RU2467188C2 - Силовая установка реактивного типа - Google Patents
Силовая установка реактивного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467188C2 RU2467188C2 RU2011103349/06A RU2011103349A RU2467188C2 RU 2467188 C2 RU2467188 C2 RU 2467188C2 RU 2011103349/06 A RU2011103349/06 A RU 2011103349/06A RU 2011103349 A RU2011103349 A RU 2011103349A RU 2467188 C2 RU2467188 C2 RU 2467188C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- heat engine
- heat
- diffusers
- power plant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Силовая установка реактивного типа относится к области энергомашиностроения и может быть использована в качестве источника электроэнергии как непосредственно, так и в составе привода различных транспортных средств. Силовая установка реактивного типа включает тепловой двигатель с установленным на его выходном валу мотор-генератором, который соединен с электрическим аккумулятором. В силовую установку введен волновой редуктор, расположенный между мотор-генератором и тепловым двигателем. Корпус теплового двигателя выполнен в виде стакана, с установленным в нем на подшипниках валом диска. На внешней поверхности диска расположены попарно, диаметрально противоположно, сверхзвуковые воздухозаборники рабочих трактов прямоточных воздушно-реактивных двигателей, выполненных в виде тангенциально расположенных на внутренней поверхности диска входных диффузоров, камер сгорания и сверхзвуковых сопел. Входные диффузоры соединены с источником топлива (жидкого или газообразного) повышенного давления через эжектор, активное сопло которого связано с источником топлива. Камера смешения выполнена в виде осесимметричного канала в вале, соединенного радиальными трубопроводами, расположенными на внутренней поверхности диска, с начальными участками входных диффузоров, в стенках которых выполнены отверстия. На поверхность корпуса теплового двигателя и внутреннюю поверхность диска нанесено термостойкое звукоизолирующее покрытие. Изобретение направлено на упрощение конструкции силовой установки, повышение энергетической эффективности и экологической чистоты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано в качестве источника электроэнергии как непосредственно, так и в составе приводов различных транспортных средств.
Известна силовая установка реактивного типа, использующая в качестве рабочего тела сжатый газ, запасенный в баллоне (Пневматические приводы летательных аппаратов. Под ред. В.В.Саяпина. М.: Машиностроение, 1992. с.135, рис.6.5). Эта установка содержит источник сжатого газа, питающий через эжектор ротор струйного двигателя, выполненный в виде полого вала с установленными на нем попарно радиальными плечами с внутренними каналами, на выходе которых установлены сопла, ориентированные тангенциально. Данная установка может быть использована в качестве привода различных бортовых энергетических устройств летательных аппаратов, время работы которых не превышает нескольких десятков минут.
Недостатком установки являются ограниченные энергетические возможности. Это связано с тем, что ее рабочим телом служит сжатый газ, энергия которого несопоставима с химической энергией топлива.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является силовая установка гибридного автомобиля, включающая тепловой двигатель, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания с установленным на его выходном валу мотор-генератором, который соединен с электрическим аккумулятором (Ксеневич И.П., Изосимов Д.Б. Идеология проектирования электромеханических систем для гибридной мобильной техники // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2007, №1, рис.1).
Данная силовая установка обладает рядом недостатков, определяемых недостатками теплового двигателя, реализованного в виде двигателя внутреннего сгорания. К ним следует отнести сложность конструкции; невысокую энергетическую эффективность, определяемую значениями термического кпд на уровне 50%; трудности в обеспечении требуемых значений экологических показателей; значительную инерционность и ряд других.
Задача изобретения заключается в существенном упрощении конструкции силовой установки, обеспечивающей преобразование химической энергии газообразного или жидкого топлива в электрическую энергию при повышении энергетической эффективности и экологической чистоты.
