[go: up one dir, main page]

RU2102280C1 - Motor-propeller - Google Patents

Motor-propeller Download PDF

Info

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
Application number
RU96106559A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96106559A (en
Inventor
Венидикт Павлович Сафронов
Original Assignee
Венидикт Павлович Сафронов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Венидикт Павлович Сафронов filed Critical Венидикт Павлович Сафронов
Priority to RU96106559A priority Critical patent/RU2102280C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2102280C1 publication Critical patent/RU2102280C1/en
Publication of RU96106559A publication Critical patent/RU96106559A/en

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; construction of internal combustion engines and aircraft propellers. SUBSTANCE: motor-propeller includes four- teeth rotor located coaxially in propeller hub and connected with it by means of shaft and bearing supports. Rotor is placed in inner cylindrical cavity whose height is equal to width of rotor tooth. Outer wall of this cavity is closed with flanged seal made integral with rotor. Interior of this cavity is divided into four combustion chambers by rotor teeth; combustion chambers are provided with intake and exhaust holes. Exhaust gases are directed tangentially relative to circle of rotation of blades due to exhaust passages provided inside blades, thus giving rise to torque. These passages from ejectors together with other passages provided inside blades. Rarefaction created by ejectors is used for blowing and suction of combustible mixture inside each combustion chamber in turn followed by ignition due to transfer of flame front from one combustion chamber to another since width of exhaust hole slightly exceeds width of rotor tooth. Thermal gaps are provided between rotor and propeller hub, thus excluding sliding friction between them. EFFECT: enhanced reliability. 4 dwg

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 rotor 1 of a rotating sleeve with blades 2, interconnected by means of a shaft 3, a hollow inside and bearing bearings 4. The nut and thrust bearing 5 allows you to adjust the thermal clearance between the sleeve and the rotor. Through the hole inside the shaft passes the rod 6, ending with a regulating cone 7, which has openings for spraying the fuel supplied through the fuel line 8. The screw sleeve has a constriction forming an inlet 9, which serves for air intake, the effective section of which is regulated by the cone 7 when the rod 6 is moved along its axis. This allows you to adjust the amount of fuel-air mixture entering the combustion chamber 10, which through the holes 11 when rotating the screw are alternately paired with the inlet 9. The ignition of the fuel-air mixture at startup is carried out by spark plugs 12. The combustion products through the exhaust holes 13 fall into exhaust channels 14, made inside the blade along the input edge and ending with a slit-like hole 15, located opposite the exhaust hole 16, directing the exhaust gases along the tangent hydrochloric blades to the circle of rotation. In this case, a vacuum is created in the channel 17, which through the holes 18 and holes 11 purges and fills the combustion chambers 10 with a fresh fuel-air mixture. Flange 19 is designed for mounting the motor screw at the installation site.

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 outlet 13 above the top of the rotor tooth, since the width of the tooth is slightly less than the width of the outlet. The arrow indicates the direction of rotation of the screw sleeve. Spark plugs 12 mounted on the flange of the seal 20 (FIG. 2) are located near the top of the rotor tooth on the left side (FIG. 4). The ignition timing should occur with the beginning of the opening of the outlet. In this case, the flame front will propagate from one vertex of the tooth to another, which is necessary for more complete combustion of the fuel-air mixture in the volume of the combustion chamber, and not in the exhaust channel.

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)

Авиационный винт, для вращения которого используются газовые струи, направленные по касательной к окружности вращения лопастей, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции винта, для образования газовых струй используются выхлопные газы роторного двигателя, расположенного в его втулке и состоящего из четырехзубого ротора, имеющего с одной стороны фланцевое уплотнение и сквозное отверстие по оси, в котором имеются подшипниковые опоры для крепления вала втулки винта, прилегающей своей внутренней плоскостью к второй стороне ротора и имеющей внутри цилиндрическую полость высотой, равной ширине зубьев ротора, образует за счет внутренней цилиндрической поверхности четыре камеры сгорания, разделенных зубьями ротора и имеющих впускные и выпускные отверстия, выполненные в теле втулки винта, посредством которых продукты сгорания через выпускные каналы, выполненные внутри лопастей, подаются в сопла, имеющие щелевидную форму и расположенные на концах лопастей, и создают в другом канале, выполненном в теле лопасти, разряжение за счет эжекции, используемое для продувки и всасывания горючей смеси в межзубовое пространство ротора с последующим его воспламенением за счет переноса фронта пламени из одной камеры сгорания в другую в момент открывания выпускного отверстия, так как ширина выпускного отверстия выполнена несколько больше ширины зуба ротора. Aircraft propeller, for the rotation of which gas jets are used, tangential to the circle of rotation of the blades, characterized in that, in order to simplify the design of the screw, the exhaust gases of a rotary engine located in its hub and consisting of a four-tooth rotor having on the one hand, a flange seal and a through hole along the axis, in which there are bearing bearings for fastening the shaft of the screw sleeve, adjacent its inner plane to the second side of the mouth having a cylindrical cavity with a height equal to the width of the rotor teeth, forms four combustion chambers due to the inner cylindrical surface, separated by the teeth of the rotor and having inlet and outlet openings made in the body of the screw hub, by which combustion products through exhaust channels made inside the blades are fed into nozzles having a slit-like shape and located at the ends of the blades, and create, in another channel made in the body of the blade, a vacuum due to ejection used for purging and suction of the combustible mixture into the interdental space of the rotor with its subsequent ignition due to the transfer of the flame front from one combustion chamber to another at the time of opening the outlet, since the width of the outlet is made slightly larger than the width of the rotor tooth.
RU96106559A 1996-04-02 1996-04-02 Motor-propeller RU2102280C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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