1. Способ преобразования энергии, включающий использование процесса последовательного присоединения дополнительных масс для создания мощности на валу турбины газотурбинного струйного двигателя (СД), отличающийся тем, что потенциальную и тепловую энергию рабочего тела по меньшей мере из одного источника преобразуют по меньшей мере в одном струйном устройстве в кинетическую энергию пульсирующей активной струи, которую направляют в устройство присоединения со скоростью, температурой, частотой и длительностью импульсов, необходимыми для создания за движущейся массой импульсов разрежения, обеспечивающего возникновение неуравновешенной силы давления внешней (по отношению к устройству присоединения) газовой массы, за счет которой происходит втекание дополнительной газовой массы вслед за каждым импульсом, ее расширение, ускорение с понижением температуры и присоединение к активной струе, истекающей из устройства присоединения, а полученную в результате процесса присоединения объединенную реактивную массу используют для создания вращающего момента на валу ротора СД.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимую угловую скорость и момент на валу ротора получают, изменяя величину и термодинамические параметры объединенной реактивной массы за счет подключения через отдельные каналы к расчетному количеству струйных устройств с необходимыми для заданного режима работы параметрами и устройствами присоединения источников рабочего тела с расчетными параметрами, для образования массы импульсов активных струй и/или за счет изменения частоты импульсов активных струй, истекающих из задействованных струйных устройств и, соответственно, изменения параметров процессов присоединения и коэффициентов присоединения в газотурбинном струйном адаптивном двигателе (САД).

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что рабочее тело по радиальным каналам направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата эжекторного типа, расположенного по меньшей мере на одном диаметре по меньшей мере одной ступени ротора, а за счет полученной в результате процесса последовательного присоединения объединенной реактивной массы создают суммарную реактивную тягу задействованных в ее создании эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата и момент на валу ротора.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что рабочее тело направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов неподвижного соплового аппарата эжекторного типа, а напором объединенной реактивной массы, полученной в процессе последовательного присоединения в задействованных в ее создании эжекторных элементах, воздействуют на лопатки ротора для создания момента на его валу.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для образования массы импульсов активных струй применяют различные струйные устройства, например детонационные камеры сгорания, в которые направляют продукты сгорания из камер периодического сгорания для образования реактивных струй, истекающих навстречу друг другу в точку фокуса сферической части, а по параллельным каналам, подают сжатую топливовоздушную смесь, после расширения которой реактивную струю направляют в эту же точку для столкновения со струями продуктов сгорания, при котором происходит локальное повышение температуры и давления, инициирующее автоколебательный процесс детонационного сгорания с образованием высокочастотных детонационных волн, распространяющихся в противоположную от сферической части камеры сторону и разгоняющих продукты сгорания в устройстве присоединения, причем этот процесс продолжается в течение расчетного времени цикла, до прекращения подачи продуктов сгорания и/или сжатой смеси, и возобновляется с заданной периодичностью.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания момента на валу ротора, утилизируют, воздействуя на лопатки ротора первой ступени биротативной турбины, который вращается в противоположную сторону и кинематически связан с валом ротора САД через дифференциальную планетарную передачу с передаточным числом, обеспечивающим расчетное уменьшение окружной скорости этих лопаток, по отношению к окружной скорости ротора САД, для увеличения силы воздействия струи на лопатки и момента на валу ротора первой ступени биротативной турбины, который через дифференциальную планетарную передачу суммируют с моментом, создаваемым на валу ротора САД, кроме того, на выходном валу водила этой планетарной передачи располагают, по меньшей мере, одноступенчатый ротор второй ступени биротативной турбины, вращающийся в сторону, противоположную вращению первой ступени, а момент, образованный при воздействии струи на ее лопатки, также суммируют, объединяя через дифференциальную планетарную передачу все три потока мощности в один и обеспечивая оптимальное соотношение увеличения силы воздействия струй на лопатки ступеней биротативной турбины с КПД этих ступеней в зависимости от их скорости вращения, при этом суммарную мощность передают потребителю через один или одновременно несколько выходных валов с различными расчетными моментами и скоростями вращения.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания вращающего момента на валу ротора, утилизируют, направляя струю на лопатки, по меньшей мере, одноступенчатого ротора турбины, который кинематически не связан с валом ротора САД, и преобразуют в кинетическую энергию вращения устройств, кинематически связанных с этой турбиной и обладающих инерционной массой, с помощью которой кинетическую энергию аккумулируют и, при необходимости, преобразуют в электрическую энергию и/или потенциальную энергию сжатого газа с использованием получаемой энергии во время преобразования и/или ее аккумулирования с последующим использованием, при этом с помощью датчиков контролируют допустимый расчетный предел скорости вращения инерционной массы, при превышении которого увеличивают расходование накопленной энергии.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что используя часть мощности, получаемой на валу лопаточной турбины за счет напора струй воздуха при втекании в устройства присоединения через лопатки турбины и/или часть утилизированной энергии объединенной реактивной массы, атмосферный воздух сжимают в компрессоре, причем используют ротор компрессора, масса которого выбрана из условия одновременного выполнения им функций устройства, обладающего инерционной массой, аккумулирующей кинетическую энергию, и дискретного преобразования накопленной энергии в потенциальную энергию сжимаемых в этом же компрессоре газов, при этом сжатые газы через обратный клапан нагнетают в пневмоаккумулятор до верхнего расчетного уровня давления, при превышении которого одним пнемоклапаном перекрывают доступ газов в компрессор, а через другой выпускают остатки сжатого газа, находящегося в объеме между входом в пневмоаккумулятор и выходом из компрессора, ротор которого после этого вращается вхолостую, не расходуя энергию инерционной массы на сжатие, до тех пор, пока давление в пневмоаккумуляторе не снизится до расчетного уровня, при котором возобновляют подачу газов на вход компрессора.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что преобразование энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения осуществляют за счет энергии, получаемой в результате ее преобразования, используя в качестве рабочего тела сжатый в компрессоре атмосферный воздух, для сжатия которого используют мощность, полученную на валу турбины при воздействии на ее лопатки напором массы атмосферного воздуха, втекающей в устройства присоединения вслед за воздушной массой импульсов активных струй, и/или мощность, полученную в результате процесса утилизации энергии объединенной воздушно-реактивной массы.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что теплоту, получаемую при сжатии атмосферного воздуха в компрессоре, утилизируют, понижая температуру сжатого воздуха, при расширении которого в процессе образования активных струй снижают температуру воздушной массы импульсов, затем пропорционально ускорению в процессе последовательного присоединения снижают температуру присоединяемых масс атмосферного воздуха, а после создания момента на валу ротора отработавшую воздушную массу с пониженной температурой, по меньшей мере, частично возвращают (напрямую по каналу и/или через теплообменное устройство, передающее "холод" в охлаждаемую среду) в устройство присоединения этого же соплового аппарата в качестве присоединяемых масс вместо атмосферного воздуха и/или направляют в этом же качестве в устройство присоединения другого соплового аппарата, также создающего момент на этом или другом валу для дальнейшего управляемого понижения температуры отработавшей воздушной массы в образованном таким образом холодильном контуре.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что утилизированную кинетическую энергию объединенной воздушно-реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах объединенной воздушной массы, которую затем направляют в устройства присоединения в качестве присоединяемых масс следующих циклов и/или в выхлопной канал и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной воздушно-реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым в обоих случаях разность потенциалов давлений при образовании объединенной воздушно-реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, повышают коэффициент присоединения, скорость объединенной воздушно-реактивной массы, дополнительно понижая ее температуру, а повышая давление отработавшей воздушной массы в выхлопном канале, обеспечивают ее стравливание через обратный клапан во внешнюю среду с повышенным давлением и/или истечение через реактивные сопла для создания реактивных струй и тяги.

12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что используют замкнутый термодинамический цикл с внешним подводом теплоты без замены отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, при этом, по меньшей мере, ее большую часть направляют по замкнутому контуру в теплообменное устройство для нагрева до температуры используемого источника тепла внешней среды и затем возвращают в устройства присоединения по меньшей мере одного соплового аппарата в качестве присоединяемых масс следующих циклов, а параллельно ее меньшую часть, не нагретую в теплообменном устройстве, и/или часть нагретой массы также по замкнутому контуру возвращают в компрессор для сжатия и использования в следующих циклах в качестве рабочего тела, причем теплоту, получаемую в процессе сжатия, по меньшей мере, частично утилизируют, используя, например, для обеспечения внешних потребителей.

13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что для использования в замкнутом термодинамическом цикле низкопотенциальной теплоты источников тепловой энергии внешней среды объединенную реактивную массу после создания момента и понижения температуры направляют в качестве присоединяемых масс в устройства присоединения, по меньшей мере, еще одного следующего соплового аппарата эжекторного типа, в котором, наряду с получением момента, дополнительно понижают температуру отработавшей газовой массы, увеличивая разность потенциалов температур перед ее нагревом в теплообменном устройстве.

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что утилизированную кинетическую энергию объединенной реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, которую после сжатия направляют для нагрева в теплообменном устройстве и/или использования в качестве присоединяемых масс следующих циклов в устройствах присоединения, и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым разность потенциалов давлений при образовании объединенной реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, коэффициент присоединения, скорость объединенной реактивной массы, а также дополнительно понижая ее температуру.

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что низкопотенциальную теплоту источника тепловой энергии внешней среды преобразуют в механическую работу и "холод", при этом в зависимости от исходных термодинамических параметров и количества отбираемой теплоты, понижая температуру источника, локально изменяют его термодинамические параметры и агрегатное состояние.

16. Газотурбинный струйный двигатель (СД), содержащий по меньшей мере одну турбину с эжекторным сопловым аппаратом, выполненным по меньшей мере с одним эжекторным элементом, состоящим из струйного устройства для образования пульсирующей активной струи рабочего тела и эжекторного насадка, выполняющего функцию устройства присоединения внешних (по отношению к этому устройству) газовых масс к газовой массе импульсов активной струи для ускорения этих масс и создания за счет их кинетической энергии вращающего момента на валу турбины, отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат расположен таким образом, что вращающий момент на валу турбины создается за счет кинетической энергии струи объединенной реактивной массы, истекающей из устройства присоединения после последовательного присоединения дополнительных внешних газовых масс к массе импульсов активной струи, при этом эжекторный сопловой аппарат имеет расчетные геометрические параметры и пропорции струйного устройства и устройства присоединения, которые совместно с термодинамическими параметрами пульсирующей активной струи в процессе последовательного присоединения выбраны из условий, необходимых для создания разрежения в устройстве присоединения и формирования неуравновешенной силы давления внешних газовых масс, обеспечивающей возможность их втекания вслед за каждым импульсом газовой массы активной струи для последовательного присоединения к ним и ускорения, обеспечивающего прирост кинетической энергии струи объединенной реактивной массы по сравнению с кинетической энергией активной струи, истекающей из струйного устройства эжекторного соплового аппарата СД.

17. Газотурбинный струйный двигатель по п.16, отличающийся тем, что источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде камеры периодического сгорания.

18. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16 и 17 отличающийся тем, что источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде пневмоаккумулятора.

19. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-18 отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат выполнен вращающимся в виде сегнерова колеса - реактивной турбины, создающей вращающий момент на валу за счет реактивной тяги эжекторных элементов соплового аппарата.

20. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-19 отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат закреплен неподвижно, а струя объединенной реактивной массы при истечении из эжекторного элемента воздействует на лопатки турбины, создавая вращающий момент на ее валу.

21. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-20 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде детонационной камеры сгорания.

22. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-21 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде электрореактивного устройства.

23. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-22 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде реактивного сопла.

