RU2276739C1 - Method and device for creating reactive thrust made in form of centrifugal ramjet engine - Google Patents
Method and device for creating reactive thrust made in form of centrifugal ramjet engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276739C1 RU2276739C1 RU2004137815/06A RU2004137815A RU2276739C1 RU 2276739 C1 RU2276739 C1 RU 2276739C1 RU 2004137815/06 A RU2004137815/06 A RU 2004137815/06A RU 2004137815 A RU2004137815 A RU 2004137815A RU 2276739 C1 RU2276739 C1 RU 2276739C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- compression
- engine
- combustion chamber
- flow
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к реактивным двигательным установкам и предназначено для приведения во вращение воздушных винтов различного назначения, преимущественно несущих винтов вертолетов.The invention relates to jet propulsion systems and is intended to bring into rotation the propellers for various purposes, mainly rotors of helicopters.
Известен способ создания реактивной тяги, применяемый в прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ПВРД), при котором для сжигания горючего используют кислород воздуха, который сжимают скоростным напором (см. "Политехнический словарь". /Под ред. академика А.Ю.Ишлинского, изд. "Советская энциклопедия", М., - 1980, стр.420) (1).A known method of creating jet thrust, used in ramjet engines (ramjet), in which for the combustion of fuel use atmospheric oxygen, which is compressed by high-pressure (see "Polytechnical Dictionary". / Ed. By academician A.Yu. Ishlinsky, ed. . "Soviet Encyclopedia", M., - 1980, p. 420) (1).
Недостатком упомянутого способа создания реактивной тяги является необходимость достижения большой скорости движения для эффективного его использования.The disadvantage of the aforementioned method of creating reactive thrust is the need to achieve a high speed of movement for its effective use.
Наиболее близким по совокупности признаков с заявленным изобретением является способ создания реактивной тяги, при котором сжатие воздуха осуществляют скоростным напором при движении воздушно-реактивного двигателя по окружности вместе с лопастью, закрепленной на валу несущего винта вертолета, к концу указанной лопасти прикрепляют упомянутый двигатель, входное отверстие которого направляют в сторону движения, сжигание горючего производят в сжатом воздухе в камере сгорания, а продукты сгорания направляют в реактивное сопло для создания реактивной тяги (см. патент РФ 2127819, МПК 6 F 02 К 7/10, 20.03.99, Бюл. №8) (2).The closest in combination of features with the claimed invention is a method of creating jet thrust, in which air compression is carried out by a high-speed pressure when the jet engine moves around a circle together with a blade fixed to the rotor shaft of the helicopter, said engine, an inlet, is attached to the end of said blade which is directed in the direction of movement, the combustion of fuel is carried out in compressed air in the combustion chamber, and the combustion products are sent to the jet nozzle to create Ia jet thrust (see. Russian patent 2127819, MPK 6 F 02 K 7/10, 20.03.99, Bulletin. №8) (2).
Недостатком этого способа создания реактивной тяги является сжатие воздуха только за счет скоростного напора с неполным торможением его потока, что при обычной скорости вращения несущего винта снижает эффективность использования данного способа.The disadvantage of this method of creating reactive thrust is air compression only due to the high-speed pressure with incomplete braking of its flow, which at the usual rotor speed reduces the efficiency of using this method.
Известен прямоточный воздушно-реактивный двигатель, содержащий диффузор, обеспечивающий торможение встречного потока воздуха и его сжатие, камеру сгорания и реактивное сопло (см. (1), стр.420 и схему на стр.421).A ramjet is known as a ramjet engine containing a diffuser that provides braking of the oncoming air stream and its compression, a combustion chamber and a jet nozzle (see (1), p. 420 and the diagram on p. 421).
Недостатком этого ПВРД является возможность его использования только при скорости движения, значительно превышающей скорость звука.The disadvantage of this ramjet is the possibility of its use only at a speed of movement significantly higher than the speed of sound.
Наиболее близким по совокупности признаков с заявленным изобретением является концевой воздушно-реактивный двигатель, содержащий воздуховод с входным отверстием, которые обращены в сторону движения при вращении несущего винта вертолета с обеспечением возможности сжатия скоростным напором потока встречного воздуха с последующим его использованием для сжигания горючего в камере сгорания с созданием реактивной тяги при истечении продуктов сгорания через реактивное сопло (см. (2) патент РФ 2127819).The closest in combination of features with the claimed invention is a terminal jet engine containing an air duct with an inlet, which are turned in the direction of movement when the rotor of the helicopter is rotated, allowing high-pressure compression of the oncoming air flow with its subsequent use for burning fuel in the combustion chamber with the creation of reactive thrust during the expiration of combustion products through a jet nozzle (see (2) RF patent 2127819).
