Роторная реактивно-вентиляторная силовая установка ДМЕ

Область техники
Полезная модель относится к роторной реактивно-вентиляторной силовой установке ДМЕ, которая может быть использована на легких самолетах авиации общего назначения (АОН), вертолетах, судах на воздушной подушке, а также экранопланах в качестве маршевой.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны силовые установки для летательных аппаратов, содержащие редуктор, узел воздухозаборника, обеспечивающий забор окружающего воздуха и его направление к вентилятору и турбовинтовому двигателю, к турбореактивному или поршневому двигателю.
В качестве ближайшего аналога принят патент RU 2537998, МПК B64D 29/06, F02C 7/04, B64D 33/02, опубликованный 10.01.2015 в бюллетене №1. В известной силовой установке решается задача уменьшения размеров звукопоглощающего кожуха и, соответственно, снижения ее веса.
Однако использование в известной силовой установке турбореактивного двигателя повышает расход топлива, а при эксплуатации в северных районах требуется предварительный его прогрев. К недостаткам также можно отнести большую массу турбореактивного двигателя и габариты, что ведет к повышению значения лобового сопротивления воздуха во время полета. А возможность всасывать вулканическую пыль и другие посторонние предметы, находящиеся в воздухе или на аэродроме, может привести к авариям.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, получаемый при реализации разработанной роторной реактивно-вентиляторной силовой установки ДМЕ, заключается в повышении ее надежности, увеличении ресурса работы, улучшении эксплуатационных возможностей, повышении ее живучести при повышенных потребительских свойствах.
Для достижения технического результата роторная реактивно-вентиляторная силовая установка содержит двигатель, новым является то, что в качестве двигателя использован роторный двигатель с двойным сцеплением, связанный через муфту с реактивным вентилятором, установленным в обтекателе и содержащим ротор с закрепленными по окружности рабочими лопатками, выполненными с изменяемым углом атаки.
Реактивный вентилятор роторной реактивно-вентиляторной силовой установки может содержать опоры крепления к корпусу обтекателя указанного реактивного вентилятора.
Роторный двигатель роторной реактивно-вентиляторной силовой установки может быть соединен с указанной муфтой через карданный вал.
Роторный двигатель роторной реактивно-вентиляторной силовой установки может быть оснащен глушителем, выполненным из базальтового материала.
Роторная реактивно-вентиляторная силовая установка может содержать спрямляющий аппарат, снабженный конус-обтекателем, спрямляющими лопатками, неподвижно соединенными с указанным конусом-обтекателем и корпусом обтекателя.
Рабочие лопатки реактивного вентилятора роторной реактивно-вентиляторная силовой установки вращаются с частотой вращения выходного вала роторного двигателя.
Совокупность признаков заявляемой роторной реактивно-вентиляторной силовой установки ДМЕ, находится в причинно-следственной взаимосвязи с достигаемым техническим результатом и представлена в формуле полезной модели.
Сущность технического решения поясняется фигурами.
Фиг. 1 - схематично изображен один из вариантов осуществления заявляемой роторной реактивно-вентиляторной силовой установки ДМЕ, вид сверху.
Фиг. 2 - схематично изображен второй из вариантов осуществления заявляемой роторной реактивно-вентиляторной силовой установки ДМЕ, вид сверху.
Фиг. 3 - схематично изображен реактивный вентилятор.
Фиг. 4 - схематично изображена заявленная роторная реактивно-вентиляторная силовая установка ДМЕ, установленная в хвостовой части фюзеляжа самолета.
На вышеуказанных фигурах изображены:
1 - роторный двигатель ДМЕ;
2 - двойное сцепление;
3 - реактивный вентилятор;
4 - муфта;
5 - ротор;
6 - рабочие лопатки;
7 - вал реактивного вентилятора 3;
8 - выходной вал роторного двигателя ДМЕ;
9 - карданный вал;
10 - обтекатель;
11 - конус-обтекатель;
12 - спрямляющие лопатки;
13 - корпус обтекателя 10;
14 - воздушный поток;
15 - опоры крепления.
Следует понимать, что специалисты в данной области техники смогут предложить другие варианты осуществления полезной модели и что некоторые ее детали можно изменять в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема настоящей полезной модели. Соответственно, поясняющие фигуры и подробное описание роторной реактивно-вентиляторной силовой установки ДМЕ носят иллюстративный, но не ограничительный характер.
