Движитель, основанный на использовании реактивной силы, возникающей при изменении направления воздушного (водяного) потока Советский патент 1932 года по МПК F03H5/00 

Изобретение касается движителей, основанных на использовании реактивной силы, возникающей при изменении направления воздушного (водяного) потока, отбрасываемого на рабочую- поверхность с помощью вращаемого от мотора колеса, снабженного лопатками, насаженными на концы спиц, перпендикулярно к плоскости вращения. В предлагаемом движителе отражающая поток рабочая часть выполнена в виде двояковыгнутого кольца, при чем между означенным кольцом и колесом с лопатками помещено, с возможностью продольного перемещения, плоское кольцо, предназначенное для направления воздушного потока сообразно желаемому пути движения аппарата.

Согласно видоизменению движителя, отражающая поток рабочая часть выполнена в виде двух соединенных между собою колец, отражающие поверхность которых расположены взаимно перпендикулярно, при чем одно из колец, установленное с возможностью принудительного продольного перемещения, заменяет плоское кольцо. С целью изменения направления движения аппарата в поперечных направлениях применено несколько секторов, расположенных с возможностью принудительного продольного перемещения вокруг подвижного кольца и служащих для восприятия давления от выходящего по рабочей части потока.

На чертеже фиг. I изображает вид движителя спереди: фиг. 2 - разрез по

линии АВ на фиг. 1; фиг. 3 - вид сбоку части обода в развернутом виде с наружной стороны; фиг. 4 - положение обода, соответствующее заднему ходу аппарата; фиг. 5 - то-же, при равном давлении на обе стороны рабочей части; фиг. . 6 - вид обода видоизмененного движителя при холостом ходе его; фиг. 7 и 8 - крайние положения обода при переднем и заднем ходе аппарата; фиг. 9-вид спереди рулевого приспособления.

Движитель (фиг. 1 и 2) состоит из вращающегося на валу 1 колеса с лопатками 2, расположенными по обеим сторонам плоского кольца 3, сидящего на спицах 4. Лопатки 2 (образующие собой открытые с обоих концов каналы) могут быть прямыми (фиг. 1), или загнутыми вперед (в направлении вращения), или же назад и т. п., -при чем они могут иметь одинаковую ширину (в осевом направлении) по всей длиие, или быть уширенными в сторону оси движителя (фиг. 2). С боков лопатки 2 прикрыты прикрепленными к ним кольцевыми щитами 5, причем для большей прочности эти щиты могут быть соединены еще с валом 1 особыми связями, параллельными спицам 4, на фиг. 1 и 2 не показанными.

На окружности колеса движителя расположено (на близком расстоянии, но без соприкосновения с колесом) неподвижное двояковогнутое колесо б, являющееся рабочей частью движителя, отражающей воздушный (водяной) ПОТОК;

верхние края ее образуют параллельные оси движителя направляющие выступьг 7 (обод). На обеих сторонах рабочей чавти 6 помещаются перегородки 8, перпендикулярные к ее поверхноети, радиальные или отклоненные (как на фиг, 1) в направлении вращения колеса, служащке для устранения вращательного движения среды в области этой части.

Между внутренней окружностью рабочей части 6 и окружностью колеса движетеля расположен обод 9 (фиг. 3), со-стоящий из двух половин, находящихся одна от другой на расстоянии, равном половине ширины (в осевом направлении) колеса, и соединенных между собою в нескольких местах перемычками 10. Обод 9 соединен с горизонтальными тягами 11, при помощи которых он может перемещаться параллельно оси движителя, занимая при этом любое из положений, показанных на фиг, 2, 4 и 5.

Рабочая часть 6 неподвил ко соединена с составляющими опорн1ю раму четырьмя брусьями 12, которые одними .концами укреплены в корпусе аэроплаяа. а другими, П-образно изогнутьпуи. оги.бают движитель.

Передвижение обода 9 и осевом на 1равлении производится при noMOsuis находящегося в помещении пилота рычага управления, от котосюго, через пустотелый вал 1 движителя, идет тяга 13 ф51г. 2), соединенная в точке 14 с диаметральной штангой 1.5, концы которой скреплены с подвижныл5и в осевом направлении горизонтальными тягами 11, поддерживающими соединенный с ними обод 9 (фиг. 3). Тяга 11 свободно пооходйт через соотьетствугогдие отперстття , брусьях опорной рамы 12 н стенках рабочей части 6. .

