(54) ГАЗОВАЯ МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ТУРБИНА С ЛОПАСТНЫМИ
АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ РЕШЕТКАМИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО
СРЕДСТВА НА ГАЗОВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ
1
Изобретение касаетс газовой многоступенчатой турбины с лопастными аэродинамическими решетками для транспортного средства на газовоздушной подушке, которая создает необходимую тяговую силу для привода транспортного средства.
Известны транспортные средства йа воздушных подушках, использующие в качестве привода аэродинамический винт и аэродинамическое сопло.
Однако эффективность таких средств очень низка.
Известны транспортные средства на воздушных подушках, используюш,ие линейные электродвигатели, причем трасса дороги выполняет роль статора.
Их недостатком являются конструктивные трудности для обеспечения минимального просвета между транспортным средством и трассой дороги (система ротор-статор) .
Целью 1зобретения является создание газовой многоступенчатой турбины с лопастными аэррдинамическими решетками для транспортного средства на газовоздушной подушке, которое направлялось бы соответственно по оформленным для этой цели путям, соединенным с конструкцией турбины, которая должна иметь высокую эффективность.
Цель достигается тем, что газовая многоступенчатая турбина с лопастными аэродинамическими решетками содержит смонтированные на общем горизонтальном валу турбины электростартер, осевой турбокомпрессор и рабочее колесо I ступени, причем аэродинамические решетки I ступени имеют форму круга, а остальные ступени расположены под турбинным валом и имеют лопастные аэродинамические .решетки прямолинейно развернутой формы. Направляющие лопасти III и V ступеней прикреплены к. основе путевого полотна и расположены по всей его длине, образуя направляющий транспортное средство монорельс. Над I ступенью турбины смонтировано аэродинамическое сопло для маневра и заднего хода транспортного средства, а между И1 и IV ступенями расположен регенератор, выполняющий роль кожуха камеры сгорания.
Преимущества изобретения состоят в упрощенной конструкции газовой турбины с
лопастными решетками для транспортного средства широко рассчитанными аэродинамическими профилями, а также отсутствие и ненужность точного изготовления между направляющими и рабочими лопастями. Газовая турбина, согласно изобретению, является самбстоятельной и имеет высокий КПД. Ее пуск в действие не зависит от других источников энергии. Трасса дороги обеспечивает мош.ное сцепление при высоких скоростях и преодолении наклона.
На фиг. 1 изображена турбина, продольный разрез; на фиг. 2 - схема развертки IV и V ступеней газовой турбины, лопастей II и III ступеней; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - схема аэродинамических сил, действующих на профили лопастей; на фиг. 7 - форма входных лопастей, вмонтированных в колена каналов для устранения потерь от завихрения.
На общем горизонтальном валу турбины (газовой, многоступенчатой) смонтированы электростартер 1, осевой турбокомпрессор 2 и рабочее колесо 3 первой ступени. Между турбокомпрессором 2 и рабочим колесом 3 расположена камера 4 горения, около которой расположен регенератор 5. Направляющие и рабочие аэродинамические решетки I ступени газовой многоступенчатой турбины имеют нормальную форму круга. Остальные ступени газовой турбины расположены под блоком рабочего колеса вала с электростартером 1 турбокомпрессора 2, и их лопастные аэродинамические решетки имеют прямолинейную развернутую форму.
Направляющие лопасти III и V ступеней турбины прикреплень к основанию путевого полотна и расположены по всей его длине, образуя направляющее транспортное средство - монорельс 6. В своем основан,ии монорельс 6 укреплен профилями 7, направляющими транспортное средство с боков. Над I ступенью турбины смонтировано аэродинамическое сопло 8 для маневра, и заднего хода с подключенными к нему шиберами 9 и 10 для управления передним и задними ходами. Отдельные ступени газовой многоступенчатой турбины соединены посредством соответствующих каналов, обозначенных номером ступени. Каналы, снабженные тепловой изоляцией, расположены продольно, причем в коленах по длине смонтированы короткие криволинейные направляющие лопасти (см. фиг. 7). Аэродинамические рабочие лопасти, а также лопасти монорельса 6 закрыты сверху соответственно рассчитанным прокатом.
