демпфер детонации для двигателей импульсной детонации (варианты)

Формула изобретения

1. Двигатель (100), содержащий, по меньшей мере, одну камеру (120) импульсной детонации, сконфигурированную для получения и детонирования топлива и окислителя, где камера импульсной детонации имеет выпускной конец (128) и содержит пористый вкладыш (10), приспособленный для устанавливания в пределах внутренней поверхности (122) камеры импульсной детонации около выпускного конца, и кожух (130), вмещающий упомянутую, по меньшей мере, одну камеру импульсной детонации.

2. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит перфорированный вкладыш (12), прикрепленный к внутренней поверхности (122) камеры (120) импульсной детонации, при этом перфорированный вкладыш содержит материал, выбираемый из группы, состоящей из металлов, металлических сплавов, керамики и их комбинаций, и перфорированный вкладыш определяет множество отверстий (11) и имеет пористость, составляющую по меньшей мере приблизительно тридцать процентов (30%).

3. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит перфорированный вкладыш (12), прикрепленный к внутренней поверхности (122) камеры (120) импульсной детонации, при этом перфорированный вкладыш определяет множество отверстий (11), ориентированных перпендикулярно поверхности (13) перфорированного вкладыша.

4. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит перфорированный вкладыш (12), прикрепленный к внутренней поверхности (122) камеры (120) импульсной детонации, причем перфорированный вкладыш имеет нормаль (15) к поверхности и определяет множество отверстий (11), идущих под углом относительно нормали к поверхности.

5. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит перфорированный вкладыш (12), прикрепленный к внутренней поверхности (122) камеры (120) импульсной детонации, при этом перфорированный вкладыш определяет множество кольцеобразных углублений (27).

6. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит пористую секцию (14) стенки (124) камеры (120) импульсной детонации.

7. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит материал (16) металлического волокна, прикрепленный к внутренней поверхности (122) камеры (120) импульсной детонации.

8. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) и внутренняя поверхность (122) камеры (120) импульсной детонации разделены промежутком (126), причем пористый вкладыш находится в связи по текучей среде с упомянутым промежутком, и промежуток сконфигурирован для выпуска потока в выпускном конце (128) камеры импульсной детонации, где промежуток дополнительно сконфигурирован так, чтобы быть в связи по текучей среде с потоком во втором контуре вне камеры импульсной детонации, при этом камера импульсной детонации дополнительно содержит демпфирующий материал (22), расположенный внутри промежутка.

9. Двигатель (100) по п.1, в котором пористый вкладыш (10) содержит пористую вставку (19), при этом пористая вставка содержит множество расходомерных трубок (35), причем каждая из расходомерных трубок имеет стенку (23), определяющую множество отверстий (25).

10. Двигатель (200) по п.1, дополнительно содержащий турбинную под систему (140), расположенную ниже по потоку относительно упомянутой по меньшей мере одной камеры (120) импульсной детонации, где турбинная под система находится в связи по потоку с упомянутой по меньшей мере одной камерой импульсной детонации и заключена внутри кожуха (130), переходной патрон (160), установленный между по меньшей мере одной камерой импульсной детонации и турбинной подсистемой и сконфигурированный для модифицирования профиля скоростей газа высокого давления, выходящего из по меньшей мере одной камеры импульсной детонации, причем переходной патрон содержит пористый вкладыш (162), приспособленный для устанавливания в пределах внутренней поверхности (164) переходного патрона ниже по потоку от выпускного конца (128) по меньшей мере одной камеры импульсной детонации.

11. Двигатель (500), содержащий, по меньшей мере, одну камеру (120) импульсной детонации, сконфигурированную для получения и детонирования топлива и окислителя, где камера импульсной детонации имеет выпускной конец (128), причем камера импульсной детонации содержит пористый вкладыш (10), приспособленный для устанавливания в пределах внутренней поверхности (122) камеры импульсной детонации около выпускного конца, и кожух (130), вмещающий по меньшей мере одну камеру импульсной детонации, где кожух содержит пористый вкладыш (132), приспособленный для устанавливания в пределах внутренней поверхности (134) кожуха ниже по потоку относительно выпускного конца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается в общем демпфирования детонации для применений импульсной детонации и, более конкретно, ослабления шума и уменьшения нагрузок при переходном процессе на компонентах, находящихся ниже по потоку, посредством демпфирования детонации. Фраза "демпфирование детонации", как используется здесь, в общем относится к процессу, с помощью которого (1) ослабляются поперечные волны, требуемые для поддержания детонации, и/или (2) увеличивается искривление головной ударной волны, таким образом понижая ее интенсивность.

