Вопросом подъема на большие выcoTbi и полетом в стратосфере аанимается ряд -видных ученых в СССР и зарубежных странах.
Суш,ествует значительное количество проектов по всевозможным тиjiHM летательных высотных и сверхвысотных аппаратов (см. «Материалы по вопросам высотной и сверхвысотной авиации доц. Шепелявого А. В.), одиарсо, pe iJbHOCTb их мыслится или яа .(зг гсотах, прэвыша1ощих 20-25 км (различные типы реактивных двигате,Гей), или же в пределах субстратосферы и -нижнего слоя стратосферы - до высоты 11 -12 км (двигатели легкого топлива с различного рода нагнетателытыми приспособлениями, авиадизе., ларозые и газо-вые турбины и т. д.).
Вопросы же возможности полетов на высотах порядка 13-20 км освещены весьма слабо и хотя в зарубежной печати и приводились различнгзге проекты силовых установок для полета на данных высотах, главным образом проекты паровых и газовых турбин, а также и проекты комбинированпых установок из винтомоторных групп и р-еактивных двигателей, но все зтп проекты при их ближайшем рассмотреПИЯ для возможЕЮСти своего осуществления требовали предварительного решения весьма нелегких проблем, как например, конденсации пара при паровых турбинах и т. д., что отодвигало возможность их реализации на неопределенный срок.
Основным препятствием для достижения больших высот при силовых установках с двигателями внутреннего горения является падение мопшости двигателя благодаря увеличивающейся разреженности воздуха с подъемом на высоту, вследствие чего мотор не может получить-необходимого для сгорания топлива количества воздуха.
В силу этого авторами настоящего пзобретен11я была iiocTaB.icna основная задача, а именно: изыскать способ питания двигателей воздухом нормального атмосферного давления, что давало бы 1возмол ность сохранить и даже частично повысить (из-за уменьщения противодавления па выхлопе) мощность двигателя с подъемом на высоту.
Рещение этой задачи путем улучшения существующих схем нагнетательных устройств является объектом работы многих научно-исследовательских институтов и, как показывает опыт их многолетней работы, затруднения снагнетаниеМ; растут с каждым километром высоты, а потому разрешение настоящей проблемы подобным путем потребует еще упорной работы. Если ие прибегать к нагнетанию, то очевидно остается только один путь, - брать окислитель на борт самолета с тем, чтобы осуществлять им дополнительное питание мотора с подъемом на высоту. Проекты подобных установок былн, по опи встретили отрицательное отношение по двум причинам: 1.Необходимость брать ка борт самолета окислителя, во д п-юго раз (12- 13) превыщающего по весу вес горючего. 2.Громадный вес баллонов при применении воздуха в сжатом виде и значительно меньщий при применении в ожижжеином виде. Эти препятствия казались Настолько непреодолимыми, что от подобных схем везде отказались. Авторы настоящего изобретения, изучив свойства жидкого воздуха, прищли к выводу, что положение может быть значительно улучшено, если использовать жидкий воздух не только для наддува, но параллельно с этим и для решения попутных задач: 1.Уменьшения площади радиатора путем испарения и нагрева паров жидкого воздуха жидкостью, охлаждающей моторы. 2.Получения дополнительной мощпости путем использовапия перегретых выхлопными газами паров жидкого воздуха в воздушной турбине. 3.Улучшения работы турбокомпрессора благодаря снижению температуры выхлопных газов при перегреве паров жидкого воздуха. Силовые установки для самолетов, в двигатель которых для сжигания топлива подается газифицированный воздух, проходящий через испаритель, обогреваемый охлаждающей водой двигателя, и через перегреватель, обогреваемый отработанными газами двигателя, известны из раиее опубликовакных работ авторов данного изобретения:Настоящее изобретение касается силовых установок вышеуказанного типа и сущность его заключается В тОМ; что за перегревателем установлен инжектор, действующий газифицированным воздухом и нагнетающий забираемый из атмосферы воздух в двигатель. Для дополпительного нагрева газифицированного воздуха непосредственно перед инжектором установлена камера дополнительного перегрева, обогреваемая путем сжигания жидкого топлива. Благодаря инжекцик атмосф|ерио}ь воздуха значительно снижается р-асхо;. жидкого воздуха (по подсчетам заявителей в 4-10 раз). Зто ведет к. умепьшени.