RU2446306C1 - Method of operating pulsating detonation engine (versions) - Google Patents
Method of operating pulsating detonation engine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446306C1 RU2446306C1 RU2010140004/06A RU2010140004A RU2446306C1 RU 2446306 C1 RU2446306 C1 RU 2446306C1 RU 2010140004/06 A RU2010140004/06 A RU 2010140004/06A RU 2010140004 A RU2010140004 A RU 2010140004A RU 2446306 C1 RU2446306 C1 RU 2446306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detonation
- combustion chamber
- pulsating
- air
- fuel mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к силовым установкам, и может быть использовано для получения тяги и обеспечения движения транспортных средств различного назначения на воде и под водой.The invention relates to the field of engineering, mainly to power plants, and can be used to obtain traction and ensure the movement of vehicles for various purposes on the water and under water.
Известен способ работы детонационного гидрореактивного двигателя (RU 2069776, F02B 71/04, 27.11.1996), предназначенного в качестве силовой установки для судов на подводных крыльях и глиссирующих судов. Двигатель содержит камеру сгорания с форсункой и дополнительным объемом - детонатором. Камера сгорания сообщается с атмосферой посредством продувочных окон через поплавковую камеру с кольцевым поплавком, сообщающимся с водной средой через сопло. После впрыска форсункой топлива происходит его воспламенение в детонаторе и инициирование детонации, переходящей в камеру сгорания. Давление горячих газов выталкивает воду через сопло, создавая реактивную тягу.A known method of operation of a detonation hydrojet engine (RU 2069776, F02B 71/04, 11.27.1996), intended as a power plant for hydrofoil and planing ships. The engine contains a combustion chamber with a nozzle and an additional volume - a detonator. The combustion chamber communicates with the atmosphere through purge windows through a float chamber with an annular float communicating with the aqueous medium through a nozzle. After injection by the fuel nozzle, it ignites in the detonator and initiates detonation, which transfers to the combustion chamber. Hot gas pressure pushes water through the nozzle, creating jet propulsion.
В данном способе при работе двигателя используется в качестве горючего углеводородное топливо, а в качестве окислителя - воздух. Недостатком данного способа является малая мощность двигателя на единицу объема и низкий КПД.In this method, when the engine is running, hydrocarbon fuel is used as fuel, and air is used as an oxidizing agent. The disadvantage of this method is the low engine power per unit volume and low efficiency.
Известен способ функционирования гидрореактивного двигателя на горении, в камеру сгорания которого подается вода или водяной пар и порошок металла, например алюминия. При оптимальном соотношении компонентов температура продуктов сгорания, состоящих из водорода, водяного пара и частиц оксида алюминия, достигает 2000-3000 К, при этом удельный импульс тяги достигает 1500 кгс·с/л (Сборник «Физика аэродисперсных систем». Изд. ВШ, Одесса, N 17, 1978).A known method of functioning of a jet engine on combustion, in the combustion chamber of which water or water vapor and metal powder, for example aluminum, is supplied. With an optimal ratio of components, the temperature of the combustion products, consisting of hydrogen, water vapor and particles of aluminum oxide, reaches 2000-3000 K, and the specific impulse of thrust reaches 1500 kgf · s / l (Collection “Physics of Aerodispersed Systems.” Ed. VS, Odessa N 17, 1978).
Недостатком данного способа функционирования гидрореактивного двигателя является недостаточно высокий удельный импульс тяги, поскольку реализуется процесс горения, а не детонации.The disadvantage of this method of operating a hydrojet engine is not a sufficiently high specific thrust impulse, since the combustion process, rather than detonation, is realized.
