Изобретение относится к реактивным двигателям без газовых турбин. Вихревой эжекторный движитель выполнен в виде обтекаемой пустотелой гондолы, внутренняя поверхность которой образует воздушный тракт, состоящий из последовательно расположенных входного устройства, выполненного в виде конфузора, диффузора, вихревой камеры и выходного устройства. Гондола выполнена с устройством для подачи сжатого воздуха вовнутрь воздушного тракта в виде сопел, сообщающихся с источником сжатого воздуха, расположенных в передней части гондолы и направленных под углом, равным 10-60° к оси воздушного тракта, создавая вихрь. Изобретение направлено на уменьшение массы и повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Область техники.
Изобретение относится к механике, к двигателям, более конкретно к реактивным двигателям без газовых турбин, и может быть использовано в конструкции движителей для транспортных средств, передвигающихся в воздухе, воде и других текучих средах.
Изобретение может найти применение в авиации, водном транспорте.
Уровень техники.
Известны двухконтурные реактивные двигатели (ДТРД), у которых тяга создается в двух контурах: газотурбинном и вентиляторном (втором) контуре. При отсутствии во втором контуре форсажной камеры создание тяги в нем включает: засасывание воздуха из окружающей среды во входном устройстве, сжатие его вентилятором (или компрессором), прокачивание через воздушный тракт кольцевого сечения второго контура и реализацию тяги путем расширения потока в выходном сопле (См. А.Л.Клячкин. Теория воздушно-реактивных двигателей. "Машиностроение", М., 1969 г., стр.17-19). Вентиляторный контур обычно содержит входное устройство (иногда - общее с газотурбинным контуром), компрессор (вентилятор) и выхлопное сопло. Вентиляторный контур содержит также один или несколько венцов спрямляющих лопаток, расположенных за вентилятором и предназначенных для выпрямления закрученного на вентиляторе потока. (См. В.А.Шульгин. Двухконтурные ТРД малошумных самолетов. стр.150).
Такой способ является дополнительным к турбореактивному способу создания тяги, но мог бы использоваться и в качестве самостоятельного. Однако в существующем виде способ характеризуется недостаточной эффективностью, поскольку он использует только наружную кольцевую площадь миделя двигателя, в то время как внутренняя площадь кольца занята конструкцией двигателя, и при этом не используется энергия окружающей среды.
Известны автономные вентиляторные движители (АВД), содержащие вентилятор, расположенный в гондоле, снабженной выпрямляющими лопатками. При этом вентилятор приводится от воздушной турбины, работающей от сжатого воздуха, отбираемого от компрессора основного ДТРД. Таких АВД может быть несколько, питаемых от одного ДТРД. Более того, два или больше ДТРД могут подавать сжатый воздух в один общий воздуховод, от которого приводятся несколько АВД (См. ЕР 1331378 А2, F02C 1/02, 2003 г.).
Таким образом, в известном решении, по мнению авторов, достигается снижение уровня шума, создаваемого силовой установкой (СУ), содержащей ДТРД. Эффект создается за счет того, что отдельные АВД позволяют значительно увеличить степень двухконтурности ДТРД, за счет этого понизить уровень шума, создаваемого СУ, и значительно повысить транспортную эффективность самолета с силовой установкой из ДТРД.
Однако АВД в упомянутом патенте сложны по конструкции из-за наличия корпуса, турбины, приводного вала, редуктора и самого вентилятора, имеют значительную массу, что снижает достигаемый эффект. Кроме того, им присущи и недостатки, характерные для ДТРД.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является разработка такого движителя для силовых установок с ДТРД, который бы был прост по конструкции, имел уменьшенную массу и повышенную надежность.
Кроме того, движитель должен обеспечивать значительное увеличения степени двухконтурности ДТРД и соответственно повысить характеристики силовой установки: топливную эффективность, уровень шума и др.
Более того, движитель должен легко устанавливаться на любых агрегатах самолета.
Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что вихревой движитель выполнен в виде обтекаемой пустотелой гондолы, выполняющей роль корпуса, внутренняя поверхность гондолы представляет собой воздушный тракт, состоящий из сообщающихся последовательно расположенных входного устройства, выполненного в виде конфузора, диффузора, вихревой камеры и выходного устройства; кроме того, гондола снабжена устройством для подачи сжатого воздуха вовнутрь воздушного тракта, выполненным в виде сопел, сообщающихся с источником сжатого воздуха, расположенных в передней части гондолы по всему периметру ее поперечного сечения, и направленных под углом к оси воздушного тракта таким образом, чтобы закручивать находящийся в нем воздух в одном направлении, создавая вихрь.
Кроме того, устройство для подачи сжатого воздуха снабжено коллектором, выполненным в гондоле, сообщающимся с соплами, и снабженным устройством подсоединения к трубопроводу подачи сжатого воздуха от внешнего источника сжатого воздуха, а устройство подсоединения выполнено в виде патрубка с соединительным устройством, сообщающегося с коллектором и снабженного управляемым клапаном для регулирования и перекрытия подачи воздуха, при этом гондола снабжена тормозным устройством, выполненным в виде поворотных створок, перекрывающих воздушный тракт.
Более того, диффузор выполнен в передней своей части в виде конуса с углом конусности, равным 2-10°, а в задней части выполнен в виде расширяющегося криволинейного раструба, при этом выпускные окна сопел выполнены на его поверхности, а воздушный тракт может быть выполнен с дополнительным диффузором, расположенным между диффузором и вихревой камерой.
Такое выполнение вихревого движителя позволяет создать универсальный движитель для транспортного средства, обладающий малой массой, простотой конструкции и высокой эффективностью.
Изобретение поясняется чертежом.
Фиг.1. показывает принципиальную схему вихревого движителя с частичным продольным вырывом по его оси.
Осуществление изобретения
В соответствии с изобретением вихревой движитель реализуется следующим образом.
Вихревой движитель выполняется в виде обтекаемой пустотелой гондолы, выполняющей роль корпуса. Внутренняя поверхность гондолы представляет собой воздушный тракт, состоящий из сообщающихся последовательно расположенных входного устройства, выполненного в виде конфузора, диффузора, вихревой камеры и выходного устройства. Гондола снабжена устройством для подачи сжатого воздуха вовнутрь воздушного тракта, выполненным в виде сопел, сообщающихся с источником сжатого воздуха. Сопла расположены в передней части гондолы по всему периметру ее поперечного сечения и направлены под углом к оси воздушного тракта таким образом, чтобы закручивать находящийся в нем воздух в одном направлении, создавая вихрь.
В вихревом движителе могут быть использованы известные источники сжатого воздуха. Так, в качестве источников могут быть использованы баллоны со сжатым воздухом, расположенные в гондоле. Могут также использоваться и внешние источники сжатого воздуха: компрессоры, газогенераторы. В авиации, на самолетах целесообразно использование турбинных газогенераторов или газотурбинных реактивных двигателей с устройствами отбора воздуха от компрессоров.
Устройство для подачи сжатого воздуха снабжено коллектором, выполненным в гондоле, сообщающимся с соплами, и снабженным устройством подсоединения к трубопроводу подачи сжатого воздуха от внешнего источника сжатого воздуха.
Целесообразно диффузор выполнять в передней своей части в виде конуса с углом конусности, равным 2-10°, а в задней части - в виде расширяющегося криволинейного раструба. При этом выпускные окна сопел выполнены на поверхности криволинейного раструба.
