Кольцевой движитель Российский патент 2024 года по МПК B63H1/12 

Изобретение относится к конструкции движителей, использующих реактивную силу в сочетании с эжекционным принципом создания потока воздуха или жидкости и может быть применено при создании высокоэкономичных, маневренных, бесшумных летательных и плавающих аппаратов, используемых как в производстве так и оборонных целях.

Такие движители могут применяться вместо винтов на вертолётах, дисколётах, беспилотниках, подводных, надводных аппаратах и в других устройствах.

В том числе, например, для движения, перекачивания, перемешивания жидкостей, где не допускается кавитация, резкое, интенсивное механическое воздействие на смешиваемые вещества.

При этом механическая, конструктивная прочность, жесткость и размеры, движущая, подъёмная сила движителя, могут многократно превосходить аналогичные винтовые конструкции. Движение среды через движитель, по сути, создаваемое реактивное течение среды, может происходить бесшумно, так как предлагаемый движитель не «рубит» среду как винт, не имеет резких выступов, а углы закруглений, создаваемых движение потока, имеют правильно рассчитанные наклоны, смоделированный аэродинамический профиль, не допускающий резких срывов потока, кавитации, имеется возможность приобретения больших ускорений.

Известны движители в которых предлагается совместное использование как эжекционных, так и реактивных сил. Их устанавливают по бокам самолета. В движителях размещены, синхронизированные с жалюзи управляемые заслонки, которые при открытии своими поверхностями частично заужают выхлопные каналы. Этим увеличивается скорость протекания выхлопных газов и создается эффект эжекции для просасывания через жалюзи воздуха.

Движитель содержит корпус выполненный в форме кольца с полостью, сопла, функция которых подача через них воздуха, а в каждом сегменте сверху и/или снизу крыла выполнено не менее чем по одной щели, ведущей внутрь каждого сегмента, причем щели выполнены с возможностью перекрытия их посредством клапанов (RU933361, 27.04.2010). Недостатком данной конструкции является то, что в связи с конструктивными особенностями данный движитель может работать только в паре с другим аналогичным.

Известен движитель содержащий корпус, выполненный в форме кольцеобразного диска и размещенный под ним с зазором дополнительным диск, приводной вал (RU 2435707, 2011.12.10). Недостатком конструкции данного движителя является то что в нем создается шум от лопастей расположенного в его корпусе приводного винта.

Наиболее близким по своей технической сущности является бесшумный движитель содержащий корпус, выполненный в форме кольцеобразного диска с овальной поверхностью, обтекатели размещенные по внешнему периметру его окружности и установленный под ним на одной оси симметрии с кольцевым зазором дополнительным диск меньшего диаметра, приводной вал (RU 2586180, 10.06.2016).

К недостаткам данного движителя можно отнести то, что он развивает недостаточное усилие при больших габаритах. Этот фактор вызван несовершенством конструкции обтекателя воздушного потока.

Задачей, решаемой настоящим изобретением является увеличение усилия, повышение аэродинамического качества, изменение вектора тяги.

Технической сущностью предлагаемой конструкции бесшумного движителя является увеличение тяги за счет наложения совокупности эжекционного усилия и реактивной тяги, создаваемой рабочим телом на выходе из сопла движителя, которое размещено по всей длине окружности основного кольцевого и дополнительного дисков корпуса.

Настоящая задача решается тем, что в кольцевом движителе, содержащем корпус, выполненный в форме кольцеобразного диска с овальной поверхностью и установленный под ним на одной оси симметрии с кольцевым зазором дополнительным диск меньшего диаметра, приводной вал, дополнительный диск меньшего диаметра выполнен с овальной поверхностью, кольцевой зазор между кольцеобразным диском и размещенным под ним дополнительным диском по мере удаления от оси их симметрии выполнен уменьшающегося поперечного сечения, при этом приводной вал соединен с дополнительным диском, а дополнительный диск жестко соединенным с кольцеобразным диском.

Суть изобретения поясняется рисунками.

На фиг. 1 показана схема движителя вид в разрезе сбоку.

На фиг. 2 вид движителя сверху

Кольцевой движитель содержит корпус выполненный в форме кольцеобразного диска 1 с овальной поверхностью и установленный под ним на одной оси симметрии дополнительный диск 2 меньшего диаметра. Дополнительный диск 2 меньшего диаметра, как и кольцеобразный диск 1 имеет овальную форму поверхности. Кольцеобразный диск 1 и дополнительный диск 2 установлены друг относительно друга с кольцевым зазором 3, поперечное сечение которого уменьшается по мере удаления от оси их симметрии. Приводной вал 4 жестко соединен с дополнительным диском меньшего диаметра, а дополнительный диск 2, меньшего диаметра, в свою очередь, жестко соединенным с кольцеобразным диском 1 перемычками 5. В центре кольцеобразного диска 1 размещено отверстие 6 для забора рабочего тела, которым может быть либо воздух, либо вода.

При вращении кольцеобразного диска 1 и дополнительного диска 2, приводным валом 4, часть рабочего тела (жидкости или воздушной среды) в котором находятся диски, из отверстия 6 для забора рабочего тела попадает в кольцевой зазор 3 меж дискового пространства, где за счет центробежных сил продвигается по кольцевому зазору 3. Рабочее тело проходя по кольцевому зазору 3 сжимается в зоне уменьшения его поперечного сечения что увеличивает скорость рабочего тела на его выходе. Выходящая струя рабочего тела из корпуса движителя создает реактивную силу и силу эжекции направляя струю жидкости вдоль корпуса (на фиг. не показан) движителя.

В процессе проведения испытаний на различных моделях, устройствах, было отмечено, что движитель не только работает бесшумно, но и на поверхности воды (вариант катера, лодки или буксира), не возникают такие большие гребни, волны, как от работы винта и соответственно нет такого большого размывающего воздействия на берега водоёма.

Изобретение относится к конструкции кольцевых движителей использующих реактивную силу струй в сочетании с эжекционным принципом создания потока воздуха или жидкости. Может быть применено при создании высокоэкономичных, маневренных, бесшумных движителей как летательных, так и плавающих аппаратов используемых как в народном хозяйстве, так и в обороне страны. Движитель содержит корпус, выполненный в форме кольцеобразного диска с овальной поверхностью и установленный под ним на одной оси симметрии с кольцевым зазором дополнительный диск меньшего диаметра, приводной вал. Дополнительный диск меньшего диаметра выполнен с овальной поверхностью, кольцевой зазор между кольцеобразным диском и размещенным под ним дополнительным диском по мере удаления от оси их симметрии выполнен уменьшающегося поперечного сечения. Приводной вал соединен с дополнительным диском, а дополнительный диск жестко соединенным с кольцеобразным диском. 2 ил.

Кольцевой движитель, содержащий корпус, выполненный в форме кольцеобразного диска с овальной поверхностью, установленный под ним на одной оси симметрии с кольцевым зазором дополнительный диск меньшего диаметра, приводной вал, отличающийся тем, что дополнительный диск меньшего диаметра выполнен с овальной поверхностью, кольцевой зазор между кольцеобразным диском и размещенным под ним дополнительным диском по мере удаления от оси их симметрии выполнен уменьшающегося поперечного сечения, при этом приводной вал соединен с дополнительным диском, а дополнительный диск жестко соединенным с кольцеобразным диском.