Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Область применения полезной модели - авиационные силовые установки.

Сущность изобретения: Двигатель состоит из кольцевой камеры сгорания 1, серии U-образных резонансных труб 2, имеющих поперечное сечение в виде сектора кольцевого канала, увеличивающееся по направлению выхлопа, серии аэродинамических клапанов, выполненных в виде изогнутых труб 3 и кожуха 4. Резонансные трубы 2 присоединенных к наружной оболочки кольцевой камеры сгорания 1, а аэродинамические клапаны 3 присоединенных к внутренней оболочки кольцевой камеры сгорания 1. Кольцевая камера сгорания 1 и кожух 4 образуют два соосных канала эжекции, причем в наружный кольцевой канал воздух эжектируется за счет выхлопа из резонансных труб 2, а во внутренний канал воздух эжектируется за счет выхлопа из аэродинамических клапанов 3.

При этом представление аэродинамического клапана и резонансной трубы в виде серии аэродинамических клапанов 3 и серии резонансных труб 2 меньшего поперечного сечения позволит уменьшить акустическую мощность для каждой трубы и клапана в отдельности и увеличит затухание акустической энергии в атмосфере излучаемой каждой отдельной трубой и клапаном.

Такая схема двигателя позволит легко интегрировать его как в мотогондолу, так и в фюзеляж летательного аппарата.

1 илл.

Полезная модель относится к области авиационных силовых установок, в частности к резонансно-волновым пульсирующим воздушно-реактивным двигателям с аэродинамическим клапаном, но может быть использована также в энергетике в качестве генератора горячего газа.

Известен пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (патент США 3462955 от 1969 г. МПК F02K 7/02, F02C 5/00) представляющий собой цилиндрическую камеру сгорания с аэродинамическим клапаном в виде конической трубы и U-образной резонансной трубой, непрерывно увеличивающей поперечное сечение в направлении выхлопа.

Однако данная конструкция двигателя обладает рядом недостатков. Во-первых, конструкция не обладает осевой симметрией, что усложняет интеграцию такого двигателя в летательный аппарат. Во-вторых, двигатель генерирует сильный шум. В-третьих, из-за несимметричности двигателя применение эжекторных увеличителей тяги приводит к увеличению длины двигателя и еще больше усложняет его интеграцию в летательный аппарат.

В основу полезной модели поставлена задача повышения степени интеграции пульсирующего воздушно-реактивного двигателя в корпус летательного аппарата, повышения его тяги и снижения шума создаваемого им.

Поставленные задачи достигаются, во-первых, за счет применения кольцевой камеры сгорания и наружного кожуха двигателя. Во-вторых, путем разделения аэродинамического клапана и резонансной трубы на серию аэродинамических клапанов и серию резонансных U-образных труб меньшего поперечного сечения.

На фиг.1 представлен общий вид и разрез малошумного эжекторного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя.

Двигатель состоит из кольцевой камеры сгорания 1, серии U-образных резонансных труб 2, серии аэродинамических клапанов, выполненных в виде изогнутых труб 3 и кожуха 4.

Двигатель работает следующим образом (см. фиг.1). В результате сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания 1 происходит повышение давления в тракте двигателя и начинается истечение продуктов сгорания через аэродинамические клапаны 3 и резонансные трубы 2. Внутренняя оболочка кольцевой камеры сгорания 1 образует канал, в который происходит истечение газов из аэродинамических клапанов 3 и эжекция дополнительной массы воздуха, что способствует увеличению тяги двигателя и снижению его удельного расхода топлива. Наружная оболочка кольцевой камеры сгорания 1 совместно с кожухом 4 образует кольцевой канал, в котором расположены резонансные трубы 2. В этот же кольцевой канал происходит истечение газов из резонансных труб 2 и эжекция дополнительного воздуха, что так же способствует увеличению тяги двигателя и снижению его удельного расхода топлива. Этот факт увеличения тяги пульсирующего воздушно-реактивного двигателя на 120-140% за счет эжекции зарегистрирован 20.03.86 открытием №314 (Челомей В.Н. Избранные труды, М., Машиностроение, 1989). При этом резонансные трубы имеют поперечное сечение в виде сектора кольцевого канала, увеличивающееся по направлению выхлопа. Таким образом, кольцевая камера сгорания 1 и кожух 4 образуют два соосных контура эжекции: внутренний и наружный. Такая схема двигателя позволит легко интегрировать его как в мотогондолу, так и в фюзеляж летательного аппарата. При этом представление аэродинамического клапана и резонансной трубы в виде серии аэродинамических клапанов 3 и серии резонансных труб 2 меньшего поперечного сечения позволит уменьшить акустическую мощность для каждой трубы и клапана в отдельности и увеличит затухание акустической энергии в атмосфере излучаемой каждой отдельной трубой и клапаном.

1. Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, состоящий из камеры сгорания, резонансных труб, аэродинамических клапанов, и кожуха, отличающийся тем, что камера сгорания имеет кольцевое поперечное сечение.

2. Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что аэродинамический клапан представлен в виде серии аэродинамических клапанов меньшего поперечного сечения, присоединенных к внутренней оболочки кольцевой камеры сгорания.

3. Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что аэродинамические клапаны представлены в виде изогнутых труб, направленных в сторону, противоположную полету.

4. Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что резонансная труба представлена в виде серии U-образных труб меньшего поперечного сечения, присоединенных к наружной оболочки кольцевой камеры сгорания.

5. Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что резонансные трубы имеют поперечное сечение в виде сектора кольцевого канала, увеличивающееся по направлению выхлопа.

6. Малошумный эжекторный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что кольцевая камера сгорания и кожух образуют два соосных канала эжекции, причем в наружный кольцевой канал воздух эжектируется за счет выхлопа из резонансных U-образных труб, а во внутренний канал воздух эжектируется за счет выхлопа из аэродинамических клапанов.