 

(57) Реферат / Формула:
Способ преобразования энергии, включающий использование процесса последовательного присоединения дополнительных масс для создания мощности на валу турбины газотурбинного струйного двигателя (СД), отличающийся тем, что потенциальную и тепловую энергию рабочего тела по меньшей мере из одного источника преобразуют по меньшей мере в одном струйном устройстве в кинетическую энергию пульсирующей активной струи, которую направляют в устройство присоединения со скоростью, температурой, частотой и длительностью импульсов, необходимыми для создания за движущейся массой импульсов разрежения, обеспечивающего возникновение неуравновешенной силы давления внешней (по отношению к устройству присоединения) газовой массы, за счет которой происходит втекание дополнительной газовой массы вслед за каждым импульсом, ее расширение, ускорение с понижением температуры и присоединение к активной струе, истекающей из устройства присоединения, а полученную в результате процесса присоединения объединенную реактивную массу используют для создания вращающего момента на валу ротора СД.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимую угловую скорость и момент на валу ротора получают, изменяя величину и термодинамические параметры объединенной реактивной массы за счет подключения через отдельные каналы к расчетному количеству струйных устройств с необходимыми для заданного режима работы параметрами и устройствами присоединения источников рабочего тела с расчетными параметрами, для образования массы импульсов активных струй и/или за счет изменения частоты импульсов активных струй, истекающих из задействованных струйных устройств и, соответственно, изменения параметров процессов присоединения и коэффициентов присоединения в газотурбинном струйном адаптивном двигателе (САД).

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что рабочее тело по радиальным каналам направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата эжекторного типа, расположенного по меньшей мере на одном диаметре по меньшей мере одной ступени ротора, а за счет полученной в результате процесса последовательного присоединения объединенной реактивной массы создают суммарную реактивную тягу задействованных в ее создании эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата и момент на валу ротора.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что рабочее тело направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов неподвижного соплового аппарата эжекторного типа, а напором объединенной реактивной массы, полученной в процессе последовательного присоединения в задействованных в ее создании эжекторных элементах, воздействуют на лопатки ротора для создания момента на его валу.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для образования массы импульсов активных струй применяют различные струйные устройства, например детонационные камеры сгорания, в которые направляют продукты сгорания из камер периодического сгорания для образования реактивных струй, истекающих навстречу друг другу в точку фокуса сферической части, а по параллельным каналам, подают сжатую топливовоздушную смесь, после расширения которой реактивную струю направляют в эту же точку для столкновения со струями продуктов сгорания, при котором происходит локальное повышение температуры и давления, инициирующее автоколебательный процесс детонационного сгорания с образованием высокочастотных детонационных волн, распространяющихся в противоположную от сферической части камеры сторону и разгоняющих продукты сгорания в устройстве присоединения, причем этот процесс продолжается в течение расчетного времени цикла, до прекращения подачи продуктов сгорания и/или сжатой смеси, и возобновляется с заданной периодичностью.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания момента на валу ротора, утилизируют, воздействуя на лопатки ротора первой ступени биротативной турбины, который вращается в противоположную сторону и кинематически связан с валом ротора САД через дифференциальную планетарную передачу с передаточным числом, обеспечивающим расчетное уменьшение окружной скорости этих лопаток, по отношению к окружной скорости ротора САД, для увеличения силы воздействия струи на лопатки и момента на валу ротора первой ступени биротативной турбины, который через дифференциальную планетарную передачу суммируют с моментом, создаваемым на валу ротора САД, кроме того, на выходном валу водила этой планетарной передачи располагают, по меньшей мере, одноступенчатый ротор второй ступени биротативной турбины, вращающийся в сторону, противоположную вращению первой ступени, а момент, образованный при воздействии струи на ее лопатки, также суммируют, объединяя через дифференциальную планетарную передачу все три потока мощности в один и обеспечивая оптимальное соотношение увеличения силы воздействия струй на лопатки ступеней биротативной турбины с КПД этих ступеней в зависимости от их скорости вращения, при этом суммарную мощность передают потребителю через один или одновременно несколько выходных валов с различными расчетными моментами и скоростями вращения.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания вращающего момента на валу ротора, утилизируют, направляя струю на лопатки, по меньшей мере, одноступенчатого ротора турбины, который кинематически не связан с валом ротора САД, и преобразуют в кинетическую энергию вращения устройств, кинематически связанных с этой турбиной и обладающих инерционной массой, с помощью которой кинетическую энергию аккумулируют и, при необходимости, преобразуют в электрическую энергию и/или потенциальную энергию сжатого газа с использованием получаемой энергии во время преобразования и/или ее аккумулирования с последующим использованием, при этом с помощью датчиков контролируют допустимый расчетный предел скорости вращения инерционной массы, при превышении которого увеличивают расходование накопленной энергии.

8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что используя часть мощности, получаемой на валу лопаточной турбины за счет напора струй воздуха при втекании в устройства присоединения через лопатки турбины и/или часть утилизированной энергии объединенной реактивной массы, атмосферный воздух сжимают в компрессоре, причем используют ротор компрессора, масса которого выбрана из условия одновременного выполнения им функций устройства, обладающего инерционной массой, аккумулирующей кинетическую энергию, и дискретного преобразования накопленной энергии в потенциальную энергию сжимаемых в этом же компрессоре газов, при этом сжатые газы через обратный клапан нагнетают в пневмоаккумулятор до верхнего расчетного уровня давления, при превышении которого одним пнемоклапаном перекрывают доступ газов в компрессор, а через другой выпускают остатки сжатого газа, находящегося в объеме между входом в пневмоаккумулятор и выходом из компрессора, ротор которого после этого вращается вхолостую, не расходуя энергию инерционной массы на сжатие, до тех пор, пока давление в пневмоаккумуляторе не снизится до расчетного уровня, при котором возобновляют подачу газов на вход компрессора.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что преобразование энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения осуществляют за счет энергии, получаемой в результате ее преобразования, используя в качестве рабочего тела сжатый в компрессоре атмосферный воздух, для сжатия которого используют мощность, полученную на валу турбины при воздействии на ее лопатки напором массы атмосферного воздуха, втекающей в устройства присоединения вслед за воздушной массой импульсов активных струй, и/или мощность, полученную в результате процесса утилизации энергии объединенной воздушно-реактивной массы.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что теплоту, получаемую при сжатии атмосферного воздуха в компрессоре, утилизируют, понижая температуру сжатого воздуха, при расширении которого в процессе образования активных струй снижают температуру воздушной массы импульсов, затем пропорционально ускорению в процессе последовательного присоединения снижают температуру присоединяемых масс атмосферного воздуха, а после создания момента на валу ротора отработавшую воздушную массу с пониженной температурой, по меньшей мере, частично возвращают (напрямую по каналу и/или через теплообменное устройство, передающее "холод" в охлаждаемую среду) в устройство присоединения этого же соплового аппарата в качестве присоединяемых масс вместо атмосферного воздуха и/или направляют в этом же качестве в устройство присоединения другого соплового аппарата, также создающего момент на этом или другом валу для дальнейшего управляемого понижения температуры отработавшей воздушной массы в образованном таким образом холодильном контуре.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что утилизированную кинетическую энергию объединенной воздушно-реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах объединенной воздушной массы, которую затем направляют в устройства присоединения в качестве присоединяемых масс следующих циклов и/или в выхлопной канал и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной воздушно-реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым в обоих случаях разность потенциалов давлений при образовании объединенной воздушно-реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, повышают коэффициент присоединения, скорость объединенной воздушно-реактивной массы, дополнительно понижая ее температуру, а повышая давление отработавшей воздушной массы в выхлопном канале, обеспечивают ее стравливание через обратный клапан во внешнюю среду с повышенным давлением и/или истечение через реактивные сопла для создания реактивных струй и тяги.

12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что используют замкнутый термодинамический цикл с внешним подводом теплоты без замены отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, при этом, по меньшей мере, ее большую часть направляют по замкнутому контуру в теплообменное устройство для нагрева до температуры используемого источника тепла внешней среды и затем возвращают в устройства присоединения по меньшей мере одного соплового аппарата в качестве присоединяемых масс следующих циклов, а параллельно ее меньшую часть, не нагретую в теплообменном устройстве, и/или часть нагретой массы также по замкнутому контуру возвращают в компрессор для сжатия и использования в следующих циклах в качестве рабочего тела, причем теплоту, получаемую в процессе сжатия, по меньшей мере, частично утилизируют, используя, например, для обеспечения внешних потребителей.

13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что для использования в замкнутом термодинамическом цикле низкопотенциальной теплоты источников тепловой энергии внешней среды объединенную реактивную массу после создания момента и понижения температуры направляют в качестве присоединяемых масс в устройства присоединения, по меньшей мере, еще одного следующего соплового аппарата эжекторного типа, в котором, наряду с получением момента, дополнительно понижают температуру отработавшей газовой массы, увеличивая разность потенциалов температур перед ее нагревом в теплообменном устройстве.

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что утилизированную кинетическую энергию объединенной реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, которую после сжатия направляют для нагрева в теплообменном устройстве и/или использования в качестве присоединяемых масс следующих циклов в устройствах присоединения, и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым разность потенциалов давлений при образовании объединенной реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, коэффициент присоединения, скорость объединенной реактивной массы, а также дополнительно понижая ее температуру.

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что низкопотенциальную теплоту источника тепловой энергии внешней среды преобразуют в механическую работу и "холод", при этом в зависимости от исходных термодинамических параметров и количества отбираемой теплоты, понижая температуру источника, локально изменяют его термодинамические параметры и агрегатное состояние.

16. Газотурбинный струйный двигатель (СД), содержащий по меньшей мере одну турбину с эжекторным сопловым аппаратом, выполненным по меньшей мере с одним эжекторным элементом, состоящим из струйного устройства для образования пульсирующей активной струи рабочего тела и эжекторного насадка, выполняющего функцию устройства присоединения внешних (по отношению к этому устройству) газовых масс к газовой массе импульсов активной струи для ускорения этих масс и создания за счет их кинетической энергии вращающего момента на валу турбины, отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат расположен таким образом, что вращающий момент на валу турбины создается за счет кинетической энергии струи объединенной реактивной массы, истекающей из устройства присоединения после последовательного присоединения дополнительных внешних газовых масс к массе импульсов активной струи, при этом эжекторный сопловой аппарат имеет расчетные геометрические параметры и пропорции струйного устройства и устройства присоединения, которые совместно с термодинамическими параметрами пульсирующей активной струи в процессе последовательного присоединения выбраны из условий, необходимых для создания разрежения в устройстве присоединения и формирования неуравновешенной силы давления внешних газовых масс, обеспечивающей возможность их втекания вслед за каждым импульсом газовой массы активной струи для последовательного присоединения к ним и ускорения, обеспечивающего прирост кинетической энергии струи объединенной реактивной массы по сравнению с кинетической энергией активной струи, истекающей из струйного устройства эжекторного соплового аппарата СД.

17. Газотурбинный струйный двигатель по п.16, отличающийся тем, что источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде камеры периодического сгорания.

18. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16 и 17 отличающийся тем, что источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде пневмоаккумулятора.

19. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-18 отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат выполнен вращающимся в виде сегнерова колеса - реактивной турбины, создающей вращающий момент на валу за счет реактивной тяги эжекторных элементов соплового аппарата.

20. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-19 отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат закреплен неподвижно, а струя объединенной реактивной массы при истечении из эжекторного элемента воздействует на лопатки турбины, создавая вращающий момент на ее валу.

21. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-20 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде детонационной камеры сгорания.

22. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-21 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде электрореактивного устройства.

23. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-22 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде реактивного сопла.

 

---

008275
Заявляемое изобретение относится к способам преобразования энергии альтернативных источников, энергетическим установкам и двигателям для осуществления этих способов.
Заявляемое изобретение может быть использовано в процессах преобразования энергии атмосферы, а также других источников низкопотенциальной энергии внешней среды в струйных двигателях для получения механической работы, высокопотенциальной теплоты и "холода".
Уровень техники в данной области характеризуется использованием энергии атмосферы в ветроэнергетике, эжекторных процессах, а также теплоты источников тепловой энергии внешней среды в двигателях Стирлинга.
Земная атмосфера аккумулирует тепловую и потенциальную энергию газов, сжатых под действием гравитации Земли. При этом верхние слои атмосферы состоят из самых легких газов - водорода и гелия, а по мере приближения к поверхности - из более "тяжелых", плотных и вязких. Их неравномерный нагрев постоянно нарушает равновесное состояние этой сложной термодинамической системы, вызывая изменения давления в различных атмосферных слоях и объемах, при восстановлении которого происходят преобразования потенциальной и тепловой энергии воздушных масс в кинетическую. Первой машиной, использующей эту энергию для выполнения полезной работы, был парус. Современные ветродвигатели и парус, кроме источника энергии - атмосферы, объединяет один и тот же принцип работы - создание момента напором ветра. Их преимуществами, по сравнению с тепловыми двигателями, являются отсутствие влияния на тепловой баланс атмосферы и выполнение механической работы без потребления кислорода и выработки токсичных продуктов сгорания топлива, а основными недостатками - низкая плотность энергии на единицу площади ветрового колеса и непредсказуемость изменения скорости ветра.
Для повышения эффективности процесса преобразования энергии атмосферы используют открытые термодинамические системы различных устройств, в которых осуществляют этот процесс, оказывая на систему управляемое механическое воздействие для создания разности потенциалов давлений между системой и окружающей средой, нарушающую их равновесное состояние, при восстановлении которого окружающая среда - атмосфера совершает механическую работу. Объем этой работы зависит от величины воздействия, но в большей степени - от способа воздействия и параметров устройства, в котором осуществляют процесс преобразования энергии. Например, для увеличения тяги струйных движителей используют два различных процесса присоединения дополнительных воздушных масс к активной струе: последовательный и параллельный.
При параллельном присоединении стационарной реактивной струей, при установке эжекторного насадка на струйный движитель увеличивают его тягу без дополнительных затрат энергии топлива за счет "неуравновешенной силы внешнего давления на входной раструб (заборник) эжектора, появление которой обусловлено понижением давления на стенках раструба при втекании в него эжектируемого воздуха" ("Прикладная газовая динамика" Абрамович Г.Н. М., "Наука", 1969, с. 505). КПД этого процесса низкий, также, как коэффициент присоединения m (отношение присоединяемой массы воздуха к массе активной струи), из-за турбулентного трения и смешения потоков, поэтому получаемая работа за счет использования энергии атмосферы - прирост тяги незначительна.
При последовательном присоединении дополнительных масс атмосферного воздуха по конструктивному принципу устройства, в котором он происходит, и внешнему результирующему действию может показаться аналогом эжекции, но он принципиально отличен от эжекции и имеет иную физическую основу, которая не обязательно связана с трением и смешением потоков ("Явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей", открытие от 02.07.1951, диплом 314, авторы Кудрин О.И., Квасников А.В., Челомей В.Н.). В этом процессе массой импульсов активной струи продуктов сгорания, истекающей из камеры периодического сгорания, создают разрежение в эжекторном насадке составного реактивного сопла для возникновения неуравновешенной силы атмосферного давления, под действием которой, вслед за каждым импульсом активной струи, происходит присоединение дополнительной массы атмосферного воздуха, причем ускоряют ее практически без смешения объединяемых масс, тем самым, уменьшая потери на их трение и повышая эффективность процесса, резко увеличивают прирост тяги по сравнению с эжекцией.
Существуют также способы преобразования энергии, в которых теплоту источников тепловой энергии внешней среды преобразуют в механическую работу в двигателях Стирлинга. Принцип действия этих двигателей сопоставим с принципом других поршневых двигателей: работа производится в результате предварительного сжатия определенного количества газа при низкой температуре, последующего его нагрева и расширения при высокой температуре. Однако в отличие от двигателей внутреннего сгорания преобразование энергии в них осуществляется в замкнутом термодинамическом цикле без замены рабочего тела, нагрев которого перед расширением осуществляют за счет подвода тепла извне. Такой способ позволяет использовать для получения механической работы, например, биотопливо, энергию термальных и прочих внешних источников тепловой энергии, а для его осуществления использовать воз-духо-независимые системы, в том числе без сжигания углеводородного топлива.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу преобразования энергии является "способ работы газотурбинного двигателя малой мощности", предложенный в
- 1 -
008275
авторском свидетельстве SU № 1820014, опубликованном 07.06.1993. Бюл. № 21, авторы Агачев Р.С., Архипов А.И. Процесс последовательного присоединения дополнительных масс в нем используют для выработки мощности на валу турбины за счет воздействия напором массы атмосферного воздуха, втекающего под действием неуравновешенной силы атмосферного давления в эжекторный насадок, на лопатки турбины. Однако значительная часть тепловой и кинетической энергии рабочего тела и атмосферного воздуха, полученной в результате сжигания топлива и процесса последовательного присоединения, не используется и вместе с продуктами сгорания, содержащими токсичные вещества, рассеивается в атмосфере, не производя работы.
Технической задачей данной группы изобретений является преобразование энергии альтернативных источников в энергетических установках и двигателях с целью повышения их экономичности, эко-логичности, удельной мощности и расширения сфер применения.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в следующем:
создание мощности за счет использования энергии объединенной реактивной массы, полученной в процессе последовательного присоединения;
управление мощностью за счет изменения количества параметров струйных устройств с устройствами присоединения (выполняющими функции эжекторных насадков) и частоты импульсов активных струй;
утилизация энергии объединенной реактивной массы после создания вращающего момента; преобразование энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения для выработки мощности за счет энергии, получаемой в результате ее преобразования;
получение за счет энергии атмосферы мощности, теплоты и "холода";
использование различных источников тепловой энергии внешней среды, в том числе источников низкопотенциальной теплоты, для выработки мощности, высокопотенциальной теплоты и "холода" в замкнутом термодинамическом цикле;
использование источников теплоты с отрицательной температурой за счет увеличения разности потенциалов температур перед нагревом отработавшей газовой массы и разности потенциалов давлений при образовании объединенной реактивной массы;
локальное изменение термодинамических параметров и агрегатного состояния внешних источников низкопотенциальной теплоты.
Сущность изобретения в части способа состоит в том, что в способе преобразования энергии, включающем в себя использование процесса последовательного присоединения дополнительных масс для создания мощности на валу турбины газотурбинного струйного двигателя (СД), потенциальную и тепловую энергию рабочего тела по меньшей мере из одного источника преобразуют по меньшей мере в одном струйном устройстве в кинетическую энергию пульсирующей активной струи, которую направляют в устройство присоединения со скоростью, температурой, частотой и длительностью импульсов, необходимыми для создания за движущейся массой импульсов разрежения, обеспечивающего возникновение неуравновешенной силы давления внешней (по отношению к устройству присоединения) газовой массы, за счет которой происходит втекание дополнительной газовой массы вслед за каждым импульсом, ее расширение, ускорение с понижением температуры и присоединение к активной струе, истекающей из устройства присоединения, а полученную в результате процесса присоединения объединенную реактивную массу используют для создания вращающего момента на валу ротора СД.
В частных случаях реализации способа необходимую угловую скорость и момент на валу ротора получают, изменяя величину и термодинамические параметры объединенной реактивной массы за счет подключения через отдельные каналы к расчетному количеству струйных устройств с необходимыми для заданного режима работы параметрами и устройствами присоединения источников рабочего тела с расчетными параметрами для образования массы импульсов активных струй и/или за счет изменения частоты импульсов активных струй, истекающих из задействованных струйных устройств и, соответственно, изменения параметров процессов присоединения и коэффициентов присоединения в газотурбинном струйном адаптивном двигателе (САД).
При этом рабочее тело по радиальным каналам направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата эжек-торного типа, расположенного по меньшей мере на одном диаметре, по меньшей мере на одной ступени ротора, а за счет полученной в результате процесса последовательного присоединения объединенной реактивной массы создают суммарную реактивную тягу задействованных в ее создании эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата и момент на валу ротора.
Причем рабочее тело направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов неподвижного соплового аппарата эжекторного типа, а напором объединенной реактивной массы, полученной в процессе последовательного присоединения в задействованных в ее создании эжекторных элементах, воздействуют на лопатки ротора для создания момента на его валу.
Для образования массы импульсов активных струй применяют различные струйные устройства, например детонационные камеры сгорания, в которые направляют продукты сгорания из камер периодиче
- 2 -
008275
ского сгорания для образования реактивных струй, истекающих навстречу друг другу в точку фокуса сферической части, а по параллельным каналам, подают сжатую топливовоздушную смесь, после расширения которой реактивную струю направляют в эту же точку для столкновения со струями продуктов сгорания, при котором происходит локальное повышение температуры и давления, инициирующее автоколебательный процесс детонационного сгорания с образованием высокочастотных детонационных волн, распространяющихся в противоположную от сферической части камеры сторону и разгоняющих продукты сгорания в устройстве присоединения, причем этот процесс продолжается в течение расчетного времени цикла до прекращения подачи продуктов сгорания и/или сжатой смеси и возобновляется с заданной периодичностью.
При этом часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания момента на валу ротора, утилизируют, воздействуя на лопатки ротора первой ступени биротативной турбины, который вращается в противоположную сторону и кинематически связан с валом ротора САД через дифференциальную планетарную передачу с передаточным числом, обеспечивающим расчетное уменьшение окружной скорости этих лопаток, по отношению к окружной скорости ротора САД, для увеличения силы воздействия струи на лопатки и момента на валу ротора первой ступени биротативной турбины, который через дифференциальную планетарную передачу суммируют с моментом, создаваемым на валу ротора САД, кроме того, на выходном валу водила этой планетарной передачи располагают, по меньшей мере, одноступенчатый ротор второй ступени биротативной турбины, вращающийся в сторону, противоположную вращению первой ступени, а момент, образованный при воздействии струи на ее лопатки, также суммируют, объединяя через дифференциальную планетарную передачу все три потока мощности в один и обеспечивая оптимальное соотношение увеличения силы воздействия струй на лопатки ступеней биротативной турбины с КПД этих ступеней, в зависимости от их скорости вращения, при этом суммарную мощность передают потребителю через один или одновременно несколько выходных валов с различными расчетными моментами и скоростями вращения.
Часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания вращающего момента на валу ротора, утилизируют, направляя струю на лопатки, по меньшей мере, одноступенчатого ротора турбины, который кинематически не связан с валом ротора САД, и преобразуют в кинетическую энергию вращения устройств, кинематически связанных с этой турбиной и обладающих инерционной массой, с помощью которой кинетическую энергию аккумулируют и при необходимости преобразуют в электрическую энергию и/или потенциальную энергию сжатого газа, с использованием получаемой энергии во время преобразования и/или ее аккумулирования с последующим использованием, при этом с помощью датчиков контролируют допустимый расчетный предел скорости вращения инерционной массы, при превышении которого увеличивают расходование накопленной энергии.
Причем, используя часть мощности, получаемой на валу лопаточной турбины за счет напора струй воздуха при втекании в устройства присоединения через лопатки турбины, и/или часть утилизированной энергии объединенной реактивной массы, атмосферный воздух сжимают в компрессоре, причем используют ротор компрессора, масса которого выбрана из условия одновременного выполнения им функций устройства, обладающего инерционной массой, аккумулирующей кинетическую энергию, и дискретного преобразования накопленной энергии в потенциальную энергию сжимаемых в этом же компрессоре газов. При этом сжатые газы через обратный клапан нагнетают в пневмоаккумулятор до верхнего расчетного уровня давления, при превышении которого одним пневмоклапаном перекрывают доступ газов в компрессор, а через другой выпускают остатки сжатого газа, находящегося в объеме между входом в пневмоаккумулятор и выходом из компрессора, ротор которого после этого вращается вхолостую, не расходуя энергию инерционной массы на сжатие до тех пор, пока давление в пневмоаккумуляторе не снизится до расчетного уровня, при котором возобновляют подачу газов на вход компрессора.
Преобразование энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения осуществляют за счет энергии, получаемой в результате ее преобразования, используя в качестве рабочего тела сжатый в компрессоре атмосферный воздух, для сжатия которого используют мощность, полученную на валу турбины при воздействии на ее лопатки напором массы атмосферного воздуха, втекающей в устройства присоединения вслед за воздушной массой импульсов активных струй, и/или мощность, полученную в результате процесса утилизации энергии объединенной воздушно-реактивной массы.
При этом теплоту, получаемую при сжатии атмосферного воздуха в компрессоре, утилизируют, понижая температуру сжатого воздуха, при расширении которого в процессе образования активных струй снижают температуру воздушной массы импульсов, затем пропорционально ускорению в процессе последовательного присоединения снижают температуру присоединяемых масс атмосферного воздуха, а после создания момента на валу ротора отработавшую воздушную массу с пониженной температурой, по меньшей мере, частично возвращают (напрямую по каналу и/или через теплообменное устройство, передающее "холод" в охлаждаемую среду) в устройство присоединения этого же соплового аппарата в качестве присоединяемых масс, вместо атмосферного воздуха, и/или направляют в этом же качестве в устройство присоединения другого соплового аппарата, также создающего момент на этом или другом валу, для дальнейшего управляемого понижения температуры отработавшей воздушной массы в образованном таким образом холодильном контуре.
- 3 -
008275
Утилизированную кинетическую энергию объединенной воздушно-реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах объединенной воздушной массы, которую затем направляют в устройства присоединения в качестве присоединяемых масс следующих циклов и/или в выхлопной канал, и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной воздушно-реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым в обоих случаях разность потенциалов давлений при образовании объединенной воздушно-реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, повышают коэффициент присоединения, скорость объединенной воздушно-реактивной массы, дополнительно понижая ее температуру, а повышая давление отработавшей воздушной массы в выхлопном канале, обеспечивают ее стравливание через обратный клапан во внешнюю среду с повышенным давлением и/или истечение через реактивные сопла для создания реактивных струй и тяги.
Причем используют замкнутый термодинамический цикл с внешним подводом теплоты без замены отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, при этом, по меньшей мере, ее большую часть направляют по замкнутому контуру в теплообменное устройство для нагрева до температуры используемого источника тепла внешней среды и затем возвращают в устройства присоединения по меньшей мере одного соплового аппарата, в качестве присоединяемых масс следующих циклов, а параллельно ее меньшую часть, не нагретую в теплообменном устройстве, и/или часть нагретой массы, также по замкнутому контуру, возвращают в компрессор для сжатия и использования в следующих циклах в качестве рабочего тела, причем теплоту, получаемую в процессе сжатия, по меньшей мере, частично утилизируют, используя, например, для обеспечения внешних потребителей.
Для использования в замкнутом термодинамическом цикле низкопотенциальной теплоты источников тепловой энергии внешней среды, объединенную реактивную массу, после создания момента и понижения температуры, направляют в качестве присоединяемых масс в устройства присоединения по меньшей мере еще одного следующего соплового аппарата эжекторного типа, в котором, наряду с получением момента, дополнительно понижают температуру отработавшей газовой массы, увеличивая разность потенциалов температур перед ее нагревом в теплообменном устройстве.
При этом утилизированную кинетическую энергию объединенной реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, которую после сжатия направляют для нагрева в теплообменном устройстве и/или использования в качестве присоединяемых масс следующих циклов в устройствах присоединения, и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым разность потенциалов давлений при образовании объединенной реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, коэффициент присоединения, скорость объединенной реактивной массы, а также дополнительно понижая ее температуру.
В дополнение к этому, низкопотенциальную теплоту источника тепловой энергии внешней среды преобразуют в механическую работу и "холод", при этом, в зависимости от исходных термодинамических параметров и количества отбираемой теплоты, понижая температуру источника, локально изменяют его термодинамические параметры и агрегатное состояние.
Сущность изобретения в части устройства состоит в том, что в газотурбинном струйном двигателе (СД), содержащем по меньшей мере одну турбину с эжекторным сопловым аппаратом, выполненным по меньшей мере с одним эжекторным элементом, состоящим из струйного устройства для образования пульсирующей активной струи рабочего тела и эжекторного насадка, выполняющего функцию устройства присоединения внешних (по отношению к этому устройству) газовых масс к газовой массе импульсов активной струи для ускорения этих масс и создания за счет их кинетической энергии вращающего момента на валу турбины, эжекторный сопловой аппарат расположен таким образом, что вращающий момент на валу турбины создается за счет кинетической энергии струи объединенной реактивной массы, истекающей из устройства присоединения после последовательного присоединения дополнительных внешних газовых масс к массе импульсов активной струи. При этом эжекторный сопловой аппарат имеет расчетные геометрические параметры и пропорции струйного устройства и устройства присоединения, которые совместно с термодинамическими параметрами пульсирующей активной струи в процессе последовательного присоединения выбраны из условий, необходимых для создания разрежения в устройстве присоединения и формирования неуравновешенной силы давления внешних газовых масс, обеспечивающей возможность их втекания вслед за каждым импульсом газовой массы активной струи для последовательного присоединения к ним и ускорения, обеспечивающего прирост кинетической энергии струи объединенной реактивной массы по сравнению с кинетической энергией активной струи, истекающей из струйного устройства эжекторного соплового аппарата СД.
Причем источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде камеры периодического сгорания, а также в виде пневмоаккумулятора.
При этом эжекторный сопловой аппарат выполнен вращающимся в виде сегнерова колеса - реактивной турбины, создающей вращающий момент на валу за счет реактивной тяги эжекторных элементов соплового аппарата.
В дополнение к этому эжекторный сопловой аппарат закреплен неподвижно, а струя объединенной
- 4 -
008275
реактивной массы при истечении из эжекторного элемента воздействует на лопатки турбины, создавая вращающий момент на ее валу.
Причем струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде детонационной камеры сгорания, электрореактивного устройства, а также в виде реактивного сопла.
Перечень чертежей
Фиг. 1 - обобщенная конструктивная схема СД, поясняющая способ преобразования энергии и частные случаи его реализации.
Фиг. 2, 3 - схемы клапанов камер сгорания СД, изображенного на фиг. 1. Фиг. 4 - разрез А-А по фиг. 1. Фиг. 5 - разрез Б-Б по фиг. 1. Фиг. 6 - узел Д на фиг. 1.
Фиг. 7 - конструктивная схема СД с биротативной турбиной. Фиг. 8 - узел А на фиг. 7. Фиг. 9 - разрез Б-Б по фиг. 7.
Фиг. 10 - принципиальная схема эжекторного элемента соплового аппарата эжекторного типа.
Фиг. 11-13 - формы реактивных сопл.
Фиг. 14 - электрореактивное струйное устройство.
Фиг. 15 - струйное устройство с радиальным каналом.
Фиг. 16 - принципиальная схема детонационной камеры сгорания.
На чертежах приняты следующие обозначения.
Улитка 1 центробежного компрессора-маховика; пневмоклапан 2 для выпуска сжатого воздуха; обратный клапан 3 пневмоаккумулятора; фильтр и каталитический нейтрализатор 4; промежуточный вал 5 ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; вращающийся сопловой аппарат 6 второй ступени ротора СД; пневмоаккумулятор 7; лопатки 8 второй ступени ротора СД; пневмоклапан 9 пневмоаккуму-лятора; пневмоклапан 10; входной патрубок 11 атмосферного воздуха с воздушным фильтром и вентилем; струйное устройство 12 вращающегося соплового аппарата первой ступени СД; вращающийся сопловой аппарат 13 первой ступени ротора СД; вращающийся сопловой аппарат 14 первой ступени ротора СД; ротор 15 СД; пневмоклапан 16 подачи воздуха в сопловые аппараты первой ступени ротора СД; обратный клапан 17; камера 18 периодического сгорания; пружина 19 золотникового клапана; золотниковый клапан 20; обратный клапан 21 камеры сгорания; обратный клапан 22 выхлопных газов; выхлопной патрубок 23; пневмоклапан 24 заглушки выхлопного патрубка; первая ступень 25 ротора СД; вал 26 первой ступени ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; подшипник 27 вала ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; первая ступень 28 ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; турбинные лопатки 29 первой ступени ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; компрессорные лопатки 30 второй ступени ротора компрессора лопаточной турбины-компрессора-маховика; турбинные лопатки 31 первой ступени ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; лопатки 32 направляющего аппарата компрессора лопаточной турбины-компрессора-маховика; лопатки 33 второй ступени ротора СД; компрессорные лопатки 34 первой ступени ротора компрессора лопаточной турбины-компрессора-маховика; пневмоклапан 35 холодного воздуха; турбинные лопатки 36 второй ступени ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; вторая ступень 37 ротора СД; турбинные лопатки 38 второй ступени ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; вторая ступень 39 ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; подшипники 40 вала ротора центробежного компрессора-маховика; электродвигатель 41; шестерни 42; силовой вал 43 СД, шестерня 44 вала ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; вал 45 второй ступени ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика; вал ротора 46 центробежного компрессора-маховика; ротор 47 электрогенератора; обмотка статора 48 электрогенератора; планетарная передача 49; шестерня 50 вала электрогенератора; ротор 51 центробежного компрессора-маховика; лопатки 52 второй ступени биротативной лопаточной турбины; лопатки 53 первой ступени биротативной лопаточной турбины; ротор 54 первой ступени биротативной лопаточной турбины; внутренний объем 55 первой ступени биротативной лопаточной турбины с дифференциальной планетарной передачей; сателлит 56 дифференциальной планетарной передачи; водило 57 дифференциальной планетарной передачи; центральная шестерня 58 дифференциальной планетарной передачи; ротор 59 второй ступени биротативной лопаточной турбины; центральная шестерня 60 планетарной передачи; водило 61 планетарной передачи; сателлит 62 планетарной передачи; реактивные сопла 63; радиальный канал 64; струйные устройства 65 электрореактивные; детонационные камеры 66 сгорания; сферическая часть 67 детонационной камеры сгорания; точка фокуса 68 сферической части детонационной камеры сгорания; реактивные сопла 69; вход 70 устройства присоединения; устройство 71 присоединения дополнительных масс; диффузор 72 устройства присоединения.