Поставленная задача решается посредством того, что в силовую установку, включающую тепловой двигатель с установленным на его выходном валу мотор-генератором, который соединен с электрическим аккумулятором, дополнительно введен волновой редуктор, расположенный между мотор-генератором и тепловым двигателем, корпус которого выполнен в виде стакана, с установленным в нем на подшипниках валом диска, на внешней поверхности которого расположены попарно, диаметрально противоположно, сверхзвуковые воздухозаборники рабочих трактов прямоточных воздушно-реактивных двигателей, выполненных в виде тангенциально расположенных на внутренней поверхности диска входных диффузоров, камер сгорания и сверхзвуковых сопел, входные диффузоры соединены с источником топлива(жидкого или газообразного) повышенного давления через эжектор, активное сопло которого связано с источником топлива, а камера смешения выполнена в виде осесимметричного канала в вале, соединенного радиальными трубопроводами, расположенными на внутренней поверхности диска, с начальными участками входных диффузоров, в стенках которых выполнены отверстия, на поверхность корпуса теплового двигателя и внутреннюю поверхность диска нанесено термостойкое звукоизолирующее покрытие, при этом толщина покрытия на диске равна уровню плоскости касательной к внешней поверхности элемента рабочего тракта двигателя наиболее выступающего над поверхностью диска.
На фиг.1 приведена принципиальная схема силовой установки реактивного типа. На фиг.2 приведено сечение основного фрагмента принципиальной схемы плоскостью А-А.
Силовая установка реактивного типа содержит тепловой двигатель 1, вал 2 которого через волновой редуктор 3 связан с мотор-генератором 4, имеющим электрическую связь с аккумулятором 5. Тепловой двигатель 1 содержит корпус 6, в котором на подшипниках 7 установлен вал 2 с жестко закрепленным на нем диском 8. На внешней поверхности диска 8 установлены попарно и диаметрально противоположно сверхзвуковые воздухозаборники 9 рабочих трактов прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Воздухозаборники 9 через диффузоры 10 соединены с камерами сгорания 11 и сверхзвуковыми соплами 12, расположенными на внутренней стороне диска 8. Диффузоры 10 соединены также с источником 13 топлива повышенного давления. Соединение осуществлено через эжектор, активное сопло 14 которого расположено соосно с камерой смешения 15, выполненной в вале 2 теплового двигателя 1. Камера смешения 15 соединена радиальными трубопроводами 16, расположенными на внутренней поверхности диска 8 с начальными участками диффузоров 10 через отверстия 17 в стенках диффузоров. Корпус 6 и диск 8 имеют термостойкое звукоизолирующее покрытие 18.
Силовая установка реактивного типа работает следующим образом. Тепловой двигатель 1 запускается мотор-генератором 4, работающим в режиме стартера, от аккумулятора 5 и обеспечивающим при собственном числе оборотов 4000-60000 об/мин, за счет волнового редуктора 3 с передаточным числом не менее 8-10, число оборотов диска на уровне 50000-60000 об/мин. Указанная скорость вращения диска 8 обеспечивает скорость движения воздуха относительно поверхности диска в области воздухозаборников 9 на уровне 3,8-4,5 М при радиусе диска 0,25 м. Сверхзвуковой поток воздуха через воздухозаборники 9 поступает в рабочие тракты прямоточных воздушно-реактивных двигателей, где в системе скачков уплотнения, организованных структурой диффузоров 10, гасит свою скорость. При этом на начальном участке диффузоров реализуются косые скачки, обеспечивающие незначительное повышение давления. Именно в эту область через трубопроводы 16 и отверстия 17 подают газообразное или жидкое топливо от источника топлива 13. Система топливоподачи осуществляет передачу топлива от неподвижного источника к движущимся ракетным двигателям через эжектор с активным соплом 14 и камерой смешения 15. При дальнейшем движении по диффузору воздушный поток, в котором уже находится топливо, продолжает тормозиться и, наконец, на заключительном прямом скачке становится дозвуковым. При этом его давление превышает 3 МПа, а температура достигает уровня 1150 - 1500 К. Поскольку температура самовозгорания топлива лежит в пределах 850 - 900 К, то происходит возгорание топливовоздушной смеси по всему ее объему. Топливовоздушная смесь уже хорошо перемешана, очаги возгорания в ней равномерно распределены, а потому процесс горения может проходить при существенном обеднении смеси, что обеспечивает полноту сгорания топлива. Продукты сгорания истекают из камер сгорания 11 через сверхзвуковые сопла 12 и создают пару или несколько пар реактивных сил, обеспечивающих вращение диска 8, а через вал 2, установленный в корпусе 6 на подшипниках 7, и мотор-генератора 4, который переключается в режим генерации и запитывает электроэнергией аккумулятор 5 или иной потребитель энергии. Шум, связанный с работой ракетного двигателя, гасится с помощью термостойкого звукоизолирующего покрытия 18, нанесенного на корпус 6 и диск 8. Толщина покрытия на диске 8 равна уровню плоскости касательной к внешней поверхности элемента рабочего тракта двигателя наиболее выступающего над поверхностью диска, что обеспечивает существенное уменьшение аэродинамического сопротивления при вращении диска.
