ДОЗВУКОВЫЕ И СТАЦИОНАРНЫЕ ПРЯМОТОЧНЫЕ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

1. Аппарат, не имеющий дросселя, для создания локально дозвукового потока воздуха или газа с температурой торможения в 1,5-10 раз выше абсолютной температуры входящего воздуха или газа, в состав которого входят:
компрессор, состоящий из:
ротора без дросселя, способного ускорять воздух или газ до потока с локально сверхзвуковой скоростью; и
камеры, способной получать и затормаживать без дросселя локально сверхзвуковой поток до локально дозвуковой скорости, и выпускать исходящий поток через выходное отверстие без дросселя.
2. Аппарат по п.1, ротор которого позволяет поддерживать устойчивое вращение при окружной скорости, равной от приблизительно 2000 футов в секунду до приблизительно 5400 футов в секунду, который также способен ускорять поток воздуха или газа до примерно окружной скорости ротора.
3. Аппарат по п.2, ротор которого дополнительно состоит из:
вала, выполненного из материала с высоким удельным пределом текучести на разрыв, центрованного по оси вращения;
рабочих лопаток и сторон ротора, изготовленных из материала с высокой удельной прочностью на сжатие, функционально соединенных с валом посредством специального жгута из волокна с высоким удельным пределом прочности на разрыв.
4. Аппарат по п.3, рабочие лопатки которого в состоянии покоя функционально присоединены к валу под действием сжимающих сил от приблизительно 50000 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 500000 фунтов на квадратный дюйм.
5. Аппарат по п.3, дополнительно содержащий жгуты из волокна с высоким удельным пределом прочности на разрыв, покрытые или пропитанные металлами или керамикой, в результате чего образуются склеенные или сцепленные гибкие или жесткие прочные листы.
6. Аппарат по п.3,
в котором жгуты из волокна с высоким удельным пределом прочности на разрыв имеют в своем составе, по крайней мере, один из приведенных типов волокон: нанотрубчатое композитное волокно, углеродное волокно, стекловолокно, металлокерамическое волокно, керамическое волокно и полимерные волокна или любые их сочетания.
7. Аппарат по п.3,
в котором материал с высокой удельной прочностью на сжатие имеет в своем составе, по крайней мере, один из приведенных компонентов: альфа карбид кремния, карбид бора, керамические материалы, алмазоподобные материалы, металл, полимер или любые их сочетания.
8. Аппарат по п.3,
вал которого изготовлен из материалов с высоким пределом прочности на разрыв, в состав которых входит, по крайней мере, один из приведенных компонентов: альфа карбид кремния, свитый с углеродным волокном с покрытием из алмазоподобных материалов; сталь, обработанная посредством скручивания на оси вала; титановый сплав, термически обработанный для обеспечения максимального предела прочности на разрыв; металл, керамический материал или полимер или любые их сочетания.
9. Аппарат по п.3, дополнительно состоящий из:
вала с осевыми полостями или отверстиями, центрированными на оси вращения, и радиальных воздухоотводящих каналов ротора между рабочими лопатками, при этом полости или отверстия и радиальные воздухоотводящие каналы обеспечивают проход для нагнетания воздуха или газа в компрессор;
многочисленных оболочек, функционально связанных с противоположными кромками рабочих лопаток, которые выступают за пределы вала, при этом оболочки способны удерживать воздух или газ между рабочими лопатками;
термически изолированного кожуха для, по крайней мере, некоторой части вала и ротора, в состав которого входят:
кольцевая камера, окружающая, по крайней мере, некоторую часть ротора и способная принимать локально сверхзвуковой поток воздуха или газа из пространства между рабочими лопатками и оболочками и трансформировать его в поток с локально дозвуковой скоростью без дросселя; и
камера, способная принимать локально дозвуковой поток из кольцевой камеры, при этом данная камера является спиральной, имеющей снаружи спиральную стенку и противоположные верхние и нижние внутренние поверхности, способные удерживать воздух или газ в спиральной камере, при этом данная спиральная камера способна подводить поток к точке выпуска.
10. Аппарат по п.9, способный обеспечить степень сжатия от приблизительно 10:1 до приблизительно 92:1 для воздуха комнатной температуры.
11. Аппарат по п.10, способный выступать в роли детандера, когда поток и вращение реверсированы.
12. Аппарат по п.9, в котором:
противоположные внутренние поверхности кольцевой камеры имеют особую форму, которая позволяет во время работы получать плавный поток с окружной скоростью, обратно пропорциональной расстоянию до оси;
внешний диаметр кольцевой камеры подобран таким образом, чтобы во время работы локально сверхзвуковой поток трансформировался в локально дозвуковой поток в пределах кольцевой камеры; и
кольцевая камера не имеет дросселя.
13. Аппарат по п.9, дополнительно содержащий регулируемую ленту или ремень, расположенный внутри спиральной стенки спиральной камеры вокруг кольцевой камеры, способный перемещаться по направлению от спиральной стенки в соответствии с естественной спиральной формой потока для ограничения радиального потока.
14. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель, способный работать в качестве стационарного или дозвукового ПВРД с локально сверхзвуковым выходом, в состав которого входят:
аппарат по п.1;
частичное входное сопло Лаваля для приема локально дозвукового потока из выпуска, при этом частичное входное сопло Лаваля устанавливается таким образом, чтобы участки потока высокой скорости и дросселя отсутствовали; и
камера сгорания для приема потока с входного сопла Лаваля.
15. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель по п.14, дополнительно содержащий:
частичное выходное сопло Лаваля, способное принимать локально дозвуковой воздух или газ из камеры сгорания и способное ускорять поток для входа при локально дозвуковых скоростях в выпуск детандера, при этом частичное выходное сопло Лаваля имеет такую конфигурацию, что участки потока высокой скорости и дросселя отсутствуют;
при этом с выпуска детандера поток подается в камеру, способную направлять поток без дроссельного участка в кольцевую камеру, способную принимать и ускорять локально дозвуковой поток до локально сверхзвуковой скорости без дросселя;
при этом кольцевая камера способна направлять поток на ротор детандера, способный затормаживать локально сверхзвуковой поток до локально дозвуковой скорости без дросселя и пониженной температуры; и
вал детандера, способный приводить нагрузки посредством использования ротором большой энергии продуктов сгорания.
16. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель по п.15, в котором каждый из компрессоров, ПВРД, детандеров имеет корпуса, которые можно объединить в единый корпус.
17. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель по п.15, в котором каждый из компрессоров, ПВРД, детандеров, имеет корпуса, которые можно присоединить к общей раме.
18. Аппарат по п.9, дополнительно содержащий:
круговое кольцо, расположенное за пределами радиуса внешних кромок лопаток и функционально связано с ротором, причем в состав кругового кольца входит, по крайней мере, один из приведенных компонентов: фибролит, пористый материал или металлическая сетка и оно включает небольшие каналы потока, так что во время работы поток воздуха или газа может проходить между рабочими лопатками и через кольцо; и
кольцевое пространство внутри ротора между радиусом внешних кромок лопаток и кольцом.
19. Аппарат по п.9, содержащий:
витки из углеродного волокна, расположенные по окружности внешних кромок лопаток, причем виток позволяет радиальному потоку воздуха или газа проходить из пространства между лопатками в кольцевое пространство при дозвуковых скоростях по отношению к ротору.
20. Аппарат по п.9, в котором дополнительные лопатки присоединены к валу между рабочими лопатками и содержат жгут из углеродного волокна на основе полиакрилонитрила (ПАН), сжатого и покрытого или пропитанного металлом или керамикой, для образования связанной пластины.