"авиационный двигатель для сверхзвуковых скоростей полета "шарм"

 

Использование: теплознергетика, в частности авиационное двигателестроение. Сущность изобретения: модульное исполнение двигателя, (выполнение с еговинтовентиляторным контуром с приводом его непосредственно от установленного дизельного модуля, снабжение контура ожижения воздуха турбодетэндером, испарителем-конденсатором и форсунками впрыска жидкого воздуха в проточную часть компрессора. При этом у двигателя каждый модуль компрессора и турбины снабжены встроенными электродвигателями-электрогенераторами , а компрессор и дизельный модуль.также снабжены рубашками охлаждения . 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 02 К 3/06,,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

; ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

: (21) 4849791/06

: (22) 17.07.90 (46) 30.08.93. Бюл. М 32 (71) Научно-инженерный центр "Иннова: ция" Совместного советско-западногерман ского предприятия "Локос-Марвол" (72) А.М.Рубайло (56) Шляхтенко С.М. Теория и расчет воз° душно-реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1987, с.351-354.

Техническая информация, M.: ЦАГИ, М

2, 1989, с.1-12.

Курэинер P.È. Реактивные двигатели для больших сверхзвуковых скоростей полета (основы теории). М.: Машиностроение, 1977, с.85.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к авиационному двигателестроению.

Цель изобретения — увеличение КПД преобразования химической и тепловой энергии топлива в тягу самолета посредством смещенного цикла работы двигателя, влево от энтропии окружающей среды, выполнения изотермического КПД и резкого

: увеличения верхней температуры и среднего индикаторного давления реального цикла, установкой гипердизельного модуля, с приближением его к циклу Карно. При этом эффективный КПД предлагаемого устройст ва достигает 72 по сравнению 32 g, у прототипа.

Улучшение эффективности работы достигается посредством установки гибкой электрической связи между агрегатами, а

„, „ ЖÄÄ 1837113 А1 (54) АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ

СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ ПОЛЕТА

"ШАРМ" (57) Использование: теплоэнергетика, в частности авиационное двигателестроение.

Сущность изобретения: модульное исполнение двигателя, выполнение с его винтовентиляторным контуром с приводом его непосредственно от установленного дизельного модуля, снабжение контура ожижения воздуха турбодетандерам, испарителем-конденсатором и форсунками впрыска жидкого воздуха в проточную часть компрессора, При этом у двигателя каждый модуль компрессора и турбины снабжены встроенными электродвигателями-электрогенераторами, а компрессор и дизельный модуль также снабжены рубашками охлаждения. 2 з,п. ф-лы, 2 ил, работоспособность рабочего тела возрастает в 8 раз по сравнению с прототипом благодаря введению в устройство гипердизеля, Улучшение термостабилизации устройства производит за счет применения высокотеплопроводных конструкционных материалов двигателя и применения испарительной рубашки охлаждения. Максимальная разность температур в устройстве не превышает десятка градусов по сравнению с сотнями градусов теплонапряженности у прототипа, при этом температура выхлопа в номинальном режиме близка к температуре окружающей среды, Авиационный двигатель для сверхзвуковых скоростей полета, содержащий турбину, компрессор, подключенный к его выходу, контур ожижения воздуха с насосом, теплообменником, подключенным по

18371 t3 нэгревэемой среде к магистрали подачи жидкого водорода,,отличающийся тем. что, с целью повышения КПД при выполнении двигателя с вентиляторным контуром, двигатель снабжен дизельным модулем, соединенным с вентилятором, контур ожижения воздуха турбодетэндером, водородовоздушным испэрителем-.конденсатором и форсумкэми впрыскв жидкого воздуха, установленными в проточной части компрессора .. и дизельного модуля, причем теплообменник охлаждения воздуха по нэгреваемой среде подключен к выходу иэ вентилятора и расположен в вентиляторном контуре, водородно-воздушный испэритель-конденсвтор — по нэгревэемой среде к магистрали жидкого водорода, à по охлаждэемой — к выходу из турбодетэндера к входу в насос, При этом у двигателя каждый модуль компрессора и турбины снабжен встроенными электродвигателем и электрогенератором, э компрессорный и дизельный модули снабжены рубашками охлаждения, На фиг.1. представлена принципиальная схемэ винтовентиляторного двигателя

"Шарм" модульного исполнения. На фиг.2 изображены в I-S координатах процессы цикла предлагаемого двигателя и для сравнения процессы цикла Бройтонэ прототипа, Устройство авиационного винтовентиляторного двигателя "Шарм" выполнено так. что трэнсзвуковые лопасти 1 винтовентиляторэ 2 размещены в капоте 3 и при помощи пилонов 4 прикреплены к корпусу двигателя 5. Сэблевидные. трэнсэвуковые лопасти 1 установлены в поворотных узлах