Описание основных вариантов осуществления изобретения
Основными критериями эффективности использования энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения дополнительных масс являются величина коэффициента присоединения m (отношение присоединяемых масс к массе импульсов активной струи) и скорость объединенной реактивной массы, по отношению к скорости импульсов активной струи, при ее истечении не в устройство присое
- 5 -
008275
динения, а непосредственно в атмосферу. Они зависят как от величины и соотношения основных параметров процесса: расчетной частоты, длительности, формы, скорости импульсов активной струи, скорости набегающего потока внешних (по отношению к устройству присоединения) газовых масс, так и от конструктивных параметров и пропорций струйного устройства и устройства присоединения. Большую величину коэффициента m и необходимую скорость объединенной реактивной массы можно получать лишь в узком диапазоне величин и соотношений перечисленных показателей. Предлагаемый способ преобразования энергии вначале рассмотрим на примере применения вращающегося соплового аппарата и использования в процессе последовательного присоединения рабочего тела, получаемого, как и в большинстве тепловых двигателей традиционных схем, при сгорании топливовоздушной смеси. Так, после воспламенения смеси в объеме камеры 18 периодического сгорания (фиг. 1, 7) в несколько раз, в зависимости от степени предварительного сжатия воздуха и ее состава, увеличивают потенциальную энергию и располагаемую работу расширения продуктов сгорания. Под действием давления продуктов сгорания золотниковый клапан 20 (фиг. 1, 2, 7) сжимает пружину 19 и открывает проходные сечения С, через которые продукты сгорания по каналам b1, b2 (фиг. 2, 3, 16) и b3 (фиг. 1, 4, 7, 9,10) направляют в струйные устройства 12 (фиг. 1, 4, 5, 7, 9, 10, 15), например, реактивные сопла 63 (фиг. 11-13) эжекторного элемента (фиг. 10) вращающегося соплового аппарата 14 (фиг. 1, 7) эжекторного типа, расположенного на одном из диаметров ступени 25 ротора 15 (фиг. 1). За счет полученного в процессе сгорания смеси в замкнутом объеме камеры 18 прироста давления увеличивают кинетическую энергию газовой массы импульсов реактивных струй при расширении в соплах 63 продуктов сгорания, истекающих в устройства 71 присоединения дополнительных масс эжекторных элементов (фиг. 10) соплового аппарата 14. Вслед за каждым импульсом при движении массы продуктов сгорания в устройствах 71 образуется разрежение, которое сохраняется в течение расчетного промежутка времени, зависящего от конструктивных параметров задействованных устройств 71 и термодинамических параметров процесса последовательного присоединения. При этом промежуток времени должен быть достаточным для втекания дополнительной расчетной массы атмосферного воздуха, поступающей под действием разности давлений вслед за газовой массой каждого импульса через входной патрубок 11, открытый клапан 16, клапан 17 по каналу b4 (фиг. 1) и а2 (фиг. 1, 4, 7-9) через вход 70 (фиг. 10) устройства 71, а также ее расширения и ускорения в этом устройстве с соответствующим понижением температуры. После снижения давления в камере 18 до расчетного уровня золотниковый клапан 20 под действием пружины 19 закрывает проходное сечение С до момента повышения давления продуктов сгорания при воспламенении смеси следующего цикла. В результате этого дискретного процесса при истечении из диффузора 72 (фиг. 10) получают объединенную реактивную массу в виде пульсирующей реактивной струи, состоящей из газовой массы импульсов продуктов сгорания и дополнительной массы атмосферного воздуха, которая истекает между импульсами, увеличивая реактивную массу каждого эжекторного элемента, задействованного в создании суммарной тяги вращающегося соплового аппарата 14, и момент на валу 43 (фиг. 1, 7) без затрат дополнительной энергии топлива. Причем кинетическая энергия объединенной реактивной массы, после истечения из эжекторных элементов, например одновременно задействованных вращающихся сопловых аппаратов 14 и 13, функционально независимых друг от друга и расположенных на разных диаметрах первой ступени 25 ротора 15 (фиг. 1), и создания момента на валу 43, может быть использована для создания дополнительного момента, при воздействии струей через канал b, лопатки 31, 29 на лопатки 8, 33 второй ступени 37 ротора 75. Затем, при открытом клапане 24, отработавшая объединенная реактивная масса с продуктами сгорания через объем b6, выхлопной канал b5 и выхлопной патрубок 23 выбрасывается в атмосферу.
В другом частном случае осуществления способа объединенную реактивную массу получают в эжекторных элементах, которые используют в неподвижном сопловом аппарате. Например, если предположить, что изображенная на (фиг. 1) первая ступень 25 ротора 15, имеющая расчетное количество эжекторных элементов (фиг. 10) в сопловых аппаратах 14 и 13, кинематически не связана с валом 43, закреплена и не вращается, то она будет выполнять функцию неподвижного соплового аппарата (в данном случае двухуровневого) эжекторного типа. При этом рабочее тело направляют в струйные устройства 12 с устройствами 71 для получения, в процессе последовательного присоединения дополнительных масс, в каждом задействованном эжекторном элементе этих аппаратов объединенной реактивной массы, напором которой воздействуют на лопатки 8, 33 ступени 37 ротора 15 СД для создания момента на его валу 43.
В рассмотренном примере процесс последовательного присоединения дополнительных масс воздуха к активной струе продуктов сгорания состоит из двух последовательных взаимозависящих термодинамических циклов. В первом цикле (Vconst) происходит нагрев воздуха при сгорании топлива и повышение давления продуктов сгорания, затем их расширение и образование первой - меньшей составной части объединенной реактивной массы в виде массы импульса активной струи продуктов сгорания, создающей за собой при движении в устройстве присоединения разряжение и, тем самым, условия для начала второго цикла, в котором под действием неуравновешенной силы атмосферного давления происходит втекание, расширение и ускорение присоединяемой массы воздуха - второй и большей составной части объединенной реактивной массы. Причем скорость присоединенной массы воздуха при истечении
- 6 -
008275
из устройства присоединения равна скорости газовой массы импульса активной струи, истекающей из струйного устройства, которая, в свою очередь, увеличивается при истечении в устройство присоединения, по сравнению со скоростью истечения этого же импульса в атмосферу. Это увеличение зависит от степени уменьшения атмосферного давления на входе в устройство присоединения, вызываемого ускорением присоединяемых масс атмосферного воздуха предыдущего цикла. В данном процессе с использованием продуктов сгорания происходит в основном последовательное взаимодействие разделенных газовых масс с их частичным смешением, поэтому потери на трение есть, но они незначительны по сравнению с потерями при эжектировании. Они обусловлены в этом частном случае уменьшением давления в объеме камеры периодического сгорания, происходящим в течение цикла после начала истечения продуктов сгорания и, соответственно, уменьшением в это время давления перед критическим сечением сопла и скорости истечения "хвостовой" части газовой массы импульса и, как следствие, понижением в течение цикла степени разряжения в устройстве присоединения, за счет чего уменьшается скорость и масса "хвостовой" части присоединяемой воздушной массы цикла, которая вместе с "хвостовой" частью массы импульса "выталкивается" массой "головной" части импульса продуктов сгорания следующего цикла, имеющей большую скорость, и в этот момент происходит частичное смешение движущихся масс. При этом КПД и коэффициент m процесса последовательного присоединения дополнительных масс атмосферного воздуха к активной струе продуктов сгорания в несколько раз выше, чем КПД и коэффициент m процесса эжекции. В связи с тем, что количество воздуха, присоединяемого за счет энергии атмосферы и создающего большую часть реактивной массы, не требует дополнительных затрат энергии топлива для получения мощности предлагаемым способом, в данном частном случае (по сравнению с любым традиционным способом, например в турбовалыюй энергетической установке одинаковой мощности с самым высоким КПД) нужно затратить топлива меньше, как минимум, в количество раз, равное коэффициенту m, который в ряде экспериментов, проведенных с использованием в процессе последовательного присоединения рабочего тела, получаемого в камере периодического сгорания, в зависимости от соотношения конструктивных параметров устройств и основных параметров процесса присоединения, достигал отношения присоединяемых масс к активной струе 50:1. Наряду с резким снижением затрат топлива, при использовании предлагаемого способа уменьшается масса воздуха, сжимаемого в компрессоре и, соответственно, снижается расчетная мощность и масса компрессора, что повышает удельную мощность СД.
Для повышения эффективности при управлении мощностью необходимую угловую скорость и момент на валу 43 ротора 15 можно получить, изменяя величину и скорость объединенной реактивной массы, за счет подключения через отдельные каналы b1, b2 (фиг. 2, 3, 10) и b3 (фиг. 1, 4, 7, 9, 10) к необходимому количеству струйных устройств 12 с устройствами 71 и параметрами, соответствующими заданному режиму работы, источников рабочего тела для образования массы импульсов активных струй, например камер периодического сгорания 18 или другого принципа действия, работающих на различных видах топлива, и/или пневмоаккумулятора 7, например, по каналу a в струйные устройства 12 эжектор-ных элементов сопловых аппаратов 13 и 6 и/или через клапан 21 камеры 18 (при принудительном открытии и закрытии клапана 20 фиг . 1). Кроме того, для этих целей можно изменять частоту импульсов активных струй (за счет изменения периодичности воспламенения топливовоздушной смеси и/или частоты открытия и закрытия клапанов для подачи сжатого воздуха), истекающих из задействованных в создании объединенной реактивной массы струйных устройств 12 с устройствами 71 присоединения, и, соответственно, параметры процессов присоединения и коэффициенты m. В результате, настраивая СД в условиях многорежимного применения на различные режимы работы, делают его адаптивным, т. е. САД.
Для образования пульсирующих активных струй можно применять различные струйные устройства, например реактивные сопла 63 (фиг. 11-13), электрореактивные устройства 65 (фиг. 14), устройства с радиальным каналом 64 (фиг. 15), детонационные камеры 66 сгорания (фиг. 16). В случае использования детонационных камер 66 продукты сгорания, полученные в камере 18, по кольцевому каналу b2 (фиг. 16) через реактивные сопла 69 направляют навстречу друг другу в точку фокуса 68 сферической части 67 детонационной камеры 66 в виде реактивных струй. По параллельному каналу а2 (фиг. 16) подают сжатую топливовоздушную смесь (или, наоборот, по каналу а2 подают продукты сгорания, а по каналу b2 -смесь), нагревая ее до расчетной температуры через теплопередающие стенки канала. Реактивные струи смеси также направляют в ту же точку 68 для столкновения со струями продуктов сгорания. Это столкновение вызывает локальное повышение температуры и давления и инициирует автоколебательный процесс детонационного сгорания смеси с образованием высокочастотных детонационных волн, которые распространяются в противоположную от сферической части 67 камеры 66 сторону и с большой кинетической энергией разгоняют продукты сгорания. Этот процесс (с частотой в несколько десятков килогерц, зависящей от геометрических параметров детонационной камеры и термодинамических параметров реактивных струй) длится в течение расчетного времени цикла, до прекращения подачи продуктов сгорания и/или топливовоздушной смеси, и возобновляется с заданной периодичностью, зависящей от частоты воспламенения смеси в камере периодического сгорания. Получаемая в результате периодического автоколебательного высокочастотного процесса детонационного сгорания масса импульсов активной струи продуктов сгорания и, соответственно, объединенная реактивная масса могут иметь скорость исте
- 7 -
008275
чения, в несколько раз превышающую скорость звука, что значительно расширяет возможный диапазон мощностей САД, при использовании различных струйных устройств и источников рабочего тела в сторону увеличения мощности, или резко увеличивает удельную мощность при автономном использовании данного частного случая реализации способа.
