Оппозитный реактивный двигатель

 

Оппозитный реактивный двигатель, относящийся к авиационному и космическому двигателестроению, содержит камеру сгорания, сопло, систему подачи топлива в камеру сгорания, средства инициации горения топлива и приготовления рабочего тела, корпуса всех этих систем. Элемент сопла - раструб находится внутри камеры сгорания и имеет соединение с камерой сгорания в своей широкой части. Критическое сечение сопла находится напротив дна камеры сгорания. Топливопроводы проходят вначале к критическому сечению сопла, образуя вокруг него камеру теплообменника системы охлаждения двигателя, а затем в нижнюю, раструбную часть сопла к механизму впрыска топлива в камеру сгорания на уровне соединения камеры сгорания и сопла. Сопло двигателя может состоять из колец, расположенных друг за другом соосно и на расстоянии друг от друга. Между кольцами сопла имеются зазоры для прохода газов в полость сопла. Каналы для прохода воздуха в камеру сгорания расположены у места соединения камеры сгорания и сопла. Края сопла могут быть загнуты вперед и образуют воздухозаборник двигателя. Такое выполнение двигателя приводит к уменьшению его габаритов и веса. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области авиационного и космического двигателестроения.

Известен оппозитный реактивный двигатель, имеющий камеру сгорания, сопло, систему подачи топлива в камеру сгорания, средства инициации горения топлива и приготовления рабочего тела, систему охлаждения двигателя, корпуса всех этих систем. (см. GB 2196391, МПК6 F 02 К 9/64, 1988).

Недостатком известного двигателя являются его большие габариты.

Задачей настоящего изобретения является снижение веса и уменьшение габаритов.

Поставленная задача решается за счет того, что в оппозитном реактивном двигателе, имеющем камеру сгорания, сопло, систему подачи топлива в камеру сгорания, средства инициации горения топлива и приготовления рабочего тела двигателя, систему охлаждения двигателя, корпуса всех этих систем, элемент сопла - раструб находится внутри камеры сгорания, имеет соединение с камерой сгорания в своей широкой части, критическое сечение сопла находится напротив дна камеры сгорания, топливопроводы проходят вначале к критическому сечению сопла, образуя вокруг критического сечения камеру теплообменника, затем проходят в нижнюю, раструбную часть сопла к механизму впрыска топлива в камеру сгорания на уровне соединения камеры сгорания и сопла. Каналы для прохода воздуха в камеру сгорания двигателя расположены у места соединения камеры сгорания и сопла двигателя, где также расположены и форсунки для впрыска топлива в камеру сгорания. Края сопла загнуты вперед и образуют воздухозаборник двигателя. Сопло двигателя состоит из колец, расположенных друг за другом соосно и на расстоянии друг от друга, а между кольцами сопла имеются зазоры для прохода газов в полость сопла.

На фиг. 1 изображен оппозитный реактивный двигатель; на фиг. 2 изображен оппозитный реактивный двигатель с воздухозаборником; на фиг. 3 изображен оппозитный реактивный двигатель с соплом, состоящим из колец.

Оппозитный реактивный двигатель имеет камеру сгорания 1, корпус 2 камеры сгорания, сопло 3 с его стенками 4. Элемент сопла 3 - раструб находится внутри камеры сгорания 1 и имеет соединение с камерой сгорания 1 и с корпусом 2 в своей широкой части. Критическое сечение сопла 3 находится напротив дна камеры сгорания 1.

В камере сгорания 1 установлены форсунки 5. Двигатель имеет топлипроводы 6 подачи топлива. Вокруг критического сечения сопла 3 в его стенках 4 расположен теплообменник 7.

Для прохода воздуха в камеру сгорания 1 имеются каналы 8, расположенные у места соединения камеры сгорания 1 и сопла 3. Воздухозаборник 9 двигателя образован загнутыми вперед краями сопла. Топлипроводы 6 проходят вначале к критическому сечению сопла, образуя вокруг него камеру теплообменника 7, а затем проходят в нижнюю, раструбную часть сопла 3 к механизму впрыска топлива в камеру сгорания - к форсункам 5 на уровне соединения камеры сгорания 1 и сопла 3. Сопло 3 двигателя может состоять из колец 10, расположенных друг с другом соосно и на расстоянии друг от друга. Между кольцами 10 сопла 3 имеются зазоры для прохода газов в полость сопла 3.

Воздух проходит в двигатель через воздухозаборник 9 и, двигаясь в просвете между корпусом 2 камеры сгорания 1 и стенками загнутых вперед краев сопла, достигает места соединения сопла 3 и камеры сгорания 1 двигателя, где расположены форсунки 5. Смешиваясь с топливом в камере сгорания 1, воздух проникает в камеру сгорания 1 и инициируется для образования пламени и приготовления рабочего тела двигателя средствами инициации, например свечами зажигания (на чертеже не показаны). Продвигаясь далее по камере сгорания 1, рабочее тело - газ достигает сопла 3 у дна камеры сгорания и, совершив поворот, проходит в сопло 3. При этом теплообменник 7 вокруг критического сечения сопла 3, топливопроводы 6 в стенках 4 сопла 3 отводят избыточное тепло от стенок 4 сопла 3 и служат для подогрева топлива перед его впрыскиванием в камеру сгорания 1 двигателя.

Таким образом, корпуса камеры сгорания 1 и сопла 3 служат одновременно для нескольких целей, например, корпус 2 камеры сгорания, вокруг которого движется воздух, служит внутренним корпусом канала воздухозаборника 9 и подогревает воздух при его движении к форсункам 5 и камере сгорания 1.

Малая длина предложенного двигателя имеет преимущества при установке его на самолете или ракете с целью более выгодного его размещения на ракете и экономии места и массы.

Формула изобретения

1. Оппозитный реактивный двигатель, имеющий камеру сгорания, сопло, систему подачи топлива в камеру сгорания, средства инициации горения топлива и приготовления рабочего тела двигателя, систему охлаждения двигателя, корпуса всех этих систем, отличающийся тем, что элемент сопла - раструб находится внутри камеры сгорания и имеет соединение с камерой сгорания в своей широкой части, критическое сечение сопла находится напротив дна камеры сгорания, топливопроводы проходят вначале к критическому сечению сопла, образуя вокруг критического сечения камеру теплообменника, затем проходят в нижнюю, раструбную часть сопла к механизму впрыска топлива в камеру сгорания на уровне соединения камеры сгорания и сопла.

2. Оппозитный реактивный двигатель по п.1, отличающийся тем, что каналы для прохода воздуха в камеру сгорания двигателя расположены у места соединения камеры сгорания и сопла двигателя, где также расположены и форсунки для впрыска топлива в камеру сгорания двигателя.

3. Оппозитный реактивный двигатель по п.2, отличающийся тем, что края сопла загнуты вперед и образуют воздухозаборник двигателя.

4. Оппозитный реактивный двигатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что сопло двигателя состоит из колец, расположенных друг за другом соосно и на расстоянии друг от друга, а между кольцами сопла имеются зазоры для прохода газов в полость сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3