Целесообразно выполнять воздушный тракт с дополнительным диффузором, расположенным между диффузором и вихревой камерой. Гондола также снабжена выходным устройством, выполненным с выхлопным соплом и спрямляющим аппаратом.
Кроме того, устройство подсоединения может быть выполнено в виде патрубка с соединительным устройством, сообщающегося с коллектором и снабженного управляемым клапаном для регулирования и перекрытия подачи воздуха. При этом патрубок выполняется со штуцером и накидной гайкой, обеспечивающей соединение с трубопроводом подачи воздуха. Патрубок целесообразно снабдить управляемым клапаном, выполненным в виде поворотной заслонки, снабженной управляемым приводом.
Вихревой движитель может быть снабжен тормозным устройством, выполненным в виде поворотных створок, перекрывающих воздушный тракт и выполненных на гондоле в области вихревой камеры.
Гондола может быть снабжена устройствами крепления ее к конструкции транспортного средства. Устройства крепления могут быть выполнены любым известным способом, например в виде продольных уголковых профилей, выполненных по контуру конкретного узла транспортного средства (например, пилона), и установленных на внешней поверхности гондолы.
Пример реализации изобретения представлен на Фиг.1.
Вихревой движитель выполнен в виде обтекаемой пустотелой гондолы 1, выполняющей роль корпуса. Внутренняя поверхность гондолы представляет собой воздушный тракт, состоящий из сообщающихся последовательно расположенных входного устройства 2, выполненного в виде конфузора, диффузора 3, дополнительного диффузора4, вихревой камеры 5 и выходного устройства 6. Дополнительный диффузор 4 выполняется с углом конусности 6-10° и служит для улучшения вихреобразования.
Движитель снабжен устройством для подачи сжатого воздуха от турбогазогенератора вовнутрь воздушного тракта. Устройство выполнено в виде коллектора 10, сообщающегося с трубопроводом 9, связанным с устройством отбора воздуха от турбогазогенератора. Устройство также снабжено соплами 11, выполненными в хвостовой части диффузора 3 по всему его периметру. Трубопровод снабжен устройством регулирования подачи сжатого воздуха (не показано).
Устройство подачи воздуха внутрь вихревой камеры выполнено в виде сопел большого диаметра, равных 0,5-0,9 от максимальной высоты продольного сечения диффузора, расположенных на торцевой поверхности диффузора и направленных под углом 10-60° к оси воздушного тракта, так чтобы закручивать проходящий воздух в вихрь в вихревой камере.
Сопла 11 выполнены таким образом, что ось каждого сопла составляет угол 12 (при виде на поверхность тракта движителя) с осью гондолы 16. Угол 12 может для различных движителей быть равным 10-60°. В диаметральной плоскости угол наклона выпускных сопел может составлять -5-+10° с линией, параллельной оси гондолы 16. При этом выпускные окна сопел расположены на торцевой поверхности диффузора.
Целесообразно диффузор 3 выполнять в передней своей части в виде конуса с углом конусности, равным 2-10°, а в задней части - в виде расширяющегося криволинейного раструба. При этом выпускные окна сопел располагаются на поверхности криволинейного раструба.
Вихревая камера 5 выполнена цилиндрической, предназначена для стабилизации создаваемого вихревого потока и может иметь длину, равную 0,5-3 своего диаметра, в зависимости от мощности создаваемого вихревого потока.
В хвостовой части гондолы расположено выходное устройство 6, включающее выхлопное сопло и спрямляющее устройство 7. Спрямляющее устройство выполнено в виде радиальных стенок, связанных между собой кольцевой вставкой 8.
При работе движителя на земле (при отсутствии движения транспорта) вдув высокоэнергетичных струй воздуха эжектирует окружающий воздух и создает прокачку его через тракт движителя. При этом каждая струя действует как отдельный эжектор, благодаря чему повышается коэффициент эжекции. Все вместе вдуваемые по окружности тракта движителя струи ускоряют и закручивают входной поток 13, создавая тем самым вихрь 14. Вихрь 14 стабилизируют в вихревой камере 5. Вихрь 14 создает в прокачиваемом потоке разрежение по оси тракта, тем самым способствует увеличению эжекции окружающего воздуха. Вихревой поток выпрямляется и ускоряется в выходном устройстве 6 на радиальных спрямляющих стенках 7 и в сопле, создавая тягу.
При движении транспортного средства вихрь 14 закручивает поступающий в тракт воздушный поток, создавая разрежение в центральной области гондолы. Разрежение уменьшает сопротивление воздушного тракта и способствует увеличению расхода воздуха через движитель. В этом случае тяга создается за счет эжектирующих струй и импульса дополнительных поступающих масс.
Выполненный вышеописанным образом вихревой движитель является автономным (АВД) и может быть установлен в любой части транспортного средства, куда можно подвести воздух. При этом каждый АВД может питаться отдельным газогенератором или несколько (2 и больше) ABД могут питаться через общий трубопровод от одного или двух, трех и более газогенераторов. Такая силовая установка имеет повышенные характеристики за счет увеличения степени двухконтурности: меньший расход топлива, меньшая масса конструкции, высокая надежность, пониженные показатели по шуму.
Все это приводит к повышению безопасности полетов, повышению транспортной эффективности самолетов, водного транспорта.
Предложенный вихревой движитель может быть выполнен из металла (алюминиево-магниевые, титановые сплавы) или из композитных материалов существующими технологиями.
1. Вихревой эжекторный движитель, выполненный в виде обтекаемой пустотелой гондолы, выполняющей роль корпуса, внутренняя поверхность гондолы представляет собой воздушный тракт, состоящий из сообщающихся последовательно расположенных входного устройства, выполненного в виде конфузора, диффузора, вихревой камеры и выходного устройства, отличающийся тем, что гондола выполнена с устройством для подачи сжатого воздуха вовнутрь воздушного тракта в виде сопел, сообщающихся с источником сжатого воздуха, расположенных в передней части гондолы по всему периметру ее поперечного сечения и направленных под углом, равным 10-60°, к оси воздушного тракта таким образом, чтобы закручивать находящийся в нем воздух в одном направлении, создавая вихрь.
2. Вихревой движитель по п.1, отличающийся тем, что воздушный тракт выполнен с дополнительным диффузором, расположенным между диффузором и вихревой камерой.
www.findpatent.ru
Полноценный турбореактивный двигатель для воздушной среды был придуман, построен и испытан на одноместном летающем кресле ( использовалось четыре таких двигателя по крестообразной вертикальной схеме) Александром Зохрэ в 1987 году недалеко от Минска.
Однако потом возникли трения с властями (тогда еще был СССР) и устройство было уничтожено, а сам А.Зохрэ дал подписку на 20 лет о не разглашении принципа своего изобретения.Дело в том, что этот двигатель так же прост как и ПуВРД (пульсирующий воздушно-реактивный двигатель), не имеет движущихся частей, но в отличие от него развивает большую тягу, и значительно более компактен и стабилен в работе.Исторические легенды гласят, что некоторые древние жрецы использовали подобный принцип реализованный с помощью глиняных горшков для запуска в небо культовых "Божественных огней" представляющих собой четыре таких глиняных двигателя на деревянной крестовине, с маслом (или нефтью ?) в качестве топлива...Правда это или не, трудно сказать с уверенностью.
