Пульсирует двигатель


Камера пульсирующего двигателя детонационного горения

 

Камера пульсирующего двигателя детонационного горения относится к пульсирующим воздушно-реактивным двигателям с резонансными камерами сгорания, а также к устройствам для сжигания топлива. Задачей полезной модели является повышение надежности работы детонационной камеры. Техническим результатом предложенной камеры пульсирующего двигателя детонационного горения является дополнительный подвод энергии к рабочей смеси в момент ее сжатия и исключения соприкосновения рабочей смеси и продуктов детонации. Поставленная задача достигается тем, что камера пульсирующего двигателя детонационного горения содержит расположенные в корпусе сверхзвуковое сопло и расположенный с ним соосно резонатор в виде трубки, обращенной одним открытым кольцом в сторону истечения рабочего тела. При этом в донной части резонатора установлен инициатор, а сверхзвуковое сопло выполнено таким образом, что сечение его входной части размещено в плоскости перехода внутренней цилиндрической поверхности резонатора в коническую. Постановка инициатора в районе донной части резонатора вызывает дополнительный подвод энергии к рабочей смеси в момент ее сжатия и генерацию мощной ударной волны, а размещение резонатора и сверхзвукового сопла определенным образом исключает возможность соприкосновения рабочей смеси и продуктов детонации. Все это приводит к повышению надежности работы камеры пульсирующего двигателя детонационного горения. Сила тяги создается за счет взаимодействия детонационной волны с дном резонатора (тяговой стенкой), а также за счет реактивной силы, образованной истекающей через сопло газовой сверхзвуковой струей. Суммарный импульс тяги пульсирующего двигателя детонационного горения прямо пропорционален частоте пульсации и величине давления на дно резонатора. Изменяя эти параметры можно осуществлять регулирование модуля вектора тяги.

Полезная модель относится к пульсирующим воздушно-реактивным двигателям с резонансными камерами сгорания, а также к устройствам для сжигания топлива.

Известны газоструйные генераторы Гартмана, работающие на пульсирующем режиме течения рабочего тела и нашедшие в настоящее время применение в качестве мощных акустических излучателей. С обнаружением эффекта повышения температуры на дно резонатора за доли секунды они стали применяться для поджига горючих топливных смесей, а также тогда, когда нужны высокотемпературные источники тепла (Ляхов В.Н. Подлубный В.В. Титаренко В.В. Воздействие ударных волн и струй на элементы конструкций. М. Машиностроение, 1989, 392 с.). Одним из вариантов конструктивного воплощения этого эффекта является прямоточный воздушно-реактивный двигатель (заявка ФРГ N 4139338, МПК F 02 К 1/04 и F 02 К 7/10,1982). Он создает тягу за счет импульсного (пульсирующего) режима истечения рабочего тела, получаемого в результате сгорания топливно-воздушной смеси. Данный режим работы реализуется в резонансной трубе, создающей разрежение благодаря колебаниям столба рабочего тела, а подвод воздуха осуществляется через кольцевые щели. Несмотря на то, что данное устройство имеет много общего с заявляемым, оно не может реализовать детонационный режим горения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Камера пульсирующего двигателя детонационного горения» (патент РФ №2084675, МПК F 02 K 15/02,1998.). Она состоит из состоит из резонатора и сверхзвукового сопла, установленных в едином корпусе. В основу разработки данной детонационной камеры положен принцип работы генератора Гартмана.

При этом резонатор выполняется в виде трубки, замкнутой с одной стороны, а между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью сопла образована полость, являющаяся камерой смещения, выходная часть которой представляет критическое сечение с дальнейшим переходом в сверхзвуковое сопло внешнего расширения с усеченным центральным телом.

Однако данному устройству присущ существенный недостаток, заключающийся в низкой надежности устройства. Это объясняется существованием области соприкосновения между продуктами детонации и рабочей смесью. В свою очередь это вызывает воспламенение рабочей смеси, что исключает ее детонацию. Кроме того, если в первоначальный

момент времени детонация не возбудится, то в дальнейшем она уже не возникнет. Для устранения данного недостатка необходимо повысить вероятность ее возникновения в первоначальный момент работы камеры.

Задачей полезной модели является повышение надежности работы детонационной камеры.

Техническим результатом предложенной камеры пульсирующего двигателя детонационного горения является дополнительный подвод энергии к рабочей смеси в момент ее сжатия и исключения соприкосновения рабочей смеси и продуктов детонации.

Поставленная задача достигается тем, что камера пульсирующего двигателя детонационного горения содержит расположенные в корпусе сверхзвуковое сопло и расположенный с ним соосно резонатор в виде трубки, обращенной одним открытым кольцом в сторону истечения рабочего тела. При этом в донной части резонатора установлен инициатор, а сверхзвуковое сопло выполнено таким образом, что сечение его входной части размещено в плоскости перехода внутренней цилиндрической поверхности резонатора в коническую.