Этот двигатель не обеспечивает сжатия воздуха, достаточного для его эффективной работы, в связи с использованием только одного скоростного напора при неполном торможении воздушного потока.This engine does not provide air compression sufficient for its effective operation, due to the use of only one high-pressure head with incomplete braking of the air flow.
Предлагаемое изобретение по способу создания реактивной тяги и устройству для его осуществления позволяет получить технический результат, заключающийся в увеличении сжатия воздуха, подаваемого в камеру сгорания, что позволяет повысить его КПД и экономичность без существенного усложнения устройства и без увеличения массы.The present invention by a method of creating jet thrust and a device for its implementation allows to obtain a technical result, which consists in increasing the compression of air supplied to the combustion chamber, which allows to increase its efficiency and efficiency without significantly complicating the device and without increasing the mass.
Указанный технический результат по способу создания реактивной тяги достигается тем, что сжатие воздуха осуществляется скоростным напором при движении воздушно-реактивного двигателя по окружности вместе с лопастью, закрепленной на валу несущего винта. К концу указанной лопасти прикрепляют упомянутый двигатель, входное отверстие входного воздуховода двигателя направляют в сторону движения, сжигание горючего производят в сжатом воздухе в камере сгорания, а продукты сгорания направляют в реактивное сопло для создания реактивной тяги. Согласно изобретению помимо первичного сжатия воздуха путем его торможения во входном воздуховоде, осуществляют дополнительное сжатие воздуха перед камерой сгорания и непосредственно в камере сгорания. Для этого применяют размещенную за входным воздуховодом камеру сжатия, в которой наряду с указанным выше первичным сжатием воздуха в связи с его торможением, изменяют направление движения воздуха с поворотом его потока в радиальный относительно оси вращения воздуховод и далее в камеру сгорания. В радиальном воздуховоде дополнительно ускоряют воздух путем воздействия на него центробежной силы при вращении двигателя вместе с лопастью несущего винта, затем осуществляют торможение воздушного потока в полости камеры сгорания и используют динамическое давление указанного потока воздуха на стенку камеры сгорания для превращения его кинетической энергии в сжатие и в этой области наибольшего сжатия воздуха производят сжигание подаваемого из форсунки горючего. При этом в совокупности используют прямоточные и центробежные возможности сжатия воздуха.The specified technical result on the method of creating jet thrust is achieved by the fact that air compression is carried out by the high-speed pressure when the air-jet engine moves around the circumference along with a blade fixed to the rotor shaft. Said engine is attached to the end of said blade, the engine air inlet is directed in the direction of travel, the fuel is combusted in compressed air in the combustion chamber, and the combustion products are sent to the jet nozzle to create jet thrust. According to the invention, in addition to the primary air compression by braking it in the inlet duct, additional air compression is carried out in front of the combustion chamber and directly in the combustion chamber. For this, a compression chamber located behind the inlet duct is used, in which, along with the above primary compression of the air due to its inhibition, the direction of movement of the air is changed with the rotation of its flow in a radial duct relative to the axis of rotation and further into the combustion chamber. In the radial duct, air is additionally accelerated by the action of centrifugal force upon rotation of the engine together with the rotor blade, then the air flow is braked in the cavity of the combustion chamber and the dynamic pressure of the specified air flow on the wall of the combustion chamber is used to convert its kinetic energy into compression and This area of greatest air compression produces combustion of fuel supplied from the nozzle. In this case, collectively use direct-flow and centrifugal air compression capabilities.
