Регулируемая камера пульсирующего двигателя с детонационным горением

 

Использование: в пульсирующих воздушно-реактивных двигателях с резонансной камерой сгорания. Сущность изобретения: регулируемая камера состоит из корпуса с насадком, полузамкнутой полости и узла подвода продуктов газогенерации. Отличительной ее чертой является то, что насадок выполнен составным из подпружиненных телескопических стаканов, а узел подвода продуктов газогенерации представляет собой газораспределитель с подвижным золотником, соединенным с газовыми полостями, образованными между стаканами. Перед запуском двигателя его необходимо настроить на заданный режим. Для этого необходимо переместить золотник в одно из фиксированных положений. В процессе запуска двигателя газы из газогенератора поступают к торцу соответствующего стакана и перемещают его до упора в насадок корпуса, сжимая пружину. Остальные стаканы удерживают за счет силы, создаваемой из них из-за разности давления газа. Объем детонационной камеры регулируется количеством перемещенных стаканов. Он будет минимальным при перемещении всех стаканов в рабочее положение, что соответствует минимальному расходу топлива в газогенератор и наоборот. Таким образом, изменением объема детонационной камеры можно регулировать величину модуля вектора тяги ПДДГ. 1 ил.

Изобретение относится к пульсирующим воздушно-реактивным двигателям с резонансной камерой сгорания.

Известны детонационные двигатели детонационного горения. Наиболее близким из них к предлагаемой камере как по принципу действия, так и по техническому исполнению, является устройство для получения тяги.

Задача изобретения состоит в создании многорежимного ПДДГ как со ступенчатым, так и с плавным изменением вектора тяги.

Решение поставленной задачи достигается за счет изменения объема детонационной камеры пропорционально суммарному расходу компонентов топлива в газогенератор.

Поставленная цель решается тем, что насадок выполнен составным из подпружиненных телескопических стаканов таким образом, что боковая поверхность отверстий, выполненных в их донной части, является продолжением внутренней профильной поверхности полузамкнутой полости. Кроме того, узел подвода продуктов газогенерации выполнен в виде газораспределителя с подвижным золотником, соединенным с газовыми полостями камеры, образованными между наружной цилиндрической поверхностью стакана меньшего диаметра и внутренней цилиндрической поверхностью стакана большего диаметра, соединенными с объемом полузамкнутой полости через плоскую кольцевую щель подвода продуктов сгорания, образованную между днищами только двух рабочих стаканов.

На чертеже представлена регулируемая камера ПДДГ.

Она состоит из корпуса 1 с насадком 2, детонационной камеры в виде полузамкнутой полости 3 и узла подвода продуктов газогенерации 4. Корпус 1 является силовым элементом конструкции камеры. По форме он является цилиндрическим и полым. Выходной торцевой частью корпуса 1 является неподвижная часть насадка 2. Насадок 2 предназначен для изменения объема детонационной камеры, образованной полузамкнутой полостью 3 и насадком 2. Он представляет собой как неподвижную часть, так и подвижную часть, состоящую из телескопических стаканов 5. Полузамкнутая полость 3 совместно с насадком 2 предназначена для образования детонационной камеры. Она размещена в цилиндрическом теле 6 устройства и ограничена вогнутой поверхностью тела вращения. Узел подвода 4 предназначен для подвода продуктов газогенерации в детонационную камеру и представляет собой газораспределитель 7 с подвижным золотником 8, размещенный в центральном теле 6 устройства.

В исходном положении золотник 8 находится в крайнем нижнем положении. При этом его радиальные отверстия закрыты и поэтому газ в каналы 10 не поступает. Под действием пружины 9 все телескопические стаканы 5 поджаты торцами друг к другу, в результате чего каналы 11 и соответствующие им проточные части дополнительно перекрыты. При этом объем детонационной камеры будет максимальным, что соответствует максимальному значению тяги.

Перед запуском двигателя его необходимо настроить на заданный настроечный режим, чтобы исключить заброс давления в камере. Для этого золотник 8 необходимо переместить в одно из фиксированных положений, соответствующих числу подвижных стаканов (на чертеже их приведено четыре).

При этом радиальные отверстия подвижного золотника 8 совмещаются с одним из каналов 10 (на чертеже с нижним).

В процессе запуска двигателя газы из газогенератора через отверстие 12 один из каналов 10 поступают к торцу соответствующего стакана. Под действием силы, создаваемой давлением газов на стакан, он перемещается в сторону направления движения газов до упора в насадок 2 корпуса, поджимая пружину 9. Таким образом, между донной поверхностью переместившегося (рабочего) и последующего стаканами образуется кольцевая щель для подвода газа в детонационную камеру 3. При этом газы из канала 12 подаются в нее через один из каналов 10 (11) и через плоскую кольцевую щель. Остальные стаканы удерживаются силой, создаваемой за счет разности давления газов, создаваемых в канале 11 плоской кольцевой щели и полости 15. При этом разрежение в полости 15 образуется за счет соединения ее с атмосферой через дренажный канал 13. Дренажный канал 14 предназначен для приведения в исходное положение телескопического стакана 5 меньшего диаметра.

Объем детонационной камеры регулируется количеством перемещенных телескопических стаканов 5. Он будет иметь минимальное значение после перемещения всех стаканов в рабочее положение, что соответствует минимальному значению расхода, и наоборот.

Каждому значению суммарного расхода компонентов топлива в газогенератор соответствует вполне определенное положение подвижного золотника 8 и соответствующий ему объем детонационной камеры. Для изменения режима работы двигателя необходимо одновременно изменить количество компонентов, поступающих в газогенератор, и установить подвижной золотник 8 в соответствующее данному режиму положение. При этом частота детонационных импульсов остается постоянной, а изменение тяги, создаваемой двигателем, создается только за счет изменения объема детонационной камеры.

Таким образом, изменяя одновременно расход топлива в газогенератор и объем детонационной камеры, можно регулировать величину тяги двигателя в широких пределах как ступенчато, так и плавно.

Формула изобретения

РЕГУЛИРУЕМАЯ КАМЕРА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДВИГАТЕЛЯ С ДЕТОНАЦИОННЫМ ГОРЕНИЕМ, содержащая корпус, внутри которого установлен насадок с полузамкнутой камерой, и узел подвода газовой смеси, отличающаяся тем, что насадок выполнен составным из подпружиненных телескопических перевернутых стаканов с круглыми отверстиями в дне, имеющими профилированные поверхности, образующие поверхность камеры, при этом стаканы установлены коаксиально с кольцевыми зазорами между их цилиндрическими поверхностями с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси и с образованием кольцевой щели на поверхности камеры, а узел подвода газовой смеси выполнен в виде газораспределителя с подвижным золотником, соединенным с кольцевыми зазорами.

РИСУНКИ

Рисунок 1