На чертеже показана схема блок рулевого привода летательного аппарата,

где: 1 - резонатор;

2 - сверхзвуковое сопло;

3 - корпус;

4 - прокладка;

5 - болты;

6 - окно в корпусе.

Камера пульсирующего двигателя детонационного горения состоит из резонатора 1 и сверхзвукового сопла 2, установленных в едином корпусе 3.

Резонатор 1 предназначен для создания ударных волн и возбуждения детонационного горения. Он выполнен в виде трубки цилиндрической (слабо конической) формы, замкнутой с одного конца и обращенной открытым концом в сторону сопла.

Сверхзвуковое сопло 2 предназначено для разгона рабочей смеси до скоростей с М>2 и направления ее во внутрь резонатора 1, а также для разгона газов, истекающих из полости резонатора. Сверхзвуковое сопла 2 выполнено таким образом, что сечение его входной части размещено в плоскости перехода внутренней цилиндрической поверхности резонатора в коническую.

Резонатор 1 и сверхзвуковое сопло 2 установлены в корпусе 3 соосно и таким образом, что между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью сопла образована полость, являющаяся камерой смешения "а", предназначенной для создания рабочей

смеси. Выходная часть камеры смешения "а" является кольцевым критическим сечением. На торцевой и боковой поверхностях корпуса 3 равномерно размещены подводящие каналы для окислителя (газ) и горючего (газ или жидкость). Причем оси симметрии каналов для лучшего смесеобразования пересекаются. Выход рабочей смеси из камеры "а" осуществляется через критическое сечение сопла внешнего расширения.

Настройка камеры двигателя на заданный режим ее работы осуществляется путем изменения площади критического сечения. Это достигается посредством подбора толщины прокладки 4, установленной между фланцами корпуса 3 и сверхзвукового сопла 2, которые скрепляются между собой болтами 5.

Работает камера пульсирующего двигателя детонационного горения следующим образом.

При подаче компонентов топлива в смесительную камеру "а", в ней происходит процесс смешения. Образовавшаяся рабочая смесь, истекая через критическое сечение, приобретает сверхзвуковую скорость. Камера всегда работает на установившемся режиме. Это объясняется тем, что давление в полости "а" равно давлению окружающей среды за счет сообщения с ней окнами 6.

Разогнанная до скорости М>2 рабочая смесь попадает во внутреннюю полость "б" резонатора 1, в которой возбуждается колебательный процесс с образованием ударных волн (эффект Гартмана), которые в свою очередь генерируют детонационные волны. При столкновении этих волн с замкнутым торцом резонатора образуются отраженные ударные волны. При этом происходит резкое повышение температуры и давления (эффект Шпрингера). Параметры резонатора рассчитываются таким образом, чтобы рабочая смесь, находящаяся в районе донной части, сдетонировала. Для повышения надежности работы камеры в момент столкновения рабочей смеси с донной частью резонатора, срабатывает инициатор 7, вызывая ее надежную детонацию за счет дополнительного подвода энергии и генерации мощной ударной волны.

Возникшая детонационная волна, отражаясь от донной части резонатора 1, устремляется к его выходу, перекрывая путь поступающей рабочей смеси. Детонационная волна, встречаясь со сверхзвуковым потоком рабочей смеси, образует "газовый затвор", который преграждает путь сверхзвуковому потоку рабочей смеси в резонатор 1. В дальнейшем продукты детонации, истекая через кольцевой зазор, образованный между соплом 2 и резонаторов 1, расширяются, что приводит к уменьшению давления. При выравнивании давлений продуктов детонация и рабочей смеси на срезе сопла происходит открытие "газового замка" и детонационная волна через полость "г" устремляется наружу. Надежная работы камеры обеспечивается разделением продуктов детонации и рабочей смеси стенками

сверхзвукового сопла 2. Новая порция рабочей смеси устремляется в резонатор 1 и процесс повторяется вновь.

Сила тяги создается за счет взаимодействия детонационной волны с дном резонатора (тяговой стенкой), а также за счет реактивной силы, образованной истекающей через сопло газовой сверхзвуковой струей. Суммарный импульс тяги пульсирующего двигателя детонационного горения прямо пропорционален частоте пульсации и величине давления на дно резонатора. Изменяя эти параметры можно осуществлять регулирование модуля вектора тяги.

Таким образом, постановка инициатора в районе донной части резонатора вызывает дополнительный подвод энергии к рабочей смеси в момент ее сжатия и генерацию мощной ударной волны, а размещение резонатора и сверхзвукового сопла определенным образом исключает возможность соприкосновения рабочей смеси и продуктов детонации. Все это приводит к повышению надежности работы камеры пульсирующего двигателя детонационного горения.