Известен способ получения тяги на основе процесса детонации (RU 2179254, F02K 7/04, 10.02.2002), заключающийся в том, что в детонационную резонансную камеру тягового устройства подают топливо и воздух с коэффициентом избытка окислителя (воздуха) 0,8-1,2 и осуществляют детонационный процесс сжигания топлива в пульсирующем режиме, при этом топливо и воздух подают в детонационную камеру двумя потоками: потоком воздуха при давлении 0,2 МПа, нагретого до 200-500°С, и потоком активированного газообразного топлива (горючей смеси), полученного окислением топлива воздухом с коэффициентом избытка окислителя <0,1 при температуре воздуха 200-450°С и давлении более 0,2 МПа.A known method of producing traction based on the detonation process (RU 2179254, F02K 7/04, 02/10/2002), which consists in the fact that fuel and air are supplied to the detonation resonant chamber of the traction device with an oxidizer (air) excess coefficient of 0.8-1, 2 and carry out the detonation process of burning fuel in a pulsating mode, while the fuel and air are fed into the detonation chamber in two streams: a stream of air at a pressure of 0.2 MPa, heated to 200-500 ° C, and a stream of activated gaseous fuel (combustible mixture), oxidized fuel hamster with oxidizer excess factor <0.1 at an air temperature of 200-450 ° C and a pressure higher than 0.2 MPa.
Этому способу получения тяги присущи недостатки, связанные с необходимостью подготовки активированного топлива, предварительного подогрева воздуха и разделения его на два потока: воздух, нагретый до 200-500°С, подается в детонационную камеру, а воздух, нагретый до 200-450°С, используется для активирования топлива путем образования холодных пламен. При подаче топлива и воздуха в детонационную камеру двумя потоками происходит диффузионное перемешивание двух потоков, что не обеспечивает полное химическое превращение топлива. Кроме того, данный способ неэффективен для создания тяги транспортных средств на воде и под водой, так как вода не используется ни в качестве окислителя, ни в качестве рабочего тела.This method of obtaining thrust has inherent disadvantages associated with the need to prepare activated fuel, preheating the air and dividing it into two streams: air heated to 200-500 ° C is supplied to the detonation chamber, and air heated to 200-450 ° C, used to activate fuel by forming cold flames. When fuel and air are supplied to the detonation chamber by two streams, diffusion mixing of the two streams occurs, which does not ensure complete chemical conversion of the fuel. In addition, this method is ineffective for creating traction of vehicles on and under water, since water is not used either as an oxidizing agent or as a working fluid.
Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому способу функционирования пульсирующего детонационного двигателя является принятый за прототип способ функционирования гиперзвукового пульсирующего детонационного двигателя по патенту RU 2347097, F02K 7/02, опубл. 20.02.2009. Способ заключается в подготовке топливной смеси на основе водорода, подаче ее в полузамкнутую детонационную камеру сгорания, осуществлении газовой детонации топливной смеси в пульсирующем режиме и получении тяги. Для подготовки топливной смеси на основе водорода используют устройство, в котором водород получают реакцией порошкообразного алюминия с водой. Порошкообразный алюминий микрокапсулирован водорастворимым полимерным покрытием и хранится в топливном баке. Полузамкнутая детонационная камера выполнена таким образом, что топливную смесь можно подавать в детонационную камеру либо через перфорированную стенку, либо через регулируемое кольцевое щелевое сопло. Приготовленную топливную смесь на основе водорода подают в полузамкнутую детонационную камеру сгорания периодически в пульсирующем режиме двумя потоками: в первом потоке топливную смесь с коэффициентом избытка кислорода менее 0,1 подают через перфорированную стенку, а во втором - с коэффициентом избытка кислорода более 0,85 - подают через регулируемое кольцевое щелевое сопло и осуществляют процесс газовой детонации топливной смеси в диапазоне частот от 200 до 27000 герц.The closest known technical solutions to the proposed method of operation of a pulsating detonation engine is the prototype method of functioning of a hypersonic pulsating detonation engine according to patent RU 2347097, F02K 7/02, publ. 02/20/2009. The method consists in preparing a hydrogen-based fuel mixture, supplying it to a semi-closed detonation combustion chamber, performing gas detonation of the fuel mixture in a pulsating mode and obtaining thrust. To prepare a hydrogen-based fuel mixture, a device is used in which hydrogen is produced by reacting powdered aluminum with water. Powdered aluminum is microencapsulated with a water-soluble polymer coating and stored in a fuel tank. The semi-closed detonation chamber is designed in such a way that the fuel mixture can be fed into the detonation chamber either through a perforated wall or through an adjustable annular slotted nozzle. The prepared hydrogen-based fuel mixture is fed into the semi-closed detonation combustion chamber periodically in a pulsating mode in two streams: in the first stream, the fuel mixture with an oxygen excess coefficient of less than 0.1 is fed through a perforated wall, and in the second one with an oxygen excess coefficient of more than 0.85 - served through an adjustable annular slotted nozzle and carry out the process of gas detonation of the fuel mixture in the frequency range from 200 to 27000 hertz.
