ЭНЕРГОУСТАНОВКА С УПРАВЛЯЕМЫМ ВЕКТОРОМ ТЯГИ
POWER PLANT WITH REGULATED THRUST VECTOR

Изобретение относится к энергетике, в частности к универсальным энергоустановкам с управляемым вектором тяги, которые могут найти применение для перемещения различных, практически любых, объектов, которые необходимо переместить из одного места в другое, например данная энергетическая установка может найти применение в транспортной технике как наземной, так и воздушной или надводной.
Известна энергоустановка транспортного средства на воздушной подушке, содержащая несущую конструкцию с платформой, гибкое боковое ограждение, источник создания повышенного давления в зоне ограждения и колесный ход (см. патент GB №1465382, кл. B60V 1/00, 23.02.1977).
В этом транспортном средстве источник создания повышенного давления удален от опорной поверхности, поэтому формирование воздушной подушки происходит за счет статического повышения давления в зоне ограждения между основанием транспортного средства и опорной поверхностью без использования эффекта скоростного напора, что снижает подъемную силу формируемой воздушной подушки и требует повышенного расхода воздуха, резко ограничивая возможности по использованию данной энергоустановки для перемещения, в данном случае, транспортного средства.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является энергоустановка, содержащая лопастные ортогональные движители со струйным управлением обтекания лопастей набегающей на них средой, для чего в последних выполнены две полости для подачи управляющей среды в выполненные в лопастях вдоль последних струеобразующие выходные щелевые отверстия, лопасти движителей выполнены аэродинамического профиля, две полости с выходными щелевыми отверстиями образованы внутри лопастей посредством разделяющей внутреннее пространство лопастей перегородки, выходные щелевые отверстия выведены на соответствующую поверхность лопасти в зону за точкой максимальной толщины ее профиля, лопасти установлены на выполненном полым, установленном с возможностью вращения валу посредством полых траверс обтекаемого профиля, перпендикулярных валу, причем полости лопастей траверс и вала сообщены между собой, а внутри полого вала коаксиально ему с образованием кольцевого зазора установлен неподвижный полый газораспределительный трубопровод с выполненными в его стенке отверстиями, посредством которых полость газораспределительного трубопровода сообщена с полостями траверс, причем распределительный трубопровод подключен к источнику непрерывной или импульсной подачи газообразной среды под давлением (см. патент RU №2327059, кл. F03G 7/08, 20.06.2008).
Данная установка позволяет создавать устройства, которые могут перемещаться на колесах по земле и по воздуху за счет взаимодействия лопастей вращающихся роторов с окружающей средой. Однако эффективность данной энергоустановки сравнительно невелика, поскольку требует больших затрат энергии.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности взаимодействия вращающихся лопастей роторов энергоустановки с окружающей средой.
Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение экономичности энергоустановки.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что энергоустановка с управляемым вектором тяги содержит по меньшей мере один лопастной ортогональный движитель со струйным управлением обтекания лопастей набегающей на них средой, для чего в последних выполнена по крайней мере одна полость для подачи управляющей среды в выполненные в лопастях вдоль последних струеобразующие выходные щелевые отверстия, лопасти каждого движителя выполнены аэродинамического профиля, каждое выходное щелевое отверстие выведено на соответствующую поверхность лопасти в зону за точкой максимальной толщины ее профиля, лопасти установлены на выполненном полым, установленном с возможностью вращения валу посредством полых траверс обтекаемого профиля, перпендикулярных валу, причем полости лопастей, траверс и вала сообщены между собой, а внутри полого вала коаксиально ему с образованием кольцевого зазора установлен неподвижный полый распределительный трубопровод с выполненными в его стенке отверстиями, посредством которых полость распределительного трубопровода сообщена с полостями траверс, причем распределительный трубопровод подключен к источнику непрерывной или импульсной подачи газообразной среды под давлением, при этом в каждой полости каждой лопасти установлены свечи зажигания топливовоздушной смеси, подключенные к индукционным катушкам системы зажигания, а распределительный трубопровод подключен к системе подачи топливовоздушной смеси.