Камера пульсирующего двигателя детонационного горения, содержащая расположенные в корпусе сверхзвуковое сопло и расположенный с ним соосно резонатор в виде трубки, обращенной одним открытым кольцом в сторону истечения рабочего тела, отличающаяся тем, что в донной части резонатора установлен инициатор, а сверхзвуковое сопло выполнено таким образом, что сечение его входной части размещено в плоскости перехода внутренней цилиндрической поверхности резонатора в коническую.

poleznayamodel.ru

Пульсирующий двигатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Пульсирующий двигатель

Cтраница 1

Пульсирующий двигатель можно применять при меньших скоростях полета, чем прямоточный, но ненадежная работа клапанов в условиях высоких температур ограничивает возможности его применения.  [1]

Желание получить пульсирующий двигатель объясняется очень просто.  [2]

Кроме того, на t t цикла пульсирующего двигателя влияет и величина X, характеризующая количество подведенного тепла в цикле.  [3]

Цикл бескомпрессорного двигателя со сгоранием топлива при v const ( пульсирующий двигатель) изображен на фиг.  [4]

Турбореактивный двигатель может обеспечить максимальную скорость самолета, не большую удвоенной скорости звука, а пульсирующий двигатель - не превышающую звуковой.  [5]

В отличие от прямоточного воздушно-реактивного двигателя со сгоранием топлива при р const ( непрерывный процесс горения) пульсирующие двигатели могут эффективно работать и при сравнительно небольших скоростях движения двигателя.  [6]

В отличие от прямоточного воздушно-реактивного двигателя со сгоранием топлива при р const ( непрерывный процесс горения), пульсирующие двигатели могут эффективно работать и при сравнительно небольших скоростях движения его относительно воздуха.  [7]

В Чехословакии применение аэрозолей для защиты растений и запасов сельскохозяйственных продуктов от вредных насекомых началось с 1949 г. В поисках наилучшего варианта были опробованы различные генераторы, включая генератор на выхлопе самолетного двигателя и генератор с пульсирующим двигателем. Характерная особенность работы чехословацких исследователей заключалась в том, что в процессе поисков ими было опробовано применение некоторых фосфор-органических пестицидов, в частности Е-605 ( тиофос), в виде термомеханических аэрозолей.  [8]

Использование этого процесса для периодического заполнения объема воздуха и для сжатия тошгавно-воздушной смеси позволяет отказаться от компрессора. Схема подобного пульсирующего двигателя, который использовался на немецких самолетах-снарядах V-1, изображена на рис. 6.16, в. Воздух поступает в камеру сгорания при атмосферном давлении через автоматически действующие пластинчатые клапаны, которые открываются при возникновении разрежения в камере. Истечение газов продолжается в силу инерции их массы в длинной трубе 6 и после достижения в камере атмосферного давления, что и создает разрежение. В газах, выходящих из трубы, под действием атмосферного давления возникает волна повышенного давления, которая перемещается в сторону камеры сгорания и сжимает свежий заряд. Частота процесса сгорания соответствует частоте колебания газа в трубе. Подобный двигатель может использоваться в качестве генератора газа для турбины; для уменьшения длины двигателя трубу навивают вокруг него.  [9]

Зажигание включается только при запуске двигателя. По мере установления устойчивого процесса горения воспламенение горючей смеси происходит от высокой температуры продуктов сгорания. На рис. 88 представлено изменение давления в камере сгорания пульсирующего двигателя.  [10]

Точка / у них общая как точка, определяющая одно и то же начальное состояние газа. Точка 2 также общая, так как по условию степень сжатия у двигателей одинакова. Поэтому для удобства сравнения она выбрана совпадающей с точкой 3 цикла пульсирующего двигателя. Qi в этих циклах одинаково, a Ltt пульсирующего двигателя больше Lu поршневого на величину заштрихованной площади.  [11]

Точка / у них общая как точка, определяющая одно и то же начальное состояние газа. Точка 2 также общая, так как по условию степень сжатия у двигателей одинакова. Поэтому для удобства сравнения она выбрана совпадающей с точкой 3 цикла пульсирующего двигателя. Qi в этих циклах одинаково, a Ltt пульсирующего двигателя больше Lu поршневого на величину заштрихованной площади.  [12]

В этих двигателях гашение и повторный запуск достигаются благодаря механическому разделению слоев топлива тепловыми экранами. Каждый слой топлива имеет свой воспламенитель. Отсечка тяги ( или ее регулирование) по команде в таких РДТТ невозможна. Однако существует множество приложений, в которых требуются отсечка тяги и повторный запуск в соответствии с заранее заданной программой. Важнейшим преимуществом пульсирующего двигателя является то что в нем можно использовать топливо с любой желаемой рецептурой.  [13]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Двигатель пульсирующий - Энциклопедия по машиностроению XXL

На электровозах переменного тока со статическими преобразователями тяговые двигатели пульсирующего тока по конструкции мало отличаются от двигателей электровозов постоянного  [c.214]