Способу-прототипу также присущи недостатки, связанные с необходимостью разделения потока топливной смеси на два потока, при этом также возможна неполнота химического превращения топлива, химическая реакция превращения которого происходит при диффузионном перемешивании двух потоков. Данный способ не может быть эффективно использован для обеспечения движения транспортных средств на воде и под водой, так как вода используется только для предварительного приготовления горючего компонента топливной смеси - водорода - и не используется ни в качестве окислителя в детонационном процессе, ни в качестве рабочего тела.The prototype method also has disadvantages associated with the need to separate the flow of the fuel mixture into two streams, while the incomplete chemical conversion of the fuel is also possible, the chemical reaction of which occurs during diffusion mixing of the two streams. This method cannot be effectively used to ensure the movement of vehicles on and under water, since water is used only for preliminary preparation of the combustible component of the fuel mixture - hydrogen - and is not used either as an oxidizing agent in the detonation process, or as a working fluid.
Задачей заявляемого изобретения является создание эффективного способа функционирования пульсирующего детонационного двигателя для получения тяги и обеспечения движения транспортных средств различного назначения на воде и под водой.The objective of the invention is to create an effective method of functioning of a pulsating detonation engine to obtain traction and ensure the movement of vehicles for various purposes on water and under water.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении термического кпд, топливной эффективности, удельной тяги и надежности работы силовой установки.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase thermal efficiency, fuel efficiency, specific thrust and reliability of the power plant.
Предлагаемый способ функционирования пульсирующего детонационного двигателя предпочтительнее использовать для обеспечения движения подводных и надводных судов, так как применение детонационных двигателей в ракетной и авиационной технике неизбежно приводит к проблемам, связанным с оптимизацией весовых и акустических параметров двигателя. Предлагаемый способ отличается высокой степенью интегрирования используемого в нем пульсирующего детонационного двигателя с транспортными средствами различного назначения на воде и под водой.The proposed method of operation of a pulsating detonation engine is preferable to use to ensure the movement of submarine and surface ships, since the use of detonation engines in rocket and aviation technology inevitably leads to problems associated with optimizing the weight and acoustic parameters of the engine. The proposed method is characterized by a high degree of integration of the pulsating detonation engine used in it with vehicles for various purposes on the water and under water.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются предлагаемым способом функционирования пульсирующего детонационного двигателя, включающим подачу топливной смеси в полузамкнутую детонационную камеру сгорания, осуществление детонации топливной смеси в пульсирующем режиме и получение тяги, при использовании которого для обеспечения движения подводных и надводных транспортных средств в полузамкнутую детонационную камеру сгорания подают порошкообразный металл и забортную воду, распыленную или в виде водяного пара, в пульсирующем или квазинепрерывном режиме, одновременно подают забортную воду внутрь детонационной камеры сгорания на ее стенку в виде тонкой пленки и осуществляют процесс детонации гетерогенной топливной смеси в детонационной камере сгорания.The solution of the problem and the technical result are achieved by the proposed method of operation of a pulsating detonation engine, including feeding the fuel mixture into a semi-closed detonation combustion chamber, detonating the fuel mixture in a pulsating mode and obtaining traction, when used to ensure the movement of underwater and surface vehicles in a semi-closed detonation chamber the combustion is supplied powdered metal and sea water, sprayed or in the form of water vapor, in pulsating or quasi-continuous mode, simultaneously supplying seawater inside the detonation combustion chamber to its wall in the form of a thin film and carry out the process of detonation of a heterogeneous fuel mixture in the detonation combustion chamber.