Лопасти могут быть выполнены прямыми.
Лопасти могут быть выполнены по винтовой линии.
Лопасти могут быть установлены многоярусно.
В ходе проведенного исследования была выявлена возможность повышения экономичности энергоустановки за счет сочетания описанного выше выполнения ортогональных движителей и установки в каждой полости каждой лопасти свечи зажигания топливовоздушной смеси, причем свечи зажигания подключены к индукционным катушкам системы зажигания, а газораспределительный трубопровод подключен к системе подачи топливовоздушной смеси.
На фиг. 1 представлен продольный разрез одного лопастного ортогонального движителя со струйным управлением обтекания лопастей набегающей на них средой.
На фиг. 2 представлен разрез А-А на фиг. 1 с сопловыми отверстиями для создания струи вдоль внешней относительно вала поверхности каждой лопасти.
На фиг. 3 представлен разрез А-А на фиг. 1 с сопловыми отверстиями для создания струи вдоль внутренней относительно вала поверхности каждой лопасти.
На фиг. 4 представлен поперечный разрез лопасти.
На фиг. 5 представлена фотография - общий вид криволинейных лопастей ортогонального движителя.
На фиг. 6 представлена схема расположения лопастей в два ряда с прямыми осями лопастей.
Энергоустановка с управляемым вектором тяги содержит по меньшей мере один лопастной ортогональный движитель 1 со струйным управлением обтекания лопастей 2 набегающей на них средой, для чего в последних выполнена по крайней мере одна полость 3 для подачи управляющей среды в выполненные в лопастях 2 вдоль последних струеобразующие выходные щелевые отверстия 4.
Лопасти 2 каждого движителя 1 выполнены аэродинамического профиля. Каждое выходное щелевое отверстие 4 выведено на соответствующую поверхность лопасти 2 в зону за точкой максимальной толщины ее профиля. Лопасти 2 установлены на выполненном полым, установленном с возможностью вращения валу 5 посредством полых траверс 6 обтекаемого профиля, перпендикулярных валу 5, причем полости 3, 7 и 8 соответственно лопастей 2, траверс 6 и вала 5 сообщены между собой. Внутри полого вала 5 коаксиально ему с образованием кольцевого зазора установлен неподвижный полый распределительный трубопровод 9 с выполненными в его стенке отверстиями, посредством которых полость распределительного трубопровода 9 сообщена с полостями 7 траверс 6.
Распределительный трубопровод 9 подключен к источнику непрерывной или импульсной подачи газообразной среды под давлением (не показан на чертежах), при этом в каждой полости 3 каждой лопасти 2 установлены свечи зажигания 10 топливовоздушной смеси, подключенные к индукционным катушкам 11 системы зажигания, а распределительный трубопровод 9 подключен к системе подачи топливовоздушной смеси.
Лопасти 2 могут быть выполнены прямыми, по винтовой линии и при этом могут быть установлены многоярусно.
Для привода в движение транспортного средства с описанной энергетической установкой в полости 3 лопастей 2 лопастного ортогонального движителя 1 подают через распределительный трубопровод 9 и далее через вал 5 и траверсы 6 топливовоздушную смесь, которую в полости 3 или полостях 3 лопастей 2 поджигают с помощью свечей зажигания 10. В результате сжигания топливовоздушной смеси образуются продукты сгорания, которые, истекая через струеобразующие выходные щелевые отверстия 4, образуют реактивную струю, вращающую лопасти 2 лопастного ортогонального движителя 1.
Величина подъемной силы и скорость движения регулируется частотой вращения вала 5 и расходом подаваемой в лопасти 2 топливовоздушной среды.
Настоящее изобретение может быть использовано в автомобильной, строительной, нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности, где необходимо транспортировать, поднимать или перемещать различные грузы.