ТУРБОВАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ФИНКА
FINCA TURBOSHAFT ENGINE

Изобретение относится к турбовальным двигателям, которые могут использоваться в разных видах гусеничного транспорта, в частности в бронетанковой технике, а также в машинах на воздушной подушке, в авиационной технике и т.д.
Из уровня техники известны двигатели, содержащие компрессор, камеру сгорания, турбину компрессора, свободную турбину и канал для выходящих газов (патенты РФ 2172418, 20.08.2001; GB 1244395, 02.09.1971).
Недостатком этих двигателей является достаточно большая нагрузка на свободную турбину, приводящая к ухудшению маневренных и динамических характеристик.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является турбовальный двигатель, содержащий компрессор, камеру сгорания, турбину компрессора, свободную турбину и каналы для выходящих газов (http://avia-simply.ru/turbovalnij-dvigatel/, 28.02.2012). Недостатком данного двигателя также является большая нагрузка на свободную турбину, что приводит к плохим маневренным и динамическим качествам.
Предлагаемое изобретение позволяет получить такой технический результат, как независимая передача крутящего момента на разные узлы транспортного средства (например, на бортовые коробки передач гусеничного тракта), увеличив при этом маневренные и динамические качества, снизив нагрузку на свободную турбину.
Турбовальный двигатель содержит корпус, в котором последовательно расположены компрессор, по меньшей мере, одна камера сгорания, газовая турбина компрессора и разветвленные каналы для газовых потоков. При этом в каждом канале для газового потока размещены свободная турбина и регулируемый сопловой аппарат. Ось вращения свободной турбины расположена под углом к оси вращения турбины компрессора.
Угол между осями вращения свободной и газовой турбиной компрессора может, например, составлять 90°.
Разветвленные каналы для газовых потоков могут быть разных размеров, как и сами свободные турбины. Так, например, каналы могут иметь различные длины или диаметры, а также могут быть выполнены с переменными поперечными сечениями.
Оси вращения свободной турбины и газовой турбины компрессора могут быть расположены в разных плоскостях, например под углом 90°.
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежом.
На чертеже (Фиг. 1) изображен турбовальный двигатель, согласно предлагаемому изобретению, у которого каналы для газовых потоков имеют одинаковую форму и размеры. Конструктивные варианты с каналами разной длины и разных диаметров на отдельных чертежах не показаны, т.к. их выбор будет в каждом конкретном случае очевиден специалисту, в частности в описанных ниже примерах использования двигателя в разных видах транспорта.
Поток воздуха 7 из атмосферы поступает в компрессор 1. Сжатый атмосферный воздух 8 из компрессора 1 поступает в камеру сгорания 2, туда же подается топливо (не указано), которое, сгорая, образует большое количество продуктов сгорания под высоким давлением. Затем в газовой турбине 3 компрессора энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счет вращения струей газа лопаток турбины, часть которой расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть работы передается на приводимые агрегаты следующим образом. Газовый поток после прохождения газовой турбины 3 попадает в разветвленные каналы 4 для выходящих газов. При этом в каждом канале 4 размещена свободная турбина 5 с приводным валом 9 и регулируемый сопловой аппарат 6. Ось вращения 10 свободной турбины расположена под углом к оси вращения газовой турбины компрессора. Так, например, угол может составлять 90°. При помощи регулируемого соплового аппарата 6 возможно изменение скорости и направления вращения свободной турбины.
Использование двигателя в гусеничном транспорте.
Применение данного двигателя в гусеничном транспорте позволит отказаться от системы фрикционов. Независимые свободные турбины с регулируемыми сопловыми аппаратами, соединенными, например, с гидромеханическими коробками передач, позволят осуществить при прохождении поворотов плавное изменение угловых скоростей приводов гусеничных механизмов, в т.ч. их вращение в разные стороны. А также осуществить многоступенчатое торможение: замедление вращения свободных турбин с помощью регулируемых сопловых аппаратов, торможение гидромеханической коробкой передач, торможение дисковой или иной тормозной системой, что повысит ресурс трансмиссии и тормозной системы.
Применение данного двигателя упрощает систему управления транспортным средством, а также позволяет сделать его управление дистанционным.
Снижение массы свободных турбин и элементов трансмиссии позволяет улучшить динамические качества транспортных средств.