Движитель

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к движителям, преобразующим вращательное движение рабочего тела в тяговую силу, и может быть использовано в наземном,водном, воздушном транспорте. Движитель включает ведущий вал с рабочими лопатками,установленными в корпусе, выполненном в виде полого усеченного конуса (тарелки), имеющего в меньшем основании входное отверстие для ввода и/или забора рабочего тела, а в большем основании - выходное отверстие и цилиндрическую часть, в которой последовательно закреплены неподвижные тормозные лопатки, и дополнительным диском, установленным за рабочими лопатками, с диаметром меньше выходного отверстия, образуя при этом кольцевой зазор.US-A-6050520 АЛЕКСАНДРОВИЧ; ПОСВЕНЧУК АНДРЕЙ ИВАНОВИЧ (BY) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к движителям, преобразующим вращательное движение в тяговую силу, и может быть использовано в наземном, водном и воздушном транспорте. Известен движитель, содержащий два рабочих колеса, установленных соосно в водоводе с водоприемным устройством и выходным соплом (Прицкер Д.М., Сахаров Д.И. Аэродинамика. - М., 1968, с. 179-191). Рабочие колеса имеют противоположные направления вращения, и каждое из них жестко связано с одним коаксиально установленным гребным валом, на противоположные концы которого жестко насажены зубчатые колеса, взаимодействующие между собой через сателлиты, смонтированные в корпусе. Корпус с сателлитами установлен с возможностью вращения и снабжен тормозом. Недостатком известного движителя является сложная конструкция, а энергия, затраченная на привод колес, в полном объеме не восстанавливается, что снижает эффективность его работы. Известен движитель, содержащий концентрично расположенные наружный и полый внутренние конусы с входными и выходными отверстиями, образующие с кольцом крыльчатки внутренний и наружные кольцевые каналы, причем кольцо крыльчатки насажено на вал двигателя между корпусами и имеет лопасти, разделенные этим кольцом, и задвижку для входного отверстия корпуса (А.С. СССР 853717,М.кл. В 63 Н 1/2, опубл. 07.08.81). Корпусы и кольцо крыльчатки выполнены расширяющимися в сторону выброса воды, а задвижка выполнена по форме полого усеченного конуса с центральным отверстием,соосным кольцу крыльчатки и имеющим диаметр, равный диаметру входного отверстия наружного конуса. Недостатком известного движителя является сложная конструкция и недостаточная эффективность работы. Задача настоящего изобретения состоит в создании наиболее простого и эффективного движителя. Указанная задача решается тем, что в движителе, содержащем вал с рабочими лопатками, установленными в корпусе, выполненном в виде полого усеченного конуса (тарелки), имеющего в меньшем основании входное отверстие для ввода и/или забора рабочего тела, а в большем основании - выходное отверстие и цилиндрическую часть, в которой последовательно установлены неподвижные тормозные лопатки, закрепленные в цилиндрической части, и дополнительным диском, установленным за рабочими лопатками. В предлагаемых движителях направление и действие сил на элементы конструкции зависят не только от расположения конструктивных элементов движителя, но и от скорости вращения лопаток движителя. Таким образом, изменяя углы конусной части тарелки относительно оси и изменяя угловую скорость вращения лопаток, можно изменять и направление равнодействующей, относительно оси тарелки,а следовательно, и направление силы противодействия. В изобретении предлагается ввести в конструкцию движителя дополнительные конструктивные элементы и за счет введения этих конструктивных элементов, а также за счет изменения частоты вращения лопаток движителя добиться изменения направления равнодействующей, а значит и силы противодействия. Это утверждение основано на том, что при работе возникают и действуют на конструктивные элементы движителя силы, величина которых зависит от величины угловой скорости лопаток движителя,при изменении угловой скорости эти силы изменяются на различные величины, что приводит к изменению направления равнодействующей силы, а значит изменяется и направление силы противодействия относительно оси тарелки. В процессе исследований установлено, что действия центробежной силы, сил вызывающих разрежение, имеют различные направления и при определенных условиях частично или полностью нейтрализуют друг друга, а то и превосходят по величине друг друга. Когда центробежная сила по величине превосходит силы разрежения - движитель движется в прямом направлении. Когда вводятся дополнительные элементы конструкции силы разрежения и сила, подобная подъемной силе крыла (Стрелков С.