RU200337U1

RU200337U1 - Электрореактивный движитель

Info

Publication number: RU200337U1
Application number: RU2020117012U
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Матвеев; Никита Владимирович Матвеев; Максим Владимирович Матвеев; Александр Александрович Звонов; Христина Александровна Скрипниченко; Елена Владимировна Смирнова
Original assignee: Владимир Анатольевич Матвеев; Александр Александрович Звонов
Priority date: 2020-05-24
Filing date: 2020-05-24
Publication date: 2020-10-19

Abstract

Электрореактивный движитель (ЭРД) содержит реактивное сопло 1, соединенное с выходом электроразрядной камеры 2, снабженной предионизатором 3. Предионизатор 3 выполнен в виде высоковольтного генератора импульсов, снабженного разнополярными игольчатыми электродами 3.1 и 3.2 или запальной электросвечой, установленными в полости электроразрядной камеры (ЭРК) 2. Вход ЭРК 2 через обратный клапан 8 и компрессор 6 соединен с воздухозаборником 7. ЭРК 2 выполнена из радиопрозрачного тугоплавкого материала, например из керамики, и установлена в полости резонатора 4 генератора 5 электромагнитных волн (ЭМВ). Генератор 5 ЭМВ выполнен с частотой, соответствующей резонансной частоте поглощения электромагнитных волн (ЭМВ) атмосферным воздухом.Полезная модель позволяет увеличить время работы ЭРД и дальность движения наземных, водных и воздушных транспортных средств с использованием предложенного ЭРД. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к электрореактивным движителям плазменной тяги и может быть использована при разработке наземных, водных и воздушных транспортных средств с реактивной тягой.

Известен электрореактивный движитель /RU 2358153, F03H 1/00, 2006/, содержащий высоковольтный генератор, нагруженный на электроразрядную камеру, соединенную по входу с баком хранения рабочего тела (реагента), а по выходу с реактивным соплом. При этом в качестве реагента использован жидкий или гелеобразный диэлектрик с низким значением давления насыщенных паров, например, синтетическая жидкость, вакуумное масло.

При этом под действием высоковольтного разряда рабочее тело из жидкообразного состояния переходит в плазменное состояние, характеризующееся расширением плазмы и созданием реактивной плазменной тяги на выходе сопла движителя.

Недостатком известного движителя является использование дорогостоящего рабочего тела.

Известны электрореактивные движители /RU 91385, F03H 1/00, 2009; Дан Е, Джун Ли, Джау Тан. «Реактивное движение с помощью микроволновой воздушной плазмы в атмосфере», AIP Advances 10, 055002 (2020), https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0005814/, использующие в качестве рабочего тела атмосферный воздух.

Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемой полезной модели относится электрореактивный движитель /RU 91385, F03H 1/00, 2009, Авторы - заявители: Матвеев В.А., Звонов А.А./, использующий в качестве рабочего тела сжатый воздух и содержащий реактивное сопло, соединенное с выходом электроразрядной камеры (ЭРК). ЭРК снабжена предионизатором, выполнена из радиопрозрачного материала и установлена в полости резонатора генератора электромагнитных волн (ЭМВ). Генератор ЭМВ выполнен с частотой, соответствующей резонансной частоте поглощения электромагнитных волн атмосферным воздухом.

При этом ЭРК соединена по входу с бортовым баком сжатого воздуха.

Недостатком известного движителя является недостаточное время работы, связанное ограниченным объемом хранения в бортовом баке сжатого воздуха.

Задачей полезной модели является увеличение времени работы электрореактивного движителя, а техническим результатом – увеличение времени и дальности движения наземных, водных и воздушных транспортных средств с реактивной тягой.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата обеспечиваются тем, что электрореактивный движитель содержит реактивное сопло, соединенное с выходом электроразрядной камеры (ЭРК), снабжённой предионизатором. ЭРК выполнена из радиопрозрачного материала и установлена в полости резонатора генератора электромагнитных волн (ЭМВ). Генератор ЭМВ выполнен с частотой, соответствующей резонансной частоте поглощения электромагнитных волн атмосферным воздухом.

Новым в движителе является:

компрессор с входным заборником атмосферного воздуха;

соединение компрессора по сжатому воздуху с входом электроразрядной камеры через обратный клапан.

Дополнительное введение компрессора с входным заборником атмосферного воздуха, соединение компрессора по сжатому воздуху с входом электроразрядной камеры через обратный клапан позволяют обеспечить непрерывную подачу сжатого атмосферного воздуха в электроразрядную камеру и, как следствие, - увеличить (по сравнению с RU 91385) время работы электрореактивного движителя в процессе его движения в приземных слоях атмосферы.