Двигатель проще всего использовать для вертикально летящих и зависающих аппаратов, но с помощью соответствующих патрубков сопельные газы можно направлять в сторону. Возможность запуска и работы этого устройства в горизонтальном положении, Александром Зохрэ не испытывалась.Принцип работы и секрет устройства понятен из рисунка (копия сохранившегося более раннего дневника Александра Зохрэ от 1985 года).И так перед нами высокооборотистый турбинный двигатель с виртуальным ротором в качестве которого работает .. вихрь!Энергию вихрю сообщает разность температур возникающая между засасываемым воздушным потоком (голубые линии) и пламенем от сгорания топлива в цилиндрических камерах сгорания (3). Вихрь самораскручивается и поддерживается в вихревой камере образованной реактивной камерой (1) и вихреобразующей камерой (2). Обе камеры заключены в воздухозаборник (4) который засасывает чистый воздух сверху и через дыхательные трубки (6) проходящие через сопельный аппарат (5) подает воздух в нижнюю конусную часть вихреобразующей камеры. Эта же конусная часть вместе с нижним кольцом воздухозаборника образует негативное (инверсное) реактивное сопло.Максимальная температура и скорость вращения вихря соответствует наибольшему радиусу вихревой камеры, откуда часть горячих газов направляется в это сопло.Следует так же отметить, что подвод топлива и канал продувки камер сгорания на этом рисунке не показан.Пламя разгорается поскольку в нижней части вихря существует значительная вихревая компрессия (тяга воздуха) на пути которой и стоят камеры сгорания.Процесс запуска такого двигателя в случаи работа на газу может быть самостоятельным, за счет ничтожных токов воздуха от впуска газа.Однако Александр Зохрэ для запуска своих реальных двигателей использовал электорозавихрители (подобное центробежному компрессору устройство с лопатками) установленные в самой верхней части двигателя крыльчаткой параллельно земле.После запуска вихря, питание с моторов снималось, а сами электро моторы вращаемые силою вихрей использовались для заряда аккумуляторной батареи.Особо следует заметить что размеры запускающей крыльчатки должны быть незначительными, что бы не создавать сопротивление вихрю.Диаметр каждого двигателя составлял 40 сантиметров по внешнему радиусу. Возможность работы более миниатюрных образцов очевидна но не исследовалась.Тяга (статическая) каждого двигателя приближалась к 35 кг.Относительно камер сгорания: входное сопротивление ( зависит от размера продувочных отверстий) должно быть в разы большее чем выходное, иначе пламя будет сдуваться с горелок (гаснуть) и вихрь не будет запускаться.При отказе двигателя быстрый запуск в воздухе до полного охлаждения может быть проблематичен, поэтому двигатель не должен иметь возможности испытывать перебои с питанием или слишком низкий "газ".
ОБСУЖДАЕМ НА ФОРУМЕ И ПОДКЛЮЧАЕМСЯ К ПРЕКТУ
owalon.com
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Свез Советских
Социалистических
Респу0лик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 15.Ч.1968 (№ 1242898/24-6) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 04.Ч1,1969. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 11.XI.1969
Кл. 14с, 23/01
NIIK F Old
УДК 621.541.1 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
А. Г. Микеров
Заявитель
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВИХРЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
1
Известны пневматические вихревые двигатели, например, для привода машин или приборов, содержащие вихревую камеру в виде цилиндра с торцовыми стенками, патрубки впуска и выпуска и ротор.
Предлагаемый двигатель отличается от известных тем, что, с целью устранения колебаний ротора и обеспечения реверса, ротор установлен на двух опорах в торцовых стенках цилиндра и расположен по оси вихревой камеры, а патрубки впуска и выпуска расположены на цилиндрической поверхности камеры по касательной к ней.
На чертеже представлена схема пневматического вихревого двигателя, содержащего вихревую камеру 1 в виде цилиндра с торцовыми стенками 2 и 8 (см. фиг. 2), ротор 4, установленный на двух опорах 5 и б в торцовых стенках 2 и 8, а также патрубки впуска 7 и выпуска 8, расположенные на цилиндрической поверхности по касательной к ней.
Газ поступает в камеру через патрубок впуска 7 и, обтекая вихревую камеру по цилиндрической поверхности, увлекает ротор 4, придавая ему вращательное движение. Отработанный газ отводится из вихревой камеры через патрубок выпуска 8.
Предмет изобретения
Пневматический вихревой двигатель, например, для привода машин или приборов, содержащий вихревую камеру в виде цилиндра с торцовыми стенками, патрубки впуска и вы15 пуска и ротор, отличающийся тем, что, с целью устранения, колебаний ротора и обеспечения реверса, ротор установлен на двух опорах в торцовых стенках цилиндра и расположен по оси вихревой камеры, а патрубки впуска и вы20 пуска расположены на цилиндрической поверхности камеры по касательной к ней.
245143
Юьиад
Составитель И. анцупов
Редактор В, Фельдман Техред Т. П. Курилко Корректоры: М. Коробова и A. Абрамова
Заказ 2679/8 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в машинах наземного, водного и воздушного транспорта, в стационарных наземных и космических энергоустановках
Изобретение относится к энергетике, силовым установкам и двигателям, работающим на горячих газах
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам получения кинетической энергии за счет преобразования потенциальной энергии
Изобретение относится к области энергетики, а именно к силовым установкам, и может быть использовано в двигателях
Изобретение относится к двигателестроению
Изобретение относится к машиностроению
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам преобразования потенциальной энергии химических веществ в кинетическую энергию газового потока
Изобретение относится к роторным тепловым двигателям
Изобретение относится к области силовых установок, работающих на горючих газах или продуктах сгорания, а более конкретно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия, с разделенным термодинамическим циклом, когда сжатие заряда и сгорание топлива происходит в импульсной камере постоянного объема, а расширение продуктов сгорания в рабочих камерах расширительной машины
Пневматический вихревой двигатель
www.findpatent.ru
Энергия воды
Виктор Шаубергер ЭНЕРГИЯ ВОДЫ«Как нам понять язык Шаубергера, если его труд принадлежит будущему».Профессор Вильгельм БолтерсВиктор Шаубергер был незаурядным человеком. Человеком, посланным богом, чтобы вновь дать «просвещенным» людям древнее знание о сущности воды. Человеком, который всю свою жизнь упорно боролся и, сломленный, умер в нищете и одиночестве.Во время войны Шаубергер был заключен в концлагерь, где был принужден работать над проектом летающего диска Рейха, используя свои идеи. Аппарат был уничтожен в конце войны, Шаубергер попал в США. Отказавшись от предложения восстановить двигатель и не сумев найти поддержки для разработки других своих изобретений, он вернулся в Австрию, где умер в возрасте 73 лет в полном отчаянии: «Все отняли у меня!Я даже не хозяин самому себе!»Но он оставил наследие, богатство которого бесценно, а знания продолжают вдохновлять, становясь основой многих поразительных разработок. При этом Виктор Шаубергер открыл лишь то, что было давно уже известно инкам, монголам, древним жителям Крита или тибетским монахам.
