покрытие мультипликатора инжекторного ускорителя реактивного двигателя для космических и летательных аппаратов десятого поколения, подводных лодок и морских торпед

Формула изобретения

Покрытие мультипликатора инжекторного ускорителя, состоящее из плоских, скругленных по углам пластин, изготовленных из легкого, прочного, жаростойкого сплава металла, размерами от 30 мм до 70 мм, толщиной от 3 мм до 5 мм, крепится к поверхности летательного или космического аппаратов неподвижно или подвижно с изменением угла атаки воздушного потока путем поворота вокруг осей шарнирных соединений кронштейнов с пластинами покрытия мультипликатора инжекторного ускорителя, приводимыми в движение рычагами-толкателями от гидропривода, с установленными под пластинами покрытия мультипликатора инжекторного ускорителя на кронштейнах соленоидами, изготовленными из материалов с высокими техническими характеристиками, запитанными от бортового источника электропитания, по проводникам которых проходит электрический ток, создающий вокруг соленоидов с пластинами покрытия мультипликатора инжекторного ускорителя магнитные поля, взаимодействующие с заряженными частицами - ионами, заполняющими воздушный поток, проходящий по поверхности покрытия мультипликатора инжекторного ускорителя, придавая дополнительные импульсы кинетической энергии - ускорение, увеличивая при этом скорость движения ионизированного воздушного потока, прошедшего через фронтально установленные ионизаторы перед поверхностью покрытия мультипликатора инжекторного ускорителя.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение:

1. космическая реактивная техника;

2. летательные аппараты;

3. подводные лодки, надводные корабли;

4. морские торпеды;

5. машиностроение, моторостроение;

6. гидравлика, насосы;

7. газоперекачивающие, компрессорные станции;

8. артиллерийские орудия, стрелковое вооружение и т.д.

Уровень техники.

Аналоги подобных устройств, таких как покрытие «МИУ» мультипликатора-инжекторного ускорителя реактивного двигателя (РД) для космических и летательных аппаратов, а также какие-либо другие подобные покрытия для уменьшения силы трения воздушных потоков о поверхность покрытия вышеуказанных объектов, мне не известны.

Раскрытие изобретения.

Покрытие «МИУ» - устройство, конструкция которого позволяет существенно снизить силы трения воздушного потока с поверхностью покрытия. При прохождении воздушного и газовоздушного потоков, по поверхности покрытия, за счет рельефа поверхности покрытия «МИУ» образуется тонкий разряженный слой, который позволяет увеличить коэффициент полезного действия, далее КПД и тяговые характеристики РД.

Покрытие «МИУ» представляет собой плоские, скругленные по углам пластины из легких, прочных, жаростойких сплавов металла, габаритные размеры - толщина от 3 мм до 5 мм, ширина и длина от 30 мм до 70 мм. Покрытие «МИУ» используется двух типов «пассивное» - (неподвижное) и «активное» - (подвижное). «Пассивное» покрытие механически крепится в «челночном порядке» (в «шахматном порядке») (в виде «рыбьей чешуи») на поверхности объекта), «активное» покрытие должно быть расположено так же в «челночном порядке» (в «шахматном порядке»), (в виде «рыбьей чешуи») крепится на подвижных кронштейнах, с изменением угла атаки воздушного потока - путем поворота вокруг осей шарнирных соединений кронштейнов с пластинами покрытия МИУ, приводимыми в движение рычагами - толкателями от гидропривода (см. фигура № 1).

Цели: 1) создание покрытия «МИУ», для космических и летательных аппаратов, обеспечивающего прохождение реактивной струи в воздушном потоке, далее ВП, внутри МИУ, которое значительно уменьшает силы трения реактивной струи о внутреннюю поверхность МИУ и снижение различного рода газовоздушных завихрений, что приведет к увеличению: скорости истечения реактивной струи; реактивной силы тяги (F_тягиРД).

Условное обозначение:

ГВП=PC+ВП

где:

ГВП - газовоздушный поток (смесь);

PC - реактивная струя;

ВП - воздушный поток.