Процесс детонации гетерогенной топливной смеси в детонационной камере сгорания можно осуществлять от детонационной волны, получаемой при детонации газовой смеси водорода с кислородом или воздухом в небольшом дополнительном объеме, присоединенном к детонационной камере сгорания.The process of detonation of a heterogeneous fuel mixture in a detonation combustion chamber can be carried out from the detonation wave obtained by detonation of a gas mixture of hydrogen with oxygen or air in a small additional volume attached to the detonation combustion chamber.
Размер небольшого дополнительного объема для детонации смеси водорода с кислородом или воздухом составляет не более 1-3% от размера детонационной камеры сгорания.The size of a small additional volume for detonation of a mixture of hydrogen with oxygen or air is not more than 1-3% of the size of the detonation combustion chamber.
Водород можно получать в результате детонации гетерогенной топливной смеси в детонационной камере сгорания.Hydrogen can be obtained by detonation of a heterogeneous fuel mixture in a detonation combustion chamber.
Водород можно получать во вспомогательном устройстве взаимодействием порошкообразного металла с забортной водой, распыленной или в виде водяного пара.Hydrogen can be produced in an auxiliary device by reacting a powdered metal with sea water, sprayed or in the form of water vapor.
Кислород можно подавать из резервуара, установленного на транспортном средстве.Oxygen can be supplied from a tank mounted on a vehicle.
Кислород можно получать разложением перекиси водорода.Oxygen can be obtained by decomposition of hydrogen peroxide.
При использовании способа для обеспечения движения надводных транспортных средств воздух забирают из атмосферы.When using the method to ensure the movement of surface vehicles, air is taken from the atmosphere.
В качестве порошкообразного металла можно использовать алюминий.As a powdered metal, aluminum can be used.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются также предлагаемым способом функционирования пульсирующего детонационного двигателя, включающим подачу топливной смеси в полузамкнутую детонационную камеру сгорания, осуществление детонации топливной смеси в пульсирующем режиме и получение тяги, в котором при использовании способа для обеспечения движения надводных транспортных средств в полузамкнутую детонационную камеру сгорания подают аэровзвесь порошкообразного металла в воздухе в пульсирующем или квазинепрерывном режиме, одновременно подают забортную воду внутрь детонационной камеры сгорания на ее стенку в виде тонкой пленки и осуществляют процесс детонации аэровзвеси в детонационной камере сгорания.The solution of the problem and the technical result are also achieved by the proposed method of operation of a pulsating detonation engine, including feeding the fuel mixture into a semi-closed detonation combustion chamber, detonating the fuel mixture in a pulsating mode and obtaining traction, in which when using the method to ensure the movement of surface vehicles in a semi-closed detonation the combustion chamber serves an aerosuspension of powdered metal in air in a pulsating or quasi-free yvnom mode simultaneously supplied sea water on its inside wall of the detonation combustion chamber in the form of a thin film and carry out a process aerosuspension detonation in detonation combustion chamber.
Воздух можно забирать из атмосферы.Air can be taken from the atmosphere.
В качестве порошкообразного металла можно использовать алюминий.As a powdered metal, aluminum can be used.
Предлагаемый способ (в двух вариантах) был разработан на основе теоретических расчетов и детальных экспериментальных исследований процесса детонации гетерогенных топливных смесей на основе высокоэнергетичного металлического топлива.The proposed method (in two versions) was developed on the basis of theoretical calculations and detailed experimental studies of the detonation process of heterogeneous fuel mixtures based on high-energy metal fuel.
