“авиационный двигатель для сверхзвуковых скоростей полета “шарм”

)5 Р 02 К 306 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нтр "Иннова- падногерманарвол" и расчет воэ- . М.: Машино: ЦАГИ, М я,Реактивные двигатели уковых скоростей поле М,: Машиностроение к теплоэнерге ном двигате, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-инженерный цция" Совместного советско ского предприятия "Локос-М(72) А.М.Рубайло: (56) Шляхтенко С,М. Теоридушно-реактивных двигателстроение, 1987, с.351-354,Техническая информаци2, 1989, с.1-12.Курэинер Р.И.для больших сверхзвта (основы теории).1977, с.85,Изобретение относитсятике, в частности к авиацион у лестроению.Цель изобретения - увеличение КПД преобразования химической и тепловой энергии топлива в тягу самолета посредством смещенного цикла работы двигателя , влево от энтропии окружающей среды, выполнения изотермического КПД и резкого : увеличения верхней температуры и среднего индикаторного давления реального цикла, установкой гипердизельного модуля, с приближением его к циклу Карно. При этом эффективный КПД предлагаемого устройст ва достигает 72 по сравнению 32 ф у прототипа.Улучшениестигается посрэлектрической эффективности работы доедством установки гибкой связи между агрегатами, а(54) АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ ПОЛЕТА "ШАРМ"(57) Использование: теплоэнергетика, в частности авиационное двигателестроение, Сущность изобретения: модульное исполнение двигателя, выполнение с его винтовентиляторным контуром с приводом его непосредственно от установленного дизельного модуля, снабжение контура ожижения воздуха турбодетанде ром, испарителем-конденсатором и форсунками впрыска жидкого воздуха в проточную часть компрессора, При этом у двигателя каждый модуль компрессора и турбины снабжены встроенными электродвигателями-электро- генераторами, а компрессор и дизельный модуль также снабжены рубашками охлаждения. 2 з,п. ф-лы, 2 ил,работоспособность рабочего тела возрастает в 8 раз по сравнению с прототипом благодаря введению в устройство гипердизеля, Улучшение термостабилиэации устройства производит за счет применения высокотеплопроводных конструкционных материалов двигателя и применения испарительной рубашки охлаждения. Максимальная разность температур в устройстве не превышает десятка градусов по сравнению с сотнями градусов тепланапряженности у прототипа, при этом темпеоатура выхлопа в номинальном режиме близка к температуре окружающей среды,Авиационный двигатель для сверхзвуковых скоростей полета, содержащий турбину, компрессор, подключенный к его выходу, контур ожижения воздуха с насосом, теплообменником, подключенньм понэгревэемой среде к магистрали подачи жидкого водородаотличающийся тем. что, с целью повышения КПД при выполнении двигателя с вентиляторным контуром, двигатель снабжен дизельным модулем, соеди- б ненным с вентилятором, контур ожижения воздуха турбодетандером, водородовоздушным испэрителем-конденсатором и форсунками впрыска жидкого воздуха, установленными в проточной части компрессораи дизельного модуля, причем .теплообменник охлаждения воздуха по нагреваемой среде подключен к выходу из вентилятора и расположен в вентиляторном контуре, водородно-воздушный испэритель-конденсатор - по нагреваемой среде к магистрали жидкого водорода, а по охлаждаемой - к выходу из турбодетэндера к входу в насос, При этом у двигателя каждый модуль компрессора и турбины снабжен встроенными электродвигателем и электро- генератором, а компрессорный и дизельный модули снабжены рубашками охлаждения,На фиг.1. представлена принципиальная схема винтовентиляторного двигателя "Шарм" модульного исполнения. На фиг.2 изображены в 1-Я координатах процессы цикла предлагаемого двигателя и для сравнения процессы цикла Бройтона прототипа,Устройство авиационного винтовентиляторного двигателя "Шарм" выполнено так. что трансзвуковые лопасти 1 винтовентиляторэ 2 размещены в капоте 3 и при помощи пилонов 4 прикреплены к корпусу двигателя 5. Сэблевидные. трэнсэвуковые лопасти 1 установлены в поворотных узлах 6 втулки 7 винтовентилятора 2, а в корпусе двигателя б размещены модуль 8 иэотермического воздушного многоступенчатого осевого компрессора низкого давления, модуль 9 адиабатического компрессора высокого давления, модуль 1:0 водородного двухтэктного звездообразного многоразрядного гипердизеля и модуль 11 электрического 4 турбогенератора. Двигатель снабжен контуром ожижения воздуха, состоящим из узла 12 отбора воздуха из коллектора. модуля адиабатного КВД 9, воздуховоздушного радиатора 13 в пилонах 4, топливовоздушного теплообменника 14, электротурбодетэндера 15, водородно-воздушного испэрителяконденсаторэ 16, элекгронасоса 17 подачи жидкого воздуха и узла форсунок 18, управляемого дозированного впрыска жидкого воздуха в проточной части модуля изотермичвского КНД 8, который снаВкен встро.