П. Механика, 2005, с. 403-407), не только нейтрализовали центробежную силу, но и превзошли ее по величине. В результате движитель начинает движение в обратном направлении. Для уменьшения сил разрежения предлагаются следующие варианты изобретения. В этом варианте изобретения в движителе дополнительно устанавливается за крыльчаткой неподвижный диск. На поверхности диска и внутренней поверхности корпуса лопатками движителя будет создано движение рабочего тела относительно поверхностей диска и внутренней поверхности корпуса, разница в скорости движении рабочего тела внутри и снаружи диска и корпуса и обеспечено создание силы, подобной подъемной силе крыла самолета. На фиг. 2 Б видно направление этих сил, в значительной степени они нейтрализуют друг друга. Выполнение изобретения представлено на следующих чертежах: на фиг. 1 изображен движитель в разрезе; на фиг. 2 А - движитель в разрезе с установленным дополнительным неподвижным диском; на фиг. 2 Б - направление и схема сил, действующих в движителе по фиг. 2 А Движитель содержит ведущий вал 1 с рабочими лопатками 2, установленными в корпусе 3, выпол-1 020155 ненном в виде полого конуса (тарелки). В меньшем основании корпуса (тарелки) 3 имеется входное отверстие 4 для забора рабочего тела (воздуха, жидкости), а в большем основании выходное отверстие 5 и цилиндрическая часть 6, с тормозными лопатками 7, в которой перед тормозными лопатками расположен диск 8. Движитель работает следующим образом. Крутящий момент от вала двигателя передается на ведущий вал 1 движителя с рабочими лопатками 2. Рабочие лопатки 2, вращаясь с угловой скоростью, вовлекают во вращательное движение частицы рабочего тела. Под воздействием центробежных сил частицы рабочего тела отбрасываются к внутренней конусной поверхности корпуса (тарелки) 3, где происходит изменение направления их движения, и через выходное отверстие 5 частички рабочего тела поступают в цилиндрическую часть 6, в которой установлены тормозные лопатки 7. В результате торможения частичек рабочего тела на тормозных лопатках 7 в указанном потоке повышается давление. При воздействии повышенного давления на внутреннюю поверхность корпуса 3 происходит увеличение тяги. В цилиндрической части 6 перед тормозными лопатками 7 установлен диск 8. На поверхности диска со стороны рабочих лопаток создается поток рабочего тела, с обратной стороны этого диска сохраняется относительное спокойствие. В результате на поверхности диска 8 со стороны рабочих лопаток создается разрежение, вызванное движением рабочего тела относительно поверхности диска. С обратной стороны диска 8 движения рабочего тела относительно этой поверхности диска практически нет, разрежения на этой стороне диска нет. Разность давлений (разрежение) по обе стороны диска определяет силу направленную в сторону силы тяги и существенно ее усиливает без дополнительных затрат энергии,данное обстоятельство доказано опытом. На внутренней поверхности корпуса 3 создается разрежение в результате движения частиц рабочего тела относительно внутренней поверхности корпуса 3, появляется сила, подобная подъемной силе крыла самолета. Направление сил, возникающих на внутренней поверхности корпуса 3 и на поверхности диска 8, показано (см. фиг. 2 Б). При работе движителя эти силы практически полностью нейтрализуют друг друга. Поток частиц рабочего тела, истекающий в цилиндрическую часть 6 корпуса 3, взаимодействуя с тормозными лопатками, тормозится, а на тормозных лопатках 7 создается давление, которое препятствует свободному истечению рабочего тела и способствует увеличению давления на корпус 3 (это обстоятельство доказано опытом). Что, в свою очередь, приводит к увеличению тяги и уменьшает расход рабочего тела. Оказалось, что можно искусственно создать силовое поле, где на частички рабочего тела будут действовать силы, не связанные с силами реакции. Это было подтверждено экспериментально. Движитель при диаметре большего основания конуса 50 см, 3000 об/мин создал тягу 70 Н, а при 4000 об/мин - 110 Н. Это значительно превышает тягу винта, по такому показателю как создание тяги на единицу затраченной мощности. В результате проведенных исследований по данной теме опытом доказана возможность механизмов совершать движение в прямом и обратном направлении без изменения направления истекающего рабочего тела, увеличение тяги при торможении истекающего рабочего тела. В нашем случае на каждую частичку рабочего тела действуют силовые поля, созданные центробежной силой, силой разрежения, силой, вызванной движением рабочего тела относительно корпуса тарелки. Равнодействующая этих сил и определит направление движения механизма. В процессе исследований по движителям установлено, что реверс тяги возможен без изменения направления истекающего рабочего тела, увеличение тяги при торможении истекающего рабочего тела. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Движитель, включающий ведущий вал с рабочими лопатками, установленными в корпусе, выполненном в виде полого усеченного конуса, имеющего в меньшем основании входное отверстие для ввода и/или забора рабочего тела,а в большем основании - выходное отверстие, отличающийся тем, что на большем основании усеченного конуса установлена цилиндрическая часть, а по внутренней окружности цилиндрической части установлены тормозные лопатки, при этом в цилиндрической части перед тормозными лопатками соосно выходному отверстию установлен неподвижный диск с диаметром меньше диаметра выходного отверстия, образуя при этом кольцевой зазор.