Принципиальным результатом проведенных испытаний является установление возможности организации детонационного или детонационно-подобного процесса в гетерогенной смеси твердого энергоемкого горючего - мелкодисперсного металлического порошка - с жидким или газообразным окислителем в детонационной камере сгорания ограниченного размера (длиной не более 10 м). Наиболее эффективным и надежным приемом, особенно для гетерогенной смеси порошка металла с водой, оказалось возбуждение детонации (взрыва) гетерогенной смеси от детонационной волны, получаемой при детонации вспомогательной газовой смеси водорода с кислородом или воздухом, при этом уменьшаются габариты детонационной камеры сгорания.The principal result of the tests carried out is the establishment of the possibility of organizing a detonation or detonation-like process in a heterogeneous mixture of solid energy-intensive fuel - fine metal powder - with a liquid or gaseous oxidizer in a detonation combustion chamber of a limited size (no more than 10 m long). The most effective and reliable technique, especially for a heterogeneous mixture of metal powder with water, was the excitation of detonation (explosion) of the heterogeneous mixture from the detonation wave obtained by detonation of the auxiliary gas mixture of hydrogen with oxygen or air, while the dimensions of the detonation combustion chamber are reduced.
Детонационное сгорание гетерогенной топливной смеси возможно при периодической дозированной подаче компонентов смеси в камеру сгорания в пульсирующем режиме или квазинепрерывно в саморегулирующемся режиме. Соотношение количеств жидкого окислителя (воды) или газообразного окислителя (воздуха) и мелкодисперсного металлического порошка (твердого горючего) выбиралось из условия достижения максимального энерговыделения.Detonation combustion of a heterogeneous fuel mixture is possible with periodic dosed supply of the mixture components into the combustion chamber in a pulsating mode or quasi-continuously in a self-regulating mode. The ratio of the amounts of liquid oxidizing agent (water) or gaseous oxidizing agent (air) and finely divided metal powder (solid fuel) was selected from the condition of achieving maximum energy release.
Были исследованы возможности получения максимального удельного импульса (для подводных аппаратов силы тяги, отнесенной к расходу топлива) - выше 1500 кгс·с/л - при детонационном сгорании гетерогенной топливной смеси. Было установлено, что для достижения максимального удельного импульса в продукты реакции за фронт детонационной волны необходимо подавать дополнительное рабочее тело - воду, тогда рабочим телом становится смесь водорода с парами воды. Для обеспечения этого одновременно с подачей порошкообразного металла и окислителя внутрь детонационной камеры сгорания подают забортную воду на ее стенку в виде тонкой пленки. В таком случае детонационная волна будет распространяться в камере сгорания с «водяными стенками». Это приведет к тому, что в результате гидродинамической неустойчивости и интенсивного потока излучения от конденсированной фазы продуктов сгорания водяная пленка на стенке камеры будет диспергироваться и испаряться при радиационном и конвективном нагреве за фронтом детонационной или детонационно-подобной волны, увеличивая массовый расход рабочего тела и тягу.The possibilities of obtaining the maximum specific impulse (for underwater vehicles with a thrust force related to fuel consumption) - above 1,500 kgf · s / l - were studied with the detonation combustion of a heterogeneous fuel mixture. It was found that in order to achieve the maximum specific impulse, an additional working fluid — water, must be supplied to the reaction products from the front of the detonation wave — then a mixture of hydrogen with water vapor becomes the working fluid. To ensure this, simultaneously with the supply of the powdered metal and the oxidizing agent, the outboard water is supplied to its wall in the form of a thin film inside the detonation combustion chamber. In this case, the detonation wave will propagate in the combustion chamber with "water walls". This will lead to the fact that, as a result of hydrodynamic instability and an intense radiation flux from the condensed phase of the combustion products, the water film on the chamber wall will disperse and evaporate during radiation and convective heating behind the front of a detonation or detonation-like wave, increasing the mass flow rate of the working fluid and thrust.
