ТУРБИНА

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использовано для летательных аппаратов, в том числе беспилотных, вспомогательных силовых установок, нагнетателей воздуха (газовой среды).
Известен газотурбинный двигатель (ГТД), содержащий соосно установленные с возможностью вращения диски компрессора, турбинный вал, установленные в канале турбины с внутренней профилированной обечайкой по ходу от входного направляющего аппарата до реактивного сопла диски и турбинный вал снабжены лопатками, установленными с углом атаки (см. Политехнический словарь. - М. 1976, стр.101).
Недостатком такого технического решения является ограниченная эффективность работы, обусловленная ограничениями конструкции ГТД как теплового двигателя по к.п.д., скорости вращения и вращающему моменту.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности работы.
Поставленная задача достигается тем, что реактивный двигатель, содержащий диски компрессора и вал, соосно, установленные с возможностью вращения в канале с внутренней профилированной обечайкой по ходу от входного направляющего аппарата до реактивного сопла, диски и вал снабжены лопатками, установленными с углом атаки, отличающаяся тем, что диски компрессора и вал снабжены пустотелыми взаимосопрягающимися цилиндрами, снабженными электромагнитами как статоры и роторы электродвигателя, причем статоры расположены в роторах, концентрически и эквидистантно, электромагниты размещены на образующих статоров и роторов, которые установлены с возможностью противоположного друг другу вращения, при этом один из дисков компрессора скреплен с валом, другой - с обечайкой канала, которая также установлена с возможностью вращения и дополнительно снабжена лопатками на профилированной поверхности обечайки, причем лопатки обечайки размещены между лопатками вала поочередно с углом атаки, противоположным углу атаки лопаток вала.
Установка роторов и статоров с возможностью вращения в направлении противоположном направлению вращения ротора, за счет эффекта сложения угловых скоростей встречного вращения ротора и статора позволяет электрическим обмоткам ротора пересекать магнитное поле статора с большей частотой, что повышает крутящий момент и, соответственно, тягу, реактивного двигателя.
Выполнение статора и ротора в виде тонкостенных пустотелых взаимосопрягающихся цилиндров, причем цилиндр ротора, расположен в цилиндре статора концентрически и эквидистантно последнему, размещение электромагнитов на образующих статоров и роторов, которые установлены с возможностью противоположного друг другу вращения, создает взаимопритягивающие электромагнитные поля, которые создают силовые векторы, усиливающие скорость противоположное вращение ротора и статора. Кинетическая энергия массы ротора и статора при этом поддерживает устойчивое равномерное вращение и повышает крутящий момент реактивного двигателя.
Кроме того, возрастает плечо вращающего момента каждого последующего статора и ротора от центра вращения и, соответственно, суммарного крутящего момента турбины, облегчается запуск и поддержание равномерного вращения меньшим потреблением электроэнергии.
Выполнение обечайки канала с возможностью вращения и дополнительное снабжение лопатками на профилированной поверхности обечайки, причем лопатки обечайки размещены между лопатками вала поочередно с противоположным лопаткам вала углом атаки, позволяет разгонять поток за счет эффекта нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с противоположным вращением. Это создает условия для значительного повышения энергетики реактивной струи.
Указанные преимущества заявляемого реактивного двигателя усиливают друг друга, что позволяет квалифицировать предложенное техническое решение, как решение, дающее сверхсуммарный эффект.
Полезная модель поясняется чертежом: где показана схема реактивного двигателя, продольный разрез.
Реактивный двигатель содержит соосно установленные с возможностью вращения диски 1, 2 компрессора, вал 3, установленные в канале 4 с внутренней профилированной обечайкой 5 по ходу от входного направляющего аппарата 6 до реактивного сопла 7 Диски 1, 2, и вал 3 снабжены лопатками 8, 9, 10 установленными с углом атаки. Диски 1, 2 компрессора и вал 3 снабжены пустотелыми взаимосопрягающимися цилиндрами снабженными электромагнитами как статоры 11 и роторы 12 электродвигателя, причем статоры 11 расположены в роторах 12 концентрически и эквидистантно, электромагниты размещены на образующих статоров 11 и роторов 12, которые установлены с возможностью противоположного друг другу вращения, при этом один из дисков 1, 2 компрессора скреплен с валом 3 другой - с обечайкой 5 канала, которая установлена также с возможностью вращения и дополнительно снабжена лопатками 13 на профилированной поверхности обечайки 5, причем лопатки 13 обечайки 5 размещены между лопатками 10 вала 3 поочередно с противоположным лопаткам 10 вала 3 углом атаки.
Реактивный двигатель работает следующим образом. Напряжение бортового генератора или другого источника тока подается на обмотки электромагнитов статоров 11 и роторов 12. Последние формируют электромагнитные поля с разноименными полюсами на каждом электромагните. Возникающие электромагнитные силы притягивают электромагниты статоров 11 и роторов 12 с разноименными полюсами. Диски 1, 2 компрессора и вал 3 начинают раскручиваться, статоры 11 и ротор 12 при этом вращаются в разные стороны, создавая эффект нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с противоположным вращением. Диски 1, 2 компрессора лопатками нагнетают воздух во внутренний канал реактивного двигателя, где вал и обечайка, вращающиеся в разные стороны, своими лопатками на основе эффекта нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с противоположным вращением, еще более ускоряют поток, что совместно с геометрией профилированного канала повышает компрессию воздуха и выталкивают его через реактивное сопло, создавая реактивную тягу.
Предварительные расчеты показывают высокую эффективность предложенного реактивного двигателя по сравнению с известными. Частота вращения предлагаемого реактивного двигателя по меньшей мере может быть в несколько раз выше, чем у ГТД и будет сдерживаться исключительно прочностью и динамической надежностью узлов - валов, лопаток, опор вращения и др. Следовательно, и напор, тяга и др. параметры реактивного двигателя с электрическим приводом при прочих равных условиях будет выше, чем у современных ГТД.
Другим преимуществом является экологическая чистота реактивного двигателя с электрическим приводом с учетом его работы на перспективных источниках тока или работы с генератором, построенным по концепции противоположно вращающихся статора и ротора.
Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства реактивных двигателей и электромашин.