Двигатели импульсной детонации являются перспективным техническим решением двигателей ввиду более низкого повышения энтропии взрывчатых процессов по сравнению с нормальным горением при постоянном давлении. Следовательно, двигатели импульсной детонации имеют потенциальные возможности для приведения в движение транспортных средств с более высокой термодинамической эффективностью, чем достигаются с двигателями на основе нормального горения.

Однако двигатели импульсной детонации имеют потенциальные проблемы шумов. Кроме того, компоненты, расположенные ниже по потоку относительно детонаций, например компоненты, расположенные ниже по потоку от активной зоны двигателя импульсной детонации в гибридном газотурбинном двигателе импульсной детонации, могут подвергаться существенным нагрузкам при переходном процессе от детонаций. В соответствии с этим желательно снизить шум и нагрузки при переходном процессе для двигателей импульсной детонации.

Коротко говоря, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения раскрыт двигатель. Двигатель включает в себя по меньшей мере одну камеру импульсной детонации, сконфигурированную для получения и детонирования топлива и окислителя. Камера импульсной детонации имеет выпускной конец и включает в себя пористый вкладыш, приспособленный для устанавливания в пределах внутренней поверхности камеры импульсной детонации около выпускного конца. Двигатель дополнительно включает в себя кожух, вмещающий камеру импульсной детонации.

Также раскрыт другой вариант осуществления двигателя. Двигатель включает в себя по меньшей мере одну камеру импульсной детонации, сконфигурированную для получения и детонирования топлива и окислителя. Камера импульсной детонации имеет выпускной конец. Двигатель дополнительно включает в себя переходной патрон, расположенный ниже по потоку от камеры импульсной детонации и сконфигурированный так, чтобы модифицировать профиль скоростей газа высокого давления, выходящего из камеры импульсной детонации. Двигатель также включает в себя демпфер детонации, приспособленный для ослабления множества ударных волн, производимых камерой импульсной детонации.

Раскрыт еще один вариант осуществления двигателя. Двигатель включает в себя по меньшей мере одну камеру импульсной детонации, сконфигурированную для получения и детонирования топлива и окислителя. Камера импульсной детонации имеет выпускной конец. Двигатель дополнительно включает в себя кожух, вмещающий камеру импульсной детонации. Кожух включает в себя пористый вкладыш, приспособленный для устанавливания в пределах внутренней поверхности кожуха ниже по потоку от выпускного конца.

Эти и другие особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из последующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых подобные ссылочные позиции представляют аналогичные детали на всех чертежах и на которых:

фиг.1 иллюстрирует первый вариант осуществления изобретения двигателя;

фиг.2 иллюстрирует ячеистую структуру для детонирования;

фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления перфорированного вкладыша пористого вкладыша, в частности вид в поперечном разрезе, взятый по длине камеры импульсной детонации (КИД);

фиг.4 иллюстрирует другой вариант осуществления перфорированного вкладыша пористого вкладыша, в частности, вид в поперечном разрезе, взятый по длине КИД;

фиг.5 изображает вариант осуществления пористого вкладыша, который изготовлен за одно целое со стенкой камеры импульсной детонации, в частности вид в поперечном разрезе, взятый по длине КИД;

фиг.6 изображает другой вариант осуществления пористого вкладыша, в частности вид в поперечном разрезе, взятый по длине КИД;

фиг.7 показывает пористый вкладыш, отделенный от внутренней поверхности камеры импульсной детонации промежутком, в частности вид в разрезе, взятый по длине КИД;

фиг.8 показывает пористый вкладыш, отделенный от внутренней поверхности камеры импульсной детонации промежутком, который сконфигурирован для потока во втором контуре, в частности вид в разрезе, взятый по длине КИД;

фиг.9 иллюстрирует примерный вариант осуществления мультипористого вкладыша, в частности вид в разрезе, взятый по длине КИД;

фиг.10 иллюстрирует вариант осуществления пористой вставки пористого вкладыша на виде в поперечном разрезе;

фиг.11 иллюстрирует вариант осуществления изобретения гибридного двигателя;

фиг.12 иллюстрирует другой вариант осуществления изобретения гибридного двигателя;

фиг.13 иллюстрирует другой вариант осуществления изобретения двигателя;

фиг.14 показывает перфорированный вкладыш фиг.3 или 4, где перфорированный вкладыш определяет множество дискретных отверстий; и

фиг.15 показывает перфорированный вкладыш фиг.3 или 4, где перфорированный вкладыш определяет множество кольцеобразных углублений.

