Комплекс для реактивного полета

Комплекс для реактивного полета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области авиации и предназначено для летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой, а также для магистральных самолетов среднего и дальнего действия. Известны аппараты с вертикальным взлетом и посадкой. К ним относятся винтовые вертолеты с одним или двумя соосными винтами, конвертопланы и реактивные самолеты, в основном палубные с вертикальным взлетом и посадкой. В них подъемная сила создается за счет отклонения реактивных сопел и изменения вектора тяги. Недостатки винтовых аппаратов: низкий КПД, не превышающий в зависимости от схемы 14-18% /см. И.Н.Колпакчиев Транспортная авиация: взгляд в будущее, Знание. М., Транспорт. 7/80, стр.61/1/, небольшая грузоподъемность, около 20-40 т, низкая скорость полета - до 250-300 км/час, небольшой потолок 2-6 км, большой собственный вес конструкции, особенно редуктора и винта, невозможность садиться на водную поверхность, высокий уровень шума.

Недостатки реактивных самолетов с вертикальным взлетом: низкий КПД, не превышающий 4-5% при взлете, меньшая скорость полета и дальность действия по сравнению с обычным реактивным самолетом. Дальнейшее повышение характеристик этих машин на современном уровне развития невозможно.

Известен пульсирующий воздушно-реактивный двигатель /см. Энциклопедия "Авиация", стр.461/, который служит в качестве аналога. К недостаткам ПуВРД в качестве маршевого двигателя следует, в первую очередь, отнести его небольшой срок службы, не превышающий 10-15 мин, и низкий КПД.

Целью изобретения является повышение КПД аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой магистральных самолетов, скорости и высоты полета, грузоподъемности, тяговооруженности, обеспечение многотопливности двигателей и высокой маневренности летательных аппаратов.

Поставленная цель достигается в изобретении за счет того, что каждый подъемно-тяговый детонационный двигатель снабжен приемной камерой для атмосферного воздуха, содержащей решетку с пластинчатыми самодействующими клапанами, сообщающейся с диффузором несущей плоскости, соединенной с демпфирующим устройством, содержащим отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн, подсоединенным к камере сгорания с расширяющимися соплом, соединенным с рабочим каналом, содержащим шарнирное сопло для изменения вектора тяги, с расположенными в нем блоком выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных в виде решеток с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, форсажным реактивным детонационным двигателем и форсунками-резонаторами, размещенными с двух сторон рабочих каналов, камеры сгорания снабжены комбинированными форсунками с взрывными камерами, последовательно размещенными друг за другом, для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости, и смежно расположенными к ним форсунками-детонаторами для воспламенения рабочей горячей смеси в камерах сгорания за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости, при этом комбинированные форсунки содержат наружный корпус с патрубками и каналами для охлаждения жидкостью, внутри которого в слое электроизоляционного материала размещены цилиндрические каналы, сообщающиеся с патрубками подачи электропроводной жидкости, внутри которых размещены шнеки для отражения ударных волн, в каналах с одной стороны выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, содержащей днище с отверстиями для выхода газовых струй, а с другой размещены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что форсунка-детонатор и форсунка-резонатор содержат наружный корпус с взрывной камерой, с патрубками и каналами для охлаждения жидкостью, внутри которого в слое электроизоляции размещены цилиндрические каналы, сообщающиеся с патрубками, содержащими шнеки, в каналах с одной стороны выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, а с другой размещены электроды. Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что форсажный двигатель снабжен воздухозаборником, соединенным с демпфирующим устройством для отражения ударных волн, содержащим вогнутые отражатели, расположенные на заданном расстоянии друг от друга, сообщающиеся с камерой сгорания, содержащей расширяющееся сопло, камера сгорания снабжена комбинированными форсунками с взрывными камерами, последовательно размещенными друг за другом, для впрыскивания смеси газообразного топлива и электропроводной жидкости, и смежно расположенными к ним форсунками-детонаторами для впрыскивания газообразных струй электропроводной жидкости.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что рабочие каналы снабжены воздухозаборником, содержащим решетку с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, рабочий канал содержит сопло с направляющей лопаткой.

Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что подъемно-тяговые двигатели, размещенные последовательно друг за другом в несущей плоскости перпендикулярно фюзеляжу, содержат воздухозаборник и приемные камеры для атмосферного воздуха с установленными в них решетками с пластинчатыми самодействующими клапанами, приемная камера подъемно-тягового двигателя соединена с демпфирующим устройством для отражения ударных волн, соединенным с цилиндрической переходной частью, подсоединенной к камере сгорания, содержащей расширяющееся сопло, соединенное с рабочим каналом, комбинированные форсунки последовательно установлены друг за другом, и смежно расположенные к ним форсунки-детонаторы, рабочий канал содержит шарнирное сопло для изменения вектора тяги с расположенными в нем блоками выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных в виде решеток с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, размещенными на заданном расстоянии друг от друга и блоком впускных клапанов для входа атмосферного воздуха, и форсажный реактивный двигатель.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что в приемной камере размещены поворотные клапаны-заслонки с уплотняющими пластинами на торцах, при этом валы клапанов соединены с электромеханическим приводом для периодических поворотов их вокруг осей.

Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что подъемно-тяговые двигатели, размещенные последовательно друг за другом в несущей плоскости перпендикулярно фюзеляжу, содержат приемные камеры с поворотными клапанами-заслонками, подсоединенные к выхлопному соплу турбореактивного двигателя с одной стороны и к расширяющемуся соплу, соединенному с рабочим каналом, с другой стороны, снабжены шарнирным соплом для изменения вектора тяги, с расположенными в нем на заданном расстоянии друг от друга блоками выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных в виде решеток с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, и блоком впускных клапанов для входа атмосферного воздуха и форсажный реактивный двигатель.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что реактивные двигатели, размещенные последовательно друг за другом в несущей плоскости перпендикулярно фюзеляжу, содержат воздухозаборник и приемные камеры, с установленными в них решетками с пластинчатыми самодействующими клапанами для входа атмосферного воздуха, приемная камера двигателя соединена с камерой сгорания, снабженной комбинированной форсункой и конической переходной частью, соединенной с длинной трубой, содержащей шарнирное сопло для изменения вектора тяги и комбинированную форсунку

Кроме того поставленная цель в изобретение достигается еще и за счет того, что в слое электроизоляционного материала размещена дополнительная пара цилиндрических каналов с соплами и электродами, подключенными к генератору электрических импульсов комбинированной форсунки.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что маршевый реактивный двигатель содержит корпус, снабженный соплом и диффузором, с размещенным в нем заостренным телом, примыкающим к компрессору, соединенному с камерами сгорания, с размешенными в них комбинированными форсунками для впрыскивания газообразной смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и электротермического разложения электропроводной жидкости и смежно расположенными к ним форсунками для воспламенения рабочей смеси, снабженными расширяющимися соплами, соединенными с длинными цилиндрами волнового компрессора, подсоединенными к направляющему аппарату газовой турбины, содержащей бандаж с расположенными на нем лопатками высоконапорного вентилятора, турбина сообщается с удлиненным соплом, содержащим форсажную камеру, с размещенным в ней направляющим конусом, комбинированными форсунками, расположенными равномерно по окружности, для впрыскивания смеси газообразных струй углеводородного топлива с электропроводной жидкостью и воспламенения этой смеси с воздухом, и форсунками-резонаторами для снижения шума двигателя, на корпусе двигателя размещены прямоточные реактивные детонационные двигатели, содержащие корпус с камерой сгорания, снабженной комбинированными форсунками, последовательно установленными друг за другом, и противоположно им форсунками-детонаторами и соплом Лаваля с одной стороны и диффузором с размещенным в нем отражателем, выполненным с заостренным телом, с другой стороны.

Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что прямоточный реактивный детонационный двигатель снабжен демпфирующим устройством, содержащим тело с отражающей вогнутой поверхностью, с одной стороны соединенное с камерой сгорания, а с другой - с цилиндрической переходной частью, подсоединенной к демпфирующему устройству, содержащему многоскачковый диффузор с отражателем, снабженным заостренным телом.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что взрывная камера форсунки содержит днище с отверстиями для выхода струй газообразных продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости и воспламенения рабочей смеси.

Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что марлевый реактивный детонационный двигатель содержит корпус, снабженный соплом и диффузором, с размещенным в нем заостренным телом, примыкающим к компрессору, соединенному с демпфирующими устройствами, содержащими отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн, подсоединенные к цилиндрическим переходным частям и камерам сгорания, содержащим последовательно установленные друг за другом комбинированные форсунки и противоположно им размещенные форсунки-детонаторы, камеры сгорания соединены с коническими или расширяющимися соплами, подсоединенными к длинным цилиндрам волновых компрессоров, содержащим на концах глухие отражающие поверхности и соединенные с газовым коллектором продуктов сгорания и газовой турбиной, содержащей бандаж с расположенными на нем лопатками высоконапорного вентилятора, турбина сообщается с форсажной камерой с размещенными в ней, расположенными равномерно по окружности комбинированными форсунками, форсунками для воспламенения рабочей смеси и форсунками-резонаторами.

Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что маршевый реактивный детонационный двигатель содержит корпус, снабженный соплом и диффузором, с размещенным в нем заостренным телом, примыкающим к вентилятору, размещенному на одном валу с компрессором, соединенным с демпфирующими устройствами, подсоединенными к цилиндрическим переходным частям и камерам сгорания, содержащим комбинированные форсунки, последовательно установленные друг за другом, и противоположно им размещенные форсунки-детонаторы и конические или расширяющиеся сопла, подсоединенные к длинным цилиндрам волновых компрессоров, содержащих на концах глухие отражающие поверхности и соединенные с газовым коллектором продуктов сгорания и газовой турбиной, сообщающейся с соплом, с размещенным в нем конусом и форсунками-резонаторами, расположенными равномерно по окружности, в корпусе размещен прямоточный реактивный детонационный двигатель, содержащий камеры сгорания с установленными на них комбинированными форсунками, последовательно установленными друг за другом, и противоположно им размещенными форсунками-детонаторами и сопла Лаваля, камеры сгорания соединены с цилиндрическими переходными частями и демпфирующими устройствами, сообщающимися с диффузором, размещенными на корпусе двигателя равномерно по окружности.

Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что маршевый реактивный детонационный двигатель содержит электродвигатель, размещенный в обтекателе, соединенный с вентилятором и компрессором, подсоединенным к последовательно установленным друг за другом демпфирующим устройствам, соединенным с цилиндрическими переходными частями и камерами сгорания, снабженными комбинированными форсунками, последовательно установленными друг за другом, и противоположно им форсунками-детонаторами и расширяющимися соплами, с расположенными на них внешними магнитами и электродами магнитогидродинамического генератора, расширяющиеся сопла сообщаются с тяговым соплом, с размещенными в нем форсунками-резонаторами, коаксиально расположенным с соплом корпуса, при этом электродвигатель подключен к магнитогидродинамическому генератору.

Изложенная выше совокупность существенных признаков при внедрении обеспечивает реализацию поставленной цели, при этом каждой из данной совокупности приведенных признаков необходим, а все вместе достаточны для получения положительного эффекта - осуществления реактивной подъемной силы и тяги с высоким КПД на вертолетах и самолетах с вертикальным вздетом и посадкой, достижения высокой грузоподъемности, скорости и высоты полета. Исходя из приведенных доводов, совершенно правомерен вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения - "изобретательский уровень".

Приведенная совокупность существенных признаков может быть реализована многократно на практике с получением одной и той же цели. Неоднократная возможность реализации /при изготовлении/ заявляемого технического решения с изложенной выше совокупностью существенных признаков отвечает также в полной мере другому главному критерию изобретения - "промышленная применимость".

Изложенная сущность технического решения поясняется чертежами, на которых:

на фиг.1 показан вид сверху на реактивный вертолет,

на фиг.2 приведена схема подъемно-тягового реактивного двигателя в продольном разрезе, размещенного в несущей плоскости, разрез по 8-8,

на фиг.3 показан узел Q-продольное сечение по решетке с клапанами,

на фиг.4 показан узел N-продольное сечение по решетке с выпускными клапанами,

на фиг.5 и 6 приведены поперечные сечения по 1-1 и 2-2,

на фиг.7 приведен поперечный разрез по комбинированной форсунке,

на фиг.8-разрез по 5-5,

на фиг.9 показан поперечный разрез по форсунке-резонатору, форсунке-резонатору,

на фиг.10 показана схема подъемно-тягового двигателя, в несущей плоскости по 9-9,

