RU2102280C1 - Motor-propeller - Google Patents
Motor-propeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102280C1 RU2102280C1 RU96106559A RU96106559A RU2102280C1 RU 2102280 C1 RU2102280 C1 RU 2102280C1 RU 96106559 A RU96106559 A RU 96106559A RU 96106559 A RU96106559 A RU 96106559A RU 2102280 C1 RU2102280 C1 RU 2102280C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- blades
- width
- screw
- exhaust
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции двигателей внутреннего сгорания и авиационных винтов. The invention relates to aircraft, in particular to the design of internal combustion engines and aircraft propellers.
Известны авиационные несущие винты, для вращения которых используются газовые струи от реактивных двигателей, расположенных на лопастях несущего винта [1] Реактивный крутящий момент от таких винтов не передается на корпус летательного аппарата. Однако расположение двигателей на лопастях винта имеет ряд недостатков:
двигатели находятся в поле действия центробежных сил;
система управления и топливопитания таких двигателей является достаточно сложной.Aircraft rotors are known for the rotation of which gas jets from jet engines located on the rotor blades [1] are used. Reactive torque from such rotors is not transmitted to the aircraft body. However, the location of the engines on the rotor blades has several disadvantages:
engines are in the field of centrifugal forces;
the control system and fuel supply of such engines is quite complex.
Известна конструкция роторного двигателя внутреннего сгорания, содержащего корпус с двумя пересекающимися цилиндрическим рабочими полостями, в которых на валах, соединенных синхронизирующей передачей, расположены взаимно сопряженные ведущий и ведомый роторы, соответственно с зубьями и впадинами циклоидального профиля, а камеры сгорания расположены во впадинах ведомого ротора. Всасывание и подача каждой порции горючей смеси в межзубовое пространство обоих роторов осуществляется при помощи эжектора, выполненного в выпускном коллекторе каждого ротора в момент выхода отработанных газов [2] Конструкция данного роторного двигателя позволяет исключить маховик и эксцентричные противовесы, что значительно облегчает двигатель. A known design of a rotary internal combustion engine, comprising a housing with two intersecting cylindrical working cavities, in which mutually conjugate driving and driven rotors are located on shafts connected by a synchronizing gear, respectively, with teeth and cavities of a cycloidal profile, and combustion chambers are located in the hollows of the driven rotor. The suction and supply of each portion of the combustible mixture into the interdental space of both rotors is carried out using an ejector made in the exhaust manifold of each rotor at the time of exhaust gas [2]. The design of this rotary engine eliminates the flywheel and eccentric counterweights, which greatly facilitates the engine.
Основными недостатками данного двигателя являются:
обязательное наличие двух роторов ведомого и ведущего;
наличие синхронизирующей передачи;
необходимость торцевого и радиального уплотнения.The main disadvantages of this engine are:
the mandatory presence of two rotors of the driven and the leading;
the presence of synchronizing transmission;
the need for mechanical and radial seals.
Известен роторный двигатель, содержащий корпус, расположенный в нем вал с рабочим ротором, в котором выполнена камера сгорания и сообщенное с ним сопло, топливные форсунки и систему дозирования подачи воздуха и топлива [3,4]
Недостатком данной конструкции двигателя является необходимость принудительной подачи горючего и окислителя раздельно через форсунки и клапана.Known rotary engine, comprising a housing, a shaft located therein with a working rotor, in which a combustion chamber and a nozzle connected with it are made, fuel nozzles and a dosing system for supplying air and fuel [3,4]
The disadvantage of this engine design is the need for forced supply of fuel and oxidizer separately through nozzles and valves.
Целью изобретения является упрощение конструкции авиационного винта с реактивным приводом за счет использования энергии выхлопных газов роторного двигателя, расположенного в его втулке. The aim of the invention is to simplify the design of a jet propeller with a jet drive by using the energy of the exhaust gases of a rotary engine located in its sleeve.
