КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕАКТИВНОГО ПОЛЕТА

Изобретение относится к области авиации. Комплекс для реактивного полета содержит блоки реактивных подъемно-тяговых детонационных двигателей, жестко скрепленных между собой и фюзеляжем, размещенных последовательно друг за другом в несущей плоскости. Имеется воздухозаборник с отклоняющими пластинами, маршевый реактивный детонационный двигатель и рули управления, система транспортирования и нагнетания углеводородного топлива и электропроводной жидкости, а также система возбуждения электрических разрядов. Каждый подъемно-тяговый детонационный двигатель снабжен приемной камерой для атмосферного воздуха, содержащей решетку с пластинчатыми клапанами. Предусмотрено демпфирующее устройство, содержащее отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн. Камера сгорания с расширяющимся соплом соединена с рабочим каналом, содержащим для изменения вектора тяги шарнирное сопло с расположенным в нем блоком выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных в виде решеток с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами. Изобретение направлено на повышение КПД, скорости и высоты полета, маневренности и грузоподъемности. 1 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Комплекс для реактивного полета, содержащий фюзеляж, блоки реактивных подъемно-тяговых двигателей с форсажными двигателями, прямоточные детонационные реактивные двигатели, дополнительный маршевый реактивный двигатель, несущие плоскости, включающие воздухозаборник, рули управления, систему транспортирования и нагнетания углеводородного топлива и электропроводной жидкости, а также систему возбуждения электрических разрядов, включающую генератор электрических импульсов,
при этом упомянутые блоки жестко скреплены между собой и фюзеляжем, размещены последовательно друг за другом в соответствующих плоскостях,
каждый подъемно-тяговый двигатель выполнен
с приемной камерой для атмосферного воздуха, включающей решетку с пластинчатыми клапанами, сообщающимися с диффузором демпфирующего устройства, включающего отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн,
с камерой сгорания, расширяющимся соплом и с комбинированными форсунками, последовательно размещенными друг за другом для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расположенными смежно к ним форсунками для воспламенения смеси топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
с рабочим каналом, выполненным в виде прямоугольной трубы с шарнирным соплом для изменения вектора тяги,
с расположенным в упомянутом рабочем канале блоком выпускных клапанов для сжатого воздуха и отработавших газов, выполненных в виде решеток с соплами и с пластинчатыми клапанами,
каждый форсажный двигатель включает воздухозаборник, соединенный с демпфирующим устройством, включающим отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн,
и камеру сгорания с реактивным соплом и с комбинированными форсунками, последовательно размещенными друг за другом для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости, расположенными смежно к ним форсунками для воспламенения смеси углеводородного топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
при этом комбинированные форсунки содержат наружный корпус с патрубками и каналами для охлаждения жидкостью и патрубками для подачи электропроводной жидкости с установленными в них шнеками для отражения ударных волн, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями для выхода газовых струй,
форсунки для воспламенения смеси содержат наружный корпус с патрубками, имеющими каналы для охлаждения жидкостью, и с патрубками для подачи электропроводной жидкости, с установленными в них шнеками для отражения ударных волн, соединенные с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей сопло или днище с отверстиями,
при этом дополнительный маршевый реактивный двигатель содержит корпус, выполненный с диффузором и реактивным соплом, размещенным в нем компрессором с удлиненными патрубками, соединенными с камерами сгорания, расположенными равномерно по окружности,
камеры сгорания дополнительного маршевого реактивного двигателя выполнены с комбинированной форсункой, предназначенной для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расположенной смежно к ней форсункой для воспламенения смеси углеводородного топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расширяющимися соплами, соединенными с удлиненными цилиндрами волновых компрессоров, подсоединенных к газовой турбине, имеющей бандаж с размещенными на нем лопатками высоконапорного вентилятора, с форсажной камерой, выполненной в виде удлиненного сопла, расположенного коаксиально относительно сопла корпуса, с размещенными в форсажной камере комбинированными форсунками, расположенными равномерно по окружности для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости, с форсунками-резонаторами, размещенными равномерно по окружности и предназначенными для впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
детонационные реактивные двигатели, расположенные с нескольких сторон снаружи корпуса,
каждый прямоточный детонационный реактивный двигатель содержит корпус, выполненный
с диффузором, соединенным с демпфирующим устройством, включающим отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн, или с двумя демпфирующими устройствами и размещенной между ними цилиндрической переходной части,
с камерой сгорания и реактивным соплом,
с комбинированными форсунками, последовательно размещенными друг за другом для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расположенными смежно к ним форсунками для воспламенения смеси углеводородного топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
дополнительный маршевый детонационный реактивный двигатель содержит корпус, выполненный с диффузором и реактивным соплом, с размещенным в нем компрессором, соединенным с демпфирующим устройством, включающим отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн, подсоединенные к цилиндрическим переходным частям, с камерами сгорания, расположенными равномерно по окружности,
с комбинированными форсунками, последовательно размещенными друг за другом, для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермическое разложения электропроводной жидкости,
с расположенными смежно к ним форсунками для воспламенения смеси углеводородного топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
с соплами, соединенными с удлиненными цилиндрами волновых компрессоров, имеющих на концах вогнутые отражатели, подсоединенные к газовой турбине, содержащей бандаж с размещенными на нем лопатками высоконапорного вентилятора,
с форсажной камерой, расположенной коаксиально относительно сопла корпуса, с размещенными в ней равномерно по окружности комбинированными форсунками для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расположенными смежно к ним форсунками для воспламенения смеси углеводородного топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
с форсунками-резонаторами, расположенными равномерно по окружности.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что воздухозаборник упомянутых блоков выполнен под прямым углом к приемным камерам для атмосферного воздуха,
при этом упомянутые блоки жестко скреплены между собой и фюзеляжем, размещены последовательно друг за другом в соответствующих плоскостях,
каждый подъемно-тяговый двигатель выполнен с приемной камерой для атмосферного воздуха, включающей решетку с пластинчатыми клапанами, соединенную с цилиндрической переходной частью,
с камерой сгорания, содержащей суживающееся сопло и комбинированную форсунку для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
с рабочим каналом, выполненным в виде прямоугольной трубы с шарнирным соплом для изменения вектора тяги,
с расположенной в нем комбинированной форсункой для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
при этом дополнительный маршевый реактивный двигатель содержит корпус с диффузором и реактивным соплом с размещенным в нем электродвигателем, вентилятором и компрессором, соединенным с демпфирующими устройствами, последовательно размещенными друг за другом, включающими отражатели, выполненные в виде тел, заостренных с одной стороны и вогнутых с другой для отражения ударных волн, подсоединенные к цилиндрическим переходным частям,
с камерами сгорания, расположенными равномерно по окружности,
с комбинированными форсунками, последовательно размещенными друг за другом, для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расположенными смежно к ним форсунками для воспламенения смеси топлива и воздуха за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости,
с расширяющимися соплами, содержащими внешние магниты и электроды магнитогидродинамического генератора,
с реактивным соплом, расположенным коаксиально относительно сопла корпуса,
при этом электродвигатель для вращения вентилятора и компрессора подключен к магнитогидродинамическому генератору.

