Силовая установка для самолетов

Зарегистрииовано в Ьюио изооретении Госплана при ( пл ССС,Р А, П. Розанов и А, В. Шепелявый. Силовая установка для амолетов М .Т - "1 ЧИЖ-фП аа М 5022.Г г 1 ВП;В 1 адода.:.пвявлено 5 марта 1938 года в НК Опубликовано 31 марта 194 Вопросом подъема на большие высоты и полетом в стратосфере занимается ряд видных ученых в СССР и зарубежных странах,Существует значительное количество проектов по всевозможным типам летательных высотных и сверхвысотных аппаратов (см. Материалы по вопросам высотной и сверхвысотнои авиации доц. Шепелявого А. В.), однако, реальность их мыслится или на высотах, превышагощих 20 - 25 км 1 различные типы реактивных двигателей), или же в пределах субстратосферы и нижнего слоя стратосферы - до высоты 11 - 12 км 1 двигатели легкого топлива с различного рода нагнетательными приспособлениями, авиадизелн, паровые и газовые турбины и т, д.).Вопросы же возможности иолетоз яа высотах порядка 13 - 20 км освещены весьма слабо и хотя в зарубежной пецати и приводились различные проекты силовых установок для полета на данных высотах, главным образом проекты паровых и газовых турбин, а также и проекты комбинированных установок из винтомоторных групп и реактивных двигателей, но все этн проекты при их олижайшем рассмотрении для возможности своего осуще, ствления треоовали предварительного решения весьма нелегких проблем, как например, конденсации пара при паровых турбинах и т. д., что отодвигало возможность их реализации на неопределенный срок.Основным препятствием для достижения больших высот при силовых установках с двигателями внутреннего горения является падение мощности двигателя благодаря увеличива 1 ощейся разреженности воздуха с подъемом на высоту, вследствие чего мотор не может голучить необходимого для сгоракия топлива количества воздуха,В силу этого авторами настоящего изобретения была но:тавлсна основная задача, а именно: изыскать способ питания двигателей воздухом нормального атмосферного давления, что давало бы возможность сохранить и даже частично повысить (нз-за уменьшения противодавления па выхлопе) мощность двигателя с подъемом на высоту.Решение этой задачи путем улучшения существугощих схем нагнетательных устройств является обьектом работы многих научно-исследовательских институтов и, как показывает опыт их многолетией работы, затруднения с на 59505гнетанием: растут с каждым километром высоты, а потому разрешение настоящей проблемы подобным путемпотребует еще упорной работы.Если не прибегать к нагнетани 1 о, то,очевидно остается только один путь,брать окислитель на бот самолетас тю 1, Тобы осуцествллть 5 э дополнительное питание мотора с подъемотна высоту.Проекты подобных установок бьли,ио оии встретили отрицательное отношение по двум при Инам:1. Неооходнмость брать иа борт са-молета окислителя, во много раз (12 - ,13) превышающего по весу вес горю-чего.2. Гроадиый вес баллонов при применении воздуха в сжатом виде и значительно меньший нрн применениив ожижженном виде,Эти препятствия казались настольконепреодолимыми, что от иодобньхсхем везде отказались.Авторы настоящего изобретения,изучив свойства жидкого воздуха, при-ШЛИ К ВЫВОДУ,быть значительно улучшеио, если ис.пользовать жидкий воздух не толькодлл наддува, но параллельно с этим идля решения попутных задач:1, Уменьшения площади радиаторапутем испарения и нагрева паров жид-,кого воздуха жидкостью, охлаждающей моторы.2. Получения дополнительной мощности путем использования перегретыхВыхлопными газамк паров жидкоговоздуха в воздушной турбине,3. Улучшения работы турбокомг 1 рес-,сора благодаря снижению температу-ры выхлопных газов при перегреве па-ров жидкого воздуха.Силовые установки для самолетовв двигатель которых для сжиганиятоплива подается газифицированныйвоздух, проходящий через нспаритель,обогреваемый охлаждающей водойдвигателя, и через перегреватель, обоГреваемый отработанными газами двигателя, известны из ранее опубликованных работ авторов данного изобретения.Настоящее изобретение касается силовых установок вышеуказанного типа и сущность его заключается в чж, что за перегревателем установлен инжектор, действующий газифицированным воздухом и нагнетающий забираемый из атмосферы Воздух В двиг 1. тель.