2) создание покрытия, используемого при облицовочном покрытии наружных поверхностей космических и летательных аппаратов, для снижения сил трения, создающихся воздушными потоками, обтекаемыми поверхности движущихся объектов.

Пассивное покрытие используется при облицовочном покрытии внутренних поверхностей МИУ, а активное покрытие «МИУ» необходимо использовать при облицовочном покрытии наружных поверхностей рассматриваемых объектов движения.

Пассивное покрытие «МИУ» без соленоидов устанавливается исключительно в зоне высоких температур реактивной струи в газовоздушном потоке.

Принцип действия покрытия «МИУ» - за счет ступенчатого рельефа поверхности покрытия «МИУ», полученного за счет крепления в челночном порядке (в виде «рыбьей чешуи» пластин покрытия «МИУ»). При прохождении ВП по поверхности покрытия «МИУ», на поверхности объекта, появляется тонкий разряженный слой, позволяющий с меньшим сопротивлением - (силами трения газовоздушного потока о поверхность покрытия «МИУ»), проходить газовоздушному потоку по поверхности покрытия «МИУ».

Для более эффективного снижения сил трения воздушного потока с поверхностью покрытия «МИУ», под каждой пластиной покрытия «МИУ», устанавливаются электромагнитные соленоиды, подключенные к бортовому источнику питания так, чтобы полярность соленоидов была сориентирована северным полюсом вперед по ходу движения летательного аппарата (см. фиг. № 1, п.6). Таким образом, проходящий по проводникам соленоидов электрический ток создает магнитные поля. Силовые линии магнитных полей выходят и северного полюса и входят в южный плюс соленоидов. Так как силовые наружные линии магнитных полей Соленоидов направлены с северного полюса к южному по ходу движения летательного аппарата, то магнитные поля взаимодействует с заряженными частицами - ионами, находящимися в воздушном потоке, прошедшего через ионизаторы, расположенные фронтально к набегающему, обтекаемому, поверхность летательного аппарата, воздушному потоку. Магнитные поля взаимодействуют с заряженными частицами - ионами, придавая дополнительные импульсы кинетической энергии - ускорение, в связи с чем увеличивают скорость движения ионизированного воздушного потока, прошедшего через фронтально установленные ионизаторы перед поверхностью покрытия «МИУ».

Для взаимодействия электромагнитных полей с ионизированным воздушным потоком, необходимо иметь заряженные частицы в ВП, где необходим ионизированный поток воздушной смеси. С этой целью перед покрытием «МИУ» необходимо фронтально (перпендикулярно к воздушному потоку) установить ионизаторы (на фигурах № № 1, 2, 3, ионизаторы не показаны).

У «Активного» покрытия «МИУ» принцип действия тот же самый, только увеличивается диапазон эксплуатационных возможностей и повышается его эффективность. Соленоиды выполняются из материалов с высоким техническими характеристиками, располагаются непосредственно на кронштейнах крепления под каждой пластиной покрытия «МИУ» и перемещаются одновременно с пластинами (см. фиг. № 1, п.6), с изменением угла атаки воздушного потока - путем поворота вокруг осей шарнирных соединений кронштейнов с пластинами покрытия «МИУ», приводимыми в движение рычагами-толкателями от гидропривода.

При использовании «Активного» покрытия «МИУ» при повороте кронштейнов с пластинами покрытия с изменением угла атаки, под пластинами появляются полости, в которых возникает нежелательное разряжение, завихрение воздушного потока. Чтобы избежать этих неприятностей, необходимо использовать принудительную подачу воздуха, или использовать встречный поток воздуха, направляя его в места разряжения под пластины покрытия, до уравновешивания давления воздушного потока над поверхностью покрытия «МИУ» с давлением под пластинами покрытия, что несомненно устранит разряжение и завихрение воздушного потока.