на фиг.11 показано продольное сечение по 4-4 с клапанами-заслонками,

на фиг.12 показано продольное сечение по 3-3 с клапанами-заслонками,

на фиг.13 приведена схема подъемно-тягового реактивного двигателя в продольном разрезе по 10-10 с перпендикулярным размещением их к фюзеляжу,

на фиг.14 приведена схема реактивных двигателей, перпендикулярно размещенных к фюзеляжу,

на фиг.15 приведена схема реактивного вертолета с двигателями по фиг.13 или 14, или на фиг.25,

на фиг.16 показана схема ранцевого вертолета,

на фиг.17 приведена схема воздушно-реактивного /турбореактивного/ двигателя в продольном разрезе, с прямоточными двигателями на его корпусе,

на фиг.18 показана схема прямоточного реактивного двигателя с двумя демпфирующими устройствами,

на фиг.19 приведен поперечный разрез по 6-6,

на фиг.20 показана схема детонационного воздушно-реактивного двигателя,

на фиг.21 показана схема детонационного воздушно-реактивного двигателя с размещенными в его корпусе прямоточным детонационным реактивным двигателем,

на фиг.23 показана схема воздушно-реактивного детонационного двигателя с магнитогидродинамическим генератором,

на фиг.22 приведен поперечный разрез по форсунке для воспламенения рабочих смесей в камерах сгорания двигателей в поперечном разрезе,

на фиг.24 приведен поперечный разрез по 7-7,

на фиг.25 показана схема подъемно-тягового двигателя с центральной силовой установкой, в продольном разреза.

Предлагаемое техническое решение состоит из группы изобретений.

В первую группу входят реактивные подъемно-тяговые системы для летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой.

Во вторую группу изобретений входят детонационные маршевые многотопливные реактивные двигатели для полета многорежимных самолетов.

На фиг.1 показан летательный аппарат, который состоит из блоков реактивных подъемно-тяговых двигателей 1 и 3, жестко скрепленных между собой, соединенных с фюзеляжем 2. Блоки размещены в несущих плоскостях 4, 6. Вертикальные рули 5. Дополнительный маршевый реактивный двигатель 7.

В каждый блок входят несколько реактивных подъемно-тяговых двигателей, один из которых показан на фиг.2. Он состоит из приемной камеры 8, содержащей клапанную решетку 9,демпфирующего устройства 10 с отражателем 11. Демпфирующее устройство с помощью конической переходной части 12 соединено с камерой сгорания 13, в которой последовательно друг за другом установлены комбинированные форсунки 14 и противоположно им форсунки-детонаторы 15. Расширяющееся сопло 16 соединяет камеру сгорания с рабочим каналом /прямоугольной, квадратной или иной нормы в поперечном разрезе/, содержащим блок выпускных клапанов 18 /в блок выпускных самодействующих пластинчатых клапанов входят несколько клапанных решеток/, форсажный двигатель 19 и реактивное сопло 20, имеющее возможность изменения направления газовой струи. Иными словами, реактивное сопло с изменяемым вектором тяги. Для глушения шума двигателя установлены форсунки-резонаторы 21.

Блок выпускных клапанов 18. Содержит клапанные решетки 22 /узел Н/, в которых установлены последовательно друг за другом и параллельно друг другу пластинчатые /полосовые/ самодействующие клапаны 23, закрывающие выход газов в сопла 24. При отгибании клапанов под действием давления сжатого воздуха и отработанных продуктов сгорания в рабочем канале 17 они занимают положение, поз.25 /фиг.4, 6/.

Форсажный реактивный двигатель 19. Содержит камеру сгорания 30, демпфирующее устройство 31 с отражателями 32 и 33, воздухозаборник 34, комбинированные форсунки 35 и форсунки-детонаторы 36. Реактивное сопло 37.