Указанный способ создания реактивной тяги осуществляется в прямоточно-центробежном воздушно-реактивном двигателе, который прикреплен к концу лопасти винта (например, несущего винта вертолета) и содержит входной воздуховод с входным отверстием, которые обращены в сторону движения при вращении несущего винта вертолета с обеспечением возможности сжатия скоростным напором потока встречного воздуха с последующим его использованием для сжигания горючего в камере сгорания с созданием реактивной тяги при истечении продуктов сгорания через реактивное сопло. Согласно изобретению за входным воздуховодом последовательно расположены камера сжатия, радиальный воздуховод, камера сгорания и реактивное сопло, которые являются проходными для воздуха и газообразных продуктов сгорания. При этом в камере сжатия обеспечивается возможность первичного сжатия воздуха встречным скоростным напором с одновременным поворотом потока воздуха в радиальный воздуховод, где он ускоряется под действием центробежной силы, что обеспечивает возможность дополнительного сжатия воздуха в камере сгорания. При этом стенки камеры сжатия и камеры сгорания являются преградами для потока воздуха, обеспечивающими возможность его торможения и сжатия.The specified method of creating jet thrust is carried out in a ramjet centrifugal jet engine, which is attached to the end of the rotor blade (for example, the rotor of the helicopter) and contains an inlet duct with an inlet that faces in the direction of movement when the rotor of the rotor of the helicopter is rotated to allow compression the high-pressure head of the oncoming air flow with its subsequent use for burning fuel in the combustion chamber with the creation of reactive thrust during the expiration of the combustion products through a jet nozzle. According to the invention, behind the inlet duct, a compression chamber, a radial duct, a combustion chamber and a jet nozzle are arranged in series, which are passages for air and gaseous products of combustion. At the same time, in the compression chamber it is possible to initially compress the air with an oncoming high-pressure head with simultaneous rotation of the air flow into the radial duct, where it is accelerated by centrifugal force, which makes it possible to additionally compress the air in the combustion chamber. Moreover, the walls of the compression chamber and the combustion chamber are barriers to the flow of air, providing the possibility of its braking and compression.
Наружные поверхности стенки камеры сгорания и реактивного сопла находятся в потоке встречного воздуха с обеспечением возможности их охлаждения.The outer surface of the wall of the combustion chamber and the jet nozzle are in the flow of oncoming air with the possibility of cooling.
На приведенном чертеже в разрезе по линии оси двигателя показано осуществление способа создания реактивной тяги на примере соответствующего устройства в виде прямоточно-центробежного воздушно-реактивного двигателя. Стрелками на чертеже показано направление движения воздуха и продуктов сгорания.In the drawing, a section along the axis of the engine shows the implementation of the method of creating jet thrust on the example of the corresponding device in the form of a direct-flow centrifugal jet engine. The arrows in the drawing show the direction of movement of air and combustion products.
Предложенный способ создания реактивной тяги будет показан на примере работы прямоточно-центробежного воздушно-реактивного двигателя, описание которого приводится ниже.The proposed method of creating jet thrust will be shown by the example of the operation of a direct-flow centrifugal jet engine, the description of which is given below.
Прямоточно-центробежный воздушно-реактивный двигатель (ПЦВРД) прикреплен к концу лопасти 1, преимущественно к лопасти несущего винта вертолета, и содержит входной воздуховод 2 с входным отверстием 3, которые обращены в сторону движения при вращении несущего винта вертолета с обеспечением возможности сжатия скоростным напором потока встречного воздуха с последующим использованием его для сжигания горючего в камере сгорания с созданием реактивной тяги при истечении продуктов сгорания через реактивное сопло. За входным воздуховодом последовательно расположены камера сжатия 6, радиальный воздуховод 7, камера сгорания 4 и реактивное сопло 5, которые являются проходными для воздуха и газообразных продуктов сгорания. При этом в камере сжатия 6 обеспечивается возможность первичного сжатия воздуха встречным скоростным напором с одновременным поворотом потока воздуха в радиальный воздуховод 7, где он ускоряется под действием центробежной силы, что обеспечивает возможность дополнительного сжатия воздуха в камере сгорания 4. При этом стенки камеры сжатия 6 и камеры сгорания 4 являются преградами для потока воздуха, обеспечивающими возможность его торможения и сжатия.The direct-flow centrifugal jet engine (PCVRD) is attached to the end of the blade 1, mainly to the rotor blade of the helicopter, and contains the inlet duct 2 with the inlet 3, which are turned in the direction of movement when the rotor of the helicopter rotates, allowing compression by the high-speed flow head oncoming air, followed by its use for burning fuel in the combustion chamber with the creation of reactive thrust during the expiration of the combustion products through the jet nozzle. Behind the inlet duct, a compression chamber 6, a radial duct 7, a combustion chamber 4, and a jet nozzle 5 are arranged in series, which are passages for air and gaseous products of combustion. In this case, in the compression chamber 6, it is possible to initially compress the air with a counter-flowing pressure with simultaneous rotation of the air flow into the radial duct 7, where it is accelerated by centrifugal force, which makes it possible to additionally compress the air in the combustion chamber 4. Moreover, the walls of the compression chamber 6 and combustion chambers 4 are barriers to the flow of air, providing the possibility of its braking and compression.