Указанная цель достигается тем, что лопасти винта выполнены полыми внутри и по выходной кромке имеют отверстие щелевидной формы. Внутри каждой полости выполнены два канала, образующих эжектор. В один из них, проходящий по контуру входной кромки лопасти, подаются газообразные продукты сгорания топливо-воздушной смеси и направляются по касательной к окружности вращения лопасти, причем выходное отверстие этого канала расположено на некотором расстоянии от щелевидного отверстия на выходной кромке, за счет чего при выпуске отработанных газов возникает разрежение во втором канале. Это разрежение используется для продувки, всасывания и подачи горячей смеси в межзубовое пространство ротора, расположенное во втулке винта. Внутренняя цилиндрическая поверхность винта и разделительные перегородки (зубы) выполнены совместно с фланцевым уплотнением ротора и образуют камеры сгорания. На внутренней боковой цилиндрической поверхности винта выполнены отверстия для соединения камер сгорания с всасывающими и выпускными каналами эжекторов, расположенные через 90o друг от друга, а на плоскости основания расположены отверстия, периодически соединяющие камеры сгорания посредством впускного коллектора с карбюратором или газосмесителем, образуя золотниковое газораспределительное устройство, причем эти отверстия лежат на одной плоскости осевого сечения с всасывающими отверстиями эжекторов, и средняя линия лопастей проходит через эту плоскость. При вращении винта ротор неподвижен. Вал, на котором крепится винт, проходит через сквозное отверстие вдоль оси ротора и вращается на двух подшипниковых опорах. Через отверстие внутри вала подается топливо к карбюратору и осуществляется управление его работой. Между внутренней цилиндрической поверхностью винта и разделительными перегородками и фланцевым уплотнением ротора выполнены тепловые зазоры, за счет чего между ними нет трения скольжения. Утечки продуктов сгорания между винтом и фланцевым уплотнением направлены в ту же сторону, что и воздушный поток от винта, вследствие чего их энергия складывается с энергией основного воздушного потока.This goal is achieved in that the rotor blades are made hollow inside and along the outlet edge have a slot-shaped hole. Inside each cavity there are two channels forming an ejector. In one of them, passing along the contour of the blade’s inlet edge, gaseous products of combustion of the fuel-air mixture are supplied and are directed tangentially to the circle of rotation of the blade, and the outlet of this channel is located at some distance from the slot-like opening at the outlet edge, due to which exhaust gas rarefaction occurs in the second channel. This vacuum is used to purge, suction and supply the hot mixture to the interdental space of the rotor located in the screw hub. The inner cylindrical surface of the screw and the separation walls (teeth) are made together with the flange seal of the rotor and form a combustion chamber. On the inner lateral cylindrical surface of the screw holes are made for connecting the combustion chambers to the suction and exhaust channels of the ejectors, located 90 o from each other, and on the plane of the base there are holes periodically connecting the combustion chambers by means of an intake manifold with a carburetor or gas mixer, forming a spool valve moreover, these holes lie on the same plane of the axial section with the suction holes of the ejectors, and the middle line of the blades passage um through this plane. When the screw rotates, the rotor is stationary. The shaft on which the screw is mounted passes through a through hole along the axis of the rotor and rotates on two bearing bearings. Through the hole inside the shaft, fuel is supplied to the carburetor and its operation is controlled. Between the inner cylindrical surface of the screw and the separation walls and the flange seal of the rotor, thermal gaps are made, due to which there is no sliding friction between them. Leaks of combustion products between the screw and the flange seal are directed in the same direction as the air flow from the screw, as a result of which their energy is added to the energy of the main air flow.
При вращении винта центробежный поток внутри лопастей увеличивает разрежение во всасывающем канале. Воспламенение горючей смеси осуществляют свечи зажигания, расположенные на фланцевом уплотнении внутри каждой камеры сгорания. Ширина выпускного отверстия выполнена несколько шире, чем толщина разделительных перегородок ротора, за счет чего происходит перенос фронта пламени из одной камеры сгорания в другую, что обеспечивает процесс самовоспламенения горючей смеси во время работы, а система зажигания используется только для запуска. When the screw rotates, the centrifugal flow inside the blades increases the vacuum in the suction channel. Ignition of the combustible mixture is carried out by spark plugs located on the flange seal inside each combustion chamber. The width of the outlet is made slightly wider than the thickness of the rotor dividing walls, due to which the flame front is transferred from one combustion chamber to another, which ensures the process of self-ignition of the combustible mixture during operation, and the ignition system is used only for starting.