Еще один положительный фактор, несмотря на очень большие скорости движения воздушных потоков, в непосредственной близости поверхностей различных объектов, благодаря покрытию «МИУ», практически отсутствуют силы трения между покрытием и воздушным потоком, проходящим с большой скоростью, что сопровождается понижением температуры самого покрытия «МИУ». Это имеет большое практическое значение при движении различных объектов как в космосе, в воздухе, над водой и под водой.

При сверхзвуковых скоростях, из-за наличия трения воздушных потоков о поверхность покрытия, температура обшивки (керамической) на космических «челноках», при входе в плотные слои атмосферы, достигает 4500°С.

Покрытие «МИУ» - устройство, состоящее из пластин прочных, жаростойких сплавов металла, толщиной от 3 мм до 5 мм, шириной и длиной от 30 мм до 70 мм, расположенных в «шахматном порядке» в виде «рыбьей чешуи» с креплением к поверхности объекта неподвижным - «пассивным» и подвижным - «активным» способом крепления, имеющее общее с прототипом - «рыбья чешуя» (фигура № 1 вид сверху), отличающееся тем, что у покрытия «МИУ»:

1. плоские, скругленные по краям пластины, изготовленные из легких, прочных, жаростойких сплавов металла, толщиной от 3 мм до 5 мм, шириной и длиной от 30 мм до 70 мм (см. фигура № 1 вид сверху);

2. крепление пластин к поверхности объекта предусмотрено двумя способами - неподвижным «Пассивным» и подвижным «Активным» (см. фигуры № № 1, 2);

3. при прохождении воздушного потока по поверхности покрытия «МИУ», за счет рельефа поверхности покрытия, образуется тонкий разряженный слой, снижающий силы трения ВП о поверхность покрытия «МИУ» (см. фигуру № 3);

4. для более эффективного снижения сил трения с поверхностью покрытия, во время прохождения ВП, создаются магнитные поля посредством соленоидов, установленных под пластинами покрытия «МИУ», из материалов с высокими техническими характеристиками, и одновременным с ними перемещением (см. фигура № 1). Магнитные поля создается вокруг соленоидов при прохождении электрического тока по проводникам, подключенным к бортовому источнику элктропитания. Созданные магнитные поля взаимодействуют с заряженными частицами - ионами, придавая дополнительный импульс кинетической энергии - ускорение, увеличивая при этом скорость движения ионизированного воздушного потока, прошедшего через фронтально установленные ионизаторы перед поверхностью покрытия «МИУ»;

5. для взаимодействия электромагнитных полей с воздушным потоком, необходимо иметь заряженные частицы в ВП, т.е. необходим ионизированный поток воздушной смеси. С этой целью перед покрытием «МИУ» устанавливается ионизаторы (на фигурах № № 1, 2, 3 не показан);

6. при прохождении ВП и ГВП по поверхности покрытия«МИУ» воспроизводится следующая аэродинамическая характеристика (см. фиг. № 3, которая справедлива как для «Пассивного», так и для «Активного» покрытия:

1. V _ГВП - max - скорость ГВП;

2. (-Р)_{разряж ГВП} - max - разряжение ГВП;

3. Сопротивление ГВП - min.

Краткое описание чертежей

Покрытие «МИУ»

Фигура № 1.

Покрытие «МИУ» (подвижное) - «Активное».

Изображен продольный разрез подвижного «активного» покрытия «МИУ» с механическим приводом для изменения угла атаки пластин по направлению к воздушному потоку. Проходящий по проводникам соленоидов электрический ток создает магнитные поля, которые взаимодействуют с заряженными частицами - ионами, находящимися в воздушном потоке, придавая дополнительные импульсы кинетической энергии - ускорение, увеличивая при этом скорость движения ионизированного воздушного потока, прошедшего через фронтально установленные ионизаторы перед поверхностью покрытия «МИУ».

1. Электромагнитные поля;

2. пластины покрытия «МИУ»;

3. кронштейн;

4. рычаг механического привода;

5. шарнирные соединения;

6. соленоиды;

7. шарнирные проушины с овальными отверстиями.