Комбинированные форсунки поз.14 и 35. Комбинированная форсунка с электрическим взрывом струй электропроводных жидкостей предназначена для термохимического разложения любых жидких и твердых топлив. Показана на фиг. 7. Форсунка состоит из наружного корпуса 38 и внутреннего 39, выполненного из электроизоляционного материала. В нем размещены цилиндрические каналы 40 и топливная форсунка 41. Каналы 40 с одной стороны содержат сопла 42, а с другой электроды 43. В наружном корпусе выполнены каналы 44 для циркуляции охлаждающей жидкости. Взрывная камера 45 форсунки содержит днища 46 с отверстиями 87 для входа газов. Патрубки 47 для входа в каналы 40 электропроводной жидкости. В патрубках установлены шнеки 48 для отражения ударных волн при электрическом взрыве струй электропроводной жидкости. Патрубки 49 служат для подачи охлаждающей жидкости. Фланец 50 для крепления форсунки на камере сгорания. Электроды 43 подключены к генератору электрических импульсов, принципиальная схема которого состоит из источника постоянного тока 52 /выпрямителя/, конденсатора 52 и включателя-выключателя 53. Струи электропроводной жидкости 54, зона контакта струй 55 и струи впрыскиваемого жидкого топлива 56.

Работает комбинированная форсунка следующим образом: в взрывную камеру 45 по патрубкам 17, обтекая шнеки 43, под давлением поступает электропроводная жидкость в виде струй 54,а из форсунки 41 - жидкое топливо в виде струй 56. Жидкость проходит по каналам 40 и вытекает из сопел 42 в виде струй диаметром 0,087 мм и более. Зa счет контакта струй 54 в зоне 55 замыкается цепь разрядного контура генератора электрических импульсов 51-53 и разрядный ток поступает на струи 54 по цепи: электроды 43, каналы 40 и сопла 42. Ток протекает по струям, которые нагреваются, испаряются и взрываются с одновременным, термохимическим разложенном электропроводной жидкости струй - концентрированного водного раствора сильного электролита на основе солей, оснований и кислот.

В нашем примере принимаем в качестве электропроводной жидкости концентрированный водный раствор электролита на основе хлористого натрия с концентрацией 10-25% /см. Б.А.Артамонов Размерная электрическая обработка металлов, М., Высшая школа, 1978 г., стр.230-231 /1/, с добавкой в раствор частиц металлов или графита концентрацией 10% и более /концентрация частиц в растворе устанавливается экспериментальным путем/. Размеры частиц 5-10 мкм, взвесь которых в воде, электролитах однородна и не расслаивается в течение длительного времени /см. Г.А.Либенсон Основы порошковой металлургии, М., Металлургия, 1987 г., стр.164/2/.

Добавка частиц металлов с высокой электропроводностью: железа, алюминия, меди и др. с заданной концентрацией позволяет на порядок и более увеличить электропроводность раствора электролита и регулировать этот показатель за счет изменения в растворе концентрации частиц металлов.

Параметры электрического взрыва прямолинейных жидких проводников-струй 54 определяются индуктивностью и емкостью разрядной цепи, начальным напряжением конденсаторов, длиной, диаметром и числом струй /см. Б.А.Артамонов Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов, том 2, М., Высшая школа, 1983 г., стр.91-103 /3/. Разрядный ток с мгновенной мощностью

Р=J²P_экв позволяет нагреть, испарить и мгновенно разложить воду раствора на газообразные водород, кислород и осколки электролита, а также испарить частицы металлов с образованием плазмы. Температура электрического взрыва струй в зависимости от силы разрядного тока изменяется в широких пределах - T=1-5/10⁴К более, с осуществлением электротермического разложения водного раствора электролита, мгновенным нагревом струй 56 жидкого топлива с осуществлением термохимического разложения жидкого топлива. В результате в взрывной камере 45 периодически с частотой f=100 Гц, и более образуются раскаленная газообразная смесь продуктов электротермической диссоциации водного раствора электролита и продуктов термохимического разложения жидкого топлива, например керосина, солярки, мазута, нефти или их различных смесей. Как известно, термохимическое разложение воды происходит при температуре Т>2500° С /см. Г.Мучник Новые методы преобразования энергии, Знание. Техника, М., 1984/4, стр.47 /4/, что позволяет простым путем получать газообразные водород и кислород методом электрического взрыва струй водных растворов электролитов, поз.54. Вытекая из отверстий 87 в днище 46 форсунки, газообразные струи /факелы/ с высокой температурой, превышающей T-2500-3000°C, смешиваются с воздухом в камерах сгорания 13, с образованием однородной рабочей смеси.