Значительный опыт по автоматизации сборочных работ накоплен зарубежным машиностроением. Так, на заводе фирмы Плимут автоматизирована сборка У-образных двигателей с темпом сборки 24 сек. Узловая сборка элементов двигателя, в частности головок цилиндров, производится на особых линиях, с которых собранные узлы подаются на главную линию сборки двигателя. Пульсирующее и ритмичное перемещение собираемого двигателя от одной позиции к другой позволяет применять автоматически действующие пневматические многошпиндельные головки для завертывания винтов и гаек с тарированным крутящим моментом, а также другие автоматические устройства. Однако операции предварительного навертывания гаек и ввертывания винтов, постановки прокладок и некоторые другие сборочные работы производятся вручную. Притирка отверстий, установка коленчатого вала, затяжка гаек, прессовые посадки и другие элементы процесса сборки производятся автоматически.  [c.474]

Особенности коммутации тяговых двигателей пульсирующего тока. На электропоездах переменного тока тяговые двигатели постоянного тока получают питание от трансформатора через специальную выпрямительную установку. Напряжение, подводимое от нее к двигателям,— пульсирующее и может быть представлено как сумма постоянной составляющей и высших гармонических, из которых практически следует учитывать только вторую, так как величина гармоник высшего порядка весьма мала и ими можно пренебречь.  [c.73]

Такие двигатели (пульсирующие воздушно-реактивные двигатели) применялись на самолетах-снарядах Фау-1. Прим. ред.  [c.79]

Масло к клапанному механизму подается по каналу 9 в блоке двигателя пульсирующим потоком от третьей шейки 8 распределительного вала, в момент совпадения наклонного канала 7, сделанного в этой шейке, со сверлениями во втулке. Пульсирующий поток исключает излишнюю подачу масла к клапанному механизму и попадание его через втулки клапанов в цилиндры. От канала 9 по трубке 10 масло поступает во внутреннюю полость осей коромысел 1, откуда через поперечные отверстия в стенках осей — к втулкам коромысел. Контактные поверхности толкателя, штанги, коромысла и стержень клапана смазываются маслом, вытекающим из зазора втулок коромысел.  [c.67]

Практическое значение имеют реактивные двигатели, работающие на твердом топливе, жидкостные реактивные двигатели, пульсирующие воздушно-реактивные двигатели.  [c.192]

Тяговые двигатели электровозов переменного тока, которые часто называют двигателями пульсирующего тока, по своей конструкции и схеме включения несколько отличны от обычных двигателей постоянного тока. Для снижения пульсационных потерь в магнитной системе машины обмотки возбуждения постоянно шунтированы активным сопротивлением как показано на рис. 39 и 41.  [c.48]

На немецком самолете-снаряде ФАУ-1 установлен бес-компрессорный воздушно-реактивный двигатель пульсирую-ш,его типа (рис. 117).  [c.146]

Тяговые двигатели пульсирующего тока служат для преобразования электрической энергии в механическую, необходимую для вращения колесных пар моторного вагона.  [c.23]

Та блица 3.3. Основные технические данные тяговых двигателей пульсирующего тока  [c.57]

При удельном расходе воздуха на охлаждение двигателя выше 2 м /мин на 1 кВт потерь температура нагрева обмоток снижается. медленно — наступает так называемое воздушное насыщение двигателя. У тяговых двигателей пульсирующего тока отечественного производства этот показатель находится в пределах 1,7 -2,0 м /.мин на 1 кВт.  [c.58]

Обмотка якоря (см табл 3 4) состоит из отдельных катушек (секций), изготовленных из медных проводников прямоугольного сечения. В тяговых двигателях пульсирующего тока применяют, как правило, простые петлевые обмотки, в которых число параллельных ветвей равно числу пар полюсов, они имеют уравнительные соединения первого рода Корпусная изоляция обмотки якоря стеклослюдинитовая лента ЛС1-К-И0, она представляет собой композицию из слюдинитовой бумаги и одной или двух подложек, пропитанную эпоксидно-полиэфирным ком-  [c.77]

Основные параметры тяговых двигателей. На электропоездах перемен тока применяются тяговые двигатели пульсирующего тока, которые, как и дв тели постоянного тока, характеризуются тремя значениями мощности  [c.72]

Номинальным напряжением тяговых двигателей считается напряжение, соответствующее номинальному режиму работы, при условиях, для которых они предназначены заводом-изготовителем. Но рабочее напряжение может быть больше и меньше но.минального. Отечественные ГОСТы допускают повышение напряжения в контактной сети у токоприемника на 25% выше номинального напряжения электродвигателей. Тяговые двигатели пульсирующего тока, питающиеся через тяговый трансформатор и выпрямительную установку вагона от напряжения контактного провода переменного тока, должны надежно работать при повышении напряжения в контактной сети на токоприемнике э. п. с. на 16% или понижении его на 24%.  [c.73]

Условия работы компрессора комбинированного двигателя имеют свои особенности. Они обусловлены требованиями к характеристике комбинированного двигателя, пульсирующим характером подачи воздуха в цилиндры двигателя, схемой связи компрессора, поршневого двигателя и турбины, а также конструктивным выполнением воздухосборников с одним, двумя и, реже, более отводами воздуха.  [c.187]