Первый вариант осуществления изобретения описан со ссылкой на фиг.1. Как показано на фиг.1, двигатель 100 включает в себя по меньшей мере одну камеру 120 импульсной детонации, сконфигурированную для получения и детонирования топлива и окислителя. Камера 120 импульсной детонации имеет выпускной конец 128 и включает в себя пористый вкладыш 10, который приспособлен для устанавливания в пределах внутренней поверхности 122 камеры 120 импульсной детонации около выпускного конца. Двигатель 100 дополнительно включает в себя кожух 130, вмещающий камеру (камеры) 120 импульсной детонации. Как показано на фиг.1, поток внутреннего контура проходит через камеру КИД (камеры КИД) 120, а поток во втором контуре проходит вокруг камеры КИД (камер КИД) 120. Как используется здесь, фраза "вблизи от выпускного конца 128 означает, что пористый вкладыш 10 находится ближе к выпускному концу 128, чем к переднему краю КИД 120. Хотя здесь иллюстрируется, что пористый вкладыш 10 распространяется до выпускного конца 128, это не является обязательным. Скорее, детонации ослабляются при расположении пористого вкладыша 10 вблизи от выпускного конца 128. Кроме того, пористый вкладыш 10 уменьшает амплитуду последующей ударной нагрузки на любых компонентах, находящихся ниже по потоку. Таким образом, шумы и нагрузки при переходном процессе на любых компонентах ниже по потоку снижаются.

Термин "камера импульсной детонации" (или "КИД"), как он используется здесь, следует понимать как означающий любое устройство или систему сгорания, где серия повторяющихся детонаций или квазидетонаций внутри устройства вызывает повышение давления и последующее ускорение продуктов сгорания по сравнению с компонентами перед сожжением. "Квазидетонация" представляет собой процесс сгорания, который производит повышение давления и увеличение скорости выше, чем повышение давления, производимое волной нормального горения (дефлаграции). Типичные варианты осуществления камеры КИД включают в себя средство воспламенения смеси топлива/окислителя, например топливовоздушной смеси, и изолирующую камеру, в которой фронты волн давления, инициируемые процессом воспламенения, сливаются, производя детонационную волну. Каждая детонация или квазидетонация инициируется либо внешним воспламенением типа искрового разряда или лазерного импульса, либо газодинамическими процессами типа фокусировки ударной волны, самовоспламенения, или другой детонацией посредством перекрестного воспламенения. Конфигурация камеры детонации является такой, что повышение давления детонационной волны вытесняет продукты сгорания из выхлопного сопла КИД, производя осевое усилие. Как известно специалистам в данной области техники, импульсную детонацию можно производить в множестве типов камер детонации, включая трубы детонации, ударные трубы, резонаторные полости детонации и кольцеобразные камеры детонации.

Как было отмечено выше, акустические нагрузки и нагрузки при переходном процессе, производимые камерами КИД, ставят шумовые и конструктивные проблемы, соответственно. Включение пористого вкладыша 10 в КИД 120 вблизи от ее выпускного конца 128 благоприятно помогает уменьшить и акустические нагрузки, и нагрузки при переходном процессе, производимые КИД 120, следующим образом. Когда детонация наталкивается на пористую поверхность пористого вкладыша 10, поток массы в поры 11 и/или сквозь них: (1) ослабляет поперечные волны, требуемые для поддержания детонации и/или (2) увеличивает искривление головной ударной волны, таким образом снижая ее интенсивность. Следовательно, выхлоп из КИД 120 создает более низкое и более постепенное повышение давления, понижая и шумы, и удар на компонентах, расположенных ниже по потоку, и на окружающих компонентах типа кожуха 130. Из-за неблагоприятного влияния пористого вкладыша 10 на детонации согласно конкретному варианту осуществления пористый вкладыш 10 короче, чем КИД 120, с целью облегчения детонации в КИД 120.