Форсунка-детонатор, поз.15, 36 /фиг. 9/, состоит из наружного корпуса 57 и внутреннего 58 из электроизоляционного материала. Каналы 59 служат для циркуляции охлаждающей воды. Сопла 60 цилиндрических каналов 61. Электроды 62. Патрубки 63 для входа электропроводной жидкости имеют шнеки 64. Фланец 65 для крепления форсунки. Генератор электрических импульсов /ГИ/ состоит из источника постоянного тока 66 /выпрямитель/, конденсатора 67 и включателя 68. Струи электропроводной жидкости 85, зона их контакта 86, взрывная камера 88. Патрубки 89 для входа в каналы 59 охлаждаемой жидкости.

Работает форсунка-детонатор следующим образом: электропроводная жидкость - концентрированный водный раствор электролита, хлористого натрия с концентрацией 10-25% в смеси с частицами металлов /жидкость та же, что и для комбинированных форсунок, рассмотренных выше/ под давлением поступает в каналы 61 через патрубки 63, обтекая шнеки 64. Вытекая через сопла 60, направленные под углом друг к другу, жидкость формируется в струи 85, которые сталкиваются в зоне контакта 86. За счет контакта струй замыкается цепь разрядного контура генератора электрических импульсом и ток разряда конденсатора 67 мощностью Р=J³R_экв нагревает жидкость струй 85, которые мгновенно испаряются с осуществлением электротермической диссоциации раствора струй и разложением их на водород, кислород и осколки электролита. Образовавшийся гремучий газ расширяется и выходит через сопло 90 форсунки с генерацией ударной волны, которая сжимает и нагревает рабочую смесь до температуры примерно Т=1700 К и скорости ударной волны около 1700 м/с. Такая температура значительно превосходит температуру воспламенения рабочей газовой смеси в камерах сгорания 13, что приводит к детонационному сгоранию /см. С.С.Бартенев Детонационные покрытия в машиностроении, Л., Машиностроение, 1982 г., стр.25-26 /5/.

Реактивный подъемно-тяговый двигатель на фиг.2 работает следующим образом.

Камеры сгорания, поз.13, условно содержат три зоны сгорания - 69, 70 и 71. Рабочий цикл двигателя начинается из зоны 69, в которую "впрыскиваются" газообразные струи топлива из комбинированных форсунок 14 в смеси с продуктами электротермического разложения струй 54 /фиг.7/. Образовавшаяся рабочая смесь воспламеняется форсункой-детонатором 15 с детонационным сгоранием топлива. Продукты сгорания расширяются и сжимают в обе стороны воздух в зонах 70-71 и рабочем канале 17.

Скорость детонационной волны при сгорании рабочей смеси в зоне 69 камеры сгорания 13 обычно имеет величину от 1500 до 3500 м/с /с.5, стр.26/. Волновой принцип сжатия одного газа другим позволяет увеличить давление воздуха в зонах 70-71 камер сгорания, при этом происходит последовательные впрыскивания газообразного топлива из форсунок 14 в зоны 70 и 71, с воспламенением от форсунок-детонаторов 15 и последовательное повышение давления сжатого воздуха в камерах сгорания. В результате существенно повышается средняя степень сжатия ε_с и, как следствие этому, термический КПД цикла.

Как известно, КПД- η_t=/1-1/ε_с ^K-1 /см. В.В.Сушков Техническая термодинамика, М.-Л.: Госэнергоиздат. 1960 г., стр.178 /6/.

Вместе с тем, при детонационном сгорании тепловыделение увеличивается на 10-12% /см. А.И.Зверев Детонационные покрытия в судостроении. М., Судостроение, 1979 г. стр.7-26 /7/.

Продукты детонационного сгорания расширяются в обе стороны со сверхзвуковой скоростью, сжимая воздух в воздухозаборнике 8 и демпфирующем устройстве 10, при этом в рабочем канале 17 длинный столб воздуха сжимается до давления Р₁ и разгоняется до скорости w. Ударная волна при детонационном сгорании отражается от отражателя 11 и выходит через сопло 20. Продукты детонационного сгорания расширяются в зоне 72 рабочего канала. Степень расширения продуктов сгорания и длина зоны 72 может быть различной. Однако при продолжительном расширении сгоревших газов сильно увеличивается полезная работа расширения газов и вместе с этим масса воздуха, заключенного в рабочем канале при одной и той же скорости его разгона и давлении сжатия столба воздуха. Иными словами, существенно повышается КПД прямого преобразования энергии его продуктов сгорания в кинетическую энергии струй воздуха, выходящих из сопла 20 и сопел 24 блока выпускных клапанов 18. Открытие клапанов 23 и выпуск сжатого воздуха ив сопел 24 происходит за счет давления Р₁ в рабочем канале, а из сопла 20 - за счет давления Р₁ в канале с и скорости его разгона W.