Вихревой двигатель Виктора ШаубергераОдной из "изюминок" диска Белонце являлся оригинальный вихревой двигатель В.Шаубергера - V. Schauberger. В течении всей жизни Шаубергер работал над теорией использования энергии движущегося вихревого потока жидкости или газа. Так давайте же познакомимся поближе с работой этого замечательного инженера.Виктор ШаубергерВиктор Шаубергер родился в Австрии 30 июня 1885 года. Первые упоминания о его деятельности относятся к началу 20-х годов, когда Шаубергер, работая егерем в лесозаготовительной компании, спроектировал и смонтировал водные желоба со спиральными насечками подобными орудийным. Когда бревна опадали в желоба, они вращались вокруг своей оси и перемещались подобно снарядам , что ускоряло скорость перемещения брёвен. В 1930 - м году Шаубергер спроектировал электрогенератор, турбина которого принципиально отличалась от конструкции обычных водяных турбин. Генератор был установлен вблизи лесопилки и успешно использовался в течении 3 лет, но конкретных сведений о его работе не сохранилось. В начале Второй Мировой Виктор Шаубергер был интернирован в нацистский концентрационный лагерь, где был привлечён к работе над "Диском Белонце, предложив для него оригинальный вихревой двигатель.
Двигатель Шаубергера -Repulsin.Основная идея двигателя Шаубергера - создание вихря внутри камеры сгорания. Вихрь создаёт разряжение, засасывающее воздух через турбину, реализуя рабочий цикл "механическая энергия+тепло >>> миниторнадо+тепло >>> тяга + механическая энергия". Эту концепцию Шаубергер называл Имплозией, антивзрывом, поэтому часто встречающаяся фраза "принцип действия основывался на взрыве" скорее всего, означает искаженный термин Имплозия. Действительно при нём вещество не разлетается в стороны, как при взрыве ( эмплозии), а наоборот стремиться стянуться в одну точку к основанию вихря....Законы физики, а для нашего рассматриваемого случая термодинамики, потому и называются законами, что они едины как для Виктора Шаубергера, так и для всех. Я, сразу задумался, а по какому термодинамическому циклу мог работать и работал ли вообще, этот двигатель. К сожалению, перебирать не из чего - Цикл Карно. Т.е., сжатие-подвод тепла- расширение-полезная работа. А вот, изобары, изохоры, адиабаты в этом цикле могут идти по-разному и называются те циклы - цикл дизеля, цикл карбюраторного двигателя, цикл газовой турбины и.т.д. Другого - нет. Хотя, реализация в "железе" самого Цикла Карно - это виртуозность и "хитрость" инженера.
Так, как же "схитрил" Шаубергер?Идеи не возникают из ничего. Давайте посмотрим, что делалось в то время. Уже работают, и заметьте, не макеты, а боевые газотурбинные двигатели . Они установлены на немецком истребителе Мессершмит-262. Что здесь интересно. В 1938 году в Германии изготовлен газотурбинный двигатель Р. 3302 фирмы БМВ с осевым компрессором, а в Англии, с центробежным. В Германии, есть и с центробежным. А теперь, взгляните на одно поразительное сходство в изображении колеса центробежного компрессора J-31 - американский, но скопировали у англичан, и ротора с «двигателя» Шаубергера.О чем, это может свидетельствовать?Я полагаю, о преемственности технических решений. Идея центробежного ротора турбины - уже пройденный этап и многим доступна. Она становится материалом для широкого круга изобретателей...
Что решает сделать Шаубергер?Идея, захватывающая - он решает объединить рабочее колесо компрессора и колесо турбины в.. единый узел - колесо с радиальными завихрителями. Зачем завихрители?Шаубергер прекрасный механик и ему знакомо свойство вращающегося волчка - Кориолисово ускорение. Конечно же оно.Для получения полезной работы, его колесо должно иметь положительный вращающий момент. Можно установить сопла на концах колеса, отклоняющие поток на 90 градусов по касательной. Но, это уже есть – в газовых турбинах - используются на кораблях. Надо придумать что-то новое...И оно появляется. Это завихрители-"штопоры". Завихритель создает волчкоподобную струю, которая срываясь с его конца отклоняется на 90 градусов вниз благодаря направляющему ножу. При этом, благодаря кориолисовому ускорению, струя или вихрь отклоняется одновременно на 90 градусов в плоскости вращения колеса и движется по касательной к его окружности. Получилось, как бы наличие виртуальных лопаток турбины - обратите внимание на стрелку, показывающую направление вращения колеса и крутку штопоров.Теперь, необходимо поднять скорость истекающего вихря и получить положительную реакцию от него на колесо. Впрыскивается спирт и поджигается спиртовоздушная смесь.
Так, скорее всего, и появилась концептуальная модель, диаметром около 1 метра, которую Вы видите на фотографии. Вероятнее всего она была захвачена на одном из полигонов, скорее всего Пенемюнде. Двигатель пострадал от пуль, на фотографиях видны вмятины.В корпусе двигателя находился ротор (рисунок вверху), лопасти которого представляли собой спиралевидные стержни прямоугольного сечения. Представьте себе 24 размещённых по окружности штопора для открывания бутылок. Над корпусом были закреплены мотор-стартер и генератор в кожухе .Рабочим телом в двигателе служила вода. Мотор-стартер приводил в движение ротор, который формировал быстровращающийся водяной тор -бублик. При этом рабочее тело при отбрасывании за счет центробежной силы к периферии проходило сквозь "штопоры" ротора и получало вращение вдоль оси каждой из лопастей.Шаубергер подчеркивал, что при определенных условиях вихрь становился самоподдерживающимся, как природный смерч, существование которого определяется только наличием разности давления между внешней средой и внутренним конусом смерча. Для этого необходимо было подавать к вихрю тепло, которое бы поглощалось им и поддерживало его вращение. Для этого и служил теплообменник. Когда двигатель выходил на самодостаточный режим, мотор-стартер отключался, в двигатель по трубопроводам, расположенных вероятно под днищем, на фотографии, в центре слева, в руке -теплообменник подавались вода под определенным давлением и воздух возможно через тёмную щель. Одновременно вихревые двигатели вращали валы электрогенераторов, которые могли использоваться для питания системы управления и подзарядки аккумуляторных батарей Диска Белонце.Итак, сфомированные ротором 24 мини-торнадо, огибали внутреннюю поверхность верхней части двигателя, смахивающего на медный таз на фотографии, по очень интересной траектории вырывались на внутренний конус двигателя и продвигались к выходному отверстию. В итоге вся эта масса вращающегося воздуха и воды, напоминала шарики подшипника и, продвигаясь ниже, стягивалась к центру, в конце концов вылетая через сопло внизу конструкции.