Для повышения эффективности использования располагаемой кинетической энергии объединенной реактивной массы кинетическую энергию, остающуюся после создания вращающего момента на валу 43 ротора 15 САД (фиг. 7), утилизируют, направляя ее струю непосредственно на лопатки 53 первой ступени 54 биротативной турбины, а ротор ступени 54 кинематически связывают с валом 43 ротора 15 через расположенную в объеме 55 дифференциальную планетарную передачу с передаточным числом, обеспечивающим расчетное уменьшение скорости вращения первой ступени 54 биротативной турбины и, соответственно, окружной скорости ее лопаток 53, вращающихся в сторону, противоположную направлению вращения ротора 15. За счет уменьшения разности этих скоростей и увеличения скорости реактивной массы относительно лопаток 53 увеличивают силу ее воздействия на эти лопатки и вращающий момент на валу первой ступени 54 биротативной турбины. Этот момент через сателлиты 56 и центральную шестерню 58, закрепленную на валу 43, суммируют с моментом, создаваемым на валу 43 ротора 15. Вал водила 57 ротора 54 первой ступени биротативной турбины связывают с ротором 59 ее второй ступени, вращающейся в противоположную сторону. Момент, образованный при воздействии струи на лопатки 52, на валу водила 57 также через сателлиты 56 и центральную шестерню 58, суммируют, объединяя с помощью редуктора в данном случае дифференциальной планетарной передачи все три потока мощности в один и обеспечивая оптимальное соотношение увеличения силы воздействия струи на лопатки 53, 52 роторов 54, 59 ступеней биротативной турбины с КПД этих ступеней, в зависимости от скорости их вращения. Мощность, получаемую в данном частном случае, потребитель может использовать в различных вариантах, в зависимости от назначения САД этой схемы. Можно передавать мощность через любой из трех валов, или одновременно через несколько валов с различными моментами и скоростями вращения, или передавать суммарную мощность, образованную на выходном валу водила 57, например, через дополнительный редуктор, используя при этом для получения расчетной угловой скорости и момента на выходном валу необходимых непосредственно для привода движителей транспортных средств, еще одну планетарную передачу, расположенную с биротативной турбиной и ротором 15 в общем объеме корпуса. Для этого вал водила 57 (фиг. 7) через центральную шестерню 60 и сателлиты 62 соединяют с водилом 61. Предлагаемая схема компоновки, наряду с эффективным использованием кинетической энергии реактивной массы, неоднократно преобразуемой в механическую работу без потерь, неизбежно возникающих в традиционных схемах при повороте струй в направляющем аппарате многоступенчатых турбин и рассеивании в атмосфере, а также с увеличением удельной мощности, позволяет использовать САД для привода движителей транспортных средств, при размещении в объеме, например, не превышающем внутреннее пространство диска их колес, для передачи мощности без дополнительной трансмиссии.
Можно также утилизировать часть энергии объединенной реактивной массы после создания момента на валу 43, направляя струю на лопатки 31, 29, 36, 38 ступени 28 (фиг. 6), расположенной на валу 26 с подшипником 27, соединенной через вал 5 со ступенью 39 (фиг. 1), расположенной на валу 45 ротора лопаточной турбины-компрессора-маховика, не связанной с валом 43. Утилизированную энергию накапливают в виде кинетической энергии вращения ступеней 28, 39, а также шестерней планетарной передачи 49, ротора 51, шестерней 44, 50 и ротора 47 электрогенератора, которые обладают инерционной массой и выделены на фиг. 1 сплошным черным цветом. Энергию, накопленную инерционной массой этих устройств, преобразуют в электрическую, подключая нагрузку, например электродвигатель 41, связанный через шестерни 42 с валом 43, к обмотке 48 ротора 47 электрогенератора, который через шестерни 50 и 44 связан с валом 45 ступени 39. Эту энергию преобразуют также в потенциальную энергию сжатого газа, подавая через входной патрубок 11 для сжатия на вход ротора 51 при открытых пневмо-клапанах 9 и/или 16 по каналам a и a3 через вращающиеся сопловые аппараты 13 (фиг. 5) и 6 (фиг. 1), лопатки 29, 33, 38 и объем X атмосферный воздух. Сжатый воздух, так же как и электроэнергию, используют для выполнения полезной работы, а также для обеспечения внешних потребителей непосредственно в момент выработки через клапан 2 и/или накапливают, соответственно, в пневмоаккумуляторе 7 и/или электроаккумуляторах. При этом допустимые расчетные пределы скорости вращения устройств, обладающих инерционной массой 28, 39, 47, 51, контролируют датчиками и поддерживают, увеличивая, при превышении допустимых пределов, объем расходования энергии, накопленной инерционной массой, путем ее преобразования, тем самым снижая обороты до расчетного уровня. Расходование накопленной энергии осуществляют также для увеличения давления присоединяемой дополнительной массы атмосферного воздуха перед входом 70 устройства 71 присоединения, увеличивая коэффициент m процесса присоединения и мощность САД, например, при пиковых нагрузках. Для этого атмосферный воздух, при закрытых клапанах 10 и 16, за счет разряжения, создаваемого компрессорными лопатками 34, 30, поступает через входной патрубок 11 по каналу a1 и части канала b5 в эти лопатки и, после сжатия, через канал b4 в устройство присоединения. Кроме того, накопленную энергию расходуют для обеспечения выхлопа в наружную среду с давлением, превышающим атмосферное, и/или улучшения очистки и уменьшения токсичности выхлопных газов. Для этого закрывают выхлопной клапан 24 и открывают клапан 10,
- 8 -
008275
связывающий объем b6 через часть выхлопного канала b5 и расположенные в нем фильтр и каталитический нейтрализатор 4 с лопатками 34, 32, 30, за которыми расположен обратный клапан 22 для выпуска отработавших газов в наружную среду. До достижения в части выхлопного канала b5 давления, позволяющего открыть клапан 22, отработавшая в предыдущих циклах сжатая объединенная масса через канал b4 поступает в устройства 71 соплового аппарата 14 в качестве присоединяемых дополнительных масс следующих циклов, а после превышения давления внешней среды в выхлопном канале происходит стравливание части отработавших газов через клапан 22 в наружную среду. При этом увеличивается мощность и, пропорционально коэффициенту m, снижается потребление атмосферного воздуха.
Для повышения эффективности расходования утилизированной энергии массу ротора 51 центробежного компрессора-маховика выбирают из условия выполнения им функций устройства, обладающего инерционной массой, аккумулирующей кинетическую энергию, которую используют для сжатия воздуха в этом же компрессоре. После сжатия воздух через обратный клапан 3 нагнетают в пневмоаккумулятор 7, используемый в качестве источника сжатого воздуха с управляемым распределением и расходованием, до момента превышения верхнего расчетного уровня давления, контролируемого датчиком. При достижении этого уровня пневмоклапаном 16 перекрывают доступ атмосферного воздуха, поступающего по каналу a3 через устройство присоединения соплового аппарата 13 (фиг. 5), лопатки 29, 33, 38, объем X на вход ротора 51 центробежного компрессора, после чего через пневмоклапан 2 выпускают остатки сжатого воздуха из улитки 1. При этом ротор 51 продолжает вращаться на валу 46 в подшипниках 40 (фиг. 1) вхолостую, не расходуя энергию инерционной массы на сжатие. В процессе расходования сжатого воздуха через пневмоклапан 9, при снижении давления в пневмоаккумуляторе 7 ниже расчетного уровня, открывают пневмоклапан 16 для подачи атмосферного воздуха на вход ротора 51 и только тогда продолжают процесс сжатия до прекращения подачи воздуха при следующем превышении расчетного уровня давления в пневмоаккумуляторе 7. В результате дискретности процесса сжатия эффективно расходуют энергию инерционной массы и обеспечивают расход сжатого воздуха в заданном режиме, например, через клапан 9 канала а, клапан 21 для образования топливовоздушной смеси в объеме камеры 18, и/или для использования в качестве рабочего тела для расширения в струйных устройствах, и/или для использования внешними потребителями. При этом объем потребления сжатого воздуха может изменяться от минимально необходимого до максимального, ограниченного производительностью компрессора, что имеет существенное значение при использовании рассматриваемых ниже частных случаев реализации способа преобразования энергии.
Оптимальное соотношение параметров для эффективного использования энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения может быть достигнуто без использования энергии топлива для подогрева рабочего тела. Необходимый диапазон скоростей газовой массы импульсов активной струи можно получить за счет расчетной степени сжатия рабочего тела в компрессоре, например, атмосферного воздуха в компрессоре 51, с последующим расширением сжатого воздуха в реактивных соплах 63 соплового аппарата 14. Отсутствие в этом случае процессов наполнения, сгорания, продувки, необходимых при использовании в качестве рабочего тела продуктов сгорания, полученных в камере периодического сгорания, увеличивает диапазон возможных расчетных частот импульсов и их длительности. Кроме того, давление в пневмоаккумуляторе (имеющем значительно больший объем, чем камера сгорания, которая рассчитана на массу одного импульса продуктов сгорания) при истечении из него воздушной массы импульса практически не уменьшается, поэтому "хвостовая" часть истекающей газовой массы, снижающая эффективность процесса присоединения, отсутствует, тем самым практически исключая смешение последовательно движущихся разделенных газовых масс и потери на трение. Причем как при использовании в качестве рабочего тела продуктов сгорания, так и при использовании сжатого воздуха располагаемая энергия объединенной реактивной массы, полученная в результате процесса присоединения, в десятки раз больше, чем энергия массы импульсов активной струи, необходимая дли организации процесса преобразования энергии атмосферы, т.е. необходимая для создания в устройстве присоединения разрежения, обеспечивающего с заданной частотой возникновение неуравновешенной силы атмосферного давления и преобразование потенциальной и тепловой энергии атмосферы в кинетическую энергию пульсирующей струи. Такие пропорции затрат энергии и результатов преобразования, при использовании сжатого воздуха в качестве рабочего тела, позволяют создавать мощность, достаточную для обеспечения внешних потребителей и одновременного сжатия атмосферного воздуха, т.е. осуществлять, процесс преобразования энергии атмосферы за счет энергии, получаемой в результате ее преобразования. При этом расход энергии на работу сжатия составляет лишь незначительную часть располагаемой энергии объединенной воздушно-реактивной массы. Если при средней величине коэффициента m=20 из количества располагаемой энергии вычесть часть энергии, которую необходимо затрачивать для получения воздушной массы импульсов активной струи с учетом максимально возможных потерь энергии, используя не самый эффективный конструктивный вариант (например, когда после образования момента на валу одноступенчатого ротора остается -50% от располагаемой кинетической энергии, т.е. -10 частей из 20 будут участвовать в процессе утилизации, КПД которого, при использовании одноступенчатой турбины, составит -75%, т.е. потери в процессе утилизации примем не менее 25% от 10 частей = 2,5 части, а потери в процессе сжатия атмосферного воздуха, принятые также с учетом КПД компрессора -75%, со
- 9 -
008275
ставят 25% от 1 части = 0,25 части), то даже в этом случае для получения мощности останется: (20+1)-(1+2,5+0,25)=17,25 части или 82% располагаемой кинетической энергии. Если для образования воздушной массы импульсов активных струй в процессе последовательного присоединения дополнительных воздушных масс сжимать атмосферный воздух, используя мощность, получаемую за счет воздействия массы атмосферного воздуха на лопатки турбины при его втекании в устройство присоединения за воздушной массой импульсов активных струй, то всю располагаемую энергию объединенной воздушно-реактивной массы можно использовать для получения мощности на валу ротора СД. Причем, если запуск процесса присоединения, необходимый для начала образования объединенной воздушно-реактивной массы, осуществлять с помощью импульсов активной струи, получаемой, например, за счет энергии сжатого воздуха, накопленного пневмоаккумулятором, или за счет использования для привода компрессора, сжимающего атмосферный воздух, энергии, накопленной инерционной массой, или электрической энергии, то при получении мощности полностью исключается использование энергии от сжигания топлива, а термодинамические системы для реализации данного частного случая способа преобразования энергии будут представлять собой атмосферные - А и бестопливные - БТ с соответствующими индексами и в аббревиатуре, например - АБТСД.