На двигателях, имеющих настроенную систему выпуска с индивидуальными выпускными патрубками на каждый цилиндр, можно применять бескомпрессорную подачу дополнительного воздуха с помощью малоинерционных обратных клапанов (пульсаров). Пульсары (рис. 38), устанавливаемые на выпускном трубопроводе двигателя, срабатывают от импульсов разрежения, возникающих в пульсирующем потоке ОГ двигателя за выпускными клапанами. Лепестковый клапан пульсара открывается в момент разрежения (рис. 39) в потоке ОГ и пропускает в коллектор воздух, а при прохождении волны повышенного давления запирается. Следует отметить, что производительность пульсаров мало зависит от противодавления в системе выпуска, что немаловажно при установке нейтрализаторов последовательно со стандартным глушителем шума выпуска. Установка пульсаров практически не влияет на топливно-скоростные характеристики автомобиля.  [c.67]

К циклически нагруженным относятся соединения, подвергающиеся действию пульсирующей или знакопеременной силы (давление рабочих тазов в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, силы инерции движущихся масс в головках шатунов и подшипниках кривошипно-шатунных механизмов). I  [c.425]

Термический к. п. д. пульсирующего двигателя можно определить по формуле (13.3)  [c.171]

Пульсирующий двигатель можно применять при меньших скоростях полета, чем прямоточный, но ненадежная работа клапанов в условиях высоких температур ограничивает возможности его применения.  [c.172]

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (со сгоранием топлива  [c.570]

Пульсирующий ВРД, вследствие значительно большего давления в конце процесса сгорания топлива, имеет несколько лучший по сравнению с прямоточным двигателем термический КПД.  [c.538]

Термический КПД цикла пульсирующего воздушно-реактивного двигателя определяется по формуле (1.283), а работа цикла — по формуле (1.284), поэтому с ростом тепловой нагрузки двигателя (увеличение количества подведенной теплоты 1) увеличивается как термический КПД, так и работа цикла.  [c.63]

Номинальным напряжением тяговых двигателей считается напряжение, соответствующее номинальному режиму их работы в условиях эксплуатации. Однако рабочее напряжение может быть как больше, так и меньше номинального. ГОСТ 2582—72 Машины электрические постоянного и пульсирующего тока тяговые допускает повышение напряжения в контактной сети у то1 оприемника подвижного состава на 25% выше номинального напряжения электродвигателей, а для двигателей, работающих на поездах в режиме рекуперативного торможения,— на 27%. Тяговые двигатели пульсирующего-тока должны надежно работать при повышении напряжения в контактной сети у токоприемника подвижного состава на 16% или при понижении его на 24%.  [c.66]

На. участках переменного тока работают локомотивы со статическими преобразователями и двигателями пульсирующего тока. Созданы опытные образцы мощных электровозов с бесколлекторными двига- телями — асинхронными и вентильными.  [c.95]

Грузовые отечественные электровозы переменного тока серийного производства выполнены на напряжение 25 кВ, частотой 50 Гц, двойного питания —на напряжение 25 и 3 кВ соответственно переменного и постоянного тока (табл. 1.2), электровозы имеют коллекторные тяговые двигатели пульсирующего тока, индивидуальный привод и опорно-осевое подвешивание тяговых двигателей как со ступенчатым, так и с плавным бесконтактным регулированием напряжения, выпускаются в 6-, 8- и 12-осном исполнениях.  [c.5]

Тяговые двигатели пульсирующего тока, кроме двигателя НБ-420Б, выполнены шести-нолюсными. Шестиполюсное исполнение двигателей по сравнению с четырехполюсными усложняет щеточно-коллекторный узел, но при этом даст возможность уменьшить массу двигателя на 7-10% и массу его меди на 30%.  [c.57]

Сердечники добавочных полюсов (см. табл. 3.10) в ТЯ10ВЫХ двигателях пульсирующего тока выполняют шихтованными. Их набирают из листов электротехнической стали, изолированных лаковой пленкой, спрессовывают и удерживают в спрессованном состоянии с помошью боковин и специальных стержней с развальцованными концами. Для крепления к остову в сердечниках имеются стержни с резьбовыми отверстиями. Для удержания катушек к сердечникам приклепаны угольники из латуни.  [c.74]

В качестве привода вспомогательных устройств и механизмов (компрессоры, вентиляторы, масляные насосы, генераторы управления и др.) на грузовых отечественных электровозах переменного тока применяются трехфазные асинхронные двигатели (табл. 4.1 и 4,2), получающие питание от асинхронных несимметричных расщепителей фаз (см. табл. 4.1), на электровозах двойного напряжения (ВЛ82. ВЛ82 ) для всех механизмов, за исключением масляных насосов,— высоковольтные двигатели пульсирующего то-  [c.81]

Воздушно-реактивные двигатели (ВРД) в зависимости от процесса подвода теплоты могут быть разделены на прямоточные с горением при р = onst и пульсирующие с горением при о == onst они бывают бескомнрессорные н турбокомпрессорные.  [c.289]

