Проект №648
Универсальный авиационный двигатель. 
Универсальный авиационный двигатель является конкурентом всех типов существующих авиационных двигателей во всех интервалах скоростей от взлета до гиперзвуковой. Превосходит их по энергоэффективности, простоте и надежности конструкции. Универсальный авиационный двигателей это двигатель 21века.
Описание

 

Проблема.

Существующие авиационные двигатели дороги, сложны в изготовлении и эксплуатации, а также энерго неэффективны и дальнейшее усложнение их, с целью повышения КПД, становиться экономически не оправдано.Идеи и принципы, реализованные в существующих типах авиационных двигателях — это первая половины двадцатого века. Существует несколько основных типов авиационных двигателей, которые в своем диапазоне скоростей по эффективности превосходят другие.

1.Турбовинтовые двигатели эффективные на малых скоростях до 900 км/час, при приближении к скорости звука (1М), эффективность их стремится к нулю.

2.Турбореактивные двухконтурные двигатели эффективные при скоростях до 2М, дальнейшее  увеличении скорости снижает их эффективность.

3.Прямоточный воздушно – реактивный двигатель (ПВРД)  эффективный при  сверхзвуковых скоростях свыше 3М. В ПВРД сгорание топлива происходит в потоке воздуха, проходящем через движитель (трубу). В ПВРД для создания тяги необходим набегающий на двигатель поток. Внутреннее устройство трубы, являющейся движителем ПВРД, в данном проекте не рассматривается.

4.Ракетно-прямоточный двигатель (РПД), эффективный на сверхзвуковых скоростях  и представляет собой двигатель прямоточной схемы, в воздушном контуре которого установлены ракетные двигатели. Газообразные продукты первичного сгорания топлива в камере ракетного двигателя истекают из его сопла в прямоточный воздушный тракт непосредственно за диффузором. Реактивные газы, обладающие высокой температурой и большой кинетической энергией, смешиваются с воздухом в камере эжектора, повышая его давление и температуру. Подмешивание атмосферного воздуха к реактивной струе позволяет увеличить импульс последней. 

Проблема решается следующим образом. 

Наиболее близким аналогом универсальному авиационному двигателю может быть ракетно – прямоточный двигатель, в котором устраняются неэффективные решения. 

Эжектор заменяется суперэжектором, в котором безударно складывается работа двух потоков, а не их импульсы, как в эжекторе. Ракетный двигатель в РПД заменяется камерой сгорания, в которую нагнетается компрессором воздух и подаётся топливо из системы топливоподачи. Универсальный авиационный двигатель объединяет в себе все лучшее из существующих авиационных двигателей и заменяет их по энергоэффективности на всех диапазонах скоростей. Универсальный авиационный двигатель – это тепловой двигатель третьего тысячелетия, в котором достигается наивысший теоретический КПД. Высокий КПД достигается за счет высоких начальных параметров рабочего тела, температура которого достигает 2700°К.  В суперэжекторе (движителе) энергия продуктов сгорания напрямую преобразуется в работу, выполняющей всасывание и сжатие атмосферного потока воздуха, выходящая масса которого увеличивает реактивную тягу двигателя.                                 

Работа универсального авиационного двигателя.

Компрессор подает сжатый воздух с расчетным давлением в камеру сгорания. В камере сгорания поддерживаются максимальные параметры горения, поэтому теоретический КПД может достигать до 76%. Работа продуктов сгорания топлива в движителе (суперэжекторе) напрямую преобразуется в работу сжатого атмосферного воздуха. Управление скоростью летательного аппарата, осуществляется расходом топлива, поступающего в камеру сгорания. Преимущество универсального двигателя заключается в том, что в его конструкции, за исключением компрессора, сжимающего холодный поток воздуха нет вращающих деталей. Защита неподвижных частей камеры сгорания, газопроводов и суперэжектора от высокой температуры, решается общеизвестными методами. При расчете летательного аппарата учитывается его крейсерская скорость, которая должна достигаться при максимальных параметрах газа в камере сгорания, обеспечивающих высокую экономичность двигателя. Для дальнейшего повышения скорости полета дополнительно подаётся топливо, которое не сгорает в камере сгорания ввиду отсутствия кислорода в ней, а в виде пара, вместе с продуктами сгорания, поступает в движитель (суперэжектор), где сгорает в избыточном количестве кислорода во всасываемом потоке атмосферного воздуха. Сгорание топлива в движителе, превращает его в прямоточный воздушно – реактивный двигатель. Универсальный авиационный двигатель на больших высотах во время запредельного форсирования, когда кислород в потоке воздуха, проходящем через трубу, полностью использован, может перейти в ракетный режим, за счет выброса дополнительной массы в виде паров топлива.   

Дата создания профайла проекта: 13 августа 2014
Бюджет: 50 000 000 руб.
Статус: Идея/Концепция
Защита технических решений: Защита в режиме коммерческой тайны (ноу-хау).
Этапы реализации

1.На данный момент разработан, изготовлен и испытан образец суперэжектора, который является основным инновационным элементом универсального авиационного двигателя. Остальные детали и устройства используются существующие, после небольшой модернизации. Суперэжектор – это инструмент для создание множества новых технологий в промышленности. Универсальный авиационный двигатель – это простой пример применения суперэжектора.

2.В течении двух лет после финансирования, создаются первые двигатели.

Продукция

Продукция проекта и конкурентные преимущества.

Универсальный авиационный двигатель содержит компрессор с приводом, камеру сгорания с системой подачи топлива и суперэжектор в качестве движителя. Летательный аппарат, оснащённый универсальным авиационным двигателем в диапазонах скоростей от нуля и до гиперзвуковых, превосходит все существующие авиационные двигатели в диапазонах их скоростей по экономической эффективности:

а) при дозвуковых скоростях турбовинтовые двигатели за счет  прямого  преобразования работы продуктов сгорания в импульс большой массы атмосферного воздуха;

б) при сверхзвуковых скоростях турбореактивные двигатели за счет высоких начальных параметров и прямого преобразования работы продуктов сгорания в реактивный импульс большой массы атмосферного воздуха;

в) прямоточный воздушно – реактивный двигатель на величину работы полученной в суперэжекторном цикле и отличается тем, что позволяет произвести взлет с аэродрома и достичь той скорости, при которой работа ПВРД становится экономически выгодна.

г) ракетно — прямоточный двигатель, движущийся в атмосфере. В ракетных двигателях топливо и окислитель находятся на борту летательного аппарата, что увеличивает его массу, поэтому ракетные двигатели для полета в атмосфере являются наиболее неэффективных. Ракетные двигатели нужны для взлёта и разгона летательного аппарата до перехода его на прямоточный режим. Реализованный в движителе принцип эжектора не создаёт дополнительной тяги, так как в эжекторе складываются импульсы, а не работа потоков как в суперэжекторе. Общий импульс остаётся неизменным.

д.) стоимость универсального авиационного двигателя, безусловно, ниже существующих двигателей;                                                                                                           

е) надежность выше;

ж) затраты на обслуживание ниже.

Категории классификатора
Команда

Вход в систему Регистрация →
Забыли пароль?