Количество забортной воды, подаваемой внутрь камеры сгорания на ее стенку в виде тонкой пленки, выбиралось из условия достижения максимального импульса. До настоящего времени такой способ функционирования пульсирующего детонационного двигателя не предлагался, и нельзя было заранее предвидеть возможность практической реализации идеи.The amount of overboard water supplied into the combustion chamber on its wall in the form of a thin film was selected from the condition of achieving maximum impulse. To date, such a method of functioning of a pulsating detonation engine has not been proposed, and it was impossible to foresee the possibility of practical implementation of the idea.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
Компоненты топливной смеси: твердое металлическое топливо и окислитель - вода или воздух - подаются в полузамкнутую детонационную камеру сгорания в пульсирующем или квазинепрерывном режиме, одновременно подается забортная вода внутрь детонационной камеры сгорания на ее стенку в виде тонкой пленки, и осуществляется процесс детонации гетерогенной топливной смеси в детонационной камере сгорания.The components of the fuel mixture: solid metal fuel and an oxidizing agent - water or air - are fed into a semi-closed detonation combustion chamber in a pulsating or quasi-continuous mode, at the same time outboard water is fed into the detonation combustion chamber on its wall in the form of a thin film, and the heterogeneous fuel mixture is detonated in detonation combustion chamber.
Для повышения надежности возбуждения детонации гетерогенной топливной смеси и уменьшения габаритов детонационной камеры сгорания можно использовать детонационную волну от детонации вспомогательной газовой смеси водорода с кислородом или воздухом в небольшом дополнительном объеме, присоединенном к детонационной камере сгорания. Необходимое количество вспомогательной газовой смеси незначительно - не превышает 1-3% от объема основной гетерогенной смеси в детонационной камере сгорания. Водород получают либо в результате детонации основной гетерогенной смеси в детонационной камере сгорания, либо во вспомогательном устройстве взаимодействием порошкообразного металла с забортной водой, распыленной или в виде водяного пара. Если транспортное средство движется под водой, используют кислород из резервуара, установленного на транспортном средстве, или получают его при разложении перекиси водорода. Если транспортное средство движется вблизи поверхности воды или по ее поверхности, то становится доступным использование атмосферного воздуха в качестве окислителя водорода в газовой вспомогательной смеси.To increase the reliability of the detonation of a heterogeneous fuel mixture and reduce the dimensions of the detonation combustion chamber, you can use the detonation wave from the detonation of the auxiliary gas mixture of hydrogen with oxygen or air in a small additional volume connected to the detonation combustion chamber. The required amount of auxiliary gas mixture is insignificant - it does not exceed 1-3% of the volume of the main heterogeneous mixture in the detonation combustion chamber. Hydrogen is obtained either by detonation of the main heterogeneous mixture in the detonation combustion chamber, or in an auxiliary device by the interaction of powdered metal with sea water, sprayed or in the form of water vapor. If the vehicle is moving under water, use oxygen from a tank mounted on the vehicle, or receive it by decomposition of hydrogen peroxide. If the vehicle moves near or on the surface of the water, then it becomes possible to use atmospheric air as an oxidizing agent in a gas auxiliary mixture.
В первом варианте предлагаемого способа функционирования пульсирующего детонационного двигателя при обеспечении движения подводных транспортных средств различного назначения использование атмосферного воздуха в качестве окислителя твердого металлического топлива недоступно, поэтому окислителем является вода. Реакция металла, например алюминия, с водой протекает согласно уравнению:In the first embodiment of the proposed method for the operation of a pulsating detonation engine while ensuring the movement of underwater vehicles for various purposes, the use of atmospheric air as an oxidizer of solid metal fuel is not available, therefore, the oxidizer is water. The reaction of a metal, such as aluminum, with water proceeds according to the equation:
2Al+3H2O→Al2O3+3H2,2Al + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 3H 2 ,
при этом выделяется 15,2 кДж тепла на 1 г горючего, температура продуктов реакции достигает 3000 К и более.at the same time, 15.2 kJ of heat per 1 g of fuel is released, the temperature of the reaction products reaches 3000 K and more.
Во втором варианте предлагаемого способа, используемого для обеспечения движения транспортных средств различного назначения вблизи поверхности или на поверхности воды, в качестве окислителя твердого топлива используется атмосферный воздух, забортная вода используется в качестве дополнительного рабочего тела, подаваемого за фронт детонационной волны в продукты сгорания (детонации). В полузамкнутую детонационную камеру сгорания подают аэровзвесь порошкообразного металла и воздуха в пульсирующем или квазинепрерывном режиме и одновременно подают забортную воду внутрь детонационной камеры сгорания на ее стенку в виде тонкой пленки. В данном случае надежно развивается прямая детонация (взрыв) аэровзвеси в детонационной камере сгорания ограниченного размера без использования детонационной волны от детонации вспомогательной газовой смеси водорода с кислородом или воздухом.In the second embodiment of the proposed method, used to ensure the movement of vehicles for various purposes near the surface or on the surface of the water, atmospheric air is used as an oxidizing agent for solid fuel, sea water is used as an additional working fluid supplied from the front of the detonation wave to the products of combustion (detonation) . An air suspension of powdered metal and air is supplied to a semi-closed detonation combustion chamber in a pulsating or quasi-continuous mode, and at the same time, sea water inside the detonation combustion chamber is supplied to its wall in the form of a thin film. In this case, direct detonation (explosion) of air suspension in a detonation combustion chamber of a limited size without the use of a detonation wave from detonation of an auxiliary gas mixture of hydrogen with oxygen or air reliably develops.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение термического кпд, топливной эффективности, удельной тяги и надежности работы силовой установки, так как используются высококалорийное металлическое топливо, сжигаемое в эффективном детонационном режиме, и забортная вода в качестве окислителя и дополнительного компонента рабочего тела. Подача топлива и окислителя (воды или воздуха) одним потоком в камеру сгорания существенно упрощает конструкцию двигателя, обеспечивает полноту химического превращения. Подача воды в продукты реакции за фронт детонационной волны обеспечивает достижение максимального удельного импульса при работе двигателя. Способ отличается высокой степенью интегрирования используемого в нем двигателя с транспортными средствами различного назначения на воде и под водой.Thus, the proposed method provides an increase in thermal efficiency, fuel efficiency, specific traction and the reliability of the power plant, since high-calorie metal fuel burned in an effective detonation mode and sea water are used as an oxidizer and an additional component of the working fluid. The supply of fuel and an oxidizing agent (water or air) in one stream to the combustion chamber greatly simplifies the design of the engine, ensures the completeness of the chemical transformation. The supply of water to the reaction products beyond the front of the detonation wave ensures the achievement of the maximum specific impulse during engine operation. The method is characterized by a high degree of integration of the engine used in it with vehicles for various purposes on the water and under water.
Claims (11)
12 Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного металла используют алюминий. 11. The method according to claim 10, characterized in that the air is taken from the atmosphere.
