Projekt: Rotorowo-łopatkowy silnik TurboMotor

           Obecnie w transporcie występuje duże zapotrzebowanie na silniki lekkie, oszczędne i dużej mocy. Lecz na dzień dzisiejszy takich siników nie ma. W związku z tym wynaleźliśmy 3 rozwiązania rewolucyjnie usprawniające turbinę gazową o małej mocy (moc mniejsza niż 1 MW), poprzez zamianę zwykłego obiegu Braytona-Joule’a w turbinie gazowej (przepływ powietrza bez zwiększenia ciśnienia przy spalaniu paliwa) na cykl Otto (spalanie paliwa w zamkniętej przestrzeni, rosnące ciśnienie). Istota wynalazków jest ujawniona w patentach: US8210151 B2; US8511277 B2; US8950377 B2. Efektem tej innowacji jest zwiększenie efektywności cieplnej turbin gazowych małej mocy w 2-3 razy i bardzo dobry stosunek mocy do masy silnika (≥ 3 kW / kg). Silniki o takich parametrach mogą już zapewniać pionowe starty i lądowania wielozadaniowych samochodów latających, a także wystarczająco dużą prędkość ich lotu.

 

         

         Z zasady robimy to, co zrobił półtora stulecia temu wynalazca silników tłokowych Nikolaus Otto. Użył jako prototypu lokomotywy parowej, ale pozbył się większości dużych elementów - kotła parowego i piecyka - cały proces był wykonywany bezpośrednio w cylindrze. Analogicznie jako prototyp bierzemy turbinę gazową, usuwamy kosztowne i masywne elementy - generator gazu i reduktor szybkobieżny, a cały proces jest przeprowadzany między łopatkami turbiny. Łopatki takiej turbiny wytwarzają ruch obrotowo-posuwisty pod wpływem specjalnego mechanizmu kinematycznego - prostego i niezawodnego.

 

          Wyjątkowość mechanizmu napędowego rotorów polega na tym, że wszystkie jego elementy są statycznie zrównoważone, podobnie jak wirniki turbiny gazowej. Działanie silnika wyróżnia się tym, że wszystkie cykle 4-suwowego procesu roboczego są realizowane w trybie nieprzerwanego spalania paliwa w stałych gorących komorach poza przestrzenią roboczą pod nadmiernym ciśnieniem i bez konieczności przerywania spalania. Wszystko to zostało wyraźnie pokazane poniżej, jak również zawarte w opisie naszych patentów: US8210151 B2; US8511277 B2.

 

           Dwa nasze wynalazki zostały zawarte w silniku o nazwie „TurboMotor”:

Pierwszym wynalazkiem jest stworzenie opatentowanej rotorowej kinematyki dla nowoczesnego silnika o spalaniu wewnętrznym poprzez połączenie w pierwszym szczegółowo ważnym detalu mechanizmu kinematycznego trzech największych wynalazków ludzkości (por. patent US8210151 B2):

• dźwigni 2-ramiennej Archimedesa;
• Własnego koła;
• ołączenia zębatego -

 - w celu zapewnienia ruchu obrotowo-posuwistego dwóch wirników z łopatkami.

Drugim wynalazkiem jest hybrydowy cykl pracy, który łączy pozytywne cechy 2 różnych procesów roboczych (por. patent US8511277 B2):

• cykl Braytona-Joule’a - ciągłe spalanie paliwa w specjalnej komorze spalania przy wysokim ciśnieniu (w celu zapewnienia niezawodności silnika);
• cykl Otto - spalanie paliwa w zamkniętej objętości, przy znacznym wzroście ciśnienia roboczego gazu (w celu zapewnienia oszczędności silnika).

Rezultatem jest połączenie napędu elektrycznego (oszczędnego i ekologicznego w miastach) oraz silników o dużej mocy TurboMotors (przeznaczonych dla pionowego startu i lądowania, a także szybkiego lotu), aby połączyć w jednej konstrukcji najlepsze cechy 3 różnych silników :

• kinematyki obrotowej - z turbiny gazowej,
• Kilku zamkniętych objętości roboczych - z silników tłokowych,
• elektrycznego silnika/generatora z elektroniką i akumulatorem - z napędu elektrycznego –

- w wyniku mamy Zintegrowane Silniki [krótko – InMot (transkrypcja z rosyjskiego)], połączone w jednej konstrukcji.

 

          Charakterystyczną cechą "TurboMotor" jest obecność kilku komór spalania w jednej objętości roboczej, której objętość określa moc silnika. Oznacza to, że przy niedużym zwiększeniu wymiarów "TurboMotor" - w zależności liniowej wzrasta jego objętość robocza, a tym samym zwiększa się moc. Wystarczy mieć 3 standardowe rozmiary "TurboMotors" dla uzyskania mocy od 50 do 320 kW.

 

          Głównym minusem silników tłokowych jest obecność kilku cylindrów. Wynika to z faktu, że każdy tłok wymaga indywidualnego napędu kinematycznego oraz kilku zaworów (wlot i wylot gazu). Ponadto, ciężki i nieporęczny wał korbowy jest jeden dla wszystkiego. W rotorowo-łopatkowym silniku konstrukcja kinematyki jest zwarta i niezawodna. Mechanizm ten steruje ruchem 16 "tłoków" pierścieniowych na raz. Wynik jest oczywisty - 3 razy mniejsza liczba części. W związku z tym mniejsze wymiary, masa i koszt wytworzenia.

 

          W tabelce są przedstawione główne typy silników spalinowych, a ich główne pozytywne wyniki są zaznaczone czerwonymi znacznikami. W rezultacie "TurboMotor" zebrał wszystkie pozytywne cechy tutaj wspomniane. Z tego powodu uważamy, że osiągnięty został cel pierwotnie wyznaczony przez nas: stworzenie hipotetycznie "optymalnego" silnika o spalaniu wewnętrznym!