[1]
Изобретение относится к области авиации и предназначено для летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой, а также для магистральных самолетов среднего и дальнего действия. Известны аппараты с вертикальным взлетом и посадкой. К ним относятся винтовые вертолеты с одним или двумя соосными винтами, конвертопланы и реактивные самолеты, в основном палубные с вертикальным взлетом и посадкой. В них подъемная сила создается за счет отклонения реактивных сопел и изменения вектора тяги. Недостатки винтовых аппаратов: низкий КПД, не превышающий в зависимости от схемы 14-18% /см. И.Н.Колпакчиев Транспортная авиация: взгляд в будущее, Знание. М., Транспорт. 7/80, стр.61/1/, небольшая грузоподъемность, около 20-40 т, низкая скорость полета - до 250-300 км/час, небольшой потолок 2-6 км, большой собственный вес конструкции, особенно редуктора и винта, невозможность садиться на водную поверхность, высокий уровень шума.

[2]
Недостатки реактивных самолетов с вертикальным взлетом: низкий КПД, не превышающий 4-5% при взлете, меньшая скорость полета и дальность действия по сравнению с обычным реактивным самолетом. Дальнейшее повышение характеристик этих машин на современном уровне развития невозможно.

[3]
Известен пульсирующий воздушно-реактивный двигатель /см. Энциклопедия "Авиация", стр.461/, который служит в качестве аналога. К недостаткам ПуВРД в качестве маршевого двигателя следует, в первую очередь, отнести его небольшой срок службы, не превышающий 10-15 мин, и низкий КПД.

[4]
Целью изобретения является повышение КПД аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой магистральных самолетов, скорости и высоты полета, грузоподъемности, тяговооруженности, обеспечение многотопливности двигателей и высокой маневренности летательных аппаратов.