Когда движитель, нахолящи:1ся в воздухе или погруженный целиком в воду. вращается, то среда из пространств: между лопатками 2 отбрасывается цептробежкой сялой к периферйк, где отклоняете., стенками рабочей части 6 и выступами 7 в осевом напранленин, благодаря чему на площал.и рабочей части 6 возникает упорное дгилеиие, ir5AHiOin;e -;CH движущей силой, нгшраяленке котспой зависит от положения обода 9. а именно: положение .обода 9, показавиос на фиг, li, соответствует пепеднег«у ходу судна

(аэроплана С), изображенное на фиг. 4- заднему ходу, а при положении на фиг. 5, при котором давление среды на обе стороны рабочей части 6 одинаково, получается холостой ход движителя (стрелки на фиг. 2, 4 и 5 показывают направление среды и тяги).

Величина давления на единицу площади рабочей части б зависит от скорости вращения движителя и должна быть пропорциональна квадрату скорости движения отбрасываемой среды. Так как при большом числе оборотов колеса движителя количество выбрасываемой среды и скорость движения ее может достигать весьма значительной величины, а площ,адь рабочего давления б довольно велика, то благодаря этому предполагается получить тягу, --большую, чем у гребного винта и пропеллера равного диаметра, Ширина рабочей части 6, с целью уменьшения лобового сопротивления, может быть уменьшена, и при том без ВЛ14ЯНИЯ на мощность дви.житсля, если при этом соответственно увеличить скорость нращения последнего так как д.ля силы тяги движителя имеет значение не величина площади упорного давления сама по себе, а величина итого давления нл единицу площади.

J 1;)и крайних положениях обода 9 (фиг. 2 и фиг. 4) будет проявляться максимум тяги, а при любом промежуточном положении {фиг, 5) тяга будет спо естственно г.теяьаш. Следовательно обол 9 может служить не только для изыгиения капракления тяги, но и ее силы, и притом независимо от работы двигагсля (мотора) w без на его нагггузку, так как прс одолеваемое лопаткамм 2 сопротивление среды, зависящее от скорсти ппгппения, при этом as и:м-М1;-дется.

1 опрот1;в. передвижению (на п(.10TrT;;: nKVi пс-то нссколькчх слвтиметро; дии;с KovuHbix д;;1;г.ителей} оОода 9 будет с ).;ь лишь TpCHJif в точках опооы обо.да. .. п месчнк соприкосногепмя тиг i с опорной рамой 12, KaK(j иое будет обуслсвлено, во-пер гыХ; весом обода (сравнительно небольтиим, так как пйод может изготовляться, -(апримср, из .;1,ур:1Л1Омиии; }, и, по вторых, -- прижиманием -яг 11. к oiiof-iHon раме ii действием скорсд-тмого iiainipa нрацтаюшейся

среды на перемычки 10 обода 9 (фиг. 3). Давление ;ке отбрасываемой среды на внутреннюю сторону обода 9, од; н ковое по всем направлениям, пере/хзмжению обода препятствовать не будет.

В работе предлагаемого двкжи сля должна существовать следующая особенность, имеющая значение в авиации. Как известно, при вращении пропеллера (в данном случае-колеса 2 с лопатками) возникает вращающий момент, стремящийся повернуть аппарат вокруг его оси в обратном направлении, В предлагаемом движителе этот вращдющий момент будет парализоваться другим вращающим моментом, дейс1вующим в противоположном направлении, который возникает благодаря скоростном} напору на перегородки 8 отбрасываемой среды, вращение которой этими перегородками останавливается.

При соответствующем числе и степени наклона перегородок 8 оба вращающих момента будут взаимно уравновешены.

Число перегородок 8 не следует брать больше того, сколько необходимо для устранения в области рабочей части 6 вращательного движения среды, неже.чательного потому, что при нем среда, при выходе ее за пределы направляющих выступов 7, будет отбрасываться центробежной силой по окружности, что должно невыгодно отразиться на силе движителя.