В пульсирующих ВРД давление в конце горения топлива значительно выше, чем в прямоточных, поэтому и к. п. д. у них имеет большее значение. Однако из-за сложности установки и периодического характера действия такие двигатели суш ествепного распространения не получили.  [c.291]

Бескомпрессорные воздушно-реактивные двигатели делятся на прямо- точные (сгорание топлива при р = onst) и пульсирующие (сгорание топлива при V = onst).  [c.568]

Цикл пульсирующего воздушно-реактивного двигателя с подводогл теплоты при V = onst не отличается от цикла газотурбинной установки с изо-  [c.570]

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель вследствие значгггельно большей величины давления в конце процесса сгорания топлива имеет повышенный (по сравнению с прямоточным двигателем) термический к. и. д., что позволяет применять этот двигатель при меньших скоростях полета. В связи,с усложнением конструкции и большими давлениями в камере сгорания удельная масса пульсирующих реактивных двигателей несколько выше, чем прямоточных.  [c.570]

Реактивные двигатели (РД) — это двигатели с газообразным рабочим телом, в которых химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию продуктов сгорания, расширяющихся в соплах и создающих силу тяги при истечении в сторону, противоположную движению аппарата. Существует классификация РД, в которой эти двигатели подразделяются на две основные группы воздушно-реактивные двигатели (ВРД) и ракетные двигатели (РД). Воздушно-реактивные двигатели подразделяют на компрессорные, или турбореактивные, и бескомп-рессорные — прямоточные и пульсирующие. В воздушно-реактивных двигателях окислителем топлива служит атмосферный воздух. Ракетные двигатели подразделяют на жидкостные и двигатели, работающие на твердом топливе. В ракетных двигателях окислитель топлива (например, жидкий кислород) находится на борту летательного аппарата [21, 24].  [c.154]

ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (СО СГОРАНИЕМ ТОПЛИВА ПРИ V= onst)  [c.423]

В бескомпрессорном пульсирующем воздущно-реактивном двигателе воздух сжимается в диффузоре адиабатно 12 (см. рис. 1.31, б), сгорание рабочей смеси осуществляется в изолированном объеме (изохорный процесс 24). Продукты сгорания при движении в конфузоре и выпускной трубе расщиряются а,ща-батно до давления внещней среды (процесс 45), затем происходит изобарный процесс охлаждения — отдача теплоты  [c.62]

mash-xxl.info

Пульсирующий двигатель детонационного горения типа порфед

 

Пульсирующий двигатель детонационного горения содержит смонтированные в едином корпусе и образующие блочную конструкцию двухрежимный прямоточный воздушно-реактивный двигатель с входным диффузором и соплом и расположенный во внутреннем корпусе пульсирующий двигатель с центральным телом и корпусом. Пульсирующий двигатель выполнен детонационного горения. Внутренний корпус выполнен с окнами, а конус - выдвижным. На центральном теле размещены элементы системы подачи компонентов пульсирующего двигателя детонационного горения и системы инициирования. На входе в пульсирующий и прямоточный двигатели и на выходе из последнего установлены створки. Внутренний корпус закреплен в едином корпусе с помощью пилонов, за которыми установлены исполнительные элементы системы подачи компонентов в камеру сгорания прямоточного двигателя и их воспламенения. Элементы управления створками и всеми системами двигателя входят в состав общей системы управления. Такое выполнение двигателя расширяет диапазоны режимов его работы. 1 ил.

Изобретение относится к энергосиловым установкам, не имеющим турбин или иных двигателей, приводящих компрессор или нагнетатель, а точнее - к комбинированным прямоточно-пульсирующим воздушно-реактивным двигателям.

Имеется опыт применения двигателей, состоящих, например, из турбореактивных (ТРД) и ракетных (РД) двигателей или их комбинаций, имеющих общий привод и размещенных в едином корпусе. В массовом отношении такие двигатели выгоднее, чем простая комбинация ТРД и РД.

Известен ракетно-турбинный двигатель комбинированного типа, представленный на рис. 5.3. Р.И.Курзинера "Реактивные двигатели для больших сверхзвуковых скоростей полета". М.: Машиностроение, 1989, с. 167. Данный двигатель ATR предложен для перспективного одноступенчатого ВКС военного назначения и может быть отработан, как утверждают зарубежные специалисты, через 10...15 лет. Для такого типа двигателя характерно расширение диапазона достигаемых скоростей и высот полета. Несмотря на то, что данный тип двигателя еще не освоен ни одной страной, дальнейшее развитие ракетной и космической техники уже сейчас требует своего дальнейшего совершенствования, например, при разработке и создании аэродинамического самолета. Для летательных аппаратов, перспективных до 2000 г. и далее, требуется широкий диапазон плавного изменения скорости их полета, начиная от дозвуковых и кончая гиперзвуковым, а также, чтобы их двигатели работали экономично на любых высотах вплоть до безвоздушного пространства.