Увеличение времени работы движителя и использование в качестве рабочего тела атмосферного воздуха, в свою очередь, позволяет увеличить дальность движения наземных, водных и воздушных транспортных средств с электрореактивным движителем (ЭРД).

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой представлена функциональная схема ЭРД.

На фиг. 1 позициями обозначены:

1 - реактивное сопло;

2 -электроразрядная камера (ЭРК);

3 - предионизатор;

3.1 - положительный игольчатый электрод;

3.2 - отрицательный игольчатый электрод;

4 - резонатор;

5 - генератор электромагнитных волн (ЭМВ);

6 - компрессор;

7 - воздухозаборник атмосферного воздуха;

8 - обратный клапан.

Раскрытие сущности полезной модели.

Электрореактивный движитель (ЭРД) содержит реактивное сопло 1 соединенное с выходом электроразрядной камеры 2, снабженной предионизатором 3. Предионизатор 3 выполнен в виде высоковольтного генератора импульсов, снабженного разнополярными игольчатыми электродами 3.1 и 3.2 или запальной электросвечой (на фигуре не показано), установленными в полости электроразрядной камеры (ЭРК) 2. Вход ЭРК 2 через обратный клапан 8 и компрессор 6 соединен с воздухозаборником 7. ЭРК 2 выполнена из радиопрозрачного тугоплавкого материала, например, из керамики, и установлена в полости резонатора 4 генератора 5 электромагнитных волн (ЭМВ). Генератор 5 ЭМВ выполнен с частотой, соответствующей резонансной частоте поглощения электромагнитных волн (ЭМВ) атмосферным воздухом. Желательно, в миллиметровом диапазоне (0,1-5 мм) спектральных линий максимального поглощения ЭМВ парами воды и атмосферного кислорода. Возможно использование генератора 5 ЭМВ в сантиметровом диапазоне ЭМВ с частотой 2,45 ГГц (ᴧ = 12.4 см) от бытовой сверхвысокочастотной (СВЧ) печи. Однако из-за недостаточного взаимодействия ЭМВ указанной частоты с кислородом атмосферного воздуха потребуется резкое увеличение выходной мощности генератора 5 или дополнительное снабжение его выходным усилителем (на фигуре не показано).

Электрореактивный движитель работает следующим образом.

При включении компрессора 6 атмосферный воздух через воздухозаборник 7, полость компрессора 6 и обратный клапан 8 поступает в электроразрядную камеру 2. При поступлении воздуха в камеру 4 генератор 1 высоковольтных импульсов выдает на электроды 2 и 3 камеры 4 импульс тока с напряженностью порядка 30 кВ/см. Происходит электрический пробой воздушной среды в камере 2 и образование плазмы с плотностью 10⁷-10¹² см^-3. Одновременно высокочастотный генератор 5 электромагнитных волн инициирует в разрядной плазме ударную ионизацию и доводит плотность плазмы до 10¹⁴ см^-3, вызывающей расширение плазмы и выброс ее через сопло 1 обеспечивая реактивную тягу движителя. В дальнейшем при изменении высоты полета и плотности атмосферного воздуха плотность плазмы в камере 2 для создания требуемой тяги поддерживается управлением (на фигуре не показано) мощностью высокочастотного генератора 5 и мощностью турбонаддува компрессора 6. При случайном затухании плазмы в камере 2 включается генератор 1 высоковольтных импульсов для повторного поджига плазмы в камере 2 и продолжения работы движителя.

Полезная модель разработана на уровне технического предложения и может быть использована при разработке наземных, водных и воздушных транспортных средств с реактивной тягой.

Claims

1. Электрореактивный движитель, содержащий реактивное сопло, соединенное с выходом электроразрядной камеры, электроразрядная камера снабжена предионизатором, выполнена из радиопрозрачного материала и установлена в полости резонатора генератора электромагнитных волн, выполненного с частотой, соответствующей резонансной частоте поглощения электромагнитных волн атмосферным воздухом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит компрессор с воздухозаборником атмосферного воздуха, соединенный через обратный клапан с входом электроразрядной камеры.

2. Электрореактивный движитель по п. 1, отличающийся тем, что предионизатор выполнен в виде высоковольтного генератора импульсов с разнополярными игольчатыми электродами или с запальной электросвечой, установленными в полости электроразрядной камеры.