Способ работы воздушно-реактивного двигателя

Способ работы воздушно-реактивного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: при разработке различных типов воздушно-реактивных двигателей , в частности авиационных, Сущность изобретения: направление потока атмосферного воздуха, а направление продольной оси турбины выдерживают по заданному направлению истечения реактивной струи из сопла, обеспечивая при этом традиционный режим работы двигателя при изогнутой продольной оси. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s F 02 К3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919766/06 (22) 18.03.91 (46) 23.11.92. Бюл. № 43 (72) Л.И.Анисимов, А.Д.Калугин и В.В.Лебедев (56) Патент США № 4817379, кл. F 02 С 3/10, опубл. 1989.

Авторское свидетельство СССР

N 1271987, кл. F 02 С 6/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1456625, кл. F 02 С 6/12, 1987, Заявка Франции

N. 2626318, кл, F 02 К 9/84, опубл. 1989.

Европейская заявка

N. 0301939, кл. F 02 К 1/70, опубл. 1989.

Заявка Франции

¹ 2625264, кл. F 02 К 1/68, опубл. 1968.

Патент США

N . 4778110, кл. F 02 К 1/54, опубл. 1982.

Заявка Великобритании № 2196911. кл. F 02 К 1/72, опубл. 1986.

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно авиационному, но может быть использовано и в смежных областях техники, в которых используются принципы реактивного движения.

Известен воздушно-реактивный двигатель и способ его работы, включающий прием потока атмосферного воздуха в компрессор, работу компрессора, сжатие потока атмосферного воздуха в компрессоре, подачу топлива в камеру сгорания, сжатие топлива в камере сгорания, получение потока горячего газа, направление потока горячего газа на турбину, работу турбины, направление потока горячего газа в реактивное сопло, выпуск потока горячего газа из реактивного сопла. Недостатком указанSLJ„„1776851 Аl (54) СПОСОБ РАБОТЫ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: и ри разработке различных типов воздушно-реактивных двигателей, в частности авиационных, Сущность изобретения: направление патока атмосферного воздуха, а направление продольной оси турбины выдерживают по заданному направлению истечения реактивной струи из сопла, обеспечивая при этом традиционный режим работы двигателя при изогнутой продольной оси. 7 ил.

° .1 ного способа работы является фиксирование и неизменяемость в процессе работы воздушно-реактивного двигателя направле- ©, ния потока, начиная от приема потока ат- р мосферного воздуха в компрессор и кончая Qq выпуском потока горячего газа из реактивного сопла. В данном способе поток газа движется параллельно продольной оси двигателя в течение всей продолжительности д работы двигателя.

Известны способы работы двигателей, при которых в течение цикла работы, описанного в предыдущем способе, происходит разворот потока газа в заданном направлении.

Известен способ работы двигателя, при котором движущийся поток в процессе ра1776851

10

30 боты двигателя перемещается вместе с конструкцией двигателя, что находит применение в различных системах управления.

Недостатком такого способа работы двигателя является жесткая связь направления движения потока газа с ориентировкой двигателя, т.е. невозможность изменить направление газового потока без изменения ориентации двигателя относительно транспортного средства, Известен способ работы воздушно-реактивных двигателей, в которых специальными механизмами осуществляется поворот реактивной струи после прохождения горячим газом реактивного сопла. Такие способы применяются при управлении направлением вектора тяги воздушно-реактивного или другого типа двигателя.

Аналогичные устройства применяются для реализации такого способа работы воздушно-реактивного двигателя в реверсоре тяги турбореактивного двигателя со створками, связанными с основным обтекателем.

К предлагаемому способу работы воздушно-реактивного двигателя наиболее близок способ, примененный в сопловом аппарате авиационного реактивного двигателя с угловым поворотным соплом, который выбран в качестве прототипа. При таком способе работы воздушно-реактивного двигателя поток горячих газов, истекающих иэ реактивного сопла, посредством подвижных модулей отклоняют от направления первоначального движения. Недостатком укаэанного способа являются потери энергии газовой струи при ее повороте за реактивным соплом.

Цель изобретения — расширение диапазона расчетных режимов работы. двигателя.

Идеальный режим работы воздушно-реактивного двигателя соответствует случаю движения потоков, забираемого компрессором и истекающего из реактивного сопла, вдоль продольной оси двигателя. При этом роль компрессора 1 может играть и турбокомпрессор, и воздухозаборник гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, а роль реактивного сопла 2 — любой вид соплового аппарата, На практике режим работы двигателя часто отличается от идеального. Во-первых, поток, забираемый компрессором, может иметь направление движения, не совпадающее с продольной осью двигателя, что является результатом, например, полета с некоторыми, ненулевыми, углами атаки и скольжения. Во-вторых, требуемое иэ условий выполнения какого. либо маневра направление истечения реак35

50 тивной струи из сопла также может не совпадать с продольной осью двигателя, что является результатом как уже отмеченнь Х факторов, так, например, и ненулевого угла установки двигателя относительно транспортного средства. В третьих, оба указанных ранее фактора могут действовать совместно, усиливая нерасчетный режим работы воздушно-реактивного двигателя.