Многие загадки природного смерча до сих пор не разгаданы, некоторые ученые говорят об образовании в теле смерча зоны левитации (потери веса) и образовании на стенках вращающегося хобота высокой разности потенциалов. Иногда пишут, что двигатель Шаубергера создавал вокруг себя определенную зону левитации, вследствии чего Диск Белонце терял вес или его значительную часть. Но скорее всего, в Диске Белонце использовался эффект Коанда, который возникает, например, при движении самолёта. Воздушный поток, обтекая верхнюю часть крыла, создает над ней область низкого давления, которая поднимает самолет. Впрочем, специалисты утверждают что эта версия тоже, не выдерживает критики. Но давайте вернёмся к комментарию Михаила Коваленко : "... Вроде бы все отлично. Завихрители хорошо держат пламя, не позволяя ему сорваться и уйти вниз по потоку. Условия перемешивания горючей смеси - идеальны. Колесо должно выйти на самоподдерживающиеся обороты, но ....... Виктор Шаубергер не учел степень сжатия рабочей среды в процессе подвода к ней тепла. Если, уже в ту пору, немцы получали сжатие воздуха в несколько атмосфер позади центробежного компрессора газотурбинного двигателя - турбореактивные двигатели на Месершмитах, то в схеме Шаубергера, такого достичь принципиально нельзя.Я не думаю, что бы его двигатель даже близко подошел к режиму энергетического самообеспечения из-за больших потерь энергии на закручивание струй завихрителями. Сорвавшись с них и отклонившись направляющим кожухом струя бесполезно теряет свою энергию вращения. В обычной турбине, реакция струи газа приложена к лопатке турбинного колеса и имеет две составляющие -касательную и осевую. Первая из них и раскручивает колесо. Вторая, компенсируется осевой тягой компрессора турбины. В схеме Шаубергера, все гораздо сложнее.Реакция силы Кориолиса приложена, по моему мнению, к направляющему конусу, а не к "штопору". Словно, непосредственно колесо, не получит положительного вращающего момента от струи, и гипотетическая самораскрутка не будет достигнута. К сожалению, векторное построение действующих сил, для рассматриваемого случая, выходит за рамки простой дискуссии.С точки зрения термодинамики тепловых машин, этот двигатель -"мертворожденный". Однако, сама по себе, идея с самоотклонением вихря силой Кориолиса для получения положительной реакции струи на колесе, заслуживает вне всяких сомнений - восхищения, а сам "двигатель" достоен быть представленным в Лондонском Музее Науки и Техники . А на табличке, под ним, я бы написал слова - "РВВРД- роторно-вихревой воздушно-реактивный двигатель Шаубергера.Недоумение вызывает, если говорить о Двигателе реальном, и примитивность конструкции «двигателя» Шаубергера, его модельность, в сравнении с уже сушествующими и работающими турбореактивными двигателями. Скажем, с Jumo 109-004B-1 установленном на Мессершмите-262 тягой 900 Кг и 8-ми ступенчатым осевым компрессором. 12 двигателей Jumo стояло и на Диске Белонце. Без сомнения «двигателю» Шаубергера, до них, как примусу до Сатурна-5. Но, Шаубергер предложил построить практически плоский! газотурбинный двигатель. Устоять перед этим было трудно. И, вероятно, целью Шаубергера было, продемонстрировать принцип своей идеи - однороторного турбодвигателя. Идея, была скорее заблуждением в отношении реакции отклоненного вихря, но уж очень красивой!.А ответ на вопрос, "Как летать с его использованием?" начинается с вопроса - а где реальный двигатель? "
ПослесловиеПосле войны Шаубергер работал над концепцией источника энергии, основанного на создании водяного вихря и замкнутом цикле "теплота-миниторнадо-механическая энергия-теплота". Также он продолжал разрабатывать теорию гидротурбин и гидроустановок вихревого типа. В 1952 году Шаубергер и профессор Франц Пепель в Штутгардском Техническом Колледже провели ряд опытов по исследованию поведения водяных взвесей нерастворимых веществ в спиральном водном потоке. Эти опыты были направлены на создания очистных сооружений, основанных на явлении отжимания частиц из водяного объема в центр спирали, в зону меньшего давления.В 1958 году Шаубергер был приглашен в США, где ему было предложено провести работу по воссозданию Диска Белонце и вихревого движителя, т.к. сохранились опытные образцы движителя времен войны. Но он отказался, сказав, что до подписания соглашения о разоружении ничего нельзя обнародовать и что его открытие принадлежит будущему. Некоторые источники указывают, что Шаубергер, скорее всего просто не обладал всей информацией, необходимой для постройки нового двигателя. А его подневольные помощники были уничтожены в Маутхаузене, о чём он писал в письме другу, датированным августом 1958-го года.Одно время он был помещен в психиатрическую клинику, но из-за своевременного вмешательства друзей, был освобожден с неповрежденным рассудком. Виктор Шаубергер возвратился в Австрию и через 5 дней, 25 октября 1958 года, умер от сердечного приступа. Отказ от таких предложений очень вреден для здоровья.
Двигатель Виктора ШаубергераВиктор Шаубергер (Victor Schauberger) - австрийский естествоиспытатель, открыватель самоподдерживающихся динамических потоков. До второй мировой войны работал на лесозаготовках, где впервые применил вихревые технологии на практике для сплавления бревен тяжелых пород, которые не способны держаться на воде.Во время войны Шаубергер был заключен в концентрационный лагерь, где был принужден работать над проектом летающего диска, используя свои идеи.Двигатель Шаубергера, на базе которого был создан диск Белонце, потреблял только воду и воздух, а принцип его действия включал в себя Implosion (как противоположность взрыва). Шаубергер работал с специалистами по взрывам из числа заключенных концлагеря.Аппарат был уничтожен в конце войны, Ш
msd.com.ua
Здесь я попытаюсь изложить для читателя мои работы по созданию вихревого генератора.
Первый этап — создание вихря как такового.
Берем двигатель от старого пылесоса, делаем крыльчатку (по материалам Евгения Арсентьева). В итоге получилось вот что.
А вот так выглядит крыльчатка.
Если тазик убрать, то вихрь становится примерно вот таким.
.
Что характерно, в любом случае вихрь имеет четкую границу, которая отлично ощущается. Причем за границей вихря воздух практически неподвижен.
Евгений предложил усовершенствовать вихревой генератор вот так
Что в итоге получилось
После высыхания эпоксидки проведу испытания
В общем испытания провел. Вихрь внутри есть. Но на самоподдерживание не выходит, параметры слабоваты.
Решил я вернуться к схеме Шаубергера. В моем варианте, тазик развернут вниз.
При запуске явно наблюдается эффект Коанда. Но соотношение массы конструкции к поверхности тазика неоптимальное. Нужна полусфера поболее.
Господа, нас Наудин "сделал"!!!!
http://jlnlabs.imars.com/gfsuav/index.htm
Кому лень по ссылке заглянуть, сообщаю, что реализована дистанционно управляемая, автономная, летающая модель, использующая эффект Коанда. И ОНА ЛЕТАЕТ!!!
Размер—1 метр в диаметре, масса—примерно 1,8 кг.
Соотношение мощности к весу для меньшей модели (диаметр 600 мм) —276Вт/кг
А у меня—24см в диаметре, масса—примерно 5 кг.
Появилась идея:
Нужно взять это
и вот это 
Затем вот это
В итоге получится дикая смесь PFT мотора (The Pointing Flow Thruster), диска Серла и репульсина Шаубергера.
Соль здесь в том, что эта конструкция будет работать от высокого напряжения, которое можно с этой конструкции и снимать. Это будет возможно если в конструкцию добавить электрофорную машину, но это пока еще только мысли. Детально я их еще не прорабатывал.
В данной конструкции можно будет обойтись без традиционных электродвигателей для раскручивания турбины. Конструкцию можно будет сделать очень легкой, причем даже из бумаги.
Как нарисую — выложу.
Пришла в голову вот такая идея.