Нижний вид - вид сверху на пластины покрытия с их расположением в «челночном порядке» - в «шахматном порядке» («рыбья чешуя»).

Фигура № 2.

Покрытие «МИУ» (неподвижное) - «Пассивное».

Изображен продольный вид неподвижного покрытия, крепление пластин болтами впотай, направление воздушного потока (электромагниты не показаны).

2. пластины покрытия «МИУ»;

8. основа для крепления пластин покрытия «МИУ»;

9. крепление пластин высокопрочными болтами впотай.

Фигура № 3.

1. Схема прохождения газовоздушного потока при использовании покрытия «МИУ». Изображен продольный вид неподвижного «пассивного» покрытия, направление ВП с указанием аэродинамической характеристики покрытия «МИУ», которая справедлива как для пассивного, так и для активного покрытия.

Осуществление изобретения

Покрытие «МИУ»

Осуществить изобретение в жизни можно путем изготовления покрытия «МИУ» (см. фигуры № № 1, 2), которое представляет из себя пластины из легких, прочных, жаростойких сплавов металла, габаритные размеры - толщина от 3 мм до 5 мм, ширина и длина от 30 мм до 70 мм.

Покрытие «МИУ» используется двух типов «пассивное» - (неподвижное) и «активное» - (подвижное). «Пассивное» покрытие механически крепится в «челночном порядке» - в «шахматном порядке» (в виде «рыбьей чешуи») на поверхности объекта). «Активное» покрытие должно быть расположено так же в «челночном порядке» - в «шахматном порядке», (в виде «рыбьей чешуи»), крепится на подвижных кронштейнах, с изменением угла атаки воздушного потока - путем поворота вокруг осей шарнирных соединений кронштейнов с пластинами покрытия «МИУ», приводимыми в движение рычагами-толкателями от гидропривода (см. фигура № 1).

Пассивное покрытие «МИУ» используется при облицовочном покрытии внутренних поверхностей МИУ, а активное покрытие необходимо использовать при облицовочном покрытии наружных поверхностей рассматриваемых объектов движения (см. фиг. № 2, 1).

Пассивное покрытие «МИУ» без соленоидов устанавливается исключительно в зоне высоких температур реактивной струи в газовоздушном потоке.

Крепление пластин покрытия «МИУ» «пассивного» и «активного» (установленного на кронштейнах) производится на основу, для крепления покрытия объекта, через высокопрочные болтовые соединения с головками болтов, выполненными впотай.

Для более эффективного снижения сил трения воздушного потока с поверхностью покрытия «МИУ», устанавливаются электромагнитные соленоиды, подключенные к бортовому источнику питания так, чтобы полярность соленоидов была сориентирована северным полюсом вперед по ходу движения летательного аппарата (см. фиг. № 1, п.6). Таким образом, проходящий по проводникам соленоидов электрический ток создает магнитные поля. Силовые линии магнитных полей выходят и северного полюса и входят в южный плюс соленоидов. Так как силовые наружные линии магнитных полей соленоидов направлены с северного полюса к южному по ходу движения летательного аппарата, то магнитные поля взаимодействует с заряженными частицами - ионами, находящимися в воздушном потоке, прошедшего через ионизаторы, расположенные фронтально к набегающему, обтекаемому, поверхность летательного аппарата, воздушному потоку. Магнитные поля взаимодействует с заряженными частицами - ионами, придавая дополнительные импульсы кинетической энергии - ускорение, в связи с чем увеличивают скорость движения ионизированного воздушного потока, прошедшего через фронтально установленные ионизаторы перед поверхностью покрытия МИУ.

Для взаимодействия электромагнитных полей с ионизированным воздушным потоком, необходимо иметь заряженные частицы в ВП, где необходим ионизированный поток воздушной смеси. С этой целью перед покрытием «МИУ» необходимо фронтально (перпендикулярно к воздушному потоку) установить ионизаторы (на фигурах № № 1, 2, 3, ионизаторы не показаны).