Следовательно, сформулированная цель изобретения является технически актуальной.

Указанная цель изобретения достигается введением в известный способ работы воздушно-реактивного двигателя, включающий в себя прием потока атмосферного воздуха в компрессор, работу компрессора, сжатие потока атмосферного воздуха в компрессоре, подачу топлива в камеру сгорания, сжигание топлива в камере сгорания, получение потока горячего газа, направление потока горячего газа на турбину, работу турбины, направление потока горячего газа в реактивное сопло, выпуск потока горячего газа из реактивного сопла, новых операций: разворота компрессора и турбины друг относительно друга, обеспечение передачи энергии от турбины к компрессору при изогнутой продольной оси двигателя, изменение формы камеры сгорания и герметизацию корпуса при развороте компрессора и турбины друг относительно друга.

Сущность предлагаемого способа работы воздушно-реактивного двигателя поясняется на фиг.1-7, Компрессор 1 и турбина 2 устанавливаются подвижно друг относительно друга с возможностью их относительного разворота. При этом компрессор 1 ориентируется таким образом, чтобы продольная ось компрессора совпала с направлением набегающего потока, а турбина 2 — чтобы продольная ось турбины совпала с требуемым направлением истечения реактивной струи. Осуществление взаимного поворота компрессора 1 и турбины 2 не должно приводить к разрыву кинематической связи между турбиной и компрессором, поэтому обязательной новой операцией в предлагаемом способе работы воздушно-реактивного двигателя является сохранение передачи энергии от турбины к компрессору при изогнутой продольной оси двигателя. Наконец, изгиб продольной оси двигателя, как правило, связан с изменением формы корпуса двигателя, при котором необходимым условием работоспособности технического решения является обеспечение герметичности корпуса. При этом изменит1776851

4ИГа2

Фига ся, возможно, и форма камеры сгорания двигателя. Все указанные новые операции являются технически реализуемыми, Взаимный разворот компрессора и турбины мо- 5 жет быть выполнен, например, с помощью рычажных механизмов, пневмоприводов, гидроприводов и т.д. Изгиб вращающегося вала осуществляется, например, введением карданной передачи с тремя валами, край- 10 ние из которых вращаются равномерно за счет ортогонального расположения звеньев в сферическом шарнире. Герметизация корпуса в простейшем случае выполняется сильфонами, которые могут одновременно 15 служить и камерой сгорания. Следовательно, предлагаемый способ на современном этапе технически вполне реализуем. Последовательность разворота компрессора и турбины друг относительно друга может 20 быть произвольной: сначала может разворачиваться компрессор по набегающему воздушному потоку, а затем поворачиваться турбина до требуемого направления истечения реактивной струи. И, наоборот, 25 может сначала разворачиваться турбина, а затем компрессор. Изгиб вала в сферических шарнирах или им подобных механизмах, герметизация корпуса двигателя и изменение форм камеры сгорания осуще- 30 ствляется непрерывно в процессе относительного разворота компрессора и турбины.

Таким образом, цель изобретения по расширению диапазона расчетных режимов работы двигателя достигнута эа счет введения основной операции по относительному развороту компрессора и турбины друг относительно друга, а также связанных с ними вспомогательных операций.

Формула изобретения

Способ работы воздушно-реактивного двигателя, заключающийся в заборе потока атмосферного воздуха и сжатии его в комИрессоре, подаче и сжигании топлива в камере сгорания, расширении полученного горячего газа в турбине, истечении реактивной струи из сопла, и передаче механической энергии компрессору от турбины, о тл и ч а ю шийся тем, что. с целью расширения диапазона расчетных режимов работы, осуществляют разворот компрессора и турбины относительно друг друга с одновременной герметизацией их проточной части, забор и сжатие воздуха в компрессоре осуществляют при ориентации его продольной оси по направлению набегающего потока атмосферного воздуха, а расширение горячего газа в турбине при ориентации ее оси по заданному направлению истечения реактивной струи, при этом передачу механической энергии от турбины к компрессору осуществляют при изогнутой продольной оси двигателя. ! !

1776851

Фиг.6

lares фвг.7

Составитель И,Василенко

Техред М.Моргентал Корректор 3.Салко

Редактор Т.Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4108 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4/5