Предельное число оборотов, которое можно сообщить описанному движителю без понижения его коэфициента по.езного действия, вследствие „кавитации, будет между прочим зависеть от соотношения между размерами входных (на внутренней окружности диска 3) и выходных (на наружной окружности) отверстий и от условий подхода к ним среды.

В предлагаемом движителе, в зависимости от ширины (по радиусу) диска 3 и угла наклона щитов 5, входные отверстия могут превышать размерами выходные в два-три раза и больше, чем предполагается обеспечить достаточный приток среды при большой скорости вращения движителя.

Подход среды к выходным отверстиям будет происходить не только под действием гидростатического и атмосферного давлений, но и вследствие поступательного перемещения в среде самих отверстий (в осевом направлении), что, В .мтчивая

скорость притока, будет также отдгшять момент наступления „кавитации. ; На фиг. 6 - 8 изображен (в частичном I виде) дрзгой вариант реверсивного движителя, отличающийся от вышеописанного тем, что у него отсутствует внутренний обод 9, а наружный обод 7а, - при плоской рабочей части 6,--устраивается подвижным в осевом направлеияи, чем к достигается реверсивность движителя.

На фиг. 7 и 8 показаны крайние поло; жекия обода 7а, при переднем и заднем ходах судна (стрелками обозначено направление потока среды и тяги), а на фиг. 6 - обод 7а изображен в среднем по.чожении - при холостом ходе движите.я.

Способ укрепления обода 7а в опорной раме 12 такой же, как и обода 9 в первом варианте, т.-е. при помощи тяг 11 (на фиг. 6-8 не показанных), опирающихся на опорную раму. Рабочая часть 6 соединена с опорной рамой 12 при помощи горизонтальны.ч бо.тов, укрепленных концами в вертикальных частях назвр.нкой рамы. Подвижность обода 7а в осевом на; прав.ении допус.кает испо.чьзованке этого

варианта движите.я в качестве ру.я. ; Обод 7а, так же как и обод 9 в первом вкрианте, может служить не только для i изменения направления тяги, но и ее силы.

i Предлагаемый движитель, кроме своего прямого назначения, кожет еще служить рЗле.м, допускающим поворот надводных . судов на месте, а подводных и воздуш; ных, KpoN;e того, - в вертика.мжом и ко, сом направлении.

Сущность рулевого приспособления ; (фиг. 9) заключается в том, что по I окружности движителя, над подвижным : ободом 7а, расположены на выдвинутых на корпусе судна, подвижных в осево.м : направлении, параллельных оси движи; теля, штангах 22 дна (у надводных судов)

или четыре (у подводных и воздушных судов) сектора 23, представляющие как

; бы разрезанный на части обод 7а, не сколько большего, в сравнении с ним, ; диаметра. Секторы 23, при помощи

штан1- 22, могут, независимо один от : другого, перемещаться пара.лельно оси.

.яВижя|-( .,я. огкр.);вая или :-)акрывая при

эюы соответствующий участок окруж- ,щения лопатками, отличающийся тем, что

яосси движителя, при чегл i последнелт :|)тр,нй:ающая чоздушный (водяной) поток

случае, при сдвинутом с .кругкноети дни- рабочая часть выполнена в виде двоякож.ителя ободе 7а, соответствующий сек- ;вогну: ого кольца 5, между каковым

тор принимает на себя давление отбра шлоцом и колесам 2 с лопатками помесываг:мой среды, чем г;Г)П)мвается nojso-II-PHO, с. 15узмо;киостыо принудительного

рот судка в направлении давления.от тяги 11 продолькогч; дерел;ешения,

1...;ли у 1 одводного иди воздуигног;:- плоские- кольцо 9. с.лужаиее для наноасудна oKpy HHijcTtj движит -ля ;: акрыта .вления воздуимюго иогока сообразно

диултя сльежкыми секго(ами, то суднож :лг пиому напраил иит) движения яппабудкт гюиорнчиваться ь О лежуточ:К1М {фиг. 1-5),

иагфавлснии, т.-е. средне между fu- 2. Формг ;rif-,: )е11ИЯ Д|;ия;ителя ж;