Использование предложенной силовой установки реактивного типа позволяет:
- получить исключительно простую (в сравнении с устройством-прототипом) конструкцию двигателя силовой установки;
- повысить энергетическую эффективность установки (термический кпд реактивного двигателя при выбранных скоростях вращения диска превышает 60%, в то время как аналогичный показатель двигателя внутреннего сгорания, используемого в устройстве-прототипе, менее 50%);
- улучшить экологические характеристики установки за счет более полного сгорания топлива при избытке воздуха в топливовоздушной смеси.
Claims (2)
1. Силовая установка реактивного типа, включающая тепловой двигатель с установленным на его выходном валу мотор-генератором, который соединен с электрическим аккумулятором, отличающаяся тем, что дополнительно введен волновой редуктор, расположенный между мотор-генератором и тепловым двигателем, корпус которого выполнен в виде стакана, с установленным в нем на подшипниках валом диска, на внешней поверхности которого расположены попарно, диаметрально противоположно, сверхзвуковые воздухозаборники рабочих трактов прямоточных воздушно-реактивных двигателей, выполненных в виде тангенциально расположенных на внутренней поверхности диска входных диффузоров, камер сгорания и сверхзвуковых сопел, входные диффузоры соединены с источником топлива (жидкого или газообразного) повышенного давления через эжектор, активное сопло которого связано с источником топлива, а камера смешения выполнена в виде осесимметричного канала в вале, соединенного радиальными трубопроводами, расположенными на внутренней поверхности диска, с начальными участками входных диффузоров, в стенках которых выполнены отверстия, на поверхность корпуса теплового двигателя и внутреннюю поверхность диска нанесено термостойкое звукоизолирующее покрытие.
2. Силовая установка реактивного типа по п.1, отличающаяся тем, что толщина термостойкого звукоизолирующего покрытия внутренней поверхности диска равна уровню плоскости касательной к внешней поверхности элемента рабочего тракта двигателя наиболее выступающего над поверхностью диска.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011103349/06A RU2467188C2 (ru) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Силовая установка реактивного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011103349/06A RU2467188C2 (ru) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Силовая установка реактивного типа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011103349A RU2011103349A (ru) | 2012-08-10 |
RU2467188C2 true RU2467188C2 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=46849236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011103349/06A RU2467188C2 (ru) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | Силовая установка реактивного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467188C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578236C1 (ru) * | 2015-02-18 | 2016-03-27 | Александр Иванович Рудаков | Способ создания тяги двигателя и конструкция двигателя |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU5684A1 (ru) * | 1926-08-03 | 1928-06-30 | Я.М. Гаккель | Реактивна газова турбина |
RU2053412C1 (ru) * | 1991-04-30 | 1996-01-27 | Аполлон Федорович Мещеряков | Турбокомпрессор с системой регулирования наддува двигателя внутреннего сгорания и консольным расположением колес а.ф.мещерякова |
RU2157909C1 (ru) * | 1999-05-26 | 2000-10-20 | Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова | Сверхзвуковой пульсирующий детонационный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (спдпд) и способ функционирования спдпд |
