Изобретение относится к железнодорожному транспорту, конкретно к силовым установкам локомотива, выполненным на базе газотурбинного двигателя (турбопоезда или газотурбовоза), который в качестве топлива использует сжиженный природный газ – СПГ. Сжиженный природный газ примерно в 2 раза дешевле, чем керосин или дизельное топливо, поэтому его применение в железнодорожном транспорте перспективно.
Работы по созданию газотурбовоза проведены в СССР и за рубежом. В Западной Европе наиболее интенсивные работы по газотурбовозам впервые были развернуты во Франции и привели к созданию газотурбовоза.
Газотурбовоз 1 содержит корпус 2, состоящий из боковых стенок 3 и крыши 4.
Корпус 2 установлен на платформе 5. Внутри корпуса 2 установлен вспомогательный дизель 6. К боковым стенкам 3 корпуса 2 прикреплены две мотогондолы 7, в которых установлены ракетные двигатели 8. Каждый ракетный двигатель 8 содержит камеру сгорания 9 и турбонасосный агрегат 10. На крыше 4 газотурбовоза 1 установлен, по меньшей мере, один аэродинамический стабилизатор 11. Вспомогательный дизель 6 соединен через управляемую муфту 12 соединительным валом 13 с раздаточной коробкой 14. Из раз-даточной коробки 14 выходит силовой вал 15, другой конец которого соединен с электро-генератором 16, который кабелем 17 соединен с тяговым приводом (приводами) 18, которые соединены с колесными парами 19. Колесные пары 19 установлены на рельсах 20. Внутри корпуса 2 установлен блок управления 21, к которому подключены электрические связи 22.

Ракетный двигатель 8 (фиг. 3) содержит камеру сгорания 9 и турбонасосный агрегат 10. Турбонасосный агрегат 10, в свою очередь, содержит установленные на валу ТНА 23 крыльчатку насоса окислителя 24, крыльчатку насоса горючего 25, пусковую турбину 26, дополнительный насос горючего 27, с валом дополнительного насоса горючего 28, соединенным мультипликатором 29, размещенным в корпусе 30 с валом ТНА 23, основную турбину 31, выполненную в верхней части турбонасосного агрегата 22. Газогенератор 32 установлен над основной турбиной 31 соосно с турбонасосным агрегатом 22. Камера сгорания 21 содержит сопло 33, выполненное из двух оболочек и зазором «А» между ними, и головку камеры сгорания 34, внутри которой выполнены наружная плита 35 и внутренняя плита 36 с полостью «Б» между ними. Внутри головки камеры сгорания 34 установлены форсунки окислителя 37 и форсунки горючего 38.Форсунки окислителя 37 сообщают полость «В» в внутренней полостью камеры сгорания «Д», а форсунки горючего 38 сообщают полость «Б» с внутренней полостью камеры сгорания «Д». На наружной поверхности камеры сгорания 21 установлен коллектор горючего 39, от которого отходят топливо-проводы 40 к нижней части сопла 33. К коллектору горючего 39 подключен выход из клапана горючего 40, вход которого трубопроводом горючего 41 соединен с выходом из крыльчатки насоса горючего 25. Выход из дополнительного насоса горючего 27 соединен топливопроводом высокого давления 42 через регулятор расхода 43, имеющий привод 44 и клапан высокого давления 45 с газогенератором 32, конкретно — с полостью «Е». Выход из крыльчатки насоса окислителя 24 трубопроводом окислителя 46 через клапан 47 тоже соединен с генератором 32, конкретно с его полстью «Ж». На головке 35 камеры сгорания 21 установлены запальные устройства 48, а на газогенераторе 31 — запальные устройства 49.

К пусковой турбине26 подстыкован трубопровод высокого давления 50 с пусковым клапаном 51, предназначенный для запуска пусковой турбины 26.
К блоку управления 21 электрическими связями 22 подключены электрозапальные устройства 48 и 49, клапан горючего 40, клапан окислителя 47, привод регулятора расхода 44, клапан высокого давления 45, пусковой клапан 51 .

К коллектору горючего 39 подключен продувочный трубопровод 52 с клапаном продувки 53. На камере сгорания выполнены цапфы 54 для ее качания в одной плоскости. Привод осуществляется при помощи гидроцилиндра 55, соединенного с блоком управления 21.
Ориентировочные характеристики газотурбовоза:
Скорость движение, макс. М=0,9
Вес локомотива, тн 120
Тяга ракетных двигателей, тн 2х 50
Время набора скорости М=0,9, сек 1000
Компоненты ракетного топлива для стартового ЖРД
Окислитель: кислород
Горючее: СПГ
При запуске ракетных двигателей 8 с блока управления 21 по электрическим свя-зям 22 подаются сигналы на пусковой клапан 51. Воздух высокого давления с наземной системы по трубопроводу высокого давления 50 подается на пусковую турбину 26 и раскручивает ротор ТНА 22. Давление окислителя и горючего на выходе из крыльчаток насосов окислителя 22 и горючего 23 возрастает. Подается сигнал на открытие клапанов 40, 45 и 47. Окислитель и горючее (СПГ) поступает в камеру сгорания 21 и газогенератор 32. Подается сигнал на запальные устройства 48 и 49, топливная смесь в камере сгорания 21 и в газогенераторе 32 воспламеняется. Ракетный двигатель 8 запустился. Регулятором рас-хода 43 при помощи привода 44 осуществляют регулирование режима его работы.
При выключении ракетного двигателя 8 с блока управления 21 подается сигнал на клапаны 40, 45 и 47, которые закрываются. Потом подается сигнал на открытие продувочного клапана 53 и инертный газ по продувочному трубопроводу 52 поступает в топливный коллектор 39 и далее в полость «А» для удаления остатков горючего.
Применение изобретения позволило:
1. Повысить скорость передвижения газотурбовоза за счет большой реактивной тяги ракетных двигателей.
2. Обеспечить управление движением состава за счет рассогласования тяги двух ракетных двигателей.

Автор статьи: Патентный поверенный Болотин Николай Борисович