Роторная реактивно-вентиляторная силовая установка ДМЕ (далее - РРВСУ ДМЕ) содержит роторный двигатель 1 ДМЕ с двойным сцеплением 2, реактивный вентилятор 3, между которыми расположена муфта 4 для снижения вибраций от реактивного вентилятора 3 (см. фигуры 1, 2).
ДМЕ - начальные буквы фамилий разработчиков указанного роторного двигателя 1, а именно, Долбиш А.А., Мясищев С.Ф., Еремеев С.В.
В качестве указанного роторного двигателя 1 ДМЕ могут быть использованы роторные двигатели внутреннего сгорания ДМЕ серии 300/400/500 и мощностью от 360 до 1500 л.с. каждый.
Реактивный вентилятор 3 содержит ротор 5 с закрепленными по окружности рабочими лопатками 6, выполненными с изменяемым углом атаки для повышения тяги.
Реактивный вентилятор 3 приводится в движение роторным двигателем 1 ДМЕ. Вал 7 реактивного вентилятора 3 связан с двойным сцеплением 2 роторного двигателя 1 ДМЕ через муфту 4. Таким образом, использование в РРВСУ ДМЕ роторного двигателя 1 позволяет рабочим лопаткам 6 реактивного вентилятора 3 вращаться с частотой вращения выходного вала 8 указанного роторного двигателя 1 ДМЕ, что значительно повышает тягу.
Соединение роторного двигателя 1 ДМЕ с реактивным вентилятором 3 через двойное сцепление 2 и муфту 4 позволяет при запуске прогревать роторный двигатель 1 ДМЕ с отключенным реактивным вентилятором 3, что обеспечивает быстрый прогрев указанного роторного двигателя 1 ДМЕ, повышает надежность летательного аппарата при эксплуатации, например, в северных районах. Кроме того, такая конструкция также позволяет экономить до 10% топлива.
Одной из особенностей роторного двигателя 1 ДМЕ является высокая частота вращения его выходного вала 8, в частности 6000÷8000 об/мин. Это более чем в 2-3 раза превышает частоту вращения выходного вала турбовинтовых, поршневых двигателей для летательных аппаратов, конструкция которых предусматривает установку редуктора. Использование в РРВСУ ДМЕ роторного двигателя 1 ДМЕ и реактивного вентилятора 3 позволяет исключить редуктор из силовой установки, что значительно снижает массу РРВСУ ДМЕ.
За счет относительно небольших габаритов указанного выше роторного двигателя 1, указанная РРВСУ ДМЕ может быть установлена на легких самолетах АОН, вертолетах, судах на воздушной подушке, а также экранопланах в качестве маршевой. РРВСУ ДМЕ может быть установлена в устройствах с разной внутренней компоновкой.
На фиг. 1 представлена РРВСУ ДМЕ, в которой роторный двигатель 1 ДМЕ максимально приближен к вентилятору 3. Такая компоновка РРВСУ ДМЕ может быть использована в качестве тянущей конструкции, например, в пилоне - мотогандоле, на самолетах АОН с установкой на крыле.
На фиг. 2 изображена РРВСУ ДМЕ, в которой привод вала 7 реактивного вентилятора 3 от роторного двигателя 1 ДМЕ осуществляется через карданный вал 9, не требующий точной центровки роторного двигателя 1 ДМЕ и вала 7 реактивного вентилятора 3. Такая компоновка РРВСУ ДМЕ может быть использована в качестве толкающей конструкции, например, на самолетах АОН (см. фиг. 4).
Реактивный вентилятор 3 устанавливается в обтекателе 10. При этом РРВСУ ДМЕ может содержать спрямляющий аппарат, содержащий конус-обтекатель 11, спрямляющие лопатки 12, неподвижно соединенные с конусом-обтекателем 11 и корпусом 13 обтекателя 10 (см. фиг. 3). Указанный спрямляющий аппарат выпрямляет воздушный поток 14 и способствует увеличению тяги.
РРВСУ ДМЕ может содержать опоры 15 крепления к корпусу 13 обтекателя 10. Указанный обтекатель 10 может иметь различную форму и конструкции - это зависит от вида транспортного средства, в которое устанавливается РРВСУ ДМЕ.
Роторный двигатель ДМЕ 1 оснащен глушителем (на фигурах не изображен) из базальтового материала, что снижает шум до 78 дБ, и системой снижения токсичности выхлопных газов, соответствующей Евро-5 (СО - 1.5; ТНС - 1.3; Nox - 1.6). Наличие глушителя позволяет эксплуатировать летательные аппараты АОН в максимальной близости к жилым районам, что повышает потребительские свойства РРВСУ ДМЕ.