Способ использования воздушно-реактивного двигателя или движителя под водой - RU2661633C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к судостроению, в частности, к использованию воздушно-реактивного двигателя или движителя под водой, и может быть использовано для перемещения надводных плавсредств.

Известна конструкция турбореактивного двигателя (патент РФ №2151900, опубликовано 27.06.2000 г.), которая стандартно содержит последовательно установленные в корпусе регулируемый воздухозаборник, осевой компрессор, кольцевую камеру сгорания и газовую турбину, образующие турбокомпрессор, выходное устройство с реактивным регулируемым соплом, форсажную камеру между ними. Используют указанное устройство стандартным образом для всех воздушно-реактивных двигателей. Набегающий поток воздуха тормозится в воздухозаборнике для создания равномерного потока воздуха на входе в компрессор. Далее воздух, поступающий в компрессор, сжимается и нагнетается в камеру сгорания. Здесь происходит повышение давления воздуха от взаимодействия вращающихся рабочих лопаток ротора и неподвижных лопаток корпуса. В камере сгорания воздух нагревается, окисляя распыляемое форсунками топливо. После совершения полезной работы воздух выбрасывается через выходное устройство.

Согласно тексту патента, изобретение может быть использовано также для установки на плавсредствах, включая подводные лодки, для которых особо важно предотвратить возможное в аналогах скольжение под водой при ее повороте в сторону вращения турбокомпрессора, что может привести к уходу на неконтролируемую глубину и ее разрушению, потому что в предложенном техническом решении отсутствует динамическое воздействие двигателя на рули.

Однако в указанном документе только упомянута возможность использования воздушно-реактивного двигателя на плавсредствах под водой, при этом способ использования такого двигателя под водой не раскрыт, а именно не показаны способ подачи воздуха в таком случае, использование системы зажигания.

Известен способ использования реактивного двигателя (патент Германии № 19813949, опубликовано 10.02.2000 г.), который может работать при наличии водных брызг следующим образом. В камеру сгорания под высоким давлением впрыскивается вода, которая под воздействием высокой температуры разлагается на водород и кислород. Это происходит не сразу и вызывает турбулентность частей газового потока. Смешивание водорода и кислорода с уже существующей воздушно-топливной смесью и с существующими газообразными продуктами сгорания приводит к улучшенному сгоранию и увеличению мощности. Лазерные свечи зажигания вызывают более полное сгорание топливно-воздушной смеси и таким образом обеспечивают более низкие выбросы загрязняющих веществ.

За счет применения лазерной системы зажигания, являющейся альтернативной системой зажигания по отношению к традиционным электрическим системам зажигания, указанный способ позволяет использовать реактивный двигатель при воздействии воды, однако прямого указания на использования двигателя под водой и способ подачи при этом воздуха не приведено.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности работы воздушно-реактивного двигателя под водой для движения надводного плавсредства.

Технический результат достигается за счет способа использования воздушно-реактивного двигателя или движителя под водой, заключающегося в том, что вход воздушного двигателя или движителя соединяют с преимущественно вертикальным каналом для подачи воздуха, расположенном на надводном плавсредстве, помещают указанный двигатель или движитель под воду, подают воздух по преимущественно вертикальному каналу, за счет давления которого выгоняют воду из внутренней части корпуса указанного двигателя или движителя, запускают работу указанного двигателя или движителя при использовании альтернативной системы зажигания, после окончания работы указанного двигателя или движителя перестают подавать воздух через преимущественно вертикальный канал, заполняют указанный двигатель или движитель водой.

В качестве воздушно-реактивного двигателя иди движителя может быть использован любой известный тип двигателя или движителя (авиационного и не только), который работает с использованием набегающего потока воздуха, например, вентиляторный воздушно-реактивный двигатель (ВВРД), пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) и др.

В качестве альтернативной системы зажигания может быть использована плазменная, лазерная система зажигания и аналогичные системы зажигания, которые работоспособны при попадании воды, могут работать с бедной топливно-воздушной смесью и обладают повышенной энергией искры.

Наличие преимущественно вертикального канала, соединенного с преимущественно горизонтально расположенным воздушно-реактивным двигателем позволяет подавать воздух сверху из надводного плавсредства посредством насосов или аналогичных систем нагнетания воздуха. Причем указанные системы должны быть достаточно мощными для того, чтобы «выдавить» вертикальный слой воды сначала из самого вертикального канала, а затем из корпуса двигателя или движителя и подготовить его к работе в обычном стандартном режиме. Альтернативные системы зажигания (лазерные и плазменные) для розжига топливовоздушной смеси используют искры, на мощность которых капли воды, которые могут остаться в корпусе двигателя или движителя, не оказывают никакого влияния.

Способ реализуется при использовании устройства, содержащего насосы 1 для выдавливания воды из преимущественного вертикального канала 2 и корпуса двигателя или движителя 3, при этом двигатель или движитель 3 содержит воздухозаборник 4, компрессор высокого давления 5, камеру сгорания 6 с альтернативной системой зажигания 7 (лазерной или плазменной), выходное устройство. В зависимости от типа стандартно используемой конструкции двигателя могут быть установлены соответствующие дополнительные элементы (пропеллеры и т.д.).

Двигатель или движитель 3 может быть приварен к преимущественно вертикальному каналу 2 или герметично соединен с ним другим аналогичным образом. При подаче воздуха посредством насосов 1 через преимущественно вертикальный канал 2 происходит выдавливание воды из указанного канала 2 и корпуса двигателя или движителя 3. После этого воздух проходит стандартную процедуру для обеспечения работы двигателя или движителя 3: он тормозится в воздухозаборнике 4, поступает в компрессор 5 и после сжатия - в камеру сгорания 6, где происходит поджигание топливно-воздушной смеси плазменной или лазерной свечой зажигания. После совершения полезной работы воздух выбрасывается через выходное устройство двигателя или движителя 3. За счет движения воздуха по преимущественно вертикальному каналу 2 и элементам двигателя или движителя 3 происходит перемещение надводного плавсредства.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет оригинальным образом использовать известные конструкции двигателей и движителей для перемещения надводных плавсредств.

Реферат

Изобретение относится к судостроению, а именно к использованию воздушно-реактивного двигателя или движителя под водой. Для использования воздушно-реактивного двигателя или движителя под водой соединяют вход воздушного двигателя или движителя с преимущественно с вертикальным каналом для подачи воздуха, который расположен на надводном плавсредстве. Помещают указанный двигатель или движитель под воду и подают воздух по преимущественно вертикальному каналу, за счет давления которого выгоняют воду из внутренней части корпуса указанного двигателя или движителя. Запускают работу указанного двигателя или движителя при использовании альтернативной системы зажигания, после окончания работы указанного двигателя или движителя перестают подавать воздух через преимущественно вертикальный канал и заполняют указанный двигатель или движитель водой. Достигается обеспечение возможности работы воздушно-реактивного двигателя под водой для движения надводного плавсредства. 1 ил.

Формула