Наиболее близким по принципу работы и техническому устройству является решение, описанное в заявке DE 3644020 A1, МПК F 02 K 7/10, 1987 г. Однако существенным недостатком существующих и предполагаемых в обозримом будущем схем и конструкций комбинированных двигателей является наличие в них подвижных частей, что усложняет и утяжеляет их устройство, уменьшает ресурс работы и т.д.

Задача изобретения состоит в реализации полета летательного аппарата (ЛА) в широком диапазоне высот и скоростей.

Решение поставленной задачи осуществляется за счет объединения в одной конструкции различных типов двигателей.

Поставленная задача достигается тем, что в единой блочной конструкции размещены двухрежимный прямоточный воздушно-реактивный двигатель с входным диффузором и соплом совместно с пульсирующим двигателем с центральным телом и конусом. Отличительной особенностью конструкции является то, что пульсирующий двигатель использует детонационное горение. Элементы системы подачи компонентов пульсирующего двигателя детонационного горения размещены на центральном теле с выдвижным конусом. На входе в пульсирующий и прямоточный двигатели и на выходе из последнего установлены створки, при этом внутренний корпус, имеющий окна, закреплен в едином корпусе с помощью пилонов, за которыми установлены исполнительные элементы системы подачи компонентов в камеру сгорания прямоточного двигателя и их воспламенения, причем элементы управления створками и всеми системами двигателя входят в состав общей системы управления.

На чертеже представлена конструктивно-компоновочная схема комбинированного ПДДГ, которая представляет собой комбинацию двух двигателей: ПДДГ и двухрежимного ПВРД, объединенных в единой конструкции. ПДДГ (1) предназначен для создания тяги на малых скоростях полета летательного аппарата (ЛА) в условиях космического пространства и на всех промежуточных режимах работы двигателя. ПВРД (2) предназначен для создания тяги на больших скоростях полета ЛА.

ПДДГ состоит из корпуса 3 с окнами, центрального тела 4, системы подачи компонентов топлива 5, системы инициирования 6, выдвижного конуса 7, створок 8.

Двухрежимный ПВРД состоит из корпуса 9 со створками 10 и элементов системы подачи компонентов топлива 11.

Комбинированный ПДДГ может функционировать в нескольких режимах работы. При этом подачу компонентов топлива в ПВРД и в ПДДГ осуществляет единая система подачи компонентов топлива и по команде от общей системы управления работой комбинированного двигателя.

Первый режим работы комбинированного двигателя - совместный режим ПДДГ с эжекторным усилителям тяги.

Исходное положение. ЛА находится в предстартовом положении. При этом створки 8 ПДДГ находятся в исходном (нейтральном) положении, передние створки 10 ПВРД подняты, а задние (выходные) - в исходном (нейтральном) положении. Выдвижной конус 7 в исходном (задвинутом) положении. Перед запуском двигателя детонационная камера ПДДГ первоначально заполняется рабочей смесью из системы подачи компонентов топлива 5. Происходит заполнение полости "б". По окончании ее заполнения система инициирования 6 выдает детонационный импульс, под действием которого рабочая смесь детонирует. Образовавшаяся детонационная волна распространяется только в сторону выходного сопла. Распространению ее вперед препятствует система скачков уплотнений, образовавшаяся в результате взаимодействия детонационной волны с центральным телом 4. Детонационная волна, выходя из сопла ПДДГ, превращается в ударную волну, которая, направляясь к выходной части корпуса 9, создает на его входе разрежение. За счет возникающего эффекта эжекции создается дополнительная составляющая тяги.

Кроме того, за счет движения детонационной волны в корпусе 3 ПДДГ создается эжектирующий эффект в полости "а", что обеспечивает процессы продувки, подачи компонента топлива и смесеобразования, а также заполнения внутреннего объема корпуса 3 очередной порцией рабочей смеси. Далее процесс повторяется. При этом в детонационную камеру ПДДГ в качестве топлива подается только горючее, а в качестве окислителя используется воздух из окружающей среды.

Тяга комбинированного двигателя на первом режиме его работы создается за счет взаимодействия детонационной волны с центральным телом, за счет истечения продуктов детонации через сопло и за счет эжектирующего эффекта, возникающего на входе в ПВРД. За счет создавшейся тяги ЛА трогается с места.

Второй режим работы комбинированного ПДДГ - совместный режим ПДДГ и ПВРД. Данный режим осуществляется в процессе полета ЛА до скоростей с M 3.

Исходное положение. ЛА находится в полете на траектории. При этом створки 8 ПДДГ прикрыты, а выдвижной конус 7 выдвинут настолько, что обеспечивается заданный режим работы ПДДГ.

Передние и задние створки 10 ПВРД прикрыты. Передние створки обеспечивают заданный расход воздуха, а задние - требуемое значение площади критического сечения, образуемой между срезом сопла ПДДГ и створками 10.

Работает ПДДГ аналогично вышеописанному режиму. Компонентами топлива для ПВРД являются горючее из системы подачи 5 и в качестве окислителя воздух окружающей среды.

