Эжекторный воздушно-реактивный двигатель - RU2004125487A

Реферат

1. Эжекторный прямоточный воздушно-реактивный двигатель для использования в летательных аппаратах в диапазоне скоростей от нуля до гиперзвуковых значений, содержащий воздухозаборник с системой регулирования забора воздуха, соединенный с расположенным по ходу потока смесителем; смеситель, снабженный инжекторной сборкой, установленной в зоне потока текучей среды в смесителе вблизи пересечения с воздухозаборником для образования эжектора, и системой подачи текучей среды, связанной с инжекторной сборкой, причем инжекторная сборка имеет множество впрыскивающих сопел, ориентированных с возможностью впрыска текучей среды по ходу потока с частичным отклонением от продольной оси двигателя, при этом впрыскивающие сопла радиально отклонены на угол по направлению от продольной оси двигателя и по направлению к продольной оси двигателя, а инжекторная сборка установлена в смесителе с опорой на поддерживающий элемент, прикрепленный к внутренней стенке двигателя; диффузор с площадью поперечного сечения, расширяющейся относительно смесителя, установленный после смесителя; камеру сгорания, имеющую большую площадь поперечного сечения по сравнению со смесителем и установленную после диффузора, с которой связана система подачи текучей среды; выхлопное сопло с площадью поперечного сечения, расширяющейся относительно камеры сгорания, установленное после камеры сгорания, причем между камерой сгорания и выхлопным соплом имеется точка дросселирующего сужения.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система регулирования забора воздуха содержит первый исполнительный механизм для перемещения обтекателя воздухозаборника; второй исполнительный механизм для перемещения заслонки воздухозаборника; неподвижный амортизатор для ослабления действия серии ударов, вызываемых работой расположенного за ним эжектора, камеры сгорания и выхлопного сопла с регулируемой площадью сечения, причем относительное сжатие воздуха в воздухозаборнике регулируется исполнительным механизмом обтекателя воздухозаборника для максимизации восстановления давления и воздушного потока, а лобовое сопротивление от перетекания воздуха снаружи воздухозаборника регулируется исполнительным механизмом заслонки для минимизации лобового сопротивления перетекания воздуха снаружи воздухозаборника.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что инжекторная сборка содержит инжекторное кольцо с впрыскивающими соплами.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что инжекторная сборка содержит множество радиальных распорок с впрыскивающими соплами.

5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что инжекторная сборка содержит множество радиальных распорок с прикрепленными к ним кольцевыми сегментами, имеющими впрыскивающие сопла.

6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что инжекторная сборка содержит комбинацию инжекторных колец и радиальных распорок с впрыскивающими соплами.

7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что инжекторные кольца имеют скользящие соединения.

8. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что впрыскивающие сопла образуют переменную функцию открытия относительно радиального расстояния от продольной оси.

9. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система подачи текучей среды, связанная с инжекторной сборкой, является внешним генератором газа.

10. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система подачи текучей среды, связанная с инжекторной сборкой, является камерой сгорания инжектора.

11. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система подачи текучей среды, связанная с инжекторной сборкой, содержит топливо и окислитель для сжигания внутри инжекторной сборки.

12. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что соседние впрыскивающие сопла попеременно отклонены на угол по направлению от продольной оси двигателя и по направлению к продольной оси двигателя.

13. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в камере сгорания инжектора и инжекторной сборке используется газообразное топливо для воздушно-реактивных двигателей при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях потока.

14. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выхлопное сопло имеет подвижную заглушку, расположенную на обтекателе центральной части корпуса для изменения положения точки дросселирующего сужения.

15. Двигатель по п.10, отличающийся тем, что камерой сгорания инжектора является подводимый ракетный горячий газовый источник.

16. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что эжектор выполнен с возможностью функционирования в качестве форсажной камеры для усиления тяги при номинальных скоростях прямоточного воздушно-реактивного двигателя и воздушно-реактивного двигателя на больших скоростях и высотах, увеличивая поток текучей среды к инжекторной сборке для расширения рабочего диапазона прямоточного воздушно-реактивного двигателя и используя номинал для обеднения топливной смеси с целью охлаждения воздуха между смесителем и камерой сгорания.

17. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что текучая среда впрыскивается в расходящуюся часть выхлопного сопла при работе на малой скорости для инициирования отрыва выхлопного потока в выхлопном сопле и управления местом отрыва.

18. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что текучая среда впрыскивается в расходящуюся часть выхлопного сопла во время работы выхлопного сопла на сверхзвуковой скорости для изменения расположения вектора тяги.

19. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено управляющее устройство для впрыска топлива в воздушный поток вокруг прямоточного воздушно-реактивного двигателя, стабилизатор пламени для поддержания местоположения пламени и впрыскивающее устройство с регулирующим клапаном для управления результирующими векторами силы, вызванными процессом сгорания.

20. Инжекторная сборка, устанавливаемая в потоке текучей среды реактивных двигателей, таких как турбореактивный двигатель, турбовентиляторный двигатель, турбопрямоточный двигатель, турбо-воздушно-реактивный двигатель, эжекторный прямоточный двигатель с наддувом и подобных двигателях, а также в других газовых потоках, например, в самолетах, использующих направленный газовый поток для вертикального взлета, содержащая множество впрыскивающих сопел, причем впрыскивающие сопла ориентированы с возможностью впрыска текучей среды по ходу потока с частичным радиальным отклонением под углом по направлению от продольной оси потока текучей среды и по направлению к продольной оси потока текучей среды, а инжекторная сборка устанавливается в потоке текучей среды с опорой на поддерживающий элемент.

21. Инжекторная сборка по п.20, отличающаяся тем, что впрыскивающие сопла образованы в инжекторном кольце.

22. Инжекторная сборка по п.20, отличающаяся тем, что впрыскивающие сопла образованы в множестве радиальных распорок.

23. Инжекторная сборка по п.20, отличающаяся тем, что впрыскивающие сопла образованы в кольцевых сегментах, прикрепленных к множеству радиальных распорок.

24. Инжекторная сборка по п.20, отличающаяся тем, что впрыскивающие сопла образованы в комбинации инжекторных колец и радиальных распорок.

25. Инжекторная сборка по п.21, отличающаяся тем, что инжекторные кольца имеют скользящие соединения.

26. Инжекторная сборка по п.20, отличающаяся тем, что впрыскивающие сопла образуют переменную функцию открытия относительно радиального расстояния от продольной оси.

27. Инжекторная сборка по п.20, отличающаяся тем, что соседние впрыскивающие сопла попеременно отклонены на угол по направлению от продольной оси потока текучей среды и по направлению к продольной оси потока текучей среды.

28. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что система подачи текучей среды содержит систему теплообменников для сжижения воздуха и для хранения жидкого воздуха, используемого в качестве окислителя в инжекторной сборке.

29. Двигатель по п.28, отличающийся тем, что система теплообменников содержит устройство для сжижения воздуха, имеющее воздухозаборник с входным устройством для воздуха, сообщающимся с вторичным предохладителем и первичным предохладителем; конденсатор, сообщающийся с первичным предохладителем и со сборником, из которого жидкий воздух перекачивается в резервуар для хранения жидкого воздуха; резервуар для хранения жидкого воздуха с выпускным отверстием для подачи жидкого воздуха в прямоточный воздушно-реактивный двигатель, причем указанный конденсатор имеет входное отверстие для жидкого водорода и сообщается с первичным предохладителем для передачи жидкого водорода в первичный предохладитель, а затем во вторичный предохладитель, имеющий отверстие для выпуска жидкого водорода; и жидкий водород, температура которого понижена по сравнению с температурой воздуха, поступающего в систему сжижения воздуха, до значения, достаточного для охлаждения воздуха с возможностью его перевода в жидкое состояние.

30. Двигатель по п.29, отличающийся тем, что воздухозаборник оснащен системой впрыскивания гигроскопического вещества.

31. Двигатель по п.29, отличающийся тем, что воздухозаборник оснащен форсуночным охладителем.

32. Двигатель по п.29, отличающийся тем, что предусмотрен нагнетатель воздуха, расположенный за входным устройством воздухозаборника.

33. Двигатель по п.29, отличающийся тем, что предусмотрен влагоотделитель для удаления воды и других жидкостей, отличных от жидкого воздуха, расположенный между и сообщающийся с вторичным предохладителем и первичным предохладителем, причем жидкий водород сначала проходит через первичный предохладитель, а затем через вторичный предохладитель.

34. Двигатель по п.29, отличающийся тем, что предусмотрено несколько первичных предохладителей.

35. Двигатель по п.29, отличающийся тем, что предусмотрено несколько вторичных предохладителей.