На фиг. 1 изображен условный поперечный разрез мотор-винта; на фиг.2 - условный продольный разрез мотор-винта; на фиг.3 поперечное сечение лопасти; на фиг.4 момент самовоспламенения горючей смеси за счет переноса фронта пламени от одной камеры сгорания к другой. In FIG. 1 shows a conditional cross section of a motor screw; figure 2 is a conditional longitudinal section of a motor screw; figure 3 is a cross section of the blade; in Fig.4 the moment of self-ignition of the combustible mixture due to the transfer of the flame front from one combustion chamber to another.
Мотор-винт состоит из неподвижного ротора 1 вращающейся втулки с лопастями 2, соединенных между собой посредством вала 3, полого внутри и подшипниковых опор 4. Гайка и упорный подшипник 5 позволяет регулировать тепловой зазор между втулкой и ротором. Через отверстие внутри вала проходит шток 6, оканчивающийся регулирующим конусом 7, имеющим отверстия для распыливания топлива, подводимого по топливопроводу 8. Втулка винта имеет сужение, образующее входное отверстие 9, служащее для забора воздуха, эффективное сечение которого регулируется конусом 7 при перемещении штока 6 вдоль своей оси. Это позволяет регулировать количество топливо-воздушной смеси, поступающей в камеры сгорания 10, которые посредством отверстий 11 при вращении винта поочередно попарно соединяются с входным отверстием 9. Воспламенение топливно-воздушной смеси при запуске осуществляют свечи зажигания 12. Продукты сгорания через выпускные отверстия 13 попадают в выпускные каналы 14, выполненные внутри лопасти по входной кромке и заканчивающиеся щелевидным отверстием 15, расположенного напротив выхлопного отверстия 16, направляющего выхлопные газы по касательной к окружности вращения лопастей. При этом в канале 17 создается разрежение, которое через отверстия 18 и отверстия 11 производит продувку и заполнение камер сгорания 10 свежей топливо-воздушной смесью. Фланец 19 предназначен для крепления мотор-винта по месту установки. The motor screw consists of a fixed
На фиг. 3 показана работа эжектора. In FIG. 3 shows the operation of the ejector.
На фиг. 4 показан процесс переноса фронта пламени из одной камеры сгорания в другую в момент перехода выпускного отверстия 13 над вершиной зуба ротора, так как ширина зуба несколько меньше ширины выпускного отверстия. Стрелкой указано направление вращения втулки винта. Свечи зажигания 12, установленные на фланце уплотнения 20 (фиг. 2), находятся рядом с вершиной зуба ротора с левой стороны (фиг. 4). Момент зажигания должен происходить с началом открытия выпускного отверстия. При этом фронт пламени будет распространяться от одной вершины зуба к другой, что необходимо для более полного сгорания топливо-воздушной смеси в объеме камеры сгорания, а не в выпускном канале. In FIG. 4 shows the process of transferring the flame front from one combustion chamber to another at the moment of transition of the
Применение данного мотор-винта в авиации и судостроении позволит увеличить надежность летательных аппаратов, судов на воздушной подушке и подобных устройств, упростить их конструкцию, уменьшить вес за счет отсутствия трансмиссии для передачи вращения на вал двигателя (в конструкции винтокрылых аппаратов), увеличить полезный объем летательного аппарата. Так как между ротором и втулкой мотор-винта отсутствует трение скольжения за счет наличия тепловых зазоров, мотор-винт не требует смазки, за исключением лишь смазки подшипниковых опор вала, что облегчает эксплуатацию устройства. При изготовлении мотор-винта с нулевым шагом, т.е. без угла атаки лопастей, мотор-винт может быть использован как обычный роторный двигатель внутреннего сгорания, вращающий момент от которого можно брать с вала втулки винта. The use of this motor-propeller in aviation and shipbuilding will increase the reliability of aircraft, hovercraft and similar devices, simplify their design, reduce weight due to the lack of a transmission for transmitting rotation to the engine shaft (in the design of rotorcraft), and increase the useful volume of the aircraft apparatus. Since there is no sliding friction between the rotor and the motor-screw hub due to the presence of thermal gaps, the motor-screw does not require lubrication, except for the lubrication of the shaft bearing bearings, which facilitates the operation of the device. In the manufacture of a zero-pitch motor screw, i.e. without the angle of attack of the blades, the motor-screw can be used as a conventional rotary internal combustion engine, the torque from which can be taken from the shaft of the screw hub.
