ТУРБОРОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

1. Турбороторный двигатель с системами управления контроля защиты, запуска, и.т.п., содержащий вентилируемый либо герметичный корпус, внутри которого на валу установлен ротор, в котором выполнены радиальные, аксиальные, радиально-аксиальные или аксиально-радиальные каналы, либо ротор представляет собой ряд установленных вокруг вала труб, содержащих каналы, каналы выполнены с круглым, трапециевидным или иным сечением и содержат впускные и выпускные отверстия, а ротор со стороны впускных отверстий примыкает с зазором либо с возможностью скольжения к распределителю, содержащему окна и выполненному с возможностью периодического перекрытия отверстий каналов ротора, отличающийся тем, что распределитель, например торцовый, выполнен с возможностью периодического перекрытия впускных отверстий каналов, при вращении ротора, и периодического их совмещения, с системой подачи воздуха содержащей, например, трубопроводы низкого и высокого давления воздуха, с топливными форсунками, со свечами зажигания и, например, с системами подачи топливно-воздушной смеси, со стороны выпускных отверстий к ротору примыкает осевая, радиально-осевая, либо радиальная турбина, либо стенки каналов ротора сами образуют такую турбину, при этом каждое выпускное отверстие каналов ротора выходит в свой межлопастный канал турбины, выполненный, например, в виде сопла Лаваля и направленный в сторону противоположную вращению турбины, с другой стороны, лопасти турбины примыкают с зазором к торцовому, или к цилиндрическому, либо к конусообразному газораспределительному аппарату, который содержит окна, с возможностью периодического совмещения этих окон с межлопастными каналами турбины при вращении ротора, при этом поверхность газораспределительного аппарата, примыкающая с зазором к турбине и расположенная между окнами, выполнена с возможностью периодического перекрытия полностью либо частично, как минимум, одного межлопастного капала турбины, окна в газораспределительном аппарате выполнены таким образом, что по крайней мере одно окно содержит патрубок подвода продуктов сгорания, при этом окно и патрубок выполнены в виде сопла, например Лаваля, направленного к лопаткам турбины, и выходят в каналы ротора в такте сжатия, находящегося в каналах воздуха, либо топливно-воздушной смеси, а следующее за этим окном, либо предыдущее, по ходу вращения ротора, по крайней мере, одно окно в газораспределительном аппарате, совмещено с каналами ротора в такте расширения в них рабочего тела, и содержит патрубок отвода рабочего тела, при этом окно и патрубок выполнены, например, в виде сопла, направленного от лопастей турбины, и соединено направляющим аппаратом с предыдущим, либо со следующим по ходу вращения ротора патрубком подвода продуктов сгорания, ротор, распределитель и газораспределительный аппарат выполнены таким образом, что позволяют осуществлять в каналах ротора как минимум такты продувки и наполнения каналов воздухом и/или топливно-воздушной смесью, сжатия воздуха пли топливно-воздушной смеси, расширения продуктов сгорания-рабочего хода и расширения-выпуска продуктов сгорания, при этом система подачи воздуха, или воздуха и топливно-воздушной смеси, выполнена в распределителе с возможностью совмещения с впускным отверстием в канале ротора, например в конце такта расширения-выпуска в нем продуктов сгорания, а топливные форсунки и свечи зажигания совмещены посредством распределителя с впускными отверстиями каналов ротора, например в момент завершения в нем такта сжатия воздуха или топливно-воздушной смеси, при этом направляющий аппарат содержит выпускное отверстие, соединенное с выхлопным патрубком, в свою очередь, например, соединенным с дополнительной расширительной машиной или с соплом реактивного двигателя.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что, например, первое по ходу вращения ротора окно с патрубком подвода к турбине продуктов сгорания совмещено с каналом ротора в котором происходит такт сжатия, следующее по ходу вращения ротора окно в газораспределительном аппарате, например второе, соединено с патрубком отвода продуктов сгорания в такте расширения продуктов сгорания - рабочего хода, при этом первое и второе окна соединены между собой герметичным направляющим аппаратом, а следующее по ходу вращения ротора например третье, окно, соединено с патрубком отвода продуктов сгорания в такте расширения-выпуска, и соединено с выпускным патрубком, например, соединенным, в свою очередь, с дополнительной расширительной машиной, или с соплом реактивного двигателя.
3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что система подачи воздуха выполнена таким образом, что содержит систему низкого давления воздуха, соединенную, например, через воздушный фильтр и, например, вентилируемый корпус с атмосферой и систему подачи сжатого воздуха, при этом впускные отверстия каналов ротора соединены посредством распределителя с системой низкого давления в момент совмещения, по крайней мере, одного канала ротора с выхлопным патрубком, в определенный момент выпуска из канала продуктов сгорания, а система подачи сжатого воздуха совмещена посредством распределителя с впускным отверстием канала, предыдущего по ходу вращения ротора, в котором происходит такт сжатия, в момент перекрытия этого канала со стороны газораспределительного аппарата, а система подачи сжатого воздуха при этом, например, содержит теплообменники промежуточного охлаждения сжимаемого воздуха.
4. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что по ходу вращения ротора вслед за, например третьим окном в газораспределительном аппарате, соединенном с патрубком отвода рабочего тела, выходящем, например, в выпускной патрубок, расположено окно, соединенное с патрубком подачи охладителя, в виде сжатого воздуха или пара, при этом окно и патрубок выполнены в виде сопла, например Лаваля, направленного к лопастям турбины, а следующее за ним окно в газораспределительном аппарате, по ходу вращения ротора, соединено с патрубком отвода охладителя и выполнено, например, в виде сопла, направленного от лопастей турбины, и соединено, например, с дополнительной расширительной машиной, при этом вокруг наиболее теплонапряженных элементов двигателя выполнен кожух системы охлаждения, а система подачи воздуха и, например, топливо-воздушной смеси выполнена в распределителе с возможностью совмещения с впускными отверстиями в каналах ротора в конце такта расширения охладителя в этих каналах ротора.
5. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждый межлопастный канал турбины содержит как минимум одну дополнительную лопасть, образующую в межлопастном канале турбины, как минимум один дополнительный межлопастный канал, выполненный, например, в виде сопла Лаваля и направленный в сторону противоположную вращению турбины.
6. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по крайней мере, в одно окно газораспределительного аппарата, соединенное с патрубком отвода рабочего тела, например, продуктов сгорания либо охладителя, вмонтирована как минимум одна пластина или лопасть, образующая в окне и патрубке каналы, выполненные, например, в виде сопел, направленных от лопаток турбины.
7. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нем выполнена, по крайней мере, одна дополнительная ступень расширения рабочего тела, например, таким образом, что патрубок отвода рабочего тела соединенный с окном в газораспределительном аппарате, совмещенный с каналами ротора в такте расширения-выпуска в них рабочего тела, соединен направляющим аппаратом по крайней мере с одним окном, расположенным далее в газораспределительном аппарате по ходу вращения ротора и содержащим патрубок подвода рабочего тела, при этом предыдущее по ходу вращения ротора и следующее за окном содержащим патрубок подвода рабочего тела окна содержат патрубки отвода рабочего тела из каналов ротора, соединенные, в свою очередь, с выхлопными патрубками.
8. Двигатель по п.7, отличающийся тем, что, например, вторая дополнительная ступень расширения рабочего тела выполнена таким образом, что по ходу вращения ротора, после патрубка отвода рабочего тела, в такте расширения-выпуска в дополнительной ступени расширения, соединенного направляющим аппаратом с патрубком подвода рабочего тела в первой дополнительной ступени расширения, выполнено, по крайней мере, одно окно с патрубком отвода рабочего тела, соединенное направляющим аппаратом, по крайней мере, с одним окном, расположенным далее в газораспределительном аппарате по ходу вращения ротора, содержащим патрубок подвода рабочего тела, при этом предыдущее окно по ходу вращения ротора и окно, следующее за окном с патрубком подвода рабочего тела, содержат патрубки отвода рабочего тела из каналов ротора, соединенные, в свою очередь, с выхлопными патрубками.
9. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нем выполнена, по крайней мере, одна дополнительная ступень расширения охладителя, например пара, таким образом, что патрубок отвода охладителя, соединенный с окном в газораспределительном аппарате, совмещенным с каналами ротора в такте расширения в них охладителя, в первой ступени расширения, соединен направляющим аппаратом с другим, по крайней мере, одним окном, содержащим патрубок подвода охладителя, расположенным в газораспределительном аппарате далее по ходу вращения ротора, при этом предыдущее окно по ходу вращения ротора и окно, следующее за окном с патрубком подвода охладителя, содержат патрубки отвода охладителя из каналов ротора, соединенные, в свою очередь, с системой охлаждения, либо с выхлопными патрубками.
10. Двигатель по п.9, отличающийся тем, что, например, вторая дополнительная ступень расширения охладителя выполнена таким образом, что по ходу вращения ротора, после патрубка отвода охладителя, соединенного направляющим аппаратом с патрубком подвода охладителя в первой дополнительной ступени расширения, выполнено, по крайней мере, одно окно с патрубком отвода охладителя, соединенное направляющим аппаратом, по крайней мере, с одним окном, расположенным далее в газораспределительном аппарате, по ходу вращения ротора, и содержащим патрубок подвода охладителя, при этом предыдущее окно по ходу вращения ротора и окно, следующее за окном с патрубком подвода охладителя, содержат патрубки отвода охладителя из каналов ротора, соединенные, в свою очередь, с системой охлаждения, либо с выхлопным патрубком.
11. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит систему волнового сжатия воздуха, выполненную таким образом, что по крайней мере один канал ротора, выходящий в выпускной патрубок, который соединен с выхлопным патрубком, в дополнительной системе расширения рабочего тела, например продуктов сгорания, либо охладителя, в определенный момент такта расширения, например в конце такта, соединен посредством распределителя с системой подачи воздуха низкого давления, например, из вентилируемого корпуса, а, по крайней мере, один канал ротора, выходящий в следующий по ходу вращения ротора канал, соединенный с патрубком подвода рабочего тела в дополнительной системе расширения соединен посредством распределителя, по крайней мере, на какую-то часть такта с системой подачи сжатого воздуха, например, в каналы ротора.
12. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по крайней мере, с одной стороны ротора или турбины, примыкающей к ротору, выполнены лопасти, например, компрессора, при этом вентилируемый корпус содержит отверстия для подачи воздуха со стороны распределителя, а нагнетательный патрубок компрессора выполнен в корпусе, например со стороны периферии турбины ротора, при этом внутренняя полость корпуса со стороны выпускного патрубка компрессора содержит, например, улиткообразный выпускной аппарат, соединенный воздуховодом, например, с системой сжатого воздуха.
13. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит как минимум один дополнительный кожух, составляющий как минимум один дополнительный контур воздушно-реактивного двигателя, например, при этом после воздухозаборника, непосредственно на валу ротора либо через редуктор выполнен вентилятор и, например, воздушный компрессор, установленный, например, также на валу ротора через редуктор, либо компрессор выполнен в пространстве между ротором и кожухом, при этом лопатки компрессора закреплены на роторе и/или, например, на примыкающей к ротору турбине, а направляющие аппараты на кожухе, а весь поток сжатого воздуха вырабатываемого вентилятором и, например, компрессором или какая-то его часть направляется по крайней мере в одно реактивное сопло.
14. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что, например, в пространстве между вентилятором и ротором выполнен воздушный компрессор, выполненный на одном валу с дополнительной расширительной машиной, например с газовой, паровой или одновременно газовой и паровой турбиной.
15. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит форсажную камеру, соединенную с одной стороны с выхлопными патрубками и с вентилируемым корпусом и, например, со вторым контуром двигателя, а с другой стороны, форсажная камера соединена, например, с регулируемым соплом реактивного двигателя.
16. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что привод воздушного компрессора выполнен от паровой турбины, подключенной, например, к выполненному в тракте выпуска продуктов сгорания парогенератору, при этом пароконденсатор выполнен, например, в воздушном тракте двигателя, например, при этом тракт выпуска продуктов сгорания и пароконденсатор выполнены с возможностью охлаждения всех или части продуктов сгорания ниже точки росы с возможностью сбора конденсата и его использованием, например, для пополнения парового контура двигателя.
17. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по крайне мере, один патрубок отвода рабочего тела или охладителя, а также по крайней мере один выхлопной патрубок содержат эжекторы, при этом в качестве эжектируемого рабочего тела используется, например, атмосферный воздух, продукты сгорания или охладитель, эжектор выполнен, например, таким образом, что представляет собой направляющий аппарат предыдущей, по ходу вращения ротора, ступени расширения с более высоким давлением расширения, вмонтированный в направляющий аппарат, следующей, по ходу вращения ротора, ступени расширения с меньшим давлением расширения рабочего тела, а на выходе такой эжектор соединен, например, с двумя патрубками подвода рабочего тела или охладителя в каналы ротора.
18. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что сопла, выполненные в окнах газораспределительного аппарата соединенных с патрубками подвода рабочего тела или охлади геля, а также например сопла, образованные а межлопастных каналах примыкающей к ротору турбины и, например, сопла эжекторов выполнены с возможностью регулирования их сечения.
19. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполнен с возможностью совершения двойного, тройного и более циклов за один оборот ротора.
20. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в корпусе двигателя, на одном валу либо соосно выполнены, например, два ротора и более, например, при этом роторы выполнены с возможностью разнонаправленного вращения, а окна в газораспределительном аппарате каждого ротора, соединенные между собой направляющим аппаратом, соединены между собой таким образом, что патрубок отвода рабочего тела, например продуктов сгорания или охладителя, и соответствующее окно в газораспределительном аппарате одного ротора соединено с патрубком подвода рабочего тела и соответствующим окном в газораспределительном аппарате другого ротора.
21. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что каналы ротора содержат отверстия только со стороны межлопастных каналов турбины, отверстия поочередно, при вращении ротора, являются впускными или выпускными, при этом окна в газораспределительном аппарате выполнены таким образом, что, по крайней мере, одно окно содержит патрубок подвода рабочего тела, подсоединенный к источнику сжатого рабочего тела, например газа, пара или продуктов сгорания, а следующее по ходу вращения ротора, по крайней мере, одно окно в газораспределительном аппарате совмещено с каналами ротора в такте выпуска и содержит патрубок отвода рабочего тела, соединенный с выхлопным патрубком и, например, со второй, дополнительной ступенью расширения рабочего тела, с соплом реактивного двигателя или с дополнительной расширительной машиной.
22. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит, например, автоматическое устройство контроля и регулирования величины зазора между распределителем и ротором, либо устройство регулирования давления прижима, в случае, когда распределитель выполнен с возможностью его скольжения по ротору.
23. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что каналы ротора, выполненные, например, в виде труб, выполнены с возможностью компенсации их теплового расширения, различными известными способами, например в узле их соединения с турбиной.