Установка Кондрашова(http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/7697.html)и репульсин Шаубергера используют общий принцип работы, но в разном конструктивном исполнении.
Шаубергер
Кондрашов
Каждый шел своей дорогой. Мне долго было непонятно, как может работать волновая турбина Шаубергера. И тут у меня в голове собрались вместе три установки: Шаубергера, Кондрашова и Наудина(на эффекте Коанда). При вращении диска воздух начинает двигаться радиально + по спирали и как бы прилипает к поверхности диска, т.е. действует эффект Коанда. За счет волнообразной поверхности диска реализуется множество скачков уплотнения. Схожий принцип используется в гиперзвуковой технике. За счет того, что воздух движется по поверхности, имеется возможность своеобразной эжекции дополнительного воздуха в имеющийся поток. По моим экспериментам этот поток имеет достаточно маленькую толщину. Так вот, по Кондрашову, такая эжекция может обеспечить самоподдержание потока и даже увеличение его скорости.
Вот такая идея.
В догонку: профиль такой волновой турбины должен представлять множество последовательно соединенных продольных половинок сопел.
хм. появилась мысль
Вы знаете, что бензин легче заливается, если образуется вихревое кольцо в воронке...
так вот , если сделать таких вихрей много с помощью волнового диска..., то при сочетании некоторых параметров волнового диска и скорости потока будет происходить самоподдерживание и ускорение вращения диска
Я также понял, зачем у Шаубергера прорези в диске...
Далее >>
Второй этап — создание электростатической вихревой ячейки. Поподробнее можно узнать у Евгения.
Примерно вот так они выглядят живьем. Осталось только электрод добавить. Внешний диаметр 62 мм.
Как только проведу испытания, результаты выложу.
Испытания провел. Подавал 10кВ постоянного напряжения, ионный ветер есть, дым сигареты расположенной под ячейкой сдувает. Поэтому надо придумать хороший дымогенератор, чтобы пронаблюдать картину движения потоков воздуха вокруг ячейки.
sersalaev.narod.ru
К.х.н. О. В. Мосин
-Согласно теории движения, при раскручивании потока воды в вихревом теплогенераторе должно выделяться в виде излучений или тепла 2 Дж внутренней энергии воды на каждый Джоуль энергии, затрачиваемой насосом на раскручивание воды. Следовательно, предельная эффективность теплогенератора при этом не превышает 300%.
-Использование тепловой энергии, запасенной в исходной воде, без изменения ее теплоемкости и структуры не может приводить к нагреву этой воды до температуры, большей исходной. Следовательно, в вихревом теплогенераторе используется не тепло, запасенное в исходной воде, а происходит превращение в тепло другой внутренней энергии воды, например энергии межмолекулярных связей, межатомных и внутриатомных связей и даже внутриядерных связей.
-Вода благодаря водородным связям является самым удивительным веществом в природе, обладающим рядом аномальных свойств. При таянии льда водородные связи между молекулами воды разрываются не все, и в жидкости остаются льдоподобные молекулярные ассоциаты - в основном тетрамеры, образующие при их объединении тетраэдрические правои левовинтовые структуры - цепочки.
-Вихревое движение воды и торсионные поля выстраивают обрывки цепочек тетрамеров воды параллельно друг другу, что облегчает сцепление их концами и "полимеризацию" воды без ее охлаждения. "Полимеризация" сопровождается выделением энергии связи между тетрамерами в виде излучений и тепла.
-Объединения в ассоциаты и комплексы всего 10 % молекул воды достаточно, чтобы выделяющаяся энергия их связи нагрела воду до кипения. Этот процесс можно использовать в тепловых насосах. Там же, где нет внешнего источника тепла, такое повышение температуры воды будет лишь иллюзией тепловыделения, т.к. образующиеся комплексы метастабильны и быстро распадаются уже с поглощением тепла, затрачиваемого теперь на разрыв межмолекулярных связей.
-Если бы выделение внутренней энергии воды в условиях теплогенератора происходило только за счет возникновения временных межмолекулярных связей в воде, то после выхода воды из теплогенератора она должна бы быстро остывать без теплообмена с окружающей средой из-за расходования тепла на разрыв этих связей. Следовательно, "лишнее" тепло вихревом теплогенераторе появляется не за счет образования межмолекулярных связей, а по другой причине, например за счет реакций ядерного синтеза.
-Если в вихревом теплогенераторе идут реакции ядерного синтеза, то тепловыделение из него может быть большим, чем то энерговыделение, которое необходимо по теории движения при ускорении вращения воды. При этом эффективность теплогенератора может превышать 300%.
-В неравновесных условиях распыления воды форсунками и воздействия на нее ударных волн в камере сгорания двигателя, работающего на смеси воды с обычным топливом, молекулы воды могут на короткое время объединяться в кластеры капиллярно-конденсированной воды с выделением энергии связи в виде тепла, затрачиваемого на осуществление рабочего хода поршня двигателя. После этого кластеры, распадаясь в выхлопной трубе двигателя, забирают из выхлопных газов тепло, что повышает эффективность использования тепла, получаемого от сгорания обычного топлива в двигателе. При этом разнообразные добавки к воде, подбираемые обычно методом проб и составляющие "ноу-хау" технических решений такого рода, играют роль не катализаторов диссоциации воды, а вещества, объединяющего молекулы воды в кластеры.
Идея о "полимеризации" динамических ассоциатов воды в полях вращения смыкается с представлениями академика Б. В. Дерягина о свойствах капиллярно-конденсированной воды, состоящей из кластерных комплексов, связанных атомами щелочных металлов или кремния, способствующих образованию винтообразных структур.
В кварцевых капиллярах вода как бы полимеризуется в кластерные комплексы, выделяя при этом значительное тепло и приобретая высокую термостойкость. Академик Дерягин подчеркивал, что так вода должна вести себя не только в капиллярах, но и в неравновесных условиях мощных силовых полей. А ведь при распылении воды в аэрозольные капельки форсункой или карбюратором двигателя вода тоже может на какую-то долю секунды приобретать почти такую же структуру, как в капиллярах. Дело не в том, что жиклер карбюратора - это тоже тончайшая трубочка, почти капилляр. Проталкивая воду через жиклер или отверстие форсунки, мы делаем только подготовительную работу, чтобы разорвать воду на мелкие капельки струей воздуха в карбюраторе как в пульверизаторе. Потом основную работу делают силы поверхностного натяжения полученных микроскопических капелек, вылетающих из карбюратора в камеру сгорания двигателя. Они сжимают воду в микроскопических каплях не слабее, чем в капилляре. Так, при диаметре капелек воды 1 мкм (туман) давление, создаваемое в них силами поверхностного натяжения при комнатной температуре, составляет 0,3 атм. А в аэрозолях оно составляет уже 3-300 атм. (Здесь - коэффициент поверхностного натяжения воды при 25°С.)
Но с повышением температуры воды коэффициент ее поверхностного натяжения, как известно, быстро уменьшается. Казалось бы, что это должно мешать нашей затее уплотнения воды в капельках. Однако для процесса диспергирования воды форсункой или жиклером это как раз полезно, ибо уменьшает работу, затрачиваемую насосом на диспергирование. Чем выше температура воды, тем легче получить более мелкие ее капли, ибо в нагретой воде тепловым движением ее молекул уже частично разорваны старые межмолекулярные связи.
