Воздушно-реактивный двигатель

(.",1)5 Р 02 С 5(08 УИТЕТТКР ЫТИ Я ГЛ ОСУДАРСТВЕННЫИО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР О)"У 1 У ИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТ ЫИ ДВИГА транспортных ательное двиия; двигагель сгорания, зарии, компресй с камерами и полости рорессор выпол- подвижным вным но в дств,шно- пре- ения двига ащиГ ы сго ми со плами. Нед низкий занный Необход моточно сгорани превыш 3), Одна получен(57) Использование: приводсредств, использующих вращжение, Сущность изобретенсодержит ротор с камерамикрепленнь 1 ми на его перифе.сор, пневматически связанпьсгорания, размещенный внуттора и имеющий корпус, Компнен обьемным и снабжен Изобретение относится к реакти двигателям и может быть испольэоь качестве привода транспортных ср использующих вращательное движенСовременные конструкции возд реактивных двигателей используются имущественно для получ поступательного движения,Известен воздушно-реактивный тель вращательного движения, содерж ротор, на котором закреплены камер рания с тангенциально направленны остатком такого двигателя явля КПД. Это обусловлено тем, что двигатель является прямоточ имое для эффективной работы го двигателя давление газа в ка я достигается лишь при скоро ающих скорость звука в 3 раза ко такие скорости не могут ы при вращательном движени наружным ротором с пневматическими каналами. Корпус компрессора снабжен двумя радиально сжатыми мембранами, закрепленными в плоскостях, перпендикулярных оси вращения ротора, и делящими внутреннюю полость ротора на компрессорные камеры, Корпус содержит пневматические каналы, соединенные по входу с колпрессорными камерами и размещенные соосно с пневматическими каналами ротора, выходы которых соединены с камерами сгорания. В процессе работы двигателя мембрана периодически переходит иэ одно го устойчивого положения в другое пад действием давления рабочего тела, При этом осуществляются сжатие и подача воздуха в камеры сгорания, 3 ил,тора вследствие наличия значительн тробежных сил, ограниченных проч о ротора,Известен воздушно-реактивн ь 1 й двигатель, содержащий ротор с камерамл сгорания, закрепленными на его периферии, компрессор, пневматически связаннь 1 й с камерами сгорания, размещенный внутри полости ротора и имеющий корпус,Недостатком двигателя является то, что его центробежный колпрессор не обеспечивает высокой степени сжатия и имеет значительные обьемные потери газа, Следствие этого недостатка - низкий КПД двигателя,Целью изобретения является повышение КПД воздушно-реактлвного двига геля,Поставленная цель достигается тем. что в двигателе, содержащем ротор с камерами сгорания, закрепленными на его периферии, компрессор, пневматически связанный с камерами сгорания, размещенный внутри полости ротора и имеющий корпус, комп 1772382рессор выполнен обьемным и снабжен подвижным наружным ротором с пневматическими каналами. Корпус компрессора установлен во внутренней полости ротора и снабжен двумя радиально сжатыми мембранами, Последние закреплены в плоскостях, перпендикулярных оси вращения ротора, Мембраны разделяют внутреннюю полость корпуса на компрессорные камеры. Корпус содержит также пневматические каналы, соединенные по входу с компрессионными камерами и размещенные соосно пневматическим каналам .ротора, выходы которых соединены с камерами сгорания,Сущность изобретения поясняется чертежами, где нэ фиг,1 показан продольный, а на фиг,2 - поперечный разрез двигателя, на фиг,З, а-г представлена схема работы двигателя.Воздушно-реактивный двигатель содержит обьемный компрессор, в состав которого входит ротор, включающий жестко связанные между собой обойму 1, кольцо 2 и выходной вал с фланцем 3, Нэ обойме 1 ротора закреплены четыре камеры сгорания 4 с соплами 5 с помощью прихватов 6, выполняющих также роль радиатора, На кольце 2 ротора с внутренней стороны закреплены лопасти 7 турбины, служащей для продувки воздухом полостей компрессора. С наружной стороны кольца 2 закреплены лопасти 8 вентилятора, служащего для охлаждения двигателя и удаления выхлопных газов, Ротор установлен с возможностью вращения в подшипниках 9, один из которых установлен в отверстии станины 10, а другой - на неподвижном хвостовике компрессора. Корпус компрессора размещен в цилиндрической полости ротора. Он включает корпус, состоящий их жестко связанных между собой деталей 11,12,13. Деталь. 13 включает хвостовик, жестко закрепленный в отверстии станины 10. Компрессор включает также две упруго сжатые в радиальном направлении мембраны 14, размещенные во внутренних полостях корпуса компрессора и делящие их на отдельные компрессионные камеры. Радиальное сжатие мембраны осуществляют при сборке компрессора в пределах ее упругой деформации путем вдавливания мембраны сферическим пуансоном в отверстие обоймы 1, имеющее меньший диаметр, Затем ее закрепляют, зажимая с двух сторон кольцевыми поверхностями деталей 12 и 13 (11). При этом мембрана приобретает вогнутую форму, Корпус компрессора снабжен радиальными каналами 15 и 16, соединенными по входу с его компрессионными каналами. В обойме 1 ротора содержатся пневматиче 5 10 15 ские каналы 17, соединенные с кэмерами сгорания 4. Оси каналов 15 и 16 левой и правой полостей корпуса компрессора совмещены с плоскостями вращения осей соответственно левых и правых радиальных каналов 17 ротора (фиг,1), Компрессор содержит также отверстия 18, размещенные параллельно оси вращения ротора и пересекающие радиальные каналы 15 и 16, Ротор содержит отверстия 19 и 20, которые расположены на одном диаметре