Д;,я дополнительного нагрева газ:- фицированнОГО Воздуха иепосредствеи 1 в перед инжектором установлена камсра допогн 1 ительного перегрева, Греваемая нутеъ сжиГа ии 51 жидко: и ТОПЛИВа.Влагодаря инжекции атмосферного Воздуха значительно снижается Тасхо,. н.Идкого Во духа (1 о подсчетам заявителей в -, -- 10 раз). Это недст и уеншеииО веса баков длл хране- НИЛ ЖИДКОГО ВОЗДУХа, ВЕСа СВМО о жидкоГО Воздуха и 1 как следствие этого, увеличение дальности полета,11 а пр ила Гае. Ом 1 е ртеже показаи, схемы силовых установок согласно изобретению.Фиг. 1 изображает схему установки для случая, когда подача жидкого воздуха производится с помощьк помпы; фиг, 2 - то же для случал иодахчи сжатым воздухом; фиг.схему установки, работающей на жидком метане в случае подачи метана жидкого воздуха с помощью помп; фиг. 4 - то же, что и на фиг. 3, иоподачей метана сжатым газом, а жидкого воздуха - сжатым воздухом.,51 хилкий Гоздух находится ь бакс азификаторе 1, Откуда Он помпой 2, гри;,одимой в действие электро,сто.ром 3, Гюдается в водлион испа )и - тель 4. ГСГарите ь жидкого воздуха Обогреваетсл водой из системы Гх; а;.ценил двигателя, поступающей в исиарнтель ио трубе 15. Вода, отдаз сво;о теплоту в испарителе, нанр .- Вллетсл в воздушный радиатор 12. и из последнего в систему охз 1 аждени:. .двигателяПройдя испаритель, газифицирован.ный Жидкий воздух поступает В газовьй перегреватель 5, обогреваемый отходящими газами двигателя, подводи- мыми из выхлопного коллектора по трубе 14, После перегревателя выхлопные газы идут на выхлоп или начравляются в газовую турбину.Перегретый газифицированный жид-кий воздух направляется в камеру 6дополнительного перегрева, Эта каме-ра обогревается путем сжигания жид-, кого топлива, например, бензина, по-даваемого из дополнительного бензи-нового бака 10 сжатым воздухом из, саллона 11.Перегргтый газифицированный воз-дух после дополнительного перегрева , поступает В инл(ектор, Включаюгций в себе сопло 7 для подачи газифици-, рованпогс воздуха, насадок 7 для, подгсда инжектируемого атмосферного воздуха, камеру 8 смешения и, наконец, диффузор (сопло сжатия). Инжектор прймыкает к трубе для подвода воздуха к двигателю.При подаче жидкого воздуха из ба-ка-газификатора помошыо давления сжатого воздуха применяется баллон 2 (фиг, 2) со сжатым газом, соединенный с баком-газификатором воз-духопроводом, В мгсте присоединения этого воздухопровода к баллону 2, установлен вентиль или аналогичный прибор 3, управляющий подачей сжа-, того воздуха В бак-газификатор.При работе двигателя на жидком ме.тане установка (фиг. 3), сохраняя всючасть для наддува газифицированнымжидким воздухом, дополняется устрой-ствамн для гафизикации и подачи ме-тана В двигатель,51 хидкий метан помещается в баке-газификаторе 1, из которого с помощью помпы 2, приводимой электромотором 3, метан поступает в водяной испаритель 4. Обогрев этого испарителя производится водой из системы Охлаждения дВиГателя, прошед шей предварительно через подогрева. ель 4 идкоо всздха. Далее газифицированный метан направляется в газовый перегреватель 5 метана, а из последнего через диффузор б и сопло 7 в камер. 8 емлпения.Потоком газифицирсванного метана атмосферный воздух в каме; смешения 8 увлекается чгргз насадок 9. Ооогрев перегргвателя 5 производится От)таоотанными Газамп двиГателя, подВОдимыми труОЙ 14 и:1 Рыхлспгого коллектора дзигателя.т та стаповка по с;пг. 4 отличается т вышеописанной ли 1 пь тем, что вместо помп для подачи жидкого воздуха и м тапа применены соответственно баллоны 2 и 2 со с:катым Воздухом, который через вентили илп аналогичные приборы 3, 3 поступает В баки. гази фикатсры 1, 1.Предмет изсбретени.1. Силовая установка для самолетов, в двигатели которой для сжигапия топлива подается газифицированный жидкий воздух, снабженная включенным в систему водяного охлаждения испаритглгм жидкоГО Воздъха 1 Г обогреваемым выхлопными газами двигателей персгревателем газифицпрованного воздуха, отли ча ю ш, а я с. я применением расположенного за перегревателем инжектора, действующего газифипированным жидким всзд.хом и предназначенного для наддува двигателя забираемым пз атмосфгрь 1 Возд хом.2, Б установке пс и. 1 применение камеры допслнитсльпОГО пгреГргва Газифицированногс воздуха, расположенной перед нн;:;екторсм и обогреваемой П 1 тем сжигания жидкого тсплига.