Наружные поверхности стенок камеры сгорания 4 и реактивного сопла 5 находятся в потоке встречного воздуха с обеспечением возможности их охлаждения. Для возможности регулирования интенсивности воздушного потока, омывающего охлаждаемые поверхности камеры сгорания и реактивного сопла, применяется внешний кожух, охватывающий охлаждаемые поверхности, с заслонкой в передней своей части, регулирующей количество воздуха, пропускаемого в пространство между кожухом и камерой сгорания.The outer surfaces of the walls of the combustion chamber 4 and the jet nozzle 5 are in the flow of oncoming air with the possibility of cooling. To control the intensity of the air flow washing the cooled surfaces of the combustion chamber and the jet nozzle, an external casing is used, covering the cooled surfaces, with a damper in its front part that controls the amount of air passed into the space between the casing and the combustion chamber.
Прямоточно-центробежный воздушно-реактивный двигатель работает следующим образом.Direct-flow centrifugal jet engine operates as follows.
При вращении, например, несущего винта вертолета, на прикрепленные к концам его лопастей 1 ПЦВРД воздействуют встречные потоки воздуха, которые попадают во входное отверстие 3 и далее во входной воздуховод 2 и камеру сжатия 6. Под действием скоростного напора и в связи с торможением потока воздуха во входном воздуховоде 2 и камере сжатия 6 происходит первичное сжатие воздуха, которое превышает сжатие воздуха в известных прямоточных воздушно-реактивных двигателях (ПВРД), поскольку в них нет полного торможения воздуха и сжатие происходит в движущемся потоке только за счет уменьшения скорости его движения. В отличие от этого в предложенном ПЦВРД стенка камеры сжатия 6 является непреодолимой преградой для потока воздуха, обеспечивающей более значительное его сжатие. Из камеры сжатия 6 воздух направляется в радиальный воздуховод 7, где на него воздействует центробежная сила и придает ему ускорение. Ускоренный поток воздуха из радиального воздуховода 7 попадает в камеру сгорания 4 и воздействует на ее стенку с полным торможением, что приводит к дополнительному значительному сжатию воздуха. В область наибольшего сжатия воздуха направлена форсунка 8, распыляющая горючее, с возможностью в указанных условиях его наиболее интенсивного сгорания с соответствующим повышением температуры и давления, что обеспечивает истечение газообразных продуктов сгорания через реактивное сопло 5 с более значительным ускорением, обеспечивающим соответствующее увеличение реактивной тяги. Это приводит к повышению КПД и эффективности работы двигателя. При этом в совокупности используются прямоточные и центробежные возможности сжатия воздуха с применением простейших средств.When rotating, for example, a rotor of a helicopter, oncoming PCVRD blades 1 attached to the ends of its blades 1 are affected by oncoming air flows that enter the inlet 3 and then into the inlet duct 2 and the compression chamber 6. Under the action of the high-speed pressure and due to the inhibition of the air flow primary air compression occurs in the inlet duct 2 and compression chamber 6, which exceeds the compression of air in known ramjet engines, since there is no complete air braking in them and compression occurs in motion creeping flow only by reducing its speed. In contrast, in the proposed PCVRD, the wall of the compression chamber 6 is an insurmountable barrier to the flow of air, providing more significant compression. From the compression chamber 6, air is sent to the radial duct 7, where it is subjected to centrifugal force and gives it acceleration. The accelerated air flow from the radial duct 7 enters the combustion chamber 4 and acts on its wall with complete braking, which leads to additional significant compression of the air. A nozzle 8 spraying fuel is directed to the region of greatest air compression, with the possibility of its most intense combustion under the indicated conditions with a corresponding increase in temperature and pressure, which ensures the expiration of gaseous products of combustion through the jet nozzle 5 with a more significant acceleration, which ensures a corresponding increase in jet propulsion. This leads to increased efficiency and engine efficiency. Moreover, in the aggregate, direct-flow and centrifugal capabilities of air compression using simple means are used.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004137815/06A RU2276739C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Method and device for creating reactive thrust made in form of centrifugal ramjet engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004137815/06A RU2276739C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Method and device for creating reactive thrust made in form of centrifugal ramjet engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2276739C1 true RU2276739C1 (en) | 2006-05-20 |
