Энергетическая ракетно-поршневая установка стабилизации траектории
Предлагаемая полезная модель относится к энергетическим установкам, в частности к ракетным энергетическим установкам и такая установка может стать вспомогательной энергетической установкой аппарата в безвоздушном пространстве, например для стабилизации и корректировки его траектории при уводе с орбиты. Энергетическая ракетно-поршневая установка стабилизации траектории, включающая поршневой двухтактный двухцилиндровый оппозитный двигатель внутреннего сгорания. Выхлоп каждого из цилиндров поршневого двигателя соединен со своей пульсирующей реактивной камерой. На выходных каналах пульсирующих реактивных камер установлены эжекторные увеличители тяги. Впускной канал поршневого двигателя имеет возможность полного перекрытия притока воздуха в двигатель. В картере поршневого двигателя установлены две форсунки подачи жидких компонентов топлива - окислителя и горючего. На валу поршневого двигателя установлен обратимый электрический генератор. Предлагаемое техническое решение обеспечивает работу энергетической ракетно-поршневой установки в безвоздушном пространстве, снижение удельного расхода горючего по сравнению с аналогичными установками.
Предлагаемая полезная модель относится к энергетическим установкам, в частности к ракетным энергетическим установкам и может быть использована, например, в качестве энергетической установки на борту сводимого с орбиты аппарата для его стабилизации.
Известна энергетическая реактивно-поршневая установка [Патент RU 91599 U1], включающая поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, рабочий поршень, камеру сгорания, размещенный на валу поршневого двигателя центробежный компрессор, выход которого соединен с впускным коллектором поршневого двигателя, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена камерой ионизации, вход которой соединен с выхлопом поршневого двигателя, а также пульсирующей реактивной камерой, вход которой соединен с выходом камеры ионизации, при этом пульсирующая реактивная камера снабжена выходным каналом, на внешней поверхности которого размещен МГД-генератор, и эжекторным увеличителем тяги, установленным на выходе из выходного канала пульсирующей реактивной камеры. Недостатком такой схемы является высотность ее применения, ограниченная наличием во внешней среде окислителя.
Целью данной полезной модели является обеспечение работы энергетической ракетно-поршневая установка в безвоздушном пространстве и в среде с содержанием окислителя, снижение удельного расхода горючего обеспечивающее длительность работы.
Поставленная цель достигается тем, что в энергетической реактивно-поршневая установке, включающей поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, выхлоп которого соединен с пульсирующей реактивной камерой и эжекторный увеличитель тяги, установленный на выходе из выходного канала пульсирующей реактивной камеры, согласно заявляемой полезной модели, установка дополнительно снабжена пульсирующей реактивной камерой, и эжекторным увеличителей тяги, при этом поршневой двухтактный двигатель выполнен двухцилиндровым оппозитным и выхлоп каждого из цилиндров поршневого двигателя соединен со своей пульсирующей реактивной камерой, с установленными на выходных каналах пульсирующих реактивных камер эжекторными увеличителями тяги, впускной канал поршневого двигателя имеет возможность полного перекрытия притока воздуха в двигатель, а в картере поршневого двигателя установлены две форсунки подачи жидких компонентов топлива - окислителя и горючего, на валу поршневого двигателя установлен обратимый электрический генератор вместо компрессора.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема реактивно-поршневой энергетической установки.
Энергетическая реактивно-поршневая установка, состоит из установленного на валу 12, двухтактного оппозитного поршневого двигателя внутреннего сгорания 1 с общим картером 3, пульсирующих реактивных камер 4 и 5, выход каждой из которых соединен с эжекторным увеличителем тяги 6 и 7, причем в картере 3 установлены форсунки 8 и 9 для подачи окислителя и горючего, а на валу 12 установлен электрический обратимый генератор 13.
Установка работает следующим образом. При запуске оппозитного поршневого двухтактного двигателя 1 от обратимого генератора 13 в режиме электродвигателя, поршни расходятся и создают в общем картере 3 разрежение, куда через впускной канал 2 поступает атмосферный воздух, смешанный с топливом, двигатель начинает работать по двухтактному циклу. Обратимый генератор 13, соединенный с двигателем валом 12, начинает вырабатывать электроэнергию.
Продукты сгорания из каждого из цилиндров вместе с неиспользованной частью свежей продувочной смеси, попадают в пульсирующие реактивные камеры 4 и 5. В камерах 4 и 5 смесь поджигается с помощью калильных свечей 10 и 11, при этом происходит догорание оставшихся в смеси горючих компонентов. Из пульсирующих реактивных камер 3 и 4 продукты сгорания поступают далее в эжекторные увеличители тяги 6 и 7, где к ним добавляется эжектируемый (засаываемый) атмосферный воздух, за счет чего увеличивается масса рабочего тела, а, следовательно сила тяги, и снижается температура продуктов сгорания, выходящих из установки.
В условиях недостатка или отсутствия в окружающей атмосфере окислителя для горения топлива, в картере 3 установлены две форсунки 8 и 9 для подачи жидких компонентов топлива. С помощью форсунок -распылителей 8 и 9 компоненты топлива попадают в картер, где смешиваясь, образуют рабочую смесь, одновременно с этим поршни сходятся, вытесняя рабочую смесь в камеры сгорания цилиндров, где происходит возгорание рабочей смеси и двигатель продолжает работать по двухтактному циклу, а генератор 13 на валу 12, продолжает вырабатывать электроэнергию.
Соединение в единую энергетическую установку оппозитного поршневого двигателя внутреннего сгорания с двумя системами подачи топлива, двух пульсирующих реактивных камер с эжекторными увеличителями тяги и генератора позволяет обеспечить повышение высотности работы энергетической реактивно-поршневой силовой установки, т.е. обеспечение стабильной тяги даже в безвоздушном пространстве, способность быть основной двигательной установкой летательного аппарата массой до 30-40 кг, обеспечивающей длительность полета до 2-3 часов.
Применение пульсирующих реактивных камер позволяет осуществить дожигание несгоревшей, свежей продувочной смеси (повысить полноту сгорания топлива), что снижает удельный расход топлива, а использование двух систем подачи обеспечит работу даже в условиях отсутствия окислителя во внешней среде, что вместе с использованием генератора повышает суммарный КПД энергетической реактивно-поршневой установки. Применение в качестве поршневого двигателя оппозитного позволяет снизить вибрации силовой установки.
Такая установка может стать вспомогательной энергетической установкой аппарата в безвоздушном пространстве, например для стабилизации и корректировки его траектории при уводе с орбиты.
Энергетическая ракетно-поршневая установка стабилизации траектории, включающая поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания, выхлоп которого соединен с пульсирующей реактивной камерой, и эжекторный увеличитель тяги, установленный на выходе из выходного канала пульсирующей реактивной камеры, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена пульсирующей реактивной камерой и эжекторным увеличителем тяги, при этом поршневой двухтактный двигатель выполнен двухцилиндровым оппозитным, и выхлоп каждого из цилиндров поршневого двигателя соединен со своей пульсирующей реактивной камерой, с установленными на выходных каналах пульсирующих реактивных камер эжекторными увеличителями тяги, впускной канал поршневого двигателя имеет возможность полного перекрытия притока воздуха в двигатель, а в картере поршневого двигателя установлены две форсунки подачи жидких компонентов топлива - окислителя и горючего, на валу поршневого двигателя установлен обратимый электрический генератор.