Преобразовывать энергию атмосферы в процессе последовательного присоединения можно не только при увеличении температуры атмосферного воздуха за счет работы сжатия, но и при охлаждении сжатого воздуха перед расширением до температуры окружающей среды, получая при этом скорость объединенной воздушно-реактивной массы в диапазоне коэффициента скорости ^ <2,45. Охлаждать сжатый воздух можно, например, в пневмоаккумуляторе 7, в котором необходимо обеспечить эффективный теплообмен с окружающей средой. В зависимости от степени сжатия атмосферного воздуха, который направляют по каналу a для образования массы импульсов активных струй в струйные устройства 12 соплового аппарата 13 (фиг. 5), а также в зависимости от степени ускорения присоединяемых масс атмосферного воздуха, поступающего в устройство 71 этого же соплового аппарата 13 по каналу a3 через открытые входной патрубок 11 и клапан 16, температура объединенной воздушно-реактивной массы понижается и после выполнения полезной работы - создания вращающего момента на валу 43, за счет суммарной реактивной тяги эжекторных элементов соплового аппарата 13, становится на несколько десятков градусов ниже атмосферной. При этом теплоту, получаемую в процессе работы сжатия атмосферного воздуха, с температурой, зависящей от степени сжатия, можно утилизировать для использования потребителями, одновременно используя отвод тепла, при многоступенчатом сжатии, через теплообменное устройство (для упрощения обобщенной конструктивной схемы СД применяемые в частных случаях реализации способа теплообменные устройства на чертеже фиг. 1 не показаны) для повышения КПД процесса сжатия в компрессоре. Если после создания тяги, например сопловым аппаратом 14, объединенную воздушно-реактивную массу, имеющую температуру ниже атмосферной, по меньшей мере, частично возвращать по каналу b через лопатки 31, 8, 36, канал b6, открытый клапан 10, канал a1, лопатки 34, 32, 30, канал b4 в устройство 71 присоединения соплового аппарата 14 в качестве присоединяемых масс следующих циклов, то, наряду с созданием момента на валу 43, управляя через клапан 10 количеством возвращаемой объединенной воздушной массы с пониженной температурой и/или через входной патрубок 11 количеством используемого в процессе присоединения атмосферного воздуха, образованный, например, при параллельном соединении канала b6 с теплообменным устройством для теплообмена с охлаждаемой средой контур (на чертежах не показан) можно использовать для "выработки холода". Для дальнейшего понижения температуры отработавшую в одном сопловом аппарате объединенную массу направляют, в качестве присоединяемых масс, в устройство присоединения другого соплового аппарата, например из соплового аппарата 13 через лопатки 29, 33 в сопловой аппарат 6. Для дальнейшего понижения температуры отработавшей воздушной массы, после истечения из соплового аппарата 6, ее можно направлять в устройство присоединения следующего соплового аппарата и т.д., получая отработавшую массу с широким диапазоном низких температур. В результате преобразования энергии атмосферы в АБТСД можно, не ухудшая экологию и не рассеивая тепло в атмосфере, вырабатывать мощность, например, в энергетических установках и/или для привода движителей транспортных средств, и одновременно, без дополнительных специальных устройств, получать высокопотенциальную теплоту и "холод", например, для создания необходимого микроклимата в изолированных от внешней среды объемах.
За счет утилизированной кинетической энергии объединенной воздушно-реактивной массы компрессорными лопатками 34, 30 сжимают отработавшую в предыдущих циклах объединенную воздушную массу, которую затем, по меньшей мере, частично через канал b4 направляют в качестве присоединяемых масс следующих циклов в устройства присоединения 71 соплового аппарата 14 и/или в выхлопной канал b5 с клапаном 24. И в том, и в другом случае одновременно создают разрежение в области истечения объединенной воздушно-реактивной массы из устройств присоединения 71 в канал b, увеличивая разность потенциалов давлений при образовании объединенной воздушно-реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов, за счет которой повышают коэффициент присоединения m, скорость объединенной воздушно-реактивной массы, дополнительно понижая ее температуру. При закрытом клапане 24, повышая давление отработавшей воздушной массы в выхлопном
- 10 -
008275
канале b5, обеспечивают ее стравливание через обратный клапан 22 во внешнюю среду с повышенным давлением или истечение через реактивные сопла (на фиг. 1 не показаны), для создания низкотемпературных реактивных струй, используемых, например, в криогенной технике, в медицине, а также для создания реактивной тяги СД как движителя.
Для применения БТСД вне атмосферных условий выработку мощности на валу 43 ротора можно осуществлять, используя замкнутый термодинамический цикл с внешним подводом теплоты без замены рабочего тела и присоединяемых масс, причем в качестве того и другого можно использовать не только воздух, но и другие газы, например гелий. Если рассматривать этот частный случай предлагаемого способа преобразования энергии на примере СД, приведенного на фиг. 1, то для его осуществления необходимо закрыть выхлопной клапан 24 и входной патрубок 11, а выходы 72 устройств 71 соплового аппарата 14 необходимо соединить через канал b, лопатки 31, 8, 36, объем канала b6, открытый клапан 10, канал a1, открытый клапан 16 и теплообменное устройство, которое располагают между клапаном 16 и обратным клапаном 17 для теплообмена с внешней средой, затем через обратный клапан 17, канал b4 с входом 70 устройства 71 для образования замкнутого термодинамического контура. Большую часть отработавшей в предыдущих циклах объединенной реактивной массы, кинетическую и тепловую энергию которой уже использовали для создания момента на валу 43 (охлажденную в зависимости от степени сжатия перед расширением и ускорением с уровня температуры окружающей среды до уровня отрицательных температур --100°С и ниже), под действием неуравновешенной силы давления газов, находящихся в замкнутом объеме термодинамического контура, возникающей при создании разрежения за движущейся массой импульсов активных струй, истекающих из струйных устройств 12 в устройства 71 присоединения, направляют через это теплообменное устройство, в котором она, получая тепло и понижая температуру внешней среды, нагревается до ее температуры. Затем эту часть объединенной массы по каналу b4 возвращают в устройство 71 соплового аппарата 14 в качестве присоединяемых масс следующих циклов, замыкая термодинамический цикл. Параллельно, под действием разрежения в объеме X, создаваемого за счет центробежных сил при вращении ротора 51, часть объединенной массы, которую не нагревают в теплообменном устройстве, и/или часть нагретой массы направляют также по замкнутому контуру через канал a3, сопловой аппарат 13 (фиг. 5), лопатки 29, 33, 38, объем X в компрессор для сжатия и использования в следующих циклах в качестве рабочего тела. Причем теплоту, получаемую в процессе многоступенчатого сжатия рабочего тела в компрессоре (на фиг. 1 показана одна ступень компрессора), можно отводить через теплообменное устройство для использования внешними потребителями и/или для нагрева сжатого воздуха перед расширением, увеличивая, при тех же затратах работы сжатия, степень его сжатия и, соответственно, скорость получаемой в процессе присоединения объединенной реактивной массы и, тем самым, уменьшая температуру и увеличивая разность потенциалов температур при теплообмене с внешней средой.
Для использования в замкнутом термодинамическом цикле низкопотенциальной теплоты источников энергии внешней среды объединенную реактивную массу после создания момента, например сопловым аппаратом 14, и понижения температуры направляют в качестве присоединяемых масс в устройства 71 присоединения по меньшей мере еще одного соплового аппарата эжекторного типа, который располагают (на чертежах не показан) на одном диаметре с лопатками 8 по такому же принципу, как сопловой аппарат 6, расположенный с лопатками 33 на меньшем диаметре этой же ступени (фиг. 5). При истечении из каждого следующего соплового аппарата объединенной реактивной массы получают момент и дополнительно понижают температуру отработавшей газовой массы, увеличивая разность потенциалов температур перед ее нагревом в теплообменном устройстве. В зависимости от величины разности потенциалов можно использовать внешние источники тепла с различной температурой, в том числе отрицательной.
Для использования внешних источников теплоты с низкой температурой, а также для повышения удельной мощности БТСД с замкнутым циклом отработавшую в предыдущих циклах газовую массу сжимают компрессорными лопатками 34, 31 за счет утилизированной кинетической энергии объединенной реактивной массы, а затем направляют по замкнутому контуру для нагрева в теплообменном устройстве до температуры внешнего источника низкопотенциальной теплоты. Например, в случае использования вращающегося соплового аппарата, после нагрева в теплообменном устройстве, ее направляют для использования в качестве присоединяемых масс следующих циклов в устройствах 71 присоединения соплового аппарата 14 через каналы b4 и радиальные каналы a2 ступени 25, выполняющей по отношению к присоединяемым массам дополнительные функции - центробежного компрессора, увеличивающего степень их сжатия. При сжатии отработавшей газовой массы одновременно создают разрежение в области истечения объединенной реактивной массы в каналы b из устройств присоединения, увеличивая разность потенциалов давлений при образовании объединенной реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, коэффициент присоединения m, скорость объединенной реактивной массы, а также дополнительно понижая ее температуру и уменьшая массу теплообменного устройства.
Рассмотренные частные случаи способа преобразования энергии низкопотенциальных источников позволяют использовать в качестве источника теплоты, например, низкотемпературный воздух атмосфе
- 11 -
008275
ры, лед и воду естественных водоемов. На их основе можно создавать автономные атмосферные, а также воздухонезависимые, бестопливные энергетические системы различного функционального назначения и диапазона мощностей, в том числе двигатели различных транспортных средств, и, кроме того, локально изменять термодинамические параметры источников теплоты для достижения расчетных величин параметров, позволяющих использовать результаты этих изменений на практике. Например, вырабатывая мощность при строительных работах, одновременно замораживать грунт или воду, транспортируя айсберги, предотвращать их таяние и т. д.
Таким образом, предлагаемым способом можно преобразовывать энергию различных альтернативных источников (экологически чистых, неисчерпаемых и общедоступных в любое время) без привязки к местности, без затрат на разработку и транспортировку энергоносителей, с возможностью децентрализованной выработки необходимого вида энергии в местах ее потребления. Причем, как при реализации предлагаемого способа, так и при создании систем для его реализации не требуется применения каких-либо неизвестных, неосвоенных технологий и материалов. Лишь в отдельных случаях использования сверхнизких температу, могут быть необходимы достаточно сложные, но уже существующие технологии, а также материалы, используемые в современной криогенной технике.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ преобразования энергии, включающий использование процесса последовательного присоединения дополнительных масс для создания мощности на валу турбины газотурбинного струйного двигателя (СД), отличающийся тем, что потенциальную и тепловую энергию рабочего тела по меньшей мере из одного источника преобразуют по меньшей мере в одном струйном устройстве в кинетическую энергию пульсирующей активной струи, которую направляют в устройство присоединения со скоростью, температурой, частотой и длительностью импульсов, необходимыми для создания за движущейся массой импульсов разрежения, обеспечивающего возникновение неуравновешенной силы давления внешней (по отношению к устройству присоединения) газовой массы, за счет которой происходит втекание дополнительной газовой массы вслед за каждым импульсом, ее расширение, ускорение с понижением температуры и присоединение к активной струе, истекающей из устройства присоединения, а полученную в результате процесса присоединения объединенную реактивную массу используют для создания вращающего момента на валу ротора СД.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимую угловую скорость и момент на валу ротора получают, изменяя величину и термодинамические параметры объединенной реактивной массы за счет подключения через отдельные каналы к расчетному количеству струйных устройств с необходимыми для заданного режима работы параметрами и устройствами присоединения источников рабочего тела с расчетными параметрами, для образования массы импульсов активных струй и/или за счет изменения частоты импульсов активных струй, истекающих из задействованных струйных устройств и, соответственно, изменения параметров процессов присоединения и коэффициентов присоединения в газотурбинном струйном адаптивном двигателе (САД).