[5]
Поставленная цель достигается в изобретении за счет того, что каждый подъемно-тяговый детонационный двигатель снабжен приемной камерой для атмосферного воздуха, содержащей решетку с пластинчатыми самодействующими клапанами, сообщающейся с диффузором несущей плоскости, соединенной с демпфирующим устройством, содержащим отражатель, выполненный в виде тела, заостренного с одной стороны и вогнутого с другой для отражения ударных волн, подсоединенным к камере сгорания с расширяющимися соплом, соединенным с рабочим каналом, содержащим шарнирное сопло для изменения вектора тяги, с расположенными в нем блоком выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных в виде решеток с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, форсажным реактивным детонационным двигателем и форсунками-резонаторами, размещенными с двух сторон рабочих каналов, камеры сгорания снабжены комбинированными форсунками с взрывными камерами, последовательно размещенными друг за другом, для впрыскивания смеси продуктов термохимического разложения углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости, и смежно расположенными к ним форсунками-детонаторами для воспламенения рабочей горячей смеси в камерах сгорания за счет впрыскивания газообразных струй электротермического разложения электропроводной жидкости, при этом комбинированные форсунки содержат наружный корпус с патрубками и каналами для охлаждения жидкостью, внутри которого в слое электроизоляционного материала размещены цилиндрические каналы, сообщающиеся с патрубками подачи электропроводной жидкости, внутри которых размещены шнеки для отражения ударных волн, в каналах с одной стороны выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, содержащей днище с отверстиями для выхода газовых струй, а с другой размещены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов.

[6]
Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что форсунка-детонатор и форсунка-резонатор содержат наружный корпус с взрывной камерой, с патрубками и каналами для охлаждения жидкостью, внутри которого в слое электроизоляции размещены цилиндрические каналы, сообщающиеся с патрубками, содержащими шнеки, в каналах с одной стороны выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, а с другой размещены электроды. Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что форсажный двигатель снабжен воздухозаборником, соединенным с демпфирующим устройством для отражения ударных волн, содержащим вогнутые отражатели, расположенные на заданном расстоянии друг от друга, сообщающиеся с камерой сгорания, содержащей расширяющееся сопло, камера сгорания снабжена комбинированными форсунками с взрывными камерами, последовательно размещенными друг за другом, для впрыскивания смеси газообразного топлива и электропроводной жидкости, и смежно расположенными к ним форсунками-детонаторами для впрыскивания газообразных струй электропроводной жидкости.

[7]
Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что рабочие каналы снабжены воздухозаборником, содержащим решетку с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, рабочий канал содержит сопло с направляющей лопаткой.

[8]
Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что подъемно-тяговые двигатели, размещенные последовательно друг за другом в несущей плоскости перпендикулярно фюзеляжу, содержат воздухозаборник и приемные камеры для атмосферного воздуха с установленными в них решетками с пластинчатыми самодействующими клапанами, приемная камера подъемно-тягового двигателя соединена с демпфирующим устройством для отражения ударных волн, соединенным с цилиндрической переходной частью, подсоединенной к камере сгорания, содержащей расширяющееся сопло, соединенное с рабочим каналом, комбинированные форсунки последовательно установлены друг за другом, и смежно расположенные к ним форсунки-детонаторы, рабочий канал содержит шарнирное сопло для изменения вектора тяги с расположенными в нем блоками выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных в виде решеток с соплами и пластинчатыми самодействующими клапанами, размещенными на заданном расстоянии друг от друга и блоком впускных клапанов для входа атмосферного воздуха, и форсажный реактивный двигатель.

[9]
Поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что в приемной камере размещены поворотные клапаны-заслонки с уплотняющими пластинами на торцах, при этом валы клапанов соединены с электромеханическим приводом для периодических поворотов их вокруг осей.

[10]
Кроме того поставленная цель в изобретении достигается еще и за счет того, что подъемно-тяговые двигатели, размещенные последовательно друг за другом в несущей плоскости перпендикулярно фюзеляжу, содержат приемные камеры с поворотными клапанами-заслонками, подсоединенные к выхлопному соплу турбореактивного двигателя с одной стороны и к расширяющемуся соплу, соединенному с рабочим каналом, с другой стороны, снабжены шарнирным соплом для изменения вектора тяги, с расположенными в нем на заданном расстоянии друг от друга блоками выпускных клапанов для сжатого воздуха, выполненных…

RU 2157907 С2, 20.10.2000. RU 2130407 C1, 20.05.1999. US 6439503 A, 27.08.2002.