RU2200848C1 (ru) * | 2002-03-11 | 2003-03-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мидера-К" | Способ получения механической энергии в турбине и турбина для его реализации |
RU2282544C2 (ru) * | 2004-11-30 | 2006-08-27 | Закрытое акционерное общество "Тэкникал консалтинг" | Транспортное средство |
RU2334563C1 (ru) * | 2007-01-09 | 2008-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА | Внутритрубное транспортное устройство и способ перемещения его в магистральном трубопроводе с заданной равномерной скоростью |
-
2011
- 2011-02-01 RU RU2011103349/06A patent/RU2467188C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU5684A1 (ru) * | 1926-08-03 | 1928-06-30 | Я.М. Гаккель | Реактивна газова турбина |
RU2053412C1 (ru) * | 1991-04-30 | 1996-01-27 | Аполлон Федорович Мещеряков | Турбокомпрессор с системой регулирования наддува двигателя внутреннего сгорания и консольным расположением колес а.ф.мещерякова |
RU2157909C1 (ru) * | 1999-05-26 | 2000-10-20 | Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова | Сверхзвуковой пульсирующий детонационный прямоточный воздушно-реактивный двигатель (спдпд) и способ функционирования спдпд |
RU2200848C1 (ru) * | 2002-03-11 | 2003-03-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мидера-К" | Способ получения механической энергии в турбине и турбина для его реализации |
RU2282544C2 (ru) * | 2004-11-30 | 2006-08-27 | Закрытое акционерное общество "Тэкникал консалтинг" | Транспортное средство |
RU2334563C1 (ru) * | 2007-01-09 | 2008-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью ХОЗРАСЧЕТНЫЙ ТВОРЧЕСКИЙ ЦЕНТР УФИМСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА | Внутритрубное транспортное устройство и способ перемещения его в магистральном трубопроводе с заданной равномерной скоростью |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578236C1 (ru) * | 2015-02-18 | 2016-03-27 | Александр Иванович Рудаков | Способ создания тяги двигателя и конструкция двигателя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011103349A (ru) | 2012-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20090139199A1 (en) | Pulse detonation combustor valve for high temperature and high pressure operation | |
US20130327010A1 (en) | Wave disc engine apparatus | |
US10544735B2 (en) | Rotating pulse detonation engine, power generation system including the same, and methods of making and using the same | |
EP2659119A1 (en) | Gas turbine engine with bypass mixer | |
CN101725431A (zh) | 电动燃油喷气推进器 | |
US20170363043A1 (en) | Gas turbine engine | |
CN2695659Y (zh) | 复式冲压涡扇发动机 | |
WO2012019419A1 (zh) | 风动透平冲压发动机 | |
CN101539066A (zh) | 喷雾液体到热壁上蒸发与喷气发动机和蒸汽机复合发动机 | |
RU2467188C2 (ru) | Силовая установка реактивного типа | |
RU2620736C1 (ru) | Способ организации рабочего процесса в турбореактивном двигателе с непрерывно-детонационной камерой сгорания и устройство для его осуществления | |
CN104832318A (zh) | 一种冲压喷气发动机 | |
CN2620100Y (zh) | 组合涡扇冲压发动机 | |
CN103629011A (zh) | 发动机 | |
WO2023167751A2 (en) | High-power hybrid-electric propulsion systems and methods | |
RU2441998C1 (ru) | Газотурбинный струйный двигатель | |
RU2594828C1 (ru) | Двигательная установка гиперзвукового самолета | |
CN203685414U (zh) | 一种冲压喷气发动机 | |
RU2376483C1 (ru) | Атомный газотурбинный двигатель с форсажем | |
CN102116216A (zh) | 混合动力、爆轰转子轴(全电)智能发动机 | |
US20150007548A1 (en) | Rotary Pulse Detonation Engine | |
RU2591361C1 (ru) | Двигательная установка гиперзвукового самолета | |
CN104234866A (zh) | 组合形超燃冲压发动机 | |
CN203547987U (zh) | 发动机 | |
RU2392461C1 (ru) | Силовая установка атомного газотурбовоза |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130202 |