Более конкретно, пористый вкладыш 10 представляет собой ячейку длиной, равной по меньшей мере приблизительно одной . Чтобы дополнительно усиливать демпфирование детонации, пористый вкладыш 10 представляет собой, в частности, ячейку длиной, равной по меньшей мере приблизительно четырем . Как известно специалистам в данной области техники, размер ячейки представляет собой фундаментальное свойство детонаций. Более конкретно, размер ячейки является функцией начальной температуры Т ₀ и давления Р₀ и смеси для детонации, а именно топлива и окислителей, составляющих смесь для детонации. Схематическое изображение ячеистой конструкции 1, связанной с детонациями, иллюстрируется на фиг.2. Ячеистая структура 2 образуется вследствие взаимодействий между поперечными ударными волнами, перемещающимися в поперечном направлении 3 после детонации. Точки пересечения (или "тройные точки") поперечных ударных волн имеют высокие значения локальной температуры T и давления P, и детонация "затравливается" в тройных точках. Размер ячейки зависит от начального состава топливовоздушной смеси, температуры Т₀ и давления Р ₀. Как Т₀, так и Р ₀ изменяются по всей области эксплуатационных режимов двигателя. Поэтому длину пористого вкладыша 10 предпочтительно выбирают такой, чтобы охватить диапазон ожидаемого размера ячейки, .

Для вариантов осуществления, иллюстрируемых на фиг.3 и 4, пористый вкладыш 10 содержит перфорированный вкладыш 12, прикрепленный к внутренней поверхности 122 соответствующей камеры 120 импульсной детонации. Например, перфорированный вкладыш 12 устанавливают посредством прессовой посадки или приваривают к стенке 124 камеры 120 импульсной детонации. Более конкретно, для вариантов осуществления фиг.3 и 4, перфорированный вкладыш 12 изготавливают заподлицо со стенкой 124 камеры, как показано. Перфорированный вкладыш 12 предпочтительно формируют из материала или материалов, которые могут выдерживать высокие температуры и механические напряжения, присутствующие в камере детонации в камере 120 импульсной детонации. Примерные материалы включают в себя металлы, металлические сплавы, керамику, например нержавеющую сталь, инконель, молибден и титан. Примерные толщины узла вкладыша находятся в диапазоне от приблизительно 1/8 дюйма до приблизительно 1 дюйма, и более конкретно, в диапазоне от приблизительно 1/4 дюйма до приблизительно 1/2 дюйма, для типичного диаметра прохождения потока КИД приблизительно два дюйма. Толщина узла вкладыша изменяется с применением, в зависимости от топлива и диаметра прохождения потока КИД.

Более конкретно, для варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.3 и 14, перфорированный вкладыш 12 определяет множество отверстий 11, ориентированных перпендикулярно поверхности 13 перфорированного вкладыша 12. Как используется здесь, термин "перпендикулярно" следует понимать как означающий отверстия 11, просверленные по существу перпендикулярно поверхности 13 перфорированного вкладыша 12, например, в пределах приблизительно десяти градусов (10°) от нормали 15 к поверхности. Для варианта осуществления, показанного на фиг.4 и 14, перфорированный вкладыш 12 определяет множество отверстий 11, проходящих под углом относительно нормали 15 к поверхности. Для обоих вариантов осуществления отверстия 11 могут быть сквозными отверстиями (как показано) или глухими отверстиями (не показано). Конфигурация фиг.4 благоприятно имеет увеличенную длину отверстий для данной толщины перфорированного вкладыша 12, по сравнению с устройством фиг.3. Напротив, устройство фиг.3 имеет меньшую величину негативных столкновений при осевом давлении, чем обеспечивает устройство фиг.4. Отношение отверстий 11 к сплошным участкам перфорированного вкладыша 12, V _откр/V_сплошн, влияет на способность демпфирования вкладыша 12. Это отношение V_откр /V_сплошн представляет пористость вкладыша 12. Для усиления демпфирования пористость должна превышать приблизительно тридцать процентов (30%) и, более конкретно, находиться в диапазоне от приблизительно пятидесяти процентов (50%) до приблизительно семидесяти процентов (70%) для конкретных вариантов осуществления. Кроме того, для усиления демпфирования детонации отверстия 11 можно заполнять демпфирующим материалом (здесь не показано).