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что рабочее тело по радиальным каналам направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата эжекторного типа, расположенного по меньшей мере на одном диаметре по меньшей мере одной ступени ротора, а за счет полученной в результате процесса последовательного присоединения объединенной реактивной массы создают суммарную реактивную тягу задействованных в ее создании эжекторных элементов вращающегося соплового аппарата и момент на валу ротора.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что рабочее тело направляют в струйные устройства с устройствами присоединения, выполняющие функции эжекторных элементов неподвижного соплового аппарата эжекторного типа, а напором объединенной реактивной массы, полученной в процессе последовательного присоединения в задействованных в ее создании эжекторных элементах, воздействуют на лопатки ротора для создания момента на его валу.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для образования массы импульсов активных струй применяют различные струйные устройства, например детонационные камеры сгорания, в которые направляют продукты сгорания из камер периодического сгорания для образования реактивных струй, истекающих навстречу друг другу в точку фокуса сферической части, а по параллельным каналам, подают сжатую топливовоздушную смесь, после расширения которой реактивную струю направляют в эту же точку для столкновения со струями продуктов сгорания, при котором происходит локальное повышение температуры и давления, инициирующее автоколебательный процесс детонационного сгорания с образованием высокочастотных детонационных волн, распространяющихся в противоположную от сферической части камеры сторону и разгоняющих продукты сгорания в устройстве присоединения, причем этот процесс продолжается в течение расчетного времени цикла, до прекращения подачи продуктов сгорания и/или сжатой смеси, и возобновляется с заданной периодичностью.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что часть кинетической энергии объединенной
- 12 -
008275
реактивной массы, остающуюся после создания момента на валу ротора, утилизируют, воздействуя на лопатки ротора первой ступени биротативной турбины, который вращается в противоположную сторону и кинематически связан с валом ротора САД через дифференциальную планетарную передачу с передаточным числом, обеспечивающим расчетное уменьшение окружной скорости этих лопаток, по отношению к окружной скорости ротора САД, для увеличения силы воздействия струи на лопатки и момента на валу ротора первой ступени биротативной турбины, который через дифференциальную планетарную передачу суммируют с моментом, создаваемым на валу ротора САД, кроме того, на выходном валу водила этой планетарной передачи располагают, по меньшей мере, одноступенчатый ротор второй ступени биротативной турбины, вращающийся в сторону, противоположную вращению первой ступени, а момент, образованный при воздействии струи на ее лопатки, также суммируют, объединяя через дифференциальную планетарную передачу все три потока мощности в один и обеспечивая оптимальное соотношение увеличения силы воздействия струй на лопатки ступеней биротативной турбины с КПД этих ступеней в зависимости от их скорости вращения, при этом суммарную мощность передают потребителю через один или одновременно несколько выходных валов с различными расчетными моментами и скоростями вращения.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что часть кинетической энергии объединенной реактивной массы, остающуюся после создания вращающего момента на валу ротора, утилизируют, направляя струю на лопатки, по меньшей мере, одноступенчатого ротора турбины, который кинематически не связан с валом ротора САД, и преобразуют в кинетическую энергию вращения устройств, кинематически связанных с этой турбиной и обладающих инерционной массой, с помощью которой кинетическую энергию аккумулируют и, при необходимости, преобразуют в электрическую энергию и/или потенциальную энергию сжатого газа с использованием получаемой энергии во время преобразования и/или ее аккумулирования с последующим использованием, при этом с помощью датчиков контролируют допустимый расчетный предел скорости вращения инерционной массы, при превышении которого увеличивают расходование накопленной энергии.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что используя часть мощности, получаемой на валу лопаточной турбины за счет напора струй воздуха при втекании в устройства присоединения через лопатки турбины и/или часть утилизированной энергии объединенной реактивной массы, атмосферный воздух сжимают в компрессоре, причем используют ротор компрессора, масса которого выбрана из условия одновременного выполнения им функций устройства, обладающего инерционной массой, аккумулирующей кинетическую энергию, и дискретного преобразования накопленной энергии в потенциальную энергию сжимаемых в этом же компрессоре газов, при этом сжатые газы через обратный клапан нагнетают в пневмоаккумулятор до верхнего расчетного уровня давления, при превышении которого одним пнемоклапаном перекрывают доступ газов в компрессор, а через другой выпускают остатки сжатого газа, находящегося в объеме между входом в пневмоаккумулятор и выходом из компрессора, ротор которого после этого вращается вхолостую, не расходуя энергию инерционной массы на сжатие, до тех пор, пока давление в пневмоаккумуляторе не снизится до расчетного уровня, при котором возобновляют подачу газов на вход компрессора.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что преобразование энергии атмосферы в процессе последовательного присоединения осуществляют за счет энергии, получаемой в результате ее преобразования, используя в качестве рабочего тела сжатый в компрессоре атмосферный воздух, для сжатия которого используют мощность, полученную на валу турбины при воздействии на ее лопатки напором массы атмосферного воздуха, втекающей в устройства присоединения вслед за воздушной массой импульсов активных струй, и/или мощность, полученную в результате процесса утилизации энергии объединенной воздушно-реактивной массы.
10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что теплоту, получаемую при сжатии атмосферного воздуха в компрессоре, утилизируют, понижая температуру сжатого воздуха, при расширении которого в процессе образования активных струй снижают температуру воздушной массы импульсов, затем пропорционально ускорению в процессе последовательного присоединения снижают температуру присоединяемых масс атмосферного воздуха, а после создания момента на валу ротора отработавшую воздушную массу с пониженной температурой, по меньшей мере, частично возвращают (напрямую по каналу и/или через теплообменное устройство, передающее "холод" в охлаждаемую среду) в устройство присоединения этого же соплового аппарата в качестве присоединяемых масс вместо атмосферного воздуха и/или направляют в этом же качестве в устройство присоединения другого соплового аппарата, также создающего момент на этом или другом валу для дальнейшего управляемого понижения температуры отработавшей воздушной массы в образованном таким образом холодильном контуре.
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что утилизированную кинетическую энергию объединенной воздушно-реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах объединенной воздушной массы, которую затем направляют в устройства присоединения в качестве присоединяемых масс следующих циклов и/или в выхлопной канал и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной воздушно-реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым в обоих случаях разность потенциалов давлений при образовании объединенной воздуш
- 13 -
008275
но-реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, повышают коэффициент присоединения, скорость объединенной воздушно-реактивной массы, дополнительно понижая ее температуру, а повышая давление отработавшей воздушной массы в выхлопном канале, обеспечивают ее стравливание через обратный клапан во внешнюю среду с повышенным давлением и/или истечение через реактивные сопла для создания реактивных струй и тяги.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что используют замкнутый термодинамический цикл с внешним подводом теплоты без замены отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, при этом, по меньшей мере, ее большую часть направляют по замкнутому контуру в теплообменное устройство для нагрева до температуры используемого источника тепла внешней среды и затем возвращают в устройства присоединения по меньшей мере одного соплового аппарата в качестве присоединяемых масс следующих циклов, а параллельно ее меньшую часть, не нагретую в теплообменном устройстве, и/или часть нагретой массы также по замкнутому контуру возвращают в компрессор для сжатия и использования в следующих циклах в качестве рабочего тела, причем теплоту, получаемую в процессе сжатия, по меньшей мере, частично утилизируют, используя, например, для обеспечения внешних потребителей.
13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что для использования в замкнутом термодинамическом цикле низкопотенциальной теплоты источников тепловой энергии внешней среды объединенную реактивную массу после создания момента и понижения температуры направляют в качестве присоединяемых масс в устройства присоединения, по меньшей мере, еще одного следующего соплового аппарата эжекторного типа, в котором, наряду с получением момента, дополнительно понижают температуру отработавшей газовой массы, увеличивая разность потенциалов температур перед ее нагревом в теплообменном устройстве.
14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что утилизированную кинетическую энергию объединенной реактивной массы используют для сжатия отработавшей в предыдущих циклах газовой массы, которую после сжатия направляют для нагрева в теплообменном устройстве и/или использования в качестве присоединяемых масс следующих циклов в устройствах присоединения, и одновременно создают разрежение в области истечения объединенной реактивной массы из устройств присоединения, увеличивая тем самым разность потенциалов давлений при образовании объединенной реактивной массы в процессах последовательного присоединения следующих циклов и, соответственно, коэффициент присоединения, скорость объединенной реактивной массы, а также дополнительно понижая ее температуру.
15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что низкопотенциальную теплоту источника тепловой энергии внешней среды преобразуют в механическую работу и "холод", при этом в зависимости от исходных термодинамических параметров и количества отбираемой теплоты, понижая температуру источника, локально изменяют его термодинамические параметры и агрегатное состояние.
16. Газотурбинный струйный двигатель (СД), содержащий по меньшей мере одну турбину с эжек-торным сопловым аппаратом, выполненным по меньшей мере с одним эжекторным элементом, состоящим из струйного устройства для образования пульсирующей активной струи рабочего тела и эжектор-ного насадка, выполняющего функцию устройства присоединения внешних (по отношению к этому устройству) газовых масс к газовой массе импульсов активной струи для ускорения этих масс и создания за счет их кинетической энергии вращающего момента на валу турбины, отличающийся тем, что эжектор-ный сопловой аппарат расположен таким образом, что вращающий момент на валу турбины создается за счет кинетической энергии струи объединенной реактивной массы, истекающей из устройства присоединения после последовательного присоединения дополнительных внешних газовых масс к массе импульсов активной струи, при этом эжекторный сопловой аппарат имеет расчетные геометрические параметры и пропорции струйного устройства и устройства присоединения, которые совместно с термодинамическими параметрами пульсирующей активной струи в процессе последовательного присоединения выбраны из условий, необходимых для создания разрежения в устройстве присоединения и формирования неуравновешенной силы давления внешних газовых масс, обеспечивающей возможность их втекания вслед за каждым импульсом газовой массы активной струи для последовательного присоединения к ним и ускорения, обеспечивающего прирост кинетической энергии струи объединенной реактивной массы по сравнению с кинетической энергией активной струи, истекающей из струйного устройства эжек-торного соплового аппарата СД.
17. Газотурбинный струйный двигатель по п.16, отличающийся тем, что источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде камеры периодического сгорания.
18. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16 и 17 отличающийся тем, что источник рабочего тела, образующего в струйном устройстве пульсирующую активную струю, выполнен в виде пневмоак-кумулятора.
19. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-18 отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат выполнен вращающимся в виде сегнерова колеса - реактивной турбины, создающей вращающий момент на валу за счет реактивной тяги эжекторных элементов соплового аппарата.
- 14 -
008275
20. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-19 отличающийся тем, что эжекторный сопловой аппарат закреплен неподвижно, а струя объединенной реактивной массы при истечении из эжекторного элемента воздействует на лопатки турбины, создавая вращающий момент на ее валу.
21. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-20 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде детонационной камеры сгорания.
22. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-21 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде электрореактивного устройства.
23. Газотурбинный струйный двигатель по пп.16-22 отличающийся тем, что струйное устройство для создания пульсирующей активной струи выполнено в виде реактивного сопла.
Фиг. 3
- 15 -
008275
вз 02
Фиг. 6
- 16 -
008275
Фиг. 8
- 17 -
008275 63
Фиг. 11 Фиг. 12 Фиг. 13 65
Фиг. 15 68 66 67
Фиг. 16
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 18 -