Когда впрыскивание воды осуществляют в струю холодного воздуха, то только охладившись в ней, капли сдавливаются силами поверхностного натяжения до указанных выше давлений. Вот теперь, если их еще и тряхнуть посильнее ударной волной детонации от возгорания бензина, впрыскиваемого одновременно с водой, то вода микрокапелек может на какое-то время превратиться в капиллярную воду. Для объединения кластеров воды в кластерные комплексы под действием сил поверхностного натяжения в неравновесных условиях ударной волны, недостает только атомов кремния или их заменителей в воде. Те таинственные порошки, которые вводили в воду все изобретатели водяных заменителей бензина, и служат этой цели. При их наличии молекулы воды уже охотно и быстро объединяются в кластерные комплексы.
Всего 10-ти процентам молекул воды в капельках достаточно объединиться в кластерные комплексы, чтобы выделилось тепло, достаточное для нагрева всей воды капелек до кипения. А если объединятся 50 процентов молекул, то тепловой эффект такой, как от вспышки порции бензина. И все это тепло содержится в скрытом виде в изначальной воде, дефицита которой у нас пока нет. Это тепло быстро отдается газам и парам в камере сгорания, так как теплопроводность квазикапиллярной воды близка к теплопроводности металлов.
С водой, кстати, после этого ничего плохого не случается, если, конечно, вещество порошка подобрано не вредным для людей и окружающей среды. Ибо через долю жунды квазикапиллярная аэрозольная вода теряет свои особые свойства и становится обыкновенной. При этой релаксации она буквально "пожирает" тепло из окружающей среды - выхлопных газов двигателя - почти столь же интенсивно, как до того выделяла тепло. Но к этому времени уже произошел выхлоп из камеры сгорания, мы уже получили от воды то тепло, которое хотели взять, а выхлопные газы и требуется охлаждать, прежде чем выбрасывать в воздух. Таким образом, и здесь вода работает фактически как рабочее тело теплового насоса. В камере сгорания двигателя она отдает запасенное в ней скрытое тепло, взятое когда-то из окружающей среды, а в выхлопной трубе забирает тепло от выхлопных газов - продуктов сгорания бензина или дизельного топлива. Но в отличие от теплового насоса здесь вода используется всего один раз. Будучи выброшенной из выхлопной тубы в виде капель и паров, она безвозвратно теряется. Но какое все же удачное получается сочетание свойства воды, на мгновение превращающейся в квазикапиллярную и в результате этого самопроизвольно разогревающейся изнутри, со схемой работы двигателя внутреннего сгорания, которому тепло и нужно на мгновение, пока его поршень движется от верхнего положения к нижнему при рабочем ходе.
В описанном процессе двигатель внутреннего сгорания как бы берет взаймы у воды ее тепло на время рабочего хода, чтобы через мгновение вернуть это тепло ей из своих выхлопных газов. Вода с ее уникальными свойствами в этом процессе служит тем промежуточным телом, которое помогает полнее использовать тепло от сгорания органического топлива. В результате тепловой КПД двигателя, обычно составляющий не более 30%, повышается.
Рис. Схема вихревого теплогенератора
Вихревой теплогенератор работает так. Вихревую трубу теплогенератора присоединяют инжекторным патрубком 1 к фланцу центробежного насоса (на рисунке не показан), подающему воду под давлением 4 – 6 атм. Попадая в улитку 2, поток воды сам закручивается в вихревом движении и поступает в вихревую трубу 3, длина которой в 10 раз больше ее диаметра. Закрученный вихревой поток в трубе 3 перемещается по винтовой спирали у стенок трубы к ее противоположному (горячему) концу, заканчивающемуся донышком 4 с отверстием в его центре для выхода горячего потока. Перед донышком 4 закреплено тормозное устройство 5 – спрямитель потока, выполненный в виде нескольких плоских пластин, радиально приваренных к центральной втулке, сосной с трубой 3. Когда вихревой поток в трубе 3 движется к этому спрямителю 5, в осевой зоне трубы 3 образуется противоток. В нем вода тоже вращаясь движется к штуцеру 6, врезанному в плоскую стенку улитки 2 соосно с трубой 3 и предназначенному для выпуска «холодного» потока. В штуцере 6 установлен еще один спрямитель потока 7, аналогичный тормозному устройству 5. Он служит для частичного превращения энергии вращения «холодного» потока в тепло. Выходящая теплая вода направляется по байпасу 8 в патрубок 9 горячего выхода, где она смешивается с горячим потоком, выходящим из вихревой трубы через выпрямитель 5. Из патрубка 9 нагретая вода поступает либо непосредственно к потребителю, либо в теплообменник, передающий тепло в контур потребителя. В последнем случае отработанная вода первичного контура (уже с меньшей температурой) возвращается в насос, который вновь подает ее в вихревую трубу через патрубок 1.
В заключение необходимо подчеркнуть, что попытки использования воды вместо бензина или дизельного топлива в обыкновенных двигателях, долго приспосабливавшихся к работе на органических топливах, - далеко не лучший путь. Так, например, попадание воды из рабочих цилиндров в картер может привести к порче картерного масла, да и многие детали системы подачи топлива и выхлопного тракта автомобиля могут окислиться от воды. Необходимо разрабатывать особые двигатели, изначально предназначенные для работы на воде. Первые опытные образцы таких двигателей сконструированы в лаборатории фирмы "ЮСМАР" в Кишиневе. В этом двигателе, вместо поршня с шатуном и кривошипным валом используется вода, выдавливаемая расширяющимися продуктами сгорания из рабочей камеры в турбину. Это упрощает схему силового механизма и избавляет от необходимости изготавливать такие сложные детали, как коленчатый вал, шатуны и поршни. Конечно, эти двигатели пока примитивны и имеют множество недоработок, но они работают. Несомненно, с истощением нефтяных ресурсов, у таких двигателей большое будущее.
К.х.н. О.В. Мосин
Литературные источники и материалы к статье: www.ntpo.com/techno/techno1_7/12.shtml
www.o8ode.ru
Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано для конструирования тяговых двигателей ракет на жидком топливе с окислителем. В вихревом ракетном двигателе, содержащем камеру сгорания в виде цилиндра с дном с одной стороны и сводом для перехода в горловину с другой стороны, форсунки для подачи топлива и окислителя, согласно изобретению, на дне камеры выполнен конус для разворота вихря, часть форсунок расположена равномерно на своде с возможностью обеспечения образования вихря и предназначена для ввода топлива и части окислителя, а одна форсунка расположена в конусе для разворота вихря и предназначена для ввода оставшейся части окислителя. Форсунки подачи топлива и окислителя расположены по касательной к окружности свода под углом 60° к поверхности свода. Двигатель снабжен отклоняющими лопатками для компенсации реактивного вращательного движения камеры, закрепленными на конусе, который сопряжен с горловиной камеры. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и снижение ее массы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано для конструирования тяговых двигателей ракет на жидком топливе с окислителем.