Источники информации
1. Патент Колумбии N 445199, B 64 C 27/08 от 25.02.1969 (прототип).Sources of information
1. Colombian patent N 445199, B 64 C 27/08 from 02.25.1969 (prototype).
2. Патент РФ N 370353, F 02 B 55/00 от 15.01.1973. 2. RF patent N 370353, F 02 B 55/00 of 01/15/1973.
3. Авт. свид. 992778 F 02 K 11/00, F 02 B 53/00 от 30.01.83. 3. Auth. testimonial. 992778 F 02 K 11/00, F 02 B 53/00 dated 01/30/83.
4. Авт. свид. SU, 1719695, A1 F 02 K 11/00 от 15.03.1992. 4. Auth. testimonial. SU, 1719695, A1 F 02 K 11/00 dated 03/15/1992.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106559A RU2102280C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Motor-propeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106559A RU2102280C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Motor-propeller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2102280C1 true RU2102280C1 (en) | 1998-01-20 |
RU96106559A RU96106559A (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20178927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106559A RU2102280C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Motor-propeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2102280C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656780C2 (en) * | 2015-04-28 | 2018-06-06 | Юрий Владимирович Кеппер | Reactive helicopter |
RU201999U1 (en) * | 2020-09-02 | 2021-01-26 | Николай Александрович Шохин | PLANE POWER PLANT |
CN114180029A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-15 | 徐寿江 | Propeller assembly |
-
1996
- 1996-04-02 RU RU96106559A patent/RU2102280C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2656780C2 (en) * | 2015-04-28 | 2018-06-06 | Юрий Владимирович Кеппер | Reactive helicopter |
RU201999U1 (en) * | 2020-09-02 | 2021-01-26 | Николай Александрович Шохин | PLANE POWER PLANT |
CN114180029A (en) * | 2021-12-01 | 2022-03-15 | 徐寿江 | Propeller assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5408824A (en) | Rotary heat engine | |
US5660038A (en) | Rotary jet engine | |
US3811275A (en) | Rotary turbine engine | |
US4070824A (en) | Integrated flow turbine engine | |
US4620414A (en) | Gas turbine engine | |
RU98102924A (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US7752835B2 (en) | Pulsed combustion engine | |
RU2102280C1 (en) | Motor-propeller | |
GB1435687A (en) | Gas generators | |
CN108361109A (en) | General molded breadth energy rotary jet engine | |
CN101512136A (en) | Open cycle internal combustion engine | |
US20230151765A1 (en) | Tangential turbofan propulsion system | |
US20090178386A1 (en) | Aircraft Propulsion System | |
US4633829A (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2127819C1 (en) | Tip-mounted air-jet engine | |
US3212262A (en) | Combination piston-turbine internal combustion engine | |
GB710252A (en) | Improvements in or relating to power plants incorporating gas turbines | |
RU2665760C1 (en) | Method of increasing a reactive thrust in a turboreactive two-circuit engine and a turboreactive two-concurrent engine for its implementation | |
RU2415U1 (en) | ROTARY REACTIVE ENGINE | |
RU2362034C2 (en) | Pulse gas-turbine engine (versions) | |
RU96106559A (en) | MOTOR-SCREW | |
RU2171906C2 (en) | Propulsion system and rotary engine | |
RU2417U1 (en) | ROTARY REACTIVE ENGINE | |
RU2772831C1 (en) | Rotary gas turbine engine | |
RU2059536C1 (en) | Helicopter main rotor with jet-drive |