Варианты осуществления, альтернативные тем, что были описаны выше относительно фиг.3, 4 и 14, описаны со ссылкой на фиг.3, 4 и 15. Вместо показанных на фиг.14 дискретных отверстий 11 изображенный на фиг.15 перфорированный вкладыш 12 определяет множество кольцеобразных углублений 27 (или прорезей 27). Кольцеобразные углубления 27 могут иметь края 29, перпендикулярные поверхности 13 перфорированного вкладыша 12, как показано на фиг.3. В качестве альтернативы края 29 могут проходить под углом относительно поверхности 13. Также можно использовать комбинацию дискретных отверстий 11 и кольцеобразных углублений 27.

На фиг.5 показан другой вариант осуществления, для которого пористый вкладыш 10 содержит пористую секцию 14 стенки 124 камеры 120 импульсной детонации. Для этого варианта осуществления пористый вкладыш 10 изготовлен за одно целое с камерой 120 импульсной детонации и содержит множество отверстий 21, сформированных в стенке 124 камеры 120 импульсной детонации. Отверстия 21 могут быть сквозными отверстиями, как показано, чтобы обеспечить связь с потоком во втором контуре. В качестве альтернативы отверстия 21 могут проходить под углом относительно поверхности 14.

Для варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.6, пористый вкладыш 10 содержит материал 16 типа материала металлического волокна, например материал агломерированного металлического волокна или сплетенный металлический материал 16, который прикреплен к внутренней поверхности 122 камеры 120 импульсной детонации. Материал может быть присоединен так, что поверхность располагается заподлицо с находящейся выше по потоку поверхностью вкладыша камеры детонации, или просто прикреплен к поверхности вкладыша детонации. Другие материалы, которые поглощают или ослабляют акустическую энергию и предназначены для того, чтобы выдерживать высокие температуры, также можно использовать.

Другой вариант осуществления иллюстрируется на фиг.7 и 8. Для этого варианта осуществления позади пористого вкладыша 10 обеспечен промежуток 126. Пористый вкладыш 10 находится в связи по текучей среде с промежутком 126. Например, пористый вкладыш 10 имеет сквозные отверстия 11, которые обеспечивают связь по текучей среде с промежутком 126. Хотя отверстия 11 изображены как перпендикулярные внутренней поверхности 122, они могут также проходить под углом, как обсуждалось выше и показано для примера на фиг.4. Более конкретно, для варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.8, промежуток 126 сконфигурирован для выпуска потока на выпускном конце 128 камеры 120 импульсной детонации. Еще более конкретно, для варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.8, промежуток 126 дополнительно сконфигурирован так, чтобы он находился в связи по текучей среде с потоком во втором контуре вне внутреннего вкладыша камеры 120 импульсной детонации. Например, как показано на фиг.8, поток во втором контуре входит в промежуток 126 через отверстие 129, или поток во втором контуре входит из кольцеобразного канала выше по потоку относительно пористой секции. Эта конфигурация благоприятно продувает пористый вкладыш 10 охлаждающим воздухом из потока во втором контуре, охлаждая пористый вкладыш 10 и камеру 120. Для конкретного варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.7, камера 120 импульсной детонации дополнительно включает в себя демпфирующий материал 22, расположенный внутри промежутка 126. Чтобы показать промежуток 126, на фиг.7 демпфирующий материал 22 показан только в верхней части поперечного сечения, только для иллюстративных целей. Однако демпфирующий материал 22 практически распределен по всему промежутку 126. Примерные демпфирующие материалы 22 включают в себя шарики, образованные из термостойких материалов типа керамики. Демпфирующий материал 22 благоприятно дополнительно ослабляет детонацию. В дополнение к описанным выше вариантам осуществления каждая из камер 120 импульсной детонации может быть оборудована несколькими пористыми вкладышами 10 и определять несколько промежутков 126, как показано, например, на фиг.9. Хотя на фиг.9 промежутки изображены как открытые для потока во втором контуре, промежутки могут быть закрыты, как показано на фиг.7. Кроме того, промежутки 126 могут быть заполнены демпфирующими материалами 22, как показано на фиг.7. Примерное расположенное в шахматном порядке устройство, показанное на фиг.9, усиливает теплообмен. Торец вкладыша 10 может быть открытым или закрытым.

