струя, попадая в часть сопел с меньшим сечением, имеет большее давление и меньшую, дозвуковую скорость, по мере ее прохождения по каналам сопел к большему сечению уменьшается давление и возрастает скорость. В предложенной схеме организации сопел, за счет удлиненного процесса перехода от части системы с большим давлением и меньшей скоростью движения газов к меньшему давлению и большей скорости их движения, увеличивается время работы выделенной энергии. Организация сопел по принципу золотой спирали с предложенной конструкцией позволяет сделать их систему как и сам двигатель более компактными.

Краткое описание чертежей:

На фигуре №1 изображена конструкция сопла Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов:

1) первая часть сопла в виде золотой спирали;

2) вторая часть указанного сопла.

На фигуре №2 отображена камера сгорания со схемой примыкания сопел:

3) камера сгорания;

4) места примыкания сопел;

5) клапаны.

На фигуре 3 изображена камера сгорания, выполненная в виде креста:

3) камера сгорания;

4) места примыкания сопел;

5) клапаны.

Осуществление Реактивного двигателя с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов.

Названным двигателем могут оснащаться вновь построенные специально для него или приспособленные летательные аппараты военной и гражданской авиации, обеспечивая достижение упоминавшихся ранее полезных свойств.

Реактивный двигатель с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов функционирует следующим образом. Газы, исходящие из камеры сгорания, поступают в систему из восьми сопел, устроенных по принципу золотой спирали, каждое сопло состоит из двух таких совмещенных друг с другом спиралей, таким образом, что выпрямляющаяся часть одной спирали соединяется с камерой сгорания, закручивающаяся ее часть соединяется с закручивающейся частью второй спирали, выпрямляющаяся часть второй спирали обращена наружу, через нее выходит газовая струя, сечение спиралевидных каналов сопел является переменным, в местах выпрямления спиралей оно выше, чем в местах закручивания, четыре сопла указанной конструкции, либо как вариант два, обеспечивают движение летательного аппарата в вертикальном направлении, два сопла обеспечивают горизонтальное движение, еще два сопла, либо как вариант одно, - его торможение или движение назад, в изложенной схеме выполняется закон газовой динамики, проявляющейся в сопле Лаваля, в соответствии с которым в сужающейся части сопла скорость истечения газов является меньшей, дозвуковой, давление большим, а в расположенной за ней расширяющейся части скорость увеличивается, становиться сверхзвуковой, а давление падает, в предложенной конструкции в сравнении с соплом Лаваля, за счет удлиненного процесса перехода от части системы с большим давлением и меньшей скоростью движения газов к меньшему давлению и большей скорости их движения, увеличивается время работы исходящих из камеры сгорания газов. Предложенная конструкция двигателя делает его более компактным. 3 ил.

Реактивный двигатель с устройством для продления времени работы исходящих из камеры сгорания газов, в котором газы, исходящие из камеры сгорания, поступают в систему из восьми сопел, устроенных по принципу золотой спирали, каждое сопло состоит из двух таких совмещенных друг с другом спиралей, таким образом, что выпрямляющаяся часть одной спирали соединяется с камерой сгорания, закручивающаяся ее часть соединяется с закручивающейся частью второй спирали, выпрямляющаяся часть второй спирали обращена наружу, через нее выходит газовая струя, сечение спиралевидных каналов сопел является переменным, в местах выпрямления спиралей оно выше, чем в местах закручивания в соотношении 0,68 и 0,32, четыре сопла указанной конструкции, либо как вариант два, обеспечивают движение летательного аппарата в вертикальном направлении, два сопла обеспечивают горизонтальное движение, еще два сопла, либо как вариант одно, - его торможение или движение назад, в изложенной схеме выполняется закон газовой динамики, проявляющейся в сопле Лаваля, в соответствии с которым в сужающейся части сопла скорость истечения газов является меньшей, дозвуковой, давление большим, а в расположенной за ней расширяющейся части скорость увеличивается, становиться сверхзвуковой, а давление падает, в предложенной конструкции в сравнении с соплом Лаваля, за счет удлиненного процесса перехода от части системы с большим давлением и меньшей скоростью движения газов к меньшему давлению и большей скорости их движения, увеличивается время работы исходящих из камеры сгорания газов, как вариант камера сгорания может быть выполнена крестообразно, в таком случае четыре либо два сопла, обеспечивающие вертикальное движение летательного аппарата, располагаются на продольной части крестообразной камеры сгорания, а два сопла, обеспечивающие горизонтальное движение, и два сопла торможения или как вариант одно - на поперечной, либо наоборот, предложенная организация сопел позволяет сделать двигатель более компактным.