Family
ID=36658372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004137815/06A RU2276739C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Method and device for creating reactive thrust made in form of centrifugal ramjet engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2276739C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711649C2 (en) * | 2017-06-01 | 2020-01-17 | Виноградов Леонид Дмитриевич | Jet engine on rotor |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3010678A (en) * | 1959-07-31 | 1961-11-28 | Phillips Petroleum Co | Ramjet motor powered helicopter |
| FR2321050A1 (en) * | 1975-08-11 | 1977-03-11 | Flight Dynamics Res | EJECTOR WITH DIFFUSER PROVIDED WITH MEANS GENERATING A JET |
| EP0646716A1 (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-05 | Societe Europeenne De Propulsion | Bidimensional vectoriable nozzle |
| RU2066426C1 (en) * | 1993-12-14 | 1996-09-10 | Саратовская научно-производственная фирма "Растр" | Detonation chamber |
| RU2115022C1 (en) * | 1996-03-01 | 1998-07-10 | Борис Федорович Кочетков | Rocket engine |
| RU2127819C1 (en) * | 1997-06-23 | 1999-03-20 | Весенгириев Михаил Иванович | Tip-mounted air-jet engine |
-
2004
- 2004-12-24 RU RU2004137815/06A patent/RU2276739C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3010678A (en) * | 1959-07-31 | 1961-11-28 | Phillips Petroleum Co | Ramjet motor powered helicopter |
| FR2321050A1 (en) * | 1975-08-11 | 1977-03-11 | Flight Dynamics Res | EJECTOR WITH DIFFUSER PROVIDED WITH MEANS GENERATING A JET |
| EP0646716A1 (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-05 | Societe Europeenne De Propulsion | Bidimensional vectoriable nozzle |
| RU2066426C1 (en) * | 1993-12-14 | 1996-09-10 | Саратовская научно-производственная фирма "Растр" | Detonation chamber |
| RU2115022C1 (en) * | 1996-03-01 | 1998-07-10 | Борис Федорович Кочетков | Rocket engine |
| RU2127819C1 (en) * | 1997-06-23 | 1999-03-20 | Весенгириев Михаил Иванович | Tip-mounted air-jet engine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711649C2 (en) * | 2017-06-01 | 2020-01-17 | Виноградов Леонид Дмитриевич | Jet engine on rotor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3971209A (en) | Gas generators | |
| US3830431A (en) | Abating exhaust noises in jet engines | |
| US6966174B2 (en) | Integrated bypass turbojet engines for air craft and other vehicles | |
| US20030192303A1 (en) | Integrated bypass turbojet engines for aircraft and other vehicles | |
| US3200588A (en) | Jet reaction motor | |
| JP6132979B2 (en) | Engine that uses combustion gas as driving force | |
| US3768926A (en) | Pulse jet rotor drive for helicopter | |
| US9109535B2 (en) | Propulsion system and method | |
| US8250854B2 (en) | Self-starting turbineless jet engine | |
| EP1862660A1 (en) | Pulsed combustion gas turbine engine | |
| WO2011096850A1 (en) | Blade and propulsion unit for tip-jet helicopter | |
| RU2276739C1 (en) | Method and device for creating reactive thrust made in form of centrifugal ramjet engine | |
| RU2127819C1 (en) | Tip-mounted air-jet engine | |
| JP3955844B2 (en) | Injection propulsion engine using discharge exhaust | |
| US20090178386A1 (en) | Aircraft Propulsion System | |
| RU2102280C1 (en) | Motor-propeller | |
| RU63772U1 (en) | REACTIVE AIR SCREW | |
| RU2059536C1 (en) | Helicopter main rotor with jet-drive | |
| GB2099082A (en) | Contrarotating turbojet | |
| US20130047625A1 (en) | Enhanced pulse detonation engine system | |
| RU2680214C1 (en) | Method of creating a trail and power installation for its implementation | |
| RU2436987C1 (en) | Method for creating driving force for movement of transport vehicle and jet engine for its implementation | |
| US6212874B1 (en) | Propulsion system | |
| US20170306843A1 (en) | Method and apparatus for increasing useful energy/thrust of a gas turbine engine by one or more rotating fluid moving (agitator) pieces due to formation of a defined steam region | |
| KR20150090868A (en) | Missile having a turbine-compressing means-unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091225 |