енным электродвигателем привода е неподвижным внутренним статором 19 и наружным ротором 20. Электропривод модуля эдиабатического КВД 9 осуществлен от встроенного электродвигателя 21, .Звездообразный двухтактный многорядный гипердизельный модуль 10 своим коленчатым валом 22 посредством передаточного вала 23 осуществляет непосредственный приводвтулки 7 винтовентилятора 2. Топливная система водородного питания двигателя содержит погружной жидководородныйэлектронасос-мультипликатор 24, установленный в топливном баке(не указан на схеме), водородно-воздуш н ый испа рител ьконденсатор 16, топливовоздушный теплообменник 14 и электронную форсунку 25 управляемого впрыска топливо в гильзого- ловки 26 дизельного модуля 10. Модуль электрического турбогенератора 1.1 состоит из турбины 27 полного расширения, подвижного ротора 28 с кобальт-самариевым постоянным магнитом (Л-З, стр,20) и неподвижного статора 29 встроенного электрогенератора модуля 11, снабженноготеплоизоляцией 30. Компрессоры 8, 9 и дизельные модули 10 снабжены жидкостнойрубашкой 31 охлаждения с ребрами 32, накорпусе двигателя 5, теплоотдачи тепла двигателя воздушному потоку окружающейсреды,Изобретение осуществляется в реальном цикле следующим образом на 1-8 диаграмме.Атмосферный воздух 41 изотермическисжимается в КНД до состояния 42, а затемэдиабатически сжимается в КВД до параметров 43 и поступает в дизельный модуль,где воздух адиабатически сжимается до гипердэвления 44, Дозированный впрыск водорода нагревает воздух изобарически доточки 45 с последующим управляемым изотермическим расширением в точку 46, послечего в цилиндрах гипердизеля идет адиабатическое расширение до точки 47 выхлопаиз дизеля в турбину полного расширения вт.48 до атмосферного давления,Функционирование двигателя прототипа, работающего по циклу Брайтона, такженачинается с тоэки 41 атмосферного воздуха, который адиэбатически сжимается компрессором до 47 с последующимизобарическим нагревом в камере сгораниядо параметров 47 и адивбатически расширяется до давления окружающей среды вточке 48 ф..Формула изобретения1. Авиационный двигатель для сверхзвуковых скоростей полета. содержащий турбину, компрессор, подключенный к еговыходу, контур ожижения воздуха с насосом, теплообменником охлаждения воздухаи топливовоздушным теплообменником,подключенным по нагреваемой среде к ма1837113 2 Р 2 У Ю истрали подачи жидкого водорода, о тл и ч а-. щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД ри выполнении двигателя с винтовентиляторныконтуром,двигатель снабжен дизельным модуем, соединенным с винтовентилятором, онтур ожижения воздуха - турбодетандеом, водородно-воздушным испарителем - онденсатором и форсунками впрыска жидого воздуха, установленными в проточной асти .компрессора и дизельного модуля, ричем теплообменник охлаждения воздуха о нагреваемой среде подключен к выходу з винтовентилятора и расположен в винтоентиляторном контуре, водородно-воздушный испаритель-конденсатор подключен - по нагреваемой среде к магистралижидкого водорода, а по охлаждаемой - квыходу из турбодетандера и входу в насос,5.2, Двигатель по п.1, а т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективностиработы, он снабжен электрогенератором иэлектродвигателем, встроенными соответ 10 ственно в турбину и компрессор,3. Двигатель по пп,1, 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью улучшения его термостабилизации, компрессор и дизельныймодуль снабжены рубашками охлаждения,1837113 ктор Т,Горяче акаэ 2857 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/6 роизводственно-ивдвтельский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гаг 10 сГс 36 8 Х .Р с.О