Скорость разгона столба воздуха в рабочем канале зависит от скорости движения газового поршня, т.е. расширяющихся продуктов сгорания в зоне 72 с выходом их через клапаны 23. При этом воздух сжимается в канале 17 между движущимся газовым поршнем и сначала ударной, а потом звуковой волной. При частоте рабочих циклов в камерах сгорания 100 ц/с и более /один рабочий цикл равен сумме циклов сгорания в зонах 69-71/ длина рабочих каналов 17 превышает 3 м, а при частоте циклов 50 ц/с превышает 6 м. От частоты рабочих циклов зависит мощность и подъемная сила реактивного подъемно-тягового двигателя. При этом струи сжатого воздуха и отработавших газов, вытекая из сопел 24, создают подъемную силу, а из сопла 20 - тягу двигателя. Объединяя реактивные двигатели в блоки 1, мы тем самым создаем возможность соединять их между собой на требуемую мощность и подъемную силу. Например, от 100 до 500 т и более. За счет поворота сопла 20 вниз при взлете летательного аппарата обеспечивается резкое увеличении подъемной силы и полет его с различной скоростью при заданном отклонении сопел 20.

Работает форсажный двигатель 19 с камерой сгорания 30, условно разделенной на две зоны сгорания 73 и 74, так же как и основной с камерой сгорания 13. Однако в отличие от основного рабочий процесс в камере сгорания 30 осуществляется при повышенном давлении воздуха за счет повышенного давления воздуха в рабочем канале 17, при работе камеры сгорания 13, что способствует увеличении КВД цикла. Форсажный детонационный двигатель 19 в рабочем канале 17 обеспечивает резкий рост подъемной силы при отклоненном сопле 20, а следовательно, большую скороподъемность летательного аппарата, показанного на фиг.1, или резкое нарастание маршевой скорости, что является ценнейшим качеством для боевых машин.

Для глушения шума двигателя установлены форсунки 21, выполненные на фиг.9. Они выполняет роль резонаторов, работая в противофазе с колебаниями газов в сопле 20. Ударные волны или мощные звуковые, генерируемые в взрывных камерах 88 за счет электрических взрывов струй 85, направляются в поток вытекавших газов, снижая акустическую энергии этого потока за счет работы строго в противофазе. Здесь основным инструментом, регулирующим частоту электрических взрывов струй 85, является работа насоса /не показанного на чертеже/, с помощью которого струи под давлением поступают в взрывную камеру и сходятся в зоне 86. Поршень плунжерного насоса приводится в движение с помощью соленоида, который управляется электронной системой двигателя. При контакте струй в зоне 86 происходит замыкание разрядного контура генератора электрических импульсов, с разрядом конденсатора 67 на струи, которые мгновенно испаряются. Повторный процесс впрыскивания струй 85 осуществляется за счет работы насоса, нагнетающего электропроводную жидкость. Путем изменения давления, развиваемого насосом, регулируется скорость струй и частота их контактов и электрических взрывов, а за счет ввода в схему генератора электрических импульсов /ГИ/ блока /не показанного на чертеже/ изменения силы и мощности Р=J²R_экв разрядного тока регулируется интенсивность акустических колебаний, генерируемых форсунками 21.

Подъемно-тяговые двигатели на фиг. 2 имеют обтекаемый корпус 82 с диффузором 83, отклоняющие пластины 79 для набегающего воздуха.

Физика процесса разряда на струях 54, 85.