Известен ракетный двигатель, содержащий камеру сгорания, рабочая часть которой предназначена для горения топлива и окислителя и соединена посредством горловины с расширяющимся соплом для выпуска газов, образующихся в результате горения. Рабочая часть питается окислителем с конца, противоположного горловине, и охвачена пористым поверхностным слоем из термоструктурируемого композиционного материала, в который подается топливо с наружной стороны, противоположной рабочей части. Часть топлива подается в рабочую часть через пористый поверхностный слой и служит для питания двигателя. Другая часть топлива, не проходящая через пористый поверхностный слой, направляется к горловине и предназначена для ее охлаждения. Такой ракетный двигатель небольшой массы, содержащий небольшое количество деталей прост в изготовлении (см. патент на изобретение РФ №2266423, МПК F02K 9/64).
Недостатком является относительно большое сопло, кроме того, наличие пористой мембраны создает большое сопротивление скоростной подачи топлива.
Известен жидкостный ракетный двигатель на топливе, содержащем гелиевую добавку, включающий камеру сгорания с соплом, которые снабжены каналами регенеративного охлаждения, турбонасосную систему подачи окислителя и горючего в камеру сгорания двигателя, гелиевый контур регенеративного охлаждения камеры, включающий агрегат подачи с турбинным приводом (см. заявку на изобретение №2004106581, МПК F02K 1/00).
Однако данный двигатель также имеет большую массу, сложность условий хранения компонентов окислителя и топлива.
Наиболее близким к предлагаемому решению является двигатель, который состоит из вихревой камеры воспламенения и сжигания топлива, магнитного ускорителя плазмы и газодинамического сопла, соединенных соосно и сопряженных торцовыми поверхностями, на которых размещены форсунки для подачи воды (пара) и коронирующие электроды. Причем магнитный ускоритель ионно-радиационной плазмы обеспечивает создание вращающегося магнитного поля и разделение ионизированных газов плазмы по спектральной массе, а сопло заканчивается зондами для концентрации и стечения ионизированных газов (см. патент РФ №2099572, МПК F02K 11/00).
Недостатком является большая масса и сложность конструкции. Кроме того, рабочее тело, образующееся в камере сгорания, начинает разгон с перехода камеры сгорания в сопло и до края сопла. Истечение его происходит хаотично, что приводит к возникновению вибраций, передающихся самой ракете, поэтому ракета должна обладать избыточной прочностью.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции двигателя и снижение его массы за счет передачи функции сопла камере сгорания при исключении окисления стенок камеры сгорания.
Поставленная задача решается тем, что в вихревом ракетном двигателе, содержащем камеру сгорания в виде цилиндра с дном с одной стороны и сводом для перехода в горловину с другой стороны, форсунки для подачи топлива и окислителя, согласно изобретению на дне камеры выполнен конус для разворота вихря, часть форсунок расположена равномерно на своде с возможностью обеспечения образования вихря и предназначена для ввода топлива и части окислителя, а одна форсунка расположена в конусе для разворота вихря и предназначена для ввода оставшейся части окислителя.
Форсунки подачи топлива и окислителя расположены по касательной к окружности свода под углом 60° к поверхности свода.
Двигатель снабжен отклоняющими лопатками для компенсации реактивного вращательного движения камеры, закрепленными на конусе, который сопряжен с горловиной камеры.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведен общий вид двигателя в разрезе, на фиг.2 - поперечный разрез по А-А, на фиг.3 - поперечный разрез по Б-Б, на фиг.4 - поперечный разрез по В-В, на фиг.5 - расположение одной из форсунок 2. Позициями на чертежах обозначены:
1 - камера сгорания;
2 - форсунки ввода 100% топлива и 60% окислителя;
3 - конус в виде углубления в дне камеры сгорания;
4 - форсунка ввода 40% окислителя;
5 - отклоняющие лопатки;
6 - конус крепления отклоняющих лопаток;
7 - свод;
8 - область "холодного" восходящего вихря;
9 - "горячий" факел окончательного разгона рабочего тела.
Двигатель содержит камеру сгорания 1, выполненную в виде цилиндра с плавным переходом (сводом) 7 к горловине камеры для выхода рабочего тела. Цилиндр имеет также плавный переход к дну камеры, по центру которого расположен конус 3, на вершине которого монтируется форсунка 4 ввода 40% окислителя. Она имеет клапан-заглушку (на чертеже не показан). Камера сгорания снабжена форсунками 2 ввода 100% топлива и 60% окислителя, расположенными равномерно на своде по его периметру. Форсунки 2 монтируются по касательной к окружности свода 7 и под углом 60° к поверхности свода 7. Двигатель снабжен отклоняющими лопатками 5, имеющими, например, профиль лопаток турбины и предназначенными для компенсации реактивного вращательного движения камеры 1 и создания дополнительной тяги. Лопатки закреплены на конусе 6, который сопряжен с горловиной камеры 1.
Устройство работает следующим образом. При заглушенной форсунке 4 через форсунки 2 поступает топливо и окислитель и поджигается. При этом образуется вихревой факел ("холодный" вихрь), разбрасываемый по стенкам. Компоненты факела содержат много топлива и не дают окисляться стенкам камеры сгорания при работе. "Холодный" вихрь 8, поднимаясь к дну камеры, конусом 3 разворачивается к оси и в него затем впрыскивается форсункой 4 недостающие 40% окислителя. Возникает второй "горячий" факел 9 окончательного разгона рабочего тела, ускоряющийся от конуса 3 до горловины.
Следует заметить, что разгон рабочего тела возможен до вершины "горячего" факела. Поэтому необходимо, чтобы весь факел находился в камере сгорания. Это достигается путем экспериментального подбора длины камеры сгорания для каждого вида топлива и окислителя. Расчет сводится к тому, чтобы весь факел "горячего" вихря находился внутри камеры сгорания, при этом достигается максимальная тяга. Выходящий из горловины вихрь имеет паразитную закрученность, которая частично снимается путем введения в края вихря отклоняющих лопаток 5. Количество и профиль лопаток зависит от числа форсунок 2, расхода рабочего тела и подбирается экспериментально. Двигатель может работать без конуса с отклоняющими лопатками, но в этом случае необходимо на ракете установить два двигателя или их парное количество с право- и левовращающимися вихрями.
Изобретение позволяет снизить вибрацию двигателя и, соответственно, летательного аппарата, а также увеличить тягу за счет увеличения скорости истечения рабочего тела из камеры сгорания, а также снизить вес и габариты двигателя. Требования к жесткости конструкции летательного аппарата могут быть снижены. Камера сгорания защищена от агрессивного воздействия окислителя за счет двухступенчатого горения топлива в вихревом пространстве.
1. Вихревой ракетный двигатель, содержащий камеру сгорания в виде цилиндра с дном с одной стороны и сводом для перехода в горловину с другой стороны, форсунки для подачи топлива и окислителя, отличающийся тем, что на дне камеры выполнен конус для разворота вихря, часть форсунок расположена равномерно на своде с возможностью обеспечения образования вихря и предназначена для ввода топлива и части окислителя, а одна форсунка расположена в конусе для разворота вихря и предназначена для ввода оставшейся части окислителя.
2. Вихревой ракетный двигатель по п.1, отличающийся тем, что форсунки подачи топлива и окислителя расположены по касательной к окружности свода под углом 60° к поверхности свода.
3. Вихревой ракетный двигатель по п.1, отличающийся тем, что снабжен отклоняющими лопатками для компенсации реактивного вращательного движения камеры, закрепленными на конусе, который сопряжен с горловиной камеры.
www.findpatent.ru