12 The method according to claim 10, characterized in that aluminum is used as the powdered metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140004/06A RU2446306C1 (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Method of operating pulsating detonation engine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140004/06A RU2446306C1 (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Method of operating pulsating detonation engine (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2446306C1 true RU2446306C1 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=46030909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010140004/06A RU2446306C1 (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Method of operating pulsating detonation engine (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446306C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718726C1 (en) * | 2018-11-29 | 2020-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" | Operating method of pulse-detonation engine in centrifugal force field and device for implementation thereof in jet helicopter |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1296108A (en) * | 1969-12-22 | 1972-11-15 | ||
| GB2231093A (en) * | 1989-03-23 | 1990-11-07 | Gen Electric | Scramjet combustor |
| US5129227A (en) * | 1988-10-06 | 1992-07-14 | The Boeing Company | Low speed engine for supersonic and hypersonic vehicles |
| RU2158396C1 (en) * | 2000-04-04 | 2000-10-27 | Закрытое акционерное общество "ФИРМА РИКОМ" | Method of burning metal-containing fuel |
| RU2179254C2 (en) * | 2000-02-15 | 2002-02-10 | Малышев Валентин Всеволодович | Method and device for developing thrust |
| RU2347097C1 (en) * | 2007-06-27 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Hypersonic pulse detonating engine and method of its functioning |
-
2010
- 2010-09-30 RU RU2010140004/06A patent/RU2446306C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1296108A (en) * | 1969-12-22 | 1972-11-15 | ||
| US5129227A (en) * | 1988-10-06 | 1992-07-14 | The Boeing Company | Low speed engine for supersonic and hypersonic vehicles |
| GB2231093A (en) * | 1989-03-23 | 1990-11-07 | Gen Electric | Scramjet combustor |
| RU2179254C2 (en) * | 2000-02-15 | 2002-02-10 | Малышев Валентин Всеволодович | Method and device for developing thrust |
| RU2158396C1 (en) * | 2000-04-04 | 2000-10-27 | Закрытое акционерное общество "ФИРМА РИКОМ" | Method of burning metal-containing fuel |
| RU2347097C1 (en) * | 2007-06-27 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Hypersonic pulse detonating engine and method of its functioning |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2718726C1 (en) * | 2018-11-29 | 2020-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые физические принципы" | Operating method of pulse-detonation engine in centrifugal force field and device for implementation thereof in jet helicopter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7178339B2 (en) | Closed-loop cooling system for a hydrogen/oxygen based combustor | |
| RU2303154C2 (en) | Device (modifications) and method for combustion of rocket propellant | |
| US6978617B2 (en) | Power generation system using a combustion system and a fuel cell | |
| US6849247B1 (en) | Gas generating process for propulsion and hydrogen production | |
| US8024918B2 (en) | Rocket motor having a catalytic hydroxylammonium (HAN) decomposer and method for combusting the decomposed HAN-based propellant | |
| US20080223047A1 (en) | Xplogen TM: a system, method, and apparatus for generating energy from a series of dissociation reactions | |
| JPH10508353A (en) | Steam generator and steam turbine drive using gaseous propellant, especially hydrogen | |
| RU2169853C2 (en) | Method of operation of flying vehcile engine employing jet propulsion and design of such engine | |
| RU2446306C1 (en) | Method of operating pulsating detonation engine (versions) | |
| US7128624B1 (en) | Rechargeable open cycle underwater propulsion system | |
| JP2018031067A (en) | Generator of "mixture gas containing pressurized water vapor and hho gas" and utilization method thereof | |
| RU2737322C2 (en) | Detonation engine operation method and device for its implementation | |
| KR101666776B1 (en) | A Jet propulsion and its operating method using powder for generating hydrogen gas by reacting with water. | |
| US3158992A (en) | Propulsion process using phosphorus and metallic fuel | |
| Park et al. | Auto-ignited hydrogen combustor using NaBH4 thermal decomposition for ignition of aluminum powders | |
| US2746249A (en) | Spaced wall combustion apparatus | |
| RU2347097C1 (en) | Hypersonic pulse detonating engine and method of its functioning | |
| RU2686138C1 (en) | Method for obtaining highly overheated steam and detonation steam generator device (options) | |
| RU2557337C1 (en) | Thrust generation method | |
| RU2544104C2 (en) | Staroverov's rocket engine (versions) | |
| RU2570910C2 (en) | Staroverv's rocket engine-9 (versions) | |
| RU2570911C2 (en) | Staroverv's rocket engine-2 (versions) | |
| RU40081U1 (en) | Pulsing detonation single-chamber rocket engine | |
| RU2482313C1 (en) | Staroverov rocket engine - 3 (versions) | |
| Bobb | Underwater power from aluminum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140428 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161001 |