Струи электропроводной жидкости с взвешенными в них частицами металлов или графита размером 5-10 мкм и концентрацией от нескольких и более процентов /устанавливается экспериментальным путем/ имеют различную электропроводность, зависящую от расстояния между частицами /от концентрации частиц в жидкости/. Электрический разряд через частицы подобен разряду через твердые проводники /см.3, стр.100-103/, а через перемычки между частицами из концентрированного водного раствора сильного электролита подобен пробою в электролитах /см.1, стр.329-332/. В результате взвесь из жидкости и частиц на порядок и более превышает электропроводность самого сильного электролита на основе азотной кислоты с максимальной концентрацией более 30%. Поэтому электропроводной жидкостью струй могут являться электролиты с невысокой электропроводностью, например, на основе хлористого натрия концентрацией 10-25%, с добавкой частиц металлов или графита.

Особо отметим, что в подъемно-тяговых двигателях используются различные жидкие топлива /при необходимости используются твердые/, а рабочий процесс, осуществляемый в камерах сгорания, происходит как в газовых двигателях, со всеми преимуществами, присущими только газовым двигателям /см. В.П.Алексеев Двигатели внутреннего сгорания, М., Машгиз, 1960 г., стр.351-353 /8/. На фиг.14 показан подъемно-тяговый двигатель без устройства решеток с выпускными клапанами в трубе 118. Труба снабжена регулируемым соплом 119 с изменяемым вектором тяги.

Труба соединена с камерой сгорания 120 посредством конической переходной части 121. Камера сгорания содержит комбинированную форсунку 122, отличающуюся от комбинированной форсунки 14.

Она соединена с помощью цилиндрической переходной части 123 с приемной камерой 124, содержащей клапанную решетку 125 с воздухозаборником 126. В несущей плоскости 127 содержится несколько подъемно-тяговых двигателей и она прикреплена к фюзеляжу 128.

Таким образом мы имеем летательный аппарат, содержащий только регулируемые сопла 119, с помощью которых путем изменения направления создается подъемная сила и тяга двигателя в полете. Двигатель упрощается, однако полный КПД его существенно снижается за счет значительно большей скорости истечения сжатого воздуха и отработанных газов через сопло 119. Работает двигатель следующим образом: с помощью комбинированной форсунки 122, которая дополнительно содержит вторую пару каналов 129 с электродами 130, осуществляется не только термохимическое разложение жидкого топлива, впрыскиваемого в виде струй 56 /см. фиг.7-8/ в взрывную камеру 45, с последующим истечением смеси газообразного топлива и продуктов электротермического разложения струй 54 электропроводной жидкости, но и воспламенение рабочей смеси в камере сгорания 120 за счет электрического взрыва струй /не показанных на чертеже/, вытекающих из сопел /не показанных на чертеже/ дополнительных каналов 129 с патрубками 131, через которые нагнетается та же электропроводная жидкость, что и в струях 54.

Электрический взрыв этих струй в взрывной камере 45 обеспечивает образование в ней раскаленных продуктов электротермической диссоциации струй жидкости с температурой Т-2500 °С, которые выходят через отверстия 87 форсунки и как мощные раскаленные факелы воспламеняют рабочую смесь в камере сгорания 120. При этом достигается воспламенение обедненной рабочей смеси, что позволяет подобно форкамерным двигателям с факельным зажиганием снизить расход топлива на 10-12% /см. Е.Б.Пасхин Современные тенденции в конструкции легковых автомобилей, Знание. Транспорт, М., 1985/4, стр.16 /9//. Электроды второй пары каналов 130 подсоединены к генератору электрических импульсов, принципиальная схема которого состоит из источника постоянного тока 132, конденсатора 133 и включателя 134. Первый ГИ, состоящий поз.51-53 и второй поз.132-134, выполняется в одном блоке. Сгорание топлива в двигателе обычное. Рассмотрим более подробно механизм работы реактивных подъемно-тяговых двигателей.

Двигатель на фиг.2 работает с детонационным процессом сгорания рабочей смеси, что повышает на 10-12% тепловыделение при сгорании, а также обеспечивает сильное повышение давления сгорания в безкомпрессорном двигателе и температуру.

По данным источника /5/, стр.3, детонационное сгорание приводит к повышению давления до 20-30 кг/см² и температуре до 3000 К. Такое большое повышение давления при обычном медленном сгорании со скоростью 20-40 м/с получить невозможно.

Второе. Продукты детонационного сгорания расширяются и сжимают воздух во второй зоне камеры сгорания, а также в приемной камере и рабочем канале в соответствии с пр