Запуску ПВРД предшествует процесс заполнения полости "а" рабочей смесью. По мере ее заполнения подается команда на воспламенение. Как подача горючего, так и воспламенение рабочей смеси осуществляются элементами подачи компонентов топлива и их воспламенения 11. Тяга ПВРД создается за счет истечения продуктов сгорания из камеры сгорания.

Общая тяга, необходимая для перемещения ЛА и создаваемая комбинированным двигателем, складывается из тяг, создаваемых как ПДДГ, так и ПВРД.

Третий режим работы комбинированного двигателя - совместный режим ПДДГ и гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД). Данный режим осуществляется в процессу полета ЛА со скоростями M > 3.

Исходное положение. ЛА находится в полете, при этом передние створки 10 ПВРД находятся в нейтральном положении, а задние - в открытом положении, что обеспечивает процесс сверхзвукового горения рабочей смеем в камере ПВРД и дальнейший разгон продуктов сгорания. Положение остальных подвижных частей соответствует второму режиму работы, но с настройкой их на заданный режим работы двигателя, соответствующий требуемой скорости полета ЛА.

Отличительной особенностью работы двигателя на данном режиме является то, что сверхзвуковой поток воздуха практически не тормозится в камере ПВРД, что обеспечивает в ней процесс сверхзвукового горения. Так как течение продуктов сгорания в ПВРД сверхзвуковое, то необходимость в создании критического сечения отпадает и дальнейший разгон продуктов сгорания осуществляется за счет увеличения площади поперечного сечения выходного канала сопла.

Общая тяга комбинированного двигателя складывается из тяги ПДДГ и ГПВРД, однако основную составляющую тяги создает ГПВРД.

Четвертый режим работы комбинированного двигателя - двухконтурный ПДДГ. Данный режим работы используется в процессе полета ЛА в разреженных слоях атмосферы или в космическом пространстве.

Исходное положение. ЛА находится в полете в разреженных слоях атмосферы или в космическом пространстве. При этом створки 8 ПДДГ закрыты полностью, выдвижной конус 7 находится в исходном положении, передние створки 10 ПВРД закрыты, а задние - открыты, что образует второй контур ПДДГ. Двухкомпонентная рабочая смесь, состоящая как из горючего, так и из окислителя заполняет полости "а", "б" и "в" двигателя с помощью системы подачи компонентов 5. По мере их заполнения от системы инициирования 6 по команде системы управления двигателем поступает детонационный импульс. Рабочая смесь, находящаяся в полости "б", детонирует. Образовавшаяся детонационная волна начинает распространяться в сторону сопла ПДДГ. Кроме того, она через специальные окна, выполненные в корпусе 3, распространяется во второй контур ПДДГ (полость "в" ПВРД) и вызывает в нем детонацию рабочей смеси. Образовавшаяся детонационная волна устремляется в сторону сопла ПВРД. В дальнейшем процесс повторяется вновь с частотой, задаваемой системой управления двигателем.

Тяга комбинированного двигателя создается как за счет взаимодействия детонационных волн с закрытыми створками 8 и 10, так и за счет истечения продуктов детонации через выходные сопла обоих контуров.

Предложенная конструктивная схема комбинированного двигателя даст возможности для разработки в следующем столетии как нового пилотируемого транспортно-космического и аэрокосмического летательных аппаратов, так и новых видов оружия.

Предложенная схема позволит расширить диапазон изменения скорости летательного аппарата, начиная от дозвуковых ее значений и кончая гиперзвуковым на различных высотах его полета.

Конструктивное выполнение различных типов двигателей в едином устройстве позволяет значительно улучшить массовые и геометрические характеристики летательных аппаратов по сравнению с автономным их использованием. Кроме того, для пульсирующих двигателей детонационного горения характерны малые расходы компонентов топлива и низкие давления их подачи в детонационную камеру, простота конструкции и отсутствие подвижных частей, высокая экономичность и сложность обнаружения летательного аппарата средствами ПВО и ПРО. Данный тип двигателя работает на всей траектории полета и может использовать такие компоненты топлива, которые имеют широкую, разнообразную и дешевую сырьевую базу.

Пульсирующий двигатель детонационного горения, содержащий смонтированные в едином корпусе и образующие блочную конструкцию двухрежимный прямоточный воздушно-реактивный двигатель с входным диффузором и соплом, и расположенный во внутреннем корпусе пульсирующий двигатель с центральным телом и конусом, отличающийся тем, что пульсирующий двигатель выполнен детонационного горения, внутренний корпус - с окнами, конус - выдвижным, на центральном теле размещены элементы системы подачи компонентов пульсирующего двигателя детонационного горения и системы иницирования, на входе в пульсирующий и прямоточный двигатели и на выходе из последнего установлены створки, при этом внутренний корпус закреплен в едином корпусе с помощью пилонов, за которыми установлены исполнительные элементы системы подачи компонентов в камеру сгорания прямоточного двигателя и их воспламенения, причем элементы управления створками и всеми системами двигателя входят в состав общей системы управления.

Рисунок 1

www.findpatent.ru


Смотрите также