с отверстиями 18 корпуса компрессора, Отверстие 19 выполнено во фланце выходного вала 3 ротора, а отверстие 20 - в донной части отверстия обоймы 1, В роторе имеются также отверстия 21, которые совмещаются привращении ротора с отверстиями 22, выполненными радиально в хвостовике компрессора, Отверстия 21 и 22, а также штуцер 2320 служат для связи компрессора с пневмоэккумулятором,В хвостовике компрессора закреплентрубопровод 24, который соединен с радиальными отверстиями 25, Отверстия 25 ком 25 прессора находятся в одной плоскости срадиальными отверстиями 26 ротора, пересекающими отверстия 27. Трубопровод 24,а также отверстия 25,26,27 служат для циклической подачи топлива под давлением в30 камеры сгорания 4, К станине 10 присоединен защитный кожух 28. В кохухе 28 энине 10 выполнено отверстие, в которомразмещен штуцер 29, служащий для отводаотработанных газов, Двигатель содержит35 также пневмоаккумулятор 30, циклическисоединяемый с полостью компрессора через регулируемый дроссель 31 (фиг,З).Работу двигателя рассмотрим на основании схемы, представленной на фиг.З, Вра 40 щение ротора приводит к тому, чтопериодически открываются, закрываются исовмещаются пневматические каналы ротора и компрессора, При перемещении мембраны в правое положение воздух,45 находящийся в компрессионной камересправа от мембраны, сжимается, Совмещение отверстий 18 корпуса компрессора сотверстиями 21 ротора приводит к подсоединению правой камеры к пневмоаккумуля 50 тору 30, При атом небольшое количествовоздуха поступает на подзарядку пневмоаккумулятора 30, Одновременно осуществляется продувка левой камеры компрессора(фиг,З,а). Вращение ротора вызывает затем55 совмещение каналов 15 корпуса компрессора с каналами 17 ротора. В этот моментотверстия 18 закрываются и в камеры сгорания поступает сжатый воздух из правой камеры компрессора (фиг.З,б), Одновременнос этим в камеры сгорания подается под дав 172.82лением топливо. При сгорании смеси воздуха и топлива давление в камере сгорания повышается. Некоторый объем рабочего тела (газа) направляется в правую камеру компрессора. чтс възывает перемещение мембраны влево (фиг,З,в), При этом основной объем рабочего тела удаляется через сопла, что вызывает появление импульса реактивных сил, сообщающих ротору вращающий момент, Перемещение мембраны влево приводит к сжатию воздуха в левой камере. Одновременно производится продувка правой камеры компрессора (фиг.З,г), Таким образом начинается следующий такт работы двигателя. Для представленной конструкции двигателя за один оборот ротора выполняются четыре такта,При пуске двигателя начальное вращение ротору сообщают путем подачи воздуха от пневмоаккумулятора в камеры сгорания, Одновременно открывают дроссель.31 таким образом, чтобы происходило срабатывание (деформация) мембраны 14 за счет давления воздуха, поступающего из пневмоаккумулятора в камеры компрессора. Перемещение мембраньч вызывает сжатие н разогрев воздуха, который подается в камеры сгорания, где осуществляется сорэние рабочей смеси, После запуска двигателя дроссель 31 прикрыЬают, В процессе работы двигателя проходное сечение дросселя регулируют одновременно с изменением расхода топлива, подаваемого в камеру сгорания, поскольку давление срабатывания мембраны постоянно,Расчеты свидетельствуют о том, что при работе мембраны в пределах ее упругой деформации, соответствующей пределу длительной прочности существующих марок сталей (с учетом теплового воздействия), величина давления воздуха, создаваемого мембраной при переходе ею в устойчивое положение, может достигать 10 МПа и выше. При быстром сжатии воздуха до указанной величины давления температура воздуха достигает величины,. достаточной для самовоспламенения горючей смеси Таким образом, двигатель не требует специальных устройств для зажигания топливапри его пуске и рабате,5 Вследствие достижения высокой степени сжатия воздуха, подаваемого в камерусгорания, термический (расчетный) КПД заявляемого двигателя выше, чем аналогичный показатель у современных тепловых10 двигателей: ПВРД (М = 1) 104, ДВС 48;ь,дизель 65 О, ГТД 43, заявляемый двигатель 734,Предложенное техническое решениепозволит также расширить область исполь 15 зования воздушно-реактивного двигателя.Применение двигателя в качестве приводаавтомобиля позволит уменьшить удельныехарактеристики расхода топлива, веса иобъема (на 1 кВт) по сравнению с известны 20 ми двигателями автомобилей, появится возможность использования дешевых сортовтоплива. Вследствие упрощения конструкции двигателя значительно сократится егосебестоимость,25Формула изобретенияВоздушно-реа ктивн ый двигатель, содержащий ротор с камерами сгорания, закрепленными на его периферии,30 компрессор, пневматически связанный с камерами сгорания, размещенный внутри полости ротора и имеющий корпус, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияКПД, компрессор выполнен объемным и35 снабжен подвижным наружным ротором спневматическими каналами, корпус установлен в последнем и снабжен двумя радиально сжатыми мембранами,закрепленными в плоскостях, перпендику 40 лярных оси вращения ротора, и делящихвнутреннюю полость корпуса на компрессионные камеры, и пневматическими каналами, соединенными по входу с указаннымикамерами и соосными с пневматическими45 каналами ротора, выходы которых соединены с камерами сгорания, 17723827 Чернентал орректор О. Юрковецкая Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 1 С 1 едактораказ 3825ВНИИПИ Фиг.Зоставительехред М,Мор Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5