Прямоточный гидрореактивный судовой двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК У 51) В 63 Н 11/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) ПРЯМОТОЧНЪЙ ГИДРОРЕАКТИВНЬ 1 Й СУДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содер.жащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат, сопло и выходной диффузор, сообщенный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, си-.стему зажигания и синхронизирующую сисЯО 1068337 А тему с датчиком, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, тяги и КПД, он выполнен с коммутационной камерой с гидроинвертором, расположенной между соплом и выходным диффузором, поворотной подпружиненной заслонкой, установленной в коммутационной камере, и сепараторами, смонтированными между рабочими камерами и камерами сгорания, при этом выходные концы рабочих камер сообщены с коммутационной камерой и расположены под острым углом к продольнойее оси и симметрично относительно последней, а датчик синхронизирующей системы выполнен в виде осевой турбины, установленной в направляющем аппарате двигателя.Изобретение относится к судостроению, в частности к прямоточным гидрореактивным судовым двигателям.Известен прямоточный гидрореактивный судовой двигатель, содержащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат сопло и выходной диффузор, сообщенный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, систему зажигания и синхронизирующую систему с датчиком 11.Известный судовой двигатель имеетряд конструктивных недостатков, снижающих КПД и тягу двигателя, К главным следует отнести: механическое клапанное 10 устройство на переднем конце водозабор- ника (создающее в закрытом состоянии большое гидравлическое сопротивление набегающему потоку); перпендикулярное сочле нение рабочих камер и отводящих сопел (приводящее к увеличению потерь мощности при выталкивании воды расширяю щимися газами), и использование разобщенных отводящих сопел (требующее балансировки рабочих камер для равномерности хода судна).Цель изобретения - повышение мощ 25 ности, тяги и КПД двигателя.Цель достигается тем, что прямоточный гидрореактивный судовой двигатель, содержащий последовательно соосно расположенные водозаборник, направляющий аппарат, сопло и выходной диффузор сообщен- ЗО ный с двумя рабочими камерами с камерами сгорания, топливную систему, систему зажигания и синхронизирующую систему с датчиком, выполнен с коммутационной камерой с гидроинвертором, расположенной между соплом и выходным диффузо ром, поворотной подпружиненной заслонкой, установленной в коммутационной камере, и сепараторами, смонтированными между рабочими камерами и камерами сгорания, при этом выходные концы рабочих камер сообщены с коммутационной камерой и расположены под острым углом к продольной ее оси и симметрично относительно последней, а датчик синхронизирующей системы выполнен в виде осевой турбины, установленной в направляющем аппарате 45 двигателя.На чертеже изображен прям оточный, гидрореактивный судовой двигатель, продольный разрез.Прямоточный гидрореактивныи судовой двигатель содержит водозаборник 1, который через направляющий аппарат 2, оканчивающийся соплом 3 и содержащий осевую турбину 4, переходит в коммутационную камеру Л с гидроинвертором 6 и подпружиненной поворотной заслонкой 7 с 55 тремя устойчивыми положениями, в которой сообщаются две рабочие камеры 8 и выходной диффузор 9, Рабочие камеры 8 начинаются камерами 10 сгорания, в каждую из которых входят всасывающий кла пан 11 и свечи 12 электрозажигания. Вращение турбины 4 через привод 13, содержащий две конические передачи и вал, передается распределительному валику 14, сияхронизирующему открывание всасывающих клапанов 11 подачи высокого напряжения на свечи 12 с наполнением водой рабочих камер. Передним концом распре. делительный валик 14 приводит в действие прерыватель-распределитель 15, соединенный с бобиной и аккумулятором элект розажигания, на задний конец распределительного валика 14 посажена шестерня цилиндрической передачи вращения от электростартера 16 к осевой турбине 4 при запуске двигателя. В рабочие камеры 8 помещены сепараторы 17 динамического действия в виде профилированной диафрагмы для отделения сжимающей воды от топливной смеси, образуемой в карбюраторе 18.Прямоточны й гидрореактивный двигатель работает следующим образам.Набегающий поток, в котором движется судно, через водозаборник 1 подается в направляющий аппарат 2, изменяющий движение потока так, чтобы уменьшились паразитные потери энергии после воздействия на лопасти турбины 4, которая приводит в движение кинематически связанные с йей механизмы. Далее через сопло 3 поток попадает в коммутационНую камеру 5, в которой посредством асимметричной заслонки 7 с разновеликими передней и задней лопастями распределяется между передней рабочей камерой 8, находящейся в фазе сжатия топливной смеси, и выходным диффузором 9. Задняя камера 8 находится в фазе горения топливной смеси, расширяющимися газами которой выталкивается заполняющая его вода. После выброса воды и отработанных газов в выходной диффузор 9 открывается всасывающий клапан 11 задней камеры 8 и происходит ее наполнение свежей топливной смесью вследствие пониженного давления на выходе благодаря эжекторному эффекту струй воды, разбрызгиваемых через зазоры между передней и задней кромками заслонки 7 и стенками коммутационной камеры 5. За это время заканчивается процесс сжатия водой топливной смеси в передней рабочей камере 8 за счет кинетической энергии набегающего потока, Когда уровень воды поднимается к сепаратору 17, осуществляется поджиг топливной смеси свечой 12. В процессе горения топливной смеси расширяющимися газами начинают выталкиваться заполняющая рабочую камеру 8 вода, которая, воздействуя на заднюю лопасть заслонки 7, поворачивает ее так, что, открывая себе путь в выходной диффузор 9,1068337 НИИПИ Заказ 0940/5 Тираж 462 Подписио нлнал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна направляет поток из сопла 3 в заднюю рабочую камеру 8. Процесс повторяется. Тягу двигателя регулируют количеством и качеством топливной смеси, вводимой в камерь 10 сгорания.5 Двигатель запускают в относительно неподвижной воде, поток из сопла 3 в коммутационную камеру 5 создает работающая как насос осевая турбина 4, врашаемая электростартером 16. Оттягивающей 1 О пружиной (не показана) заслонка 7 удерживается в осевой плоскости, что обеспечивает симметричное двухстороннее обтекание ее потоком из сопла 3. Благодаря значительной скорости потока после сопла 3 в воде давление падает ниже атмосфер.15 ного, развивается эжекторный эффект, что в совокупности создает условия для засасывания топливной смеси из карбюратора 18 в камеры 10 сгорания при открывающихся всасывающих клапанах 11, Воспламенение топливной смеси в любой из камер 8 создает предпосылки в другой камере 8 для заполнения водой со сжатием топливной смеси. После этого процесс развивается со все возрастающим заполнением рабочих камер 8 водой и ее выбросом с увеличивающейся скоростью продуктами сгорания топливной смеси. После набора судном пороговой скорости кинетической энергии набегающего потока становится достаточно для сжатия смеси в рабочих камерах 8, и с режима запуска двигатель переводят в режим стационарной работы отключением электростартера.Предлагаемое изобретение дает возможность повысить мощность, КПД и тягу двигателя, тем самым увеличить скорость судна без увеличения расхода топлива,