Технологии
Транспорт
09.01.2019, 13:40

Патент недели: двигатель навылет

Бурное развитие гражданской авиации и рост пассажирских авиаперевозок диктует тренд на повышение мощности, экономичности и надежности авиационных двигателей. От изменения этих характеристик зависят множество параметров авиаперелетов, начиная от сокращения времени в пути, что особенно актуально для путешествий через часовые пояса, до снижения эксплуатационных издержек, которые определяют цены на авиабилеты. Впрочем, одной авиацией применение турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) не ограничено: кроме летательных аппаратов их можно применять и на других транспортных средствах.
Патент недели: двигатель навылет

При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Авторы: Александр Леонов; Сергей Исаев; Сергей Иванина

В ТРДД реактивная тяга создается с помощью трех отдельных потоков — потока продуктов сгорания, который выпускается в атмосферу, потока воздуха через сопло второго контура, а также смешанного потока из обоих контуров. Сегодня для повышения тяги используются различные способы. Например, использование водяного пара в качестве рабочего тела, что усложняет конструкцию двигателя, а также ухудшает характеристики сопла. Сжигание горючего с избытком окислителя повышает термический коэффициент полезного действия (КПД), но, в конечном итоге, слабо влияет на эффективный КПД самого двигателя. Еще один недостаток такого решения — сложность организации детонационного горения.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сейчас реактивную тягу в ТРДД, в основном, повышают с помощью увеличения скорости потока продуктов сгорания, сжигая дополнительное количество топлива в форсажной камере, объединяющей два контура двигателя. Данный способ является самым эффективным вариантом повышения тяги, однако, это увеличивает габариты двигателя, снижает его экономичность, надежность, а также повышает стоимость производства. Такой двигатель проще обнаружить системами слежения, что ограничивает его использование при производстве военной техники.

Подход российских инженеров заключается в отказе от форсажной камеры в двигателе, а также вторичном использовании продуктов сгорания топлива в первом контуре. Продукты сгорания из первого контура смешиваются с окислительным рабочим телом во втором контуре, после чего вновь используются как топливо для получения дополнительного сверхзвукового импульса (СИ). СИ также можно получить, подавая топливо во второй контур. Предложенная конструкция двигателя значительно повышает его мощность, ресурс и надежность работы, а также позволяет добиться уменьшения габаритов и массы. Еще одно важное достоинство предложенного решения — его экономичность.