ю веса баков для хране. ния жидкого воздуха, веса самого жидкого воздуха и, как следствие этого, увеличение дальности полета. Ма прилагаемом чертеже ноказа}1Ы схемы силовых установок согласно изобретению. I Фиг. 1 изображает схему установка ; | для случая, когда подача жидкого j воздуха производится с помощьк помпы; фиг. 2 - то же для случая подачи сжатым воздухом; фиг. 3 -;схему установки, работаюп1,ей на- жидком метане в случае подачи метана л ; жидкого воздуха с помощью помп; фиг. 4 - то же, что и на фиг. 3, но i с подачей метана сжатым газом, i а жидкого воздуха - сжатым воздухом. I Жидкий воздух находится в бакегазификаторе 1, откуда он помпой 2, приводимой в действие электролгото|ром 3, подается в водяной испар,:;|тель 4. Испаритель жидкого воздуха j обогревается водой из системы охла;-(депия двигателя, поступающей в исjпаритель по трубе 15. Вода, отда;з j | свою теплоту в испарителе, напрчЕЛ тется в возду лвый радиатор 12. а из последнего в систему охлаждения двигателя. Пройдя испаритель, газифицированный .кий воздух поступает в газовый перегреватель 5, обогреваемый отходящими газами двигателя, подводимыми из выхлопного коллектора по трубе 14. После перегревателя выхлонные газы идут на выхлоп или направляются в газовую турбину.
Перегрютый газифицированный жидкий воздух направляется в камеру 6 дополнительного перегрева. Эта камера обогревается путем сжигания жидкого топлива, например, бензина, подаваемого из дополнительного бензинового бака 10 сжатым воздухом из баллона 11.
Перегретый газифицированный воздух после дополнительного перегрева по-ступает в инжектор, включающий в себе сопло 7 для подачи газифицированного воЗДуха, насадок 7 для подвода инжектируемого атмосферного воздуха, камеру 8 смешения и, наконец, диффузор (сопло сжатия). Инжектор примыкает к трубе для подвода воздуха к двигателю.
При подаче жидкого воздуха из бака-газификатора помощьго давления сжатого воздуха применяется баллон 2 (фиг. 2) со сжатым газом, соединенный с бакОМ-газификатором воздухопроводом. В месте присоединения этого воздухопровода к баллону 2 установлен вентиль или аналогичный Ярибор 3, унравляюгций подачей сл атого воздуха в бак-газификатор.
При работе двигателя на жидком метане установка (фиг. 3), сохраняя всю часть для наддува газифицированным жидким воздухом, дополняется устройствами для гафизикации и подачи метана в двигатель.
Жидкий метан помещается в бакегазификаторе Г, из которого с ПОМОЩЬЮ помпы 2, приводимой электромотором 3, метан поступает в водяной испаритель 4. Обот.рев этого испарителя производится водой из системы охлаждения двигателя, прошедшей предварительно через подогреватель 4 жидкого воздуха.
Далее газифицированный метан направляется в газовый перегреватель 5 метана, а из последнего через диффузор 6 и сопло 7 в камеру 8 смешения.
Потоком газифицированного метана атмосферный воздух в камеру смешения 8 увлекается через насадсж 9. Обогрев перегревателя 5 производится отработанными газами двигателя, подводимыми трубой 14 из выхлопрого коллектора двигателя.
Установка по фиг. 4 отличаетсн от вышеаппсанной лишь тем, что вместо помп для подачи жидкого воздуха и fгтaI a применены соответственно баллоны 2 и 2 со сжатым воздухом, который через вентмли или аналогичные приборы 3, 3 поступает в баки-газ)1фикаторы 1, Г.
Предмет и з о б р е т е
1.Силовая установка для самолетов, в двигатели которой для сжигания топлива подается газифицированный жидкий воздух, снабженная включен1 ым в систему водяного охлаждения испарителем л идкого воздуха и обогреваемым выхлопными газами двигателей перегревателем газифицированного воздуха, о т л и ч а ю ш, а я с я применением расположенного за перегревателем 1П жектора, действующего газифицированным л идким воздухом и предназначенного для наддува двигателя забнраелгым из атмосферы воздухом.
2.В установке по п. 1 примененне камеры дополнительного перегреза газифицированного воздуха, расположенной перед инжектором п обогреваек оп сжигания жнлкого топлива.
фигЛ