Газовая многоступенчатая турбина для транспортного средства на газовоздушной подушке работает следующим образом.
Газовая многоступенчатая турбина передвигается вместе с транспортным средством относительно монорельса 6 по направлению от рабочего колеса 3 к входу осевого турбокомпрессора 2. Это направление движения создает на входе турбокомпрессора предварительное сжатие засасываемого воздуха и улучшает КПД последнего, при этом газы из М ступени будут проходить через неподвижный монорельс 6 после того, как газы 0 из IV ступени прошли через него и соответственно подогрелись, что способствует повышению эффективности системы.
Электростартер 1 раскручивает вал, и турбокомпрессор 2 нагнетает воздух в камере 4 горения. Сгоревшие газы передают вращающий момент рабочему колесу 3 и подают на II ступень, профилированные лопасти которых создают подъемную силу Г (см, фиг. 6) по известным законам аэродинамики. Лопасти монорельса 6 выполняют функцию диффузорных лопастей для П и IV ступеней и являются направляющими лопастями для 1П и V ступеней. После этого сгоревшие газы ударяются в неподвижные лопасти монорельса 6. Для большей 5 ясности при создании сил удар рассматривается как состоящий из двух этапов:
I этап - в момент удара скорость С, снижается до нуля, т. е. создается отрицательное ускорение и положительная инерционная сила F;
0 II этап - в процессе удара и из-за создавшегося сужения от наличия лопастей монорельса 6 скорость Cf нарастает от нуля до величины С и разлагается по двум Направлениям - Си С, которые являются касательными к двум сторонам соответствующего профиля лопасти, создаются положительные ускорения и отрицательные инерционные силы (не изображенные на фиг. 6), результирующими которых является F . Обе инерционные силы F и F имеют 0 точкой приложения центр тяжести О газового потока с общей результирующей Fg.
В результате геометрического сложения сил F и F получается результирующая реактивная сила 2 на лопатках II и IV ступеней, вызываемая профилями направляющего и неподвижного монорельса 6.
Сгоревшие газы продолжают свое движение, входят в III ступень перед регенерацией и в V ступень после регенерации, которые создают соответствующую подъем0 ную силу FJ . Геометрическая сумма Fj, F и Fj вызывает смещение транспортного средства по направлению Fj и F,, (см. фиг. 6).
После протекания через I, II и III ступени газы проходят через регенератор 5 5 (см. фиг. 1), чтобы войти подогретыми в IV и V ступени (см. фиг. 2), и выходят через дымовую трубу в атмосферу.
Описанное действие относится к нормальному ходу транспортного средства с
открытым шибером 10 и закрытым шибером 9 (фиг. 7). Тормозной ход и возможный задний ход требуют закрывания шибера 10 и открывания шибера 9, т. е. действия аэродинамическим соплом.
Формула изобретения
Газовая многоступенчатая турбина с лопастными аэродинамическими решетками для трайспортного средства на газовоздушйой подушке, содержаш.ая смонтированные на общем горизонтальном валу турбийы электростартер, осевой турбокомпрессор и рабочее колесо I ступени, причем аэроднйамические решетки I ступени имеют фррму круга, отличающаяся тем, что под валом
турбийы расположены остальные ступени II, III, IV и V, чьи лопастные аэродинамические решетки имеют прямолинейно развернутую форму, причем направляющие лопасти III и V ступеней твердо прикреплены к основе путевого полотна и расположены по всей его длине, образуя йаправляющий. транспортное средство монорельс Б, а над I ступенью турбийы смонтировано аэродинамическое сопло 8 для маневра и заднего хода трайспортного средства, причем между III и IV ступенями расположен регенератор 5, служащий в качестве кожуха камеры горения 4.
Призйайо изобретением по результатам экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Народной Республики Бол.гарии.
фиг.г
