Инженеры Рыбинского государственного авиационного технического университета (РГАТУ) имени П. А. Соловьёва разработали вихревое эжекционное горелочное устройство, описанное в патенте RU 2 869 465 C9. Конструкция предназначена для подготовки и сжигания топливовоздушной смеси и может применяться в авиационных двигателях и теплоэнергетических установках. В ней предусмотрена регулировка нескольких элементов, влияющих на движение воздуха и условия горения.
Основой устройства служит цилиндрическая эжекторная втулка с подвижной сопловой частью. Её можно перемещать вдоль оси камеры сгорания, что, согласно патенту, позволяет дополнительно изменять условия подготовки топливовоздушной смеси.
На выходе втулки расположена разгонная камера, которая участвует в подготовке топливовоздушной смеси и увеличивает перепад статического давления на эжекторной втулке.
Отдельная регулировка предусмотрена для закрутки воздуха. В жаровой трубе выполнены по меньшей мере два пояса тангенциальных отверстий, соединяющих охлаждающий канал с камерой сгорания. Их угол относительно оси камеры можно менять, а подача воздуха через эти отверстия должна, согласно описанию патента, предотвращать затухание закрутки потока по мере его движения.
Ещё один регулируемый участок расположен в зоне стабилизатора пламени. На оси камеры установлен стабилизатор с регулировочными винтами и радиальными поясами отверстий в торцевой поверхности для подачи вторичного воздуха.
Между стабилизатором и стенкой жаровой трубы образован коаксиальный канал, причём его проходное сечение также можно изменять. Таким образом, конструкция предусматривает несколько регулируемых элементов, позволяющих изменять параметры воздушного потока в зоне горения.
Именно регулировка отдельных элементов воздушного тракта заявлена в патенте как способ достижения технического результата. В документе указаны улучшение предварительной подготовки топливовоздушной смеси, снижение концентрации оксидов азота NOx, расширение диапазона устойчивого горения по коэффициенту избытка воздуха, предотвращение затухания закрутки потока и снижение вероятности срыва фронта пламени.
Для камеры сгорания авиационного двигателя проблема состоит не только в том, чтобы обеспечить подачу топлива и воздуха. При изменении режима меняются расход воздуха, давление, состав смеси и характер вихревого движения, поэтому условия для устойчивого пламени тоже постоянно меняются.
В описании патента отдельно указано, что регулируемая сопловая часть может перемещаться в область максимального разрежения. По замыслу авторов, это дополнительно увеличивает перепад давления и улучшает предварительную подготовку топливовоздушной смеси.
Предложенная РГАТУ схема предусматривает регулировку нескольких параметров: положение сопловой части, угол подачи закрученного воздуха и площадь проходного сечения коаксиального канала. Отдельно предусмотрена регулировка подачи вторичного воздуха через отверстия стабилизатора пламени.
Читайте ещё материалы по теме:
- Что будет с двигателем, если скруглить угол возле свечи: инженер из Нижнего Новгорода запатентовал необычную ГБЦ
- Маленькому турбореактивному двигателю добавили второй контур управления: что изменится для БПЛА
- Струю топлива в жидкостном ракетном двигателе специально закрутят: зачем ей придали необычную форму