Воздушно-реактивный двигатель с электроприводом компрессора, единственной камерой сгорания и двухконтурным выхлопом
Компрессор двигателя установленного на ускоряемом транспорте представляет собой стопку сложенных, уменьшающихся по размерам, воздушных винтов (без центральной втулки). Лопасти (полые внутри) винтов с длиной равной половине (примерно) радиуса винта соединены с усеченным прямым круговым внутренним силовым конусом №1 с углом раствора при вершине примерно 50 и усеченным прямым круговым внешним силовым конусом №2 с углом раствора при вершине (той же что у конуса №1) примерно 100. Проекции передней и задней кромок лопастей на плоскость вращения винта пересекаются в центре винта, т.е. сужение лопасти от внешнего конуса до внутреннего – примерно 2.
Наружный конус опирается на два круговых пояса №1 и №2, закрепленных на транспорте. Каждый пояс должен обеспечивать свободное вращение (с малым трением) конуса №2, передачу реактивной тяги и других усилий на транспорт. Пояс №1 установлен вблизи последнего винта, а пояс №2 – на половине высоты конуса.
Привод двигателя - линейный (свернутый в круговое кольцо) асинхронный электродвигатель, шины которого размещены в районе первого винта. Одна шина (ротор) на вращающемся конусе №2, вторая – статор с вращающимся магнитным полем на транспорте.
Максимальную угловую скорость вращения ротора устанавливаем на уровне примерно в два раза меньшем современных РД. Тогда линейная скорость наружной части лопастей первого винта будет на уровне 0,4-0,5 Маха.
Профиль сечений лопастей винта – криволинейный аэродинамический профиль, имеющий высокое значение предельного угла атаки (соответствующего безотрывному обтеканию).
Угол установки (относительно плоскости вращения) сечения лопастей вблизи конуса №2, примерно 150-200, вблизи конуса №1, примерно 300-400.
Набегающий поток воздуха двигатель разбивает на 3: один поток внутрь конуса №1, второй ускоряется между конусами №1 и №2 и третий обтекает конус №2.
На выходе из компрессора получаем (с низким уровнем низкочастотного шума перед двигателм) ускоренный, уплотненный и подогретый поток воздуха, который разделяем на два: внутренний направляем в единственную камеру сгорания, а внешний в обход камеры.
В предлагаемой конструкции одна центральная камера сгорания (вместо гирлянды в современных РД) и нет газовой турбины.
Двухконтурный выхлоп обеспечивает низкий уровень высокочастотного шума горячей струи газов.
Оптимальное значение числа винтов и лопастей в винтах, размеров хорд лопастей и поворотов винтов относительно друг друга может быть получено из 3D расчетов несжимаемой жидкости. Наверно оптимальный угловой размер лопасти нужно выбрать равным угловому промежутку между соседними лопастями, а угол поворота соседних винтов друг относительно друга принять равным угловому размеру лопасти.
По сравнению с существующими конструкциями в предлагаемом двигателе можно использовать менее прочные и более легкие материалы.
Предлагаемая конструкция двигателя будет существенно превосходить современные конструкции по всем важнейшим характеристикам.
В.А.Швилкин – ктн.