На фиг.10 показан вид в поперечном разрезе другого варианта осуществления, для которого пористый вкладыш 10 содержит пористую вставку 19. Пористая вставка 19 проходит по расположенному ниже по потоку участку камеры 120 импульсной детонации около выпускного конца КИД 120 таким же образом, как показано для пористого вкладыша 10 на любой из фиг.1 и 3-9. Для конкретного варианта осуществления, показанного на фиг.10, пористая вставка 19 содержит множество расходомерных трубок 35. Каждая из расходомерных трубок 35 имеет стенку 23, которая определяет множество отверстий 25. Более конкретно, каждая из расходомерных трубок 35 имеет стенку 23, определяющую множество сквозных отверстий 25, проходящих сквозь стенку 23 расходомерной трубки 35, как показано. В качестве альтернативы стенки 23 могут определять глухие отверстия (непоказанные). Как используется здесь, термин "трубка" включает в себя трубы, имеющие круглые или некруглые поперечные сечения. Примерные трубки включают в себя цилиндрические трубки, показанные на фиг.10, а также трубки, имеющие многоугольные поперечные сечения (непоказанные), например шестигранные трубки, которые могут быть близко упакованы или отделены открытыми пространствами.

Другой вариант осуществления двигателя 200 иллюстрируется на фиг.11. Как показано, двигатель 200 дополнительно включает в себя турбинную подсистему 140, установленную ниже по потоку относительно камеры (камер) 120 импульсной детонации. Турбинная подсистема 140 находится в связи по потоку с камерой (камерами) 120 импульсной детонации и размещена в кожухе 130. Для этой конфигурации двигатель 200 представляет собой гибридный двигатель импульсной детонации - газотурбинный двигатель. Для этого варианта осуществления камера (камеры) 120 импульсной детонации формирует камеру 150 сгорания, которая приводит в действие турбинную подсистему 140. Одна примерная турбинная подсистема 140 включает в себя турбину высокого давления (непоказанную) и/или силовую турбину, или турбину низкого давления (непоказанную), устроенную в последовательной связи по потоку с камерой сгорания 150. Согласно конкретному варианту осуществления компрессор 190 сжимает окислитель типа воздуха и поставляет сжатый окислитель в камеру (камеры) 120 импульсной детонации, как изображено на фиг.11. Более конкретно, иллюстрируемый на фиг.11 двигатель 200 дополнительно включает в себя переходной патрон 160, установленный между камерой (камерами) 120 импульсной детонации и турбинной подсистемой 140. Переходной патрон 160 сконфигурирован таким образом, чтобы модифицировать профиль скоростей газа высокого давления, выходящего из камеры (камер) импульсной детонации.

Для дополнительного ослабления детонации переходной патрон 160 имеет пористый вкладыш 162, который приспособлен для устанавливания в пределах внутренней поверхности 164 переходного патрона 160 ниже по потоку от выпускного конца 128 камеры (камер) 120 импульсной детонации, согласно более конкретному варианту осуществления. Под выражением "ниже по потоку" подразумевается, что пористый вкладыш 162 проходит по меньшей мере до точки, находящейся ниже по потоку относительно выпускного конца 128 камеры (камер) 120 импульсной детонации. В зависимости от применения весь пористый вкладыш 162 может быть расположен ниже по потоку относительно выпускного конца 128 или пористый вкладыш 162 может проходить между точкой, находящейся выше по потоку относительно выпускного конца 128, до точки, находящейся ниже по потоку от выпускного конца 128. Под фразой "приспособленный для устанавливания" следует понимать, что пористый вкладыш 162 может быть изготовлен за одно целое с переходным патроном 160, как показано, или может быть отдельной частью, прикрепленной к внутренней поверхности 164 переходного патрона 160. Пористые вкладыши 10 и 162 на фиг.11 вместе обозначены как демпфер 180 детонации. Демпфер 180 детонации приспособлен для ослабления множества ударных волн, производимых камерой (камерами) 120 импульсной детонации, и таким образом уменьшения нагрузки при переходном процессе на турбинной подсистеме 140. Описываемые демпферы 180 детонации включают в себя пористый вкладыш 10 и пористый вкладыш 162 как один, так и в комбинации.

Другой вариант осуществления двигателя 300 иллюстрируется на фиг.12. Как показано, двигатель 300 дополнительно включает в себя турбинную подсистему 140, которая расположена выше по потоку относительно камеры (камер) 120 импульсной детонации и находится в связи по потоку с камерой (камерами) 120 импульсной детонации. Кожух 130 вмещает турбинную подсистему 140. Подобно варианту осуществления, описанному выше относительно фиг.11, двигатель 300 представляет собой гибридный газотурбинный двигатель импульсной детонации. Для этой конфигурации камера (камеры) 120 импульсной детонации формирует форсажную камеру 170, которая принимает газовый поток от турбинной подсистемы 140. Турбинная подсистема 140 приводится в действие камерой сгорания 210. Камера сгорания 210 может быть обычной камерой сгорания или она может содержать камеры импульсной детонации. Газовый поток смешивается с дополнительным топливом и детонируется в форсажной камере 170, чтобы произвести тягу двигателя. Как отмечено выше, примерная турбинная подсистема 140 включает в себя турбину высокого давления (непоказанную) и/или силовую турбину или турбину низкого давления (непоказанную), устроенную в последовательной связи по потоку с форсажной камерой 170. Согласно конкретному варианту осуществления компрессор 190 сжимает окислитель типа воздуха и поставляет сжатый окислитель в КИД и турбинную подсистему 140, как представлено на фиг.12. Для конфигурации фиг.12 пористый вкладыш 10 по желанию снижает шумы от форсажной камеры 170. Кроме того, пористый вкладыш может быть частью вкладыша форсажной камеры 170.

На фиг.13 иллюстрируется другой вариант осуществления двигателя 500. Как показано, двигатель 500 включает в себя по меньшей мере одну камеру 120 импульсной детонации, которая сконфигурирована для получения и детонирования топлива и окислителя и имеет выпускной конец 128. Двигатель также включает в себя кожух 130, вмещающий камеру (камеры) 120 импульсной детонации. Кожух 130 имеет пористый вкладыш 132, который приспособлен для устанавливания в пределах внутренней поверхности 134 кожуха 130 ниже по потоку относительно выпускного конца 128 камеры (камер) 120 импульсной детонации. Как отмечено выше, термин "ниже по потоку" охватывает пористый вкладыш 132, (1) начинающийся и оканчивающийся в точках, расположенных ниже по потоку относительно выпускного конца 128, и (2) начинающийся в точке, расположенной выше по потоку относительно выпускного конца 128, и оканчивающийся в точке, расположенной ниже по потоку относительно выпускного конца 128. Другими словами, по меньшей мере часть пористого вкладыша 132 расположена ниже по потоку относительно выпускного конца 128 камеры (камер) 120 импульсной детонации. Под фразой "приспособленный для устанавливания" следует понимать, что пористый вкладыш 132 может быть изготовлен за одно целое с кожухом 130 или может быть отдельной частью, прикрепленной к внутренней поверхности 134 кожуха 130, как показано. Пористый вкладыш 132 благоприятно ослабляет ударные волны, снижая таким образом шумы. Для конкретного варианта осуществления, показанного на фиг.13, для дополнительного ослабления детонации камера 120 импульсной детонации содержит пористый вкладыш 10 (описанный выше относительно фиг.1). Для варианта осуществления, изображенного фиг.13, камеры 120 импульсной детонации могут формировать камеру сгорания, форсажную камеру или обе камеры.

Хотя здесь были проиллюстрированы и описаны только некоторые характерные особенности изобретения, специалистам в данной области техники могут встретиться много модификаций и видоизменений. Поэтому должно быть понятно, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и видоизменения, как входящие в истинный объем изобретения.

Перечень составных частей

1 ячеистая конструкция

2 ячеистая структура

3 широтное направление

4 точки пересечения

5 поперечные ударные волны

10 пористый вкладыш

11 отверстия

12 перфорированный вкладыш

13 поверхность перфорированного вкладыша

14 пористая секция стенки камеры

15 нормаль к поверхности

16 материал

19 пористая вставка

21 отверстия

22 демпфирующий материал

23 стенка

25 отверстия

27 кольцеобразные углубления

29 край кольцеобразной полости

35 расходомерная трубка

100 двигатель

120 камера импульсной детонации ("КИД")

122 внутренняя поверхность КИД

124 стенка камеры

126 промежуток

128 выпускной конец КИД

129 отверстие

130 кожух

132 пористый вкладыш

140 турбинная подсистема

150 камера сгорания

160 переходной патрон

162 пористый вкладыш

164 внутренняя поверхность переходного патрона

170 форсажная камера

180 демпфер детонации

190 компрессор

200 двигатель

210 камера сгорания

300 двигатель

500 двигатель