ри ончальяым и KepiHK ijM i-iijiivi иапп;;-i;, 1, аличаккдаяон :ркм;.иекие5 укрегленвлсниям;-.i::-,x на рабочей части 6 г.ггигорс/дс ; 8,

;, . да леяи;- cpf-ды нас:,уп;;1щих дли умсчч;,шеяия вред:11О;о

;:( НС затрудняло иор1.д;:;-;жс(1ис ло-илильия врагпаюикмо мсмента, гюзии(VvivfKcroj его чеобходинк г-гкгмзпо/пп liк:;к;| Кго ijpii ГГ шСггии 1 леса 1 (. 1

л--;ичрыт -;с/ обода 7а, .-с. ,ii 2.

Ч:л падцккуп; tLAi- с,т.гн;|уть С1::ктор 233 3)-;доизмсноикс дли;пи ) ги а. 1 и

1,чр}яогогти движители, ofki/c 7;: ,,.:-д, uv.-iinraiiyficp тем, что ра( часть

дует neptao Сги, на в)сын 1и-рсдв;-:;ие;мтиiiiUic-пс-на в д(Ах сочдсвскпых

С тора; /; среднее пг)лг);г;с- и (холостогог:;н;д - собой ; и нсасаисимых друг от

гд движителя, ,доуга колеи б и 7у, пт;уа;1;агощкс иоверхорусъл оп;-;ртгой ра-лЬ1 12 ил фкг, 7 hi.кости кочх расгодожень чза11 :но аерпеи1Т;м; ;занные), на окружностг- дпижиаслкд-гк /. ярно, np;i чгдт 7а устанп ичут располагаться или ;:; iiiJOA/CKyj a.) с во:1хо;кногтьп1 Г : ;;г; д;гг :льного

мслду секторзми ЗЗ, HAVi -:; Г; cooт: .-;;р-} л; i Ci, (1 Тк рскс ij: f ЧI i i, ;;а; :е;-;як к Житель. ocKf ч;:1НтЪ:; ка iiciri;.;,-кот.го прчНуд;чТ.;ЛЫ1Ого иродолького :.-::у;и реа ;1игпсгй склг.. зозника(чУ;:е псмсшечия вокру; псдзнжиого кольца 7а,

i:;.i- еэ-тот-геачи иагфяьле(-и;| ЕозД)оино;ог;с;о1 ;;симь х Д);,; от сзктороа 23,

) п(гока, птбр :сывас:ло1-о паcлy;к; :Jдиx для .мятия даилеакя от

жестко соединенную с редвсгае: e-ir.,,sraxeiy ;uiero uo рабочей часгТ) воздуо апалратоь; рабочую iiOBepxHOCTn с пг;-Tsorc; 1к дяного) потока, с иалшнеиощоК врашаемого от матера ко.л;-.:ее;;ия чапраслепИ)) движения псрсдзигаес11пжонного насаженными НУ i мчоаечиеп.)rj аппарата п поггсрсчкых напра леГГИ-1Д тер1К:НДИ:-;улярНО к ПЛО -КОСТИ иеп-RitRK фИГ, 9) /

ymaVHiyync ;: jlOi- (ольпо Ч (фи:-. б, Т И 8).

I, Мри ,хчия;.- геле HIJ ii. 3 примснекие а.-С: ол:|КИ, .;iu/t-icKKb:i с возможк aBTOpCKOirfy свидетельству М. Н. . - № 27568

ЪС I

.li.L .rrfe.-v.

„/-чт;р4 /Д).. Ж ,Х{ V// / J § I5

, ./,/1 J/Л-.

- , i

Фиг. 7 if - -/-Г -1

no:/ //

, ,,j .. .,,,

.1,,, I 1 I P //

-. / .5. r / ., п,

i . - .- - , .; X, xrib t-vi::-i: ; -cxr:i::sLI jC.

j .3 ;v--Jg% ТСЩГ

- Tni T д1 Ш)

:-K ;J;K -- Ш- 5

. /y-,- ..ч::гРзф ;

/ ;ii . „

7а

С г S 7а .JUL

5 i S ) . f,iII