6 втулки 7 винтовентилятора 2, а в корпусе двигателя 5 размещены модуль 8 иэотермического воздушного многоступенчэтого осевого компрессора низкого давления, модуль

9 адиабэтического компрессорэ высокого давления, модуль t0 водородного двухтэктного звездообразного многоразрядного гипердизеля и модуль 11 электрического 45 турбогемерэторэ. Двигэтель снабжен контуром ожижемия воздуха, состоящим из узлэ

12 отбора воздухэ из коллектора. модуля адиэбатмого КВД 9, воздуховоздушного радиатора 13 в nMhoHsx 4, топливовоздушного теплообменмикв 14, злектротурбодетэмде- ® рэ 15. водородно-воздушного испэрителяконденсвторэ 16, злекгронасоса 17 подачи жидкого воздуха и узлэ форсунок 18, упрэвляемого дозироввнного впрыскэ жидкого воздуха в проточной части модуля изотермичвского КНД 8, который снабжен встро.енным электродвигателем приводэ е: неподвижмым внутренним ствтором19 и мэ. ружным ротором 20. Электропривод модуля эдиэбатического КВД 9 осуществлен от встроенного электродвигвтеля 21, .Звездообразный двухтактный многорядный гипердизельный модуль 10 своим коленчатым валом 22 посредством передаточного вэла

23 осуществляет непосредственный привод втулки 7 винтовентиляторэ 2. Топливная системэ водородного питания двигателя содержит погружной жидководородмый электронасос-мультипликатор 24, установленный в топливном баке(не указан нэ схеме), водородно-воздуш н ый испа рител ь конденсатор 16, топливовоздушный теплообменник 14 и электронную форсунку25 управляемого впрыскэ топливо в гильзого ловки 26 дизельного модуля 10. Модуль электрического турбогенератора 1.1 состоит из турбины 27 полного расширения, подвижного ротора 28 с кобальт-самэриевым постоянным магнитом (Л-3, стр.20) и неподвижного статора 29 встроенного электрогенерэтора модуля 11, снабженного теплоизоляцией 30. Компрессоры 8, 9 и дизельные модули 10 снабжены жидкостной рубашкой 31 охлаждения с ребрами 32, на корпусе двигателя 5, теплоотдачи телла двигателя воздушному потоку окружающей среды.

Изобретение осуществляется в реальном цикле следующим образом íà 1-$ дивгрэмме.

Атмосферный воздух 41 изотермически сжимается в КНД до состояния 42, а затем эдиэбэтически сжимается в КВД до параметров 43 и поступает в дизельный модуль, где воздух эдиабэтически сжимается до гипердэвления 44, Дозированный впрыск водорода нагревает воздух изобарически до точки 45 с последующим управляемым изотермическим расширением в точку 46, после чего в цилиндрах гипердизеля идет адиабатическое расширение до точки 47 выхлопа из дизеля в турбину полного расширения в т.48 до этмосферного давления, Функционирование двигателя прототипэ, рэботэющего по циклу Брайтона, тэкже начинается с тоэки 41 атмосферного воздуха, который эдиэбэтически сжимается компрессором до 47 с последующим изобэрическим мэгревом-в камере сгорания до пэрэметров 47 и эдивбатически рэсширяется до давления окружающей среды в точке 48 . .Формулэ изобретения

1. Авиационный двигатель для сверхзвуковых скоростей полета. содержащий турбину, компрессор, подключенмый к его выходу, контур ожижения воздуха с Hscoсом, теплообменником охлаждения воздухе и топливовоздушным теплообменником, подключенным по нэгревэемой среде к ма1Е3Л113 истрали подачи жидкого водорода, о т л и ч а-. шийся тем, что, с целью повышения КПД ри выполнении двигателя с винтовентиляторныконтуром, двигатель снабжен дизельным модуем, соединенным с винтовентилятором, онтур ожижения воздуха — турбодетандеом, водородно-воздушным испарителем— онденсатором и форсунками впрыска жидого воздуха, установленными в проточной асти .компрессора и дизельного модуля, ричем теплообменник охлаждения воздуха о нагреваемой среде подключен к выходу з винтовентилятора и расположен в винтоентиляторном контуре, водородно-воэдушный испаритель-конденсатор подключен — по нагреваемой среде к магистрали жидкого водорода, а по охлаждаемой — к выходу иэ турбодетандера и входу в насос, 5 . .2, Двигатель по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен электрогенератором и электродвигателем, встроенными соответ10 ственно в турбину и компрессор.

З.Двигатель п0-пп.1,2, о тл и ч а ю щий с я тем, что, с целью улучшения его термостабилиэации, компрессор и дизельный модуль снабжены рубашками охлаждения.

1837113

Редактор Т.Горячева

Заказ 2857 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по:иаобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-иадательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

-Ф

gap

cR"

3,6

Составитель А.Рубайло

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар