Двигатель, вертолет, мелководное судно

Двигатель, вертолет, мелководное судно

Реферат

 

Изобретения относятся к роторным двигателям внутреннего сгорания и их использованию в авиации и судостроении. Двигатель включает три цилиндрических корпуса с патрубками для каналов ввода топлива, топливовоздушной смеси и вывода продуктов сгорания, которые эксцентрично размещены в упомянутых корпусах, три цилиндрических полых ротора, которые выполнены с ребрами и рубашками охлаждения, а также торцовые крышки с опорными подшипниками. Вертолет включает корпус, двигатель, несущий винт, а также два управляющих винта на валах выносных пневматических и/или гидравлических расширительных машин и/или роторно-цилиндровых двигателей внутреннего сгорания. Мелководное судно содержит корпус с бортовыми скегами и двигатель с гребным винтом, одну газовоздушную и одну паровую расширительные машины с гребными винтами на валах. Изобретение направлено на снижение удельного расхода топлива, материалоемкости, трудоемкости изготовления и стоимости эксплуатации. 3 с. и 10 з. п. ф-лы, 31 ил.

Комплексная группа изобретений относится к двигателям летательных аппаратов, судов, автомобилей, тракторов, тягачей, автономных железнодорожных вагонов, сельскохозяйственных и дорожно-строительных машин и самим летательным аппаратам, судам, колесным транспортным средствам. Все предлагаемые изобретения объединяет применение роторно-цилиндрового двигателя (РЦД) в основных транспортных средствах, где оказалось возможным органично использовать отдельные элементы РЦД в качестве конструктивных и силовых элементов транспортных средств. Эти сочетания позволяют снизить удельный расход топлива, материалоемкость, трудоемкость изготовления и эксплуатации транспортных средств, двигателей.

Прототипом предлагаемого РЦ двигателя является роторный двигатель внутреннего сгорания лопаточного типа по патенту РФ N 2028476. Двигатель-прототип с ротором диаметром 120 мм, длиной 100 мм при частоте вращения 6000 об/мин, массе 12 кг имел мощность 24 кВт, то есть 0,5 кг/кВт мощности, что в 2-8 раз легче и компактнее поршневых двигателей внутреннего сгорания (две).

По удельным материалоемкости, мощности и коэффициенту полезного действия это лучше, чем у поршневых д.в.с., которые имеют эффективный КПД 30-42%. См. Г. Н. Алексеев "Общая теплотехника" М. : Высшая школа, 1980 г., стр. 477. Применяемые в самолетах турбокомпрессорные воздушно-реактивные двигатели (ТКВРД) имеют полный КПД примерно 23% (стр.528), прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ВРД) на Земле имеют КПД около 3-5% и экономичны только для сверхзвуковых самолетов (стр.527). Ядерные турбинные двигатели (ЯТД) с использованием природною урана и реакторов на тепловых нейтронах имеют КПД примерно 0,205%, а с реакторами на быстрых нейтронах 4-6% по отношению к энергии ядерною топлива (cтp.516).

Наряду с более высоким КПД, низкой удельной материалоемкостью, компактностью, простотой конструкции, возможностью дешевого массового производства, двигатель прототип имеет следующие недостатки: - лопаточные уплотнители работают на истирание и быстро изнашиваются; - повышение КПД сдерживается термостойкостью материалов ротора и лопаточных уплотнителей. Указанные недостатки двигателя прототипа и известных двигателей устранены в предлагаемом изобретении. Задача изобретения направлена на повышение КПД, увеличение единичной мощности двигателя, снижение удельного расхода топлива при транспортировке грузов, выполнении работ, уменьшение материалоемкости и трудоемкости изготовления, улучшение технико-экономических характеристик двигателей и транспортных средств.

Задача изобретения достигается выполнением: двигателя, включающего первый цилиндрический корпус с патрубками для каналов ввода топлива или топливовоздушной смеси и вывода продуктов сгорания, эксцентрично размещенным в упомянутом корпусе па полом валу первым цилиндрическим ротором, торцовыми крышками с опорными подшипниками, в которых установлен упомянутый вал, уплотнения и уплотнители, снабженным вторым и третьим цилиндрическими корпусами, вторым и третьим полыми цилиндрическими роторами, упорными подшипниками, по крайней мере одним винтом, который установлен на упомянутом валу, по крайней мере одним предохранительным клапаном и ограничителем подачи топлива, который имеет заслонку, расположенную в одном из упомянутых каналов ввода топлива или топливовоздушной смеси и управляемую рычагом подачи топлива, и сильфоны, связанные между собой подвижным штоком, который соединен с пружиной, причем первый, второй и третий упомянутые роторы выполнены с ребрами и полыми с рубашками охлаждения, размещены эксцентрично соответственно в упомянутых первом, втором и третьем цилиндрических корпусах, а упомянутые уплотнители выполнены в виде цилиндрических тел вращения. Двигатель, содержащий торцовые крышки, подшипники и по крайней мере один цилиндрической ротор с ребрами в цилиндрическом корпусе с уплотнителями в виде цилиндрических тел вращения, в дальнейшем описании назван роторно-цилиндровым (РЦД).

А также выполнением: двигателя, снабженным трубой, которая имеет входной конический патрубок и выходной теплоизоляционный конический патрубок, часть которого перфорирована, кольцевой камерой, которая соединена с патрубком вывода продуктов сгорания, и оболочкой-обтекателем, на упомянутом валу установлены передний и задний воздушные винты, при этом передний воздушный винт размещен в указанном входном коническом патрубке, задний воздушный винт размещен в указанном выходном коническом патрубке, перфорированная часть которого охвачена упомянутой кольцевой камерой, упомянутая труба размещена в оболочке-обтекателе, предназначенной для отделения теплоизолированного выходного патрубка от непосредственного контакта с наружным воздухом; двигателя, снабженным кольцевой обоймой, заслонкой и реактивным соплом, которые установлены на упомянутом патрубке для вывода продуктов сгорания и закреплены в упомянутой кольцевой обойме с возможностью поворота, а патрубок перед соплом выполнен с возможностью подсоединения топливопровода и воздухопровода; двигателя, снабженным одной воздухонагнетательной машиной, по крайней мере одной газовоздушной расширительной машиной, одной парогазовой расширительной машиной, по крайней мере одной паровой расширительной машиной, каждая из которых имеет индивидуальный вал с воздушным витом, и промежуточным теплообменником, причем на упомянутом полом валу установлены передний воздушный винт и задний воздушный винт, при этом упомянутая парогазовая расширительная машина предназначена для использования парогазовой смеси, нагреваемой теплом от упомянутых первого и второго цилиндрических корпусов и роторов, а паровая расширительная машина предназначена для использования пара, образующегося в упомянутом промежуточном теплообменнике от тепла высокотемпературного теплоносителя, предназначенного для охлаждения упомянутых корпусов газовоздушных машин и воздухонагнетательной машины; двигателя, снабженным опорными плитами для размещения под упомянутыми первым и вторым цилиндрическими корпусами газовоздушной и парогазовой машин, а также под корпусом упомянутой паровой расширительной машины, при этом каждая плита опирается на свою полую стойку с шаровой опорой, которая предназначена для поворота воздушных или гребных винтов указанных машин в двух плоскостях, а упомянутые полые стойки предназначены для монтажа коммуникаций; двигателя, снабженным оребренными радиаторами для охлаждения рабочих тел из упомянутых газовоздушной паровой и парогазовой расширительных машин, редуктором с валом отбора мощности, который размещен между упомянутым передним воздушным винтом и упомянутым первым цилиндрическим корпусом, при этом по крайней мере часть упомянутых оребренных радиаторов установлена перед упомянутым передним воздушным винтом; двигателя, снабженным одной воздухонагнетательной машиной, по крайней мере одной газовоздушной расширительной машиной, одной парогазовой расширительной машиной и по крайней мере одной паровой расширительной машиной и промежуточным теплообменником, каждая из упомянутых расширительных машин имеет индивидуальный вал с гребным винтом, при этом упомянутая парогазовая расширительная машина предназначена для использования парогазовой смеси, нагреваемой теплом от упомянутых первого и второго цилиндрических корпусов и роторов, а паровая расширительная машина предназначена для использования пара, образующегося в упомянутом промежуточном теплообменнике от тепла высокотемпературного теплоносителя, предназначенного для охлаждения упомянутого третьего цилиндрического корпуса, причем упомянутые воздухонагнетательная, газовоздушная, парогазовая и паровая расширительные машины снабжены каналами ввода пара третьего рабочего тела и парогазовой смеси, а каналы для ввода соответственно воздуха, топлива, топливовоздушной смеси и воды для охлаждения изнутри цилиндрического корпуса и ротора, которые зеркально размещены по отношению к плоскости, проходящей через центры упомянутых цилиндрических корпусов и цилиндрических роторов; двигателя, снабженным одной воздухонагнетательной машиной, по крайней мере одной газовоздушной расширительной машиной и по крайней мере двумя паровыми расширительными машинами с индивидуальными валами, электрическим генератором или роторно-цилиндровым гидравлическим или пневматическим нагнетателем, и промежуточным теплообменником для высокотемпературного теплоносителя, упомянутый полый вал выполнен с одним воздушным винтом, при этом упомянутая паровая машина предназначена для использования пара, который образуется в упомянутом промежуточном теплообменнике от тепла высокотемпературного теплоносителя, полученного при охлаждении корпусов упомянутых газовоздушных расширительных машин и воздухонагнетательной машины, валы упомянутых газовоздушных, паровых расширительных машин соединены с валами упомянутых роторно-цилиндровых гидравлических или пневматических нагнетателей, муфтами сцепления или электротрансблоками. Электротрансблок (ж. За рулем, 9/98, патент РФ N 2143570) - это комплексное устройство содержащее автоматическую муфту сцепления, стартовый электродвигатель и генератор электрического тока. На валах РЦ паровых расширительных машин вертолетов могут быть установлены винты, например воздушные. В составе РЦ двигателя вертолета может быть или отсутствовать РЦ парогазовая расширительная машина с воздушным винтом.

Предложенный РЦД в различной комплектации, в том числе в составе двигательных установок, может найти применение в известных летательных аппаратах, судах, средствах транспортных колесных. Однако наибольшее повышение КПД, сокращение удельного расхода топлива на транспортировку грузов, материалоемкости и трудоемкости изготовления РЦД и транспортных средств может быть достигнуто при их применении в сочетании с новыми самолетом типа корпус-крыло, вертолетом, мелководным и высокоскоростным судами, средством транспортным колесным по предлагаемым новым техническим решениям, в которых одни и же конструктивные элементы РЦ двигателя/ей и самолета, вертолета, судна, средства транспортного колесного одновременно выполняют различные функции.

Эффект нововведений обеспечивается при выполнении: вертолета, включающего корпус, несущий и управляющий винты, систему управления, отсеки экипажа, полезного груза, топливные баки, двигатель, снабженным по крайней мере двумя управляющими винтами на валах выносных пневматических, и/или гидравлических расширительных машин, и/или роторно-цилиндровых двигателей внутреннего сгорания, при этом упомянутый роторно-цилиндровый двигатель имеет по крайней мере один цилиндрический корпус с торцовыми крышками, подшипники, эксцентрично размещенный в упомянутом корпусе цилиндрический оребренный ротор с уплотнителями в виде цилиндрических тел вращения.

Управляющие винты могут быть установлены на валах выносных упомянутых расширительных парогазовой, и/или паровой/ых машин, и/или на валах РЦ двигателей, в том числе вместо гребных винтов, а также других известных пневматических и/или гидравлических расширительных машин, например турбин, лопаточных, шестеренчатых. При этом управляющие винты одновременно компенсируют реактивный момент несущего винта и создают тягу в путевом направлении.

Эффект достигается при выполнении: вертолета, снабженным по крайней мере одной воздушной подушкой, которая выполнена в виде сдвоенного сильфона, перфорированного внутри и соединенного с напорным патрубком упомянутого воздухонагнетателя двигателя и/или углекислотным пенным огнетушителем с выпускной трубой, опущенной внутрь упомянутого сильфона.

вертолета, снабженным по крайней мере одной парой несущих винтов, размещенных на валах отбора мощности роторно-цилиндровых двигателей, и/или на валах пневматических, и/или гидравлических расширительных машин, использующих энергоноситель от размещенных в корпусе двигателей внутреннего сгорания.

В каждой паре несущие винты в этом варианте имеют противоположные направления вращения, компенсируют реактивные моменты друг друга.

Вал отбора мощности упомянутого редуктора РЦД может быть валом упомянутого несущего винта, размещенным между упомянутым передним воздушным винтом и упомянутым цилиндрическим корпусом РЦ двигателя. Перед передним воздушным винтом может быть установлен по крайней мере один радиатор, а по крайней мере один упомянутый радиатор и один упомянутый теплообменник могут быть использованы в качестве стоек или балок упомянутого корпуса или элементов отопительных приборов.

Кроме того, эффект достигается при выполнении: вертолета, снабженным полой рамой, отсеки которой использованы в качестве емкостей для топлива, антифриза, масла, промежуточного теплоносителя, воды, аммиака, фреона, воздуха; мелководного судна, содержащего корпус с бортовыми скегами, отсеки для машинного отделения, камбуза, грузов, экипажа, рубку управления, баки с топливом и двигатель с гребным винтом, снабженным по крайней мере одной газовоздушной и по крайней мере одной паровой расширительными машинами с гребными винтами на валах.

РЦД судна может быть снабжен несколькими или одной воздухонагнетательной, несколькими или одной газовоздушной и/или парогазовой и/или паровой расширительными машинами с гребными винтами на валах, причем каждая из указанных РЦ расширительных машин включает в себя цилиндрический корпус с торцовыми крышками, подшипниками, а также эксцентрично размещенный в корпусе оребренный ротор с уплотнителями в виде цилиндрических тел вращения.

Возможно выполнение мелководного судна, снабженным водозаборной трубой и пробковыми кранами, причем упомянутая водонаборная труба соединена с упомянутыми пробковыми кранами, во входных патрубках которых на упомянутых валах газовоздушной, парогазовой и паровой машин размещены гребные винты, при этом в носовой части судна размещены один или несколько кинематически связанных между собой рулей.

Выходные патрубки упомянутых пробковых кранов имеют угол раскрытия более 30^o, пробки упомянутых кранов имеют живое сечение, равное или близкое к живому сечению гребных винтов.

Возможно также выполнение мелководного судна многосекционным, снабженным общей водозаборной трубой и пробковыми кранами в каждой из упомянутых секций, при этом корпуса упомянутых секций под днищем отделены друг от друга упомянутыми скегами, а трубопроводы выпуска продуктов сгорания каждой газовоздушной расширительной машины подведены к носовой части судна под козырек над скегами соответствующей секции.

Схематично показано: на фиг.1 - технологическая схема РЦД с тремя цилиндрическими корпусами, роторами и уплотнительными элементами; на фиг.2 - поперечный разрез цилиндрическою корпуса РЦ газовоздушной расширительной машины РЦ двигателя; на фиг.3 - пpoдoльный разрез РЦ двигателя с тремя цилиндрическими корпусами; на фиг.4 - фрагмент поперечного разреза цилиндрических корпуса и ротора с предохранительным клапаном и ограничителем подачи топлива в РЦД; на фиг.5 - узел А на фиг. 3; на фиг.6 - фрагмент сечения ребра цилиндрического ротора по I-I на фиг.4; на фиг.7 - вид сбоку на новый самолет типа корпус-крыло с одним РЦД; на фиг.8 - то же, вид спереди; на фиг.9 - вид спереди на многомоторный самолет типа корпус-крыло с несколькими РЦД; на фиг.10 - то же, вид сбоку; на фиг.11 - то же, вид сверху; на фиг. 12 - в разрезе шаровая опора с подмоторной поворотной плитой одной из машин РЦ двигателя; на фиг.13 - кинематическая схема привода подмоторной плиты гидроцилиндрами; на фиг.14 - самолет типа корпус-крыло в разрезе с размещенными в продольных килях оребренными трубчатыми конденсаторами и теплообменниками РЦ двигателя/ей, которые одновременно являются частью силового каркаса транспортного средства, например килей; на фиг.15 - вид спереди на самолет с комбинацией различных, в том числе РЦ двигателей, а также с групповой накладкой над выходными патрубками двигателей; на фиг.16 - то же, вид сбоку; на фиг.17 - в разрезе РЦ двигатель, например, вертолета, с редактором, снабженным валом отбора мощности, размещенным между воздушным винтом и цилиндрическим корпусом; на фиг. 18 - то же на виде сверху на вертолет шарообразной формы с двумя управляющими винтами, установленными на валах выносных расширительных РЦ парогазовой и РЦ паровой машин, и РЦ двигателем-редуктором, снабженным валом несущего винта; на фиг.19 - то же, вид сзади на вертолет эллипсовидной формы; на фиг.20 - то же, в разрезе фрагмент вертолета с воздушной подушкой из перфорированного внутри сдвоенного сильфона, соединенного с напорным патрубком РЦ двигателя; на фиг.21 - в разрезе мелководное судно с РЦ двигателем, состоящим из РЦ воздухонагнетательной, РЦ газовоздушной, РЦ парогазовой и РЦ паровой расширительных машин с валами, снабженными гребными винтами; на фиг. 22 - то же, вид сверху; на фиг. 23 - то же, в сечении по I-I на фиг.21; на фиг.24 - то же, фрагмент сечения по A-B-C на фиг.21; на фиг.25 - в разрезе высокоскоростное судно с корпусом- крылом на подводных крыльях; на фиг.26 - то же, вид спереди; на фиг. 27 - то же, в разрезе фрагмент днища с размещенной в колодце поворотной стойкой, снабженной РЦ двигателем с гребным винтом; на фиг. 28 - то же, в разрезе фрагмент пневматического РЦ двигателя в оболочке с накладкой; на фиг.29 - то же, в плане схема двигательной установки с реверсивным приводом из множества РЦ двигателей для судна или других транспортных средств; на фиг. 30 - в разрезе РЦ гидронагнетатель и РЦ гидродвигатель с фрагментом гидравлической схемы прямого и обратного вращения гидродвигателей колес, гребных, воздушных винтов; на фиг. 31 - совмещенная кинематическая и гидравлическая схемы привода, например средства транспортного колесного или самолета, или вертолета с РЦ двигателем/ями внутреннего сгорания, состоящим из РЦ воздухонагнетательной, РЦ газовоздушной, РЦ парогазовой и РЦ паровой расширительных машин и размещенным на валу РЦ газовоздушной распределительной машины электротрансблоком, передающим крутящий момент РЦ гидронагнетателю, который трубопроводами соединен с РЦ гидродвигателями, имеющими общие валы с колесами.

Каждый упомянутый роторно-цилиндровый двигатель (РЦД) имеет цилиндрический корпус с торцовыми крышками, подшипники, эксцентрично размещенный в упомянутом корпусе цилиндрический оребренный ротор с уплотнителями в виде цилиндрических тел вращения. Он может применяться в качестве нагнетателя, вакуум-насоса текучей среды, пневмо- и гидродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, различных расширительных машин. Может изготавливаться одно или многосекционным, с общим и раздельными валами. Возможны разные варианты комплектации и компоновки двигателя/лей и двигательных установок из предложенных РЦД внутреннего сгорания, РЦ пневмо- и гидронагнетателей, РЦ пневмо- и гидродвигателей, РЦ вакуум-насосов в зависимости от назначения и условий эксплуатации транспортных средств и специальной техники на их основе.

Двигатель (фиг. 1-7, 10, 17, 29) содержит первый цилиндрический корпус 1.1 с патрубками для каналов ввода топлива (стрелка М) или топливовоздушной смеси (стрелка М) и вывода продуктов сгорания (стрелка Г), эксцентрично размещенный в упомянутом корпусе 1.1 на полом валу 11 первый цилиндрический ротор 4.1, торцовые крышки 2.1 и 2.2 с опорными подшипниками 3.1, в которых установлен упомянутый вал 11, уплотнения 1.15 и уплотнения 5. Он может быть снабжен вторым 1.2 и третьим 1.3 цилиндрическими корпусами, вторым 4.2 и третьим 4.3 полыми цилиндрическими роторами, упорными подшипниками 3.2, по крайней мере одним винтом 6.1, который установлен на упомянутом валу 11, по крайней мере одним предохранительным клапаном 7, ограничителем 8 подачи топлива, каждый из которых имеет заслонку 8.2, расположенную в одном из упомянутых каналов ввода топлива или топливовоздушной смеси и управляемую рычагом 8.4 подачи топлива, и сильфоны 8.5 и 8.6, связанные между собой подвижным штоком 8.3, который соединен с пружиной 8.7. Причем первый 4.1, второй 4.2 и третий 4.3 упомянутые роторы выполнены с ребрами и полыми с рубашками охлаждения 4.4, 4.5, 4.6, размещены эксцентрично соответственно в упомянутых первом 1.1, втором 1.2 и третьем 1.3 цилиндрических корпусах, а упомянутые уплотнители 5 выполнены в виде цилиндрических тел вращения.

Двигатель (фиг. 1, 7, 10, 11, 17) может быть снабжен трубой 25, которая имеет входной конический патрубок 25.1 и выходной теплоизолированный конический патрубок 25.2, часть которого перфорирована (имеет отверстия 25.7), кольцевой камерой 25.3, которая соединена с патрубком 25.4 вывода продуктов сгорания, и оболочкой-обтекателем 25.5, на упомянутом валу 11 установлены передний 6.1 и задний 6.2 воздушные винты, при этом передний воздушный винт 6.1 размещен в указанном входном коническом патрубке 25.1, задний воздушный винт размещен в указанном выходном коническом патрубке 25.2, перфорированная часть которого охвачена упомянутой кольцевой камерой 25.3, упомянутая труба 25 размещена 11 оболочке-обтекателе 25.5, предназначенной для отделения теплоизолированного выходного патрубка 25.2 от непосредственного контакта с наружным воздухом.

Двигатель (фиг.1,3) может быть снабжен кольцевой обоймой 26.3, заслонкой 26.1 и реактивным соплом 26.2, которые установлены на упомянутом патрубке 26 для вывода продуктов сгорания и закреплены в упомянутой кольцевой обойме 26.3 с возможностью поворота, а патрубок 26 перед соплом 26.2 выполнен с возможностью подсоединения топливопровода 13.6 и воздухопровода 13.7.

Двигатель (фиг. 1, 2, 10, 17, 18) может быть снабжен одной РЦ воздухонагнетательной машиной 1.3, по крайней мере одной РЦ газовоздушной расширительной машиной 1.1, одной РЦ парогазовой расширительной машиной 21, по крайней мере одной РЦ паровой расширительной машиной 16, каждая из которых имеет индивидуальный вал с воздушным винтом 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 и промежуточным теплообменником 14, 17, 20, 23, причем на упомянутом полом валу 11 установлены передний воздушный винт 6.1 и задний воздушный винт 6.2, при этом упомянутая парогазовая расширительная машина 21 предназначена для использования парогазовой смеси, нагреваемой теплом oт упомянутых первого 1.1 и второго 1.2 цилиндрических корпусов и роторов 4.1 и 4.2, а паровая расширительная машина 16 предназначена для использования пара, образующегося в упомянутом промежуточном теплообменнике 14 от тепла высокотемпературного теплоносителя, предназначенного для охлаждения упомянутых корпусов газовоздушных машин 1.1 и 1.2 и воздухонагнетательной машины 1.3.

Двигатель (фиг. 1, 2, 9-13, 17, 18) может быть снабжен опорными плитами 27 для размещения под упомянутыми первым 1.1 и вторым 1.2 цилиндрическими корпусами РЦ газовоздушной и РЦ парогазовой 21 машин, а также под корпусом упомянутой паровой 16 расширительной машины, при этом каждая плита 27 опирается на свою полую стойку 27.2 с шаровой опорой 27.1, которая предназначена для поворота воздушных винтов 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 указанных машин в двух плоскостях, а упомянутые полые стойки 27.2 предназначены для монтажа коммуникаций 27.5.

Двигатель (фиг.2, 14-18, 20, 25) может быть снабжен оребренными радиаторами 20 и 17, и 23 для охлаждения рабочих тел из упомянутых газовоздушной 1.1, паровой 16 и парогазовой 21 расширительных машин, редуктором 28 с валом 28.1 отбора мощности, который размещен между упомянутым передним воздушным винтом 6.1 и упомянутым цилиндрическим корпусом, при этом по крайней мере часть упомянутых оребренных радиаторов 17, 20, 23 установлена перед упомянутым передним воздушным винтом 6.1.

Двигатель (фиг. 1-3, 21-23, 25, 26) может быть снабжен одной РЦ воздухонагнетательной машиной 1.3, по крайней мере одной РЦ газовоздушной расширительной машиной 1.1, одной РЦ парогазовой 21 расширительной машиной и по крайней мере одной РЦ паровой 16 расширительной машиной и промежуточным теплообменником 14, каждая из упомянутых расширительных машин имеет индивидуальный вал с гребным винтом 11.1, 16.1, 21.1, при этом упомянутая парогазовая 21 расширительная машина предназначена для использования парогазовой смеси, нагреваемой теплом от упомянутых первого 1,1 и второго 1,2 цилиндрических корпусов и роторов 4.1 и 4.2, а паровая 16 расширительная машина предназначена для использования пара, образующегося в упомянутом промежуточном теплообменнике 14 от тепла высокотемпературного теплоносителя, предназначенного для охлаждения упомянутых первого 1.1 и второго 1.2 цилиндрических корпусов, причем упомянутые воздухонагнетательная 1.3, газовоздушная 1.1, парогазовая 21 и паровая 16 расширительные машины снабжены каналами 16.2 и 16.4 ввода пара третьего рабочего тела и 21.1 и 21.2 ввода парогазовой смеси, а каналы для ввода соответственно воздуха 1.5-1 и 1.5-2, топлива 1.4-1 и 1.4-2 или топливовоздушной смеси 1.4-1 и 1.4-2 и воды 1.9-1 и 1.9-2 для охлаждения изнутри каждого цилиндрического корпуса и ротора, которые зеркально размещены по отношению к плоскости, проходящей через центры 01 и 02 упомянутых цилиндрических корпусов 1.1 и 1.2, и 1.3 и цилиндрических роторов 4.1, и 4.2 и 4.3. Двигатель может быть снабжен воздушным винтом 6.1, установленным на валу 11, и радиаторами 17, 20, 23, размещенными перед винтом 6.1 или в корпусе транспортного средства.

Двигатель (фиг. 1-3, 17,18, 25, 26, 29-31) может быть снабжен одной РЦ, воздухонагнетательной машиной 1.3, по крайней мере одной РЦ газовоздушной 1.1 расширительной машиной, одной РЦ парогазовой 21 и по крайней мере двумя РЦ паровыми 16 расширительными машинами с индивидуальными валами, электрическим генератором 16.1 или роторно-цилиндровым гидравлическим или пневматическим нагнетателем 67.3, и промежуточным теплообменником 14 для высокотемпературного теплоносителя, упомянутый полый вал 11 выполнен с одним воздушным витом 6.1, при этом упомянутая парогазовая 21 расширительная машина предназначена для использования парогазовой смеси, нагреваемой от тепла корпуса 1.1 и ротора 4.1 упомянутой газовоздушной 1.1 расширительной машины, а упомянутая паровая 16 машина предназначена для использования пара, который образуется в упомянутом промежуточном теплообменнике 14 от тепла высокотемпературного теплоносителя, полученного при охлаждении корпусов упомянутых газовоздушных 1.1 и 1.2 расширительных машин и воздухонагнетательной 1.3 машины, валы упомянутых газовоздушных 1.1 и парогазовых 21 и паровых 16 расширительных машин соединены с валами упомянутых роторно-цилиндровых гидравлических или пневматических нагнетателей 67.3, муфтами сцепления 29 или электротрансблоками 29.

Ограничители 8 подачи топлива могут быть в одной или во всех расширительных машинах РЦ двигателя. Каждый из них (фиг.4) состоит из системы "сопло 8.1-заслонка 8.2" или "клапан 8.2-сопло 8.8", управляемой рычагом 8.4 подачи топлива и сильфонами 8.5 и 8.6, связанными между собой подвижным штоком 8.3, соединенным с пружиной 8.7. Для регулировки положения упорных подшипников 3.2 и создания торцовых опор вал 11 снабжен гайками 3.3 и контргайками 3.4. Топливная система состоит из насоса 13, бака 13.1, редукционного клапана 13.2, электромагнитного клапана 13.3, топливопроводов 13.4, 13.5 и 13.6, воздухопроводов 13.7 и 13.8. Ограничитель 8 подачи топлива и предохранительный клапан 7 подсоединены к корпусу через канал 1.16. Подача топлива (стрелка М) осуществляется в канал 1.4, сжатого воздуха (стрелка Л) - в канал 1.5, отвод продуктов сгорания (стрелка Г) через канал 1.6. Цилиндрические корпуса 1.1, 1.2, 1.3 и роторы 4.1, 4.2, 4.3 снабжены рубашками охлаждения. Охлаждающая цилиндрические корпуса 1.1, 1.2 и 1.3 жидкость или промежуточный теплоноситель, например высокотемпературный органический теплоноситель (ВОТ), под давлением насоса 9 подается в рубашку охлаждения через канал 1.7 (стрелка Т), выводится нагретым из канала 1.8. Вода (стрелка В) для охлаждения изнутри цилиндрических корпусов 1.1 и 1.2 под давлением насоса 10 подается в канал 1.9-1, а образовавшийся пар и часть газов (парогазовая смесь - стрелка ПГ) под давлением отводится из канала 1.10-1 в расширительную парогазовую машину 21. Неконденсирующиеся газы отводятся через газоотводчик-конденсатоотводчик. Жидкость, охлаждающая изнутри промежуточные стенки 1.11 и 1.12, роторы 4.1, 4.2 и 4.3, торцовые крышки 2.1 и 2.2, например тасол (стрелка С), под давлением постороннего насоса проходит по каналам 1.13 и выходит по каналам 1.14. Параллельно, по полому валу 11 с перегородками, она циркулирует через полости роторов 4.1, 4.2 и 4.3, а также полости торцовых крышек 2.1 и 2.2. Вход в полости торцовых крышек через каналы 2.3 и 2.4, выход по каналам 2.5 и 2.6. Выход жидкости из полостей роторов осуществляется по каналу 2.6 или специальное устройство на валу 11 в охладитель и/или систему отопления салона к циркуляционному насосу и обратно (условно не показано). Размеры и форма подводящих и отводящих каналов и охлаждающих полостей 4.4, 4.5, 4.6 внутри валов, роторов, промежуточных стенок 1.11 и 1.12, корпусов 1.1, 1.2 и 1.3 (фиг.4), виды антифризов, ВОТ могут быть различными, определяются и уточняются расчетами, конструктивными соображениями, испытаниями. Ребра роторов 4.1, 4.2 и 4.3 для охлаждения могут быть снабжены каналами 4.7, 4.8 (фиг.6). Герметизация соединения вала 11 и роторов 4.1, 4.2 и 4.3 (фиг. 5) может осуществляться с помощью термостойких паст и/или уплотнительных колец, дисков 12. Цилиндрические уплотнительные элементы 5 могут быть сплошными или полыми с закрытыми торцами. Элементы 5, диски 12, роторы 4.1, 4.2 и 4.3 могут быть изготовлены из тугоплавкого металла, в том числе монокристаллического, углерод-углеродного композиционного материала или термостойкой керамики (карбид кремния, окись циркония и других). В зависимости от технико-экономических требований двигатель может изготавливаться в разной комплектации, в частности с одним или несколькими нагнетателями воздуха 1.3, с одной или несколькими газовоздушными 1.2, 1.1, парогазовыми 21 и паровыми 16 расширительными машинами (фиг.1.13). В последнем варианте двигатель может иметь несколько промежуточных стенок 1.11 и 1.12, ... с подшипниками 3.1, уплотнительными кольцами 1.15. Двигатели могут иметь общий вал 11 и несколько корпусов и роторов (фиг.3) или каждая машина может иметь собственный вал, корпус, ротор, уплотнители, рубашки охлаждения. Двигатели могут проектироваться со свечами накаливания в корпусе, торцовой крышке или предусматривать давление топлива и воздуха, достаточные для самовоспламенения топливовоздушной смеси внутри корпуса. Нагнетатели (насосы) для подачи под давлением в газовоздушные расширительные машины газообразного или жидкого топлива 13 (керосина, дизельного топлива, бензина, бензола, лигроина, газолина, газойля, сырой нефти, мазута), воды 10, теплоносителя 9 (ВОТ), тасола могут встраиваться в двигатель на общий вал 11 с промежуточными стенками или могут устанавливаться отдельно и иметь привод от вала 11, или от посторонних источников. Каждый из них может быть выполнен роторно-цилиндровым, то есть состоящим из цилиндрического корпуса с торцовыми крышками 2.1 и 2.2, опорными 3.1 и упорными 3.2 подшипниками, эксцентрично размещенным в корпусе сплошными или полыми цилиндрическим оребренным ротором с рубашкой охлаждения, уплотнителями 5 в виде цилиндрических тел вращения.

Входной патрубок 25.1 двигателя может иметь несколько напорных воздухоотводов 25.7 и 25.8 для подачи части холодного воздуха под давлением к радиаторам 17, 20 и 23, в воздушную подушку, аварийный надувной трап, в салон и к другим потребителям. Жидкости, охлаждающие роторы и корпуса, воздухоотводы части горячих газов, могут использоваться на отопление салона, кондиционирование воздуха, подогрев пищи, нужды других потребителей транспортного средства.

Двигатель (фиг. 12, 13) может быть выполнен с общей опорной плитой под корпусами нескольких или одной РЦ воздухонагнетательной 1.3, а также РЦ газовоздушной 1.1 или 1.1 и 1.2, РЦ парогазовой 21 и РЦ паровой 16 расширительных машин двигателя. Если двигатель имеет несколько отдельных РЦ газовоздушных 1.1, 1.2, РЦ паровых 16 и РЦ парогазовых 21 расширительных машин, то каждая машина двигателя может быть выполнена с собственной опорной плитой 27, опирающейся на шаровую опору 27.1 полой стенки 27.2, a плита 27 соединена с гидроцилиндрами 27.3 и 27.4, поворачивающими машину двигателя с винтом в двух плоскостях. Двигатель/и также может комплектоваться известными коробками передач, муфтами сцепления, стартовыми электродвигателями, электрогенераторами, электротрансблоками, пневмо- и гидронагнетателями, вакуум-насосами.

Задача изобретения с применением предложенного РЦ двигателя/ей наиболее эффективно достигается при новом выполнении транспортных средств, например в следующих вариантах.

Известны летательные аппараты (ЛА) типа корпус-крыло (например, по а.с. N 835023, B 64 C 39/06, авторы Аксенов Ю.В., Илюшин В.С., Фролов С.Г.). В указанном летательном аппарате-дископлане с необычно высокой полезной нагрузкой 600 тн предусмотрено применение известных турбокомпрессорных воздушно-реактивных двигателей с профилированными соплами и установка их на верхней поверхности корпуса-крыла равномерно дискретно по его размаху. Известные двигатели имеют низкий полный КПД, не превышающий 23-27%. Для снижения расхода топлива авторам выгоднее предусматривать высоту полета около 11 км, скорость примерно 850 км/ч. Реальная необходимость в транспортировке грузов на большой высоте при повышенных скоростях и затратах топлива очень мала.

Новый самолет с РЦД (фиг.1, 2, 7 - 15) включает корпус-крыло, стабилизатор с вертикальным и горизонтальным оперением, систему управления, отсеки экипажа, полезного груза, топливные баки и двигательную установку. Он выполнен в виде корпуса-крыла (фюзеляжа) 31, закрепленного над ним не менее чем на двух вертикальных килях 31.1 с общей осью 31.2, обладающего аэродинамической подъемной силой горизонтального оперения 31.3 и 31.4 стабилизатора и снабжен вращающимися вокруг своих осей примерно равнонагруженными рулями высоты 31.4 и поворота 31.5. Кили (фиг.14) 31.1, стабилизатор, днище 31.10, боковые стенки 31.11, внутренние продольные и поперечные фермы-перегородки 31.12, стойки 31.13, верхняя поверхность 31.14 использованы в качестве силовых элементов самолета и одновременно для другого функционального назначения, например радиаторов 17, 20, 23, теплообменников 14 РЦ, крепления других двигателя/ей, сплошных и перфорированных стенок 31.12 топливных, водяных, пищевых и прочих сборников, баков 31.15, стоек 31.13, 31.17 и полок многоярусных стеллажей для размещения грузов, например контейнеров, чемоданов, ящиков. Причем часть баков 31.15 для низкокипящих жидкостей снабжена гидрозатвором/ами 31.16 в виде U-образной трубки с двумя расширительными элементами. Кили 31.1 с конденсаторами (фиг. 14) могут использоваться в качестве боковых стенок грузопассажирского отсека фюзеляжа с несколькими палубами в центральной части самолета. РЦД (фиг. 7,8) может крепиться жестко или на шаровой опоре, или на карданном подвесе с возможностью поворота в одной или двух плоскостях.

Предложенный самолет может быть выполнен с предложенными РЦ двигателем/ями в разном исполнении и комплектации, а также в сочетании с другими известными, например (фиг.15, 16) одна, и/или две пары винтовых турбокомпрессорных 32, и/или роторно-цилиндровых 32, и/или поршневых, и/или одна, и/или две пары турбокомпрессорных воздушно-реактивных 33, и/или одна, и/или две пары воздушно-реактивных 34 или в сочетании разных двигателей. Самолет может иметь один РЦ двигатель (фиг.7, 8) с одним воздушным винтом 6.1, или один РЦ двигатель с двумя воздушными винтами 6.1 и 6.2, или два и более РЦ д