一種噴氣式發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，該包括壓氣機(jī)和噴氣管；所述壓氣機(jī)具有空心主軸。本發(fā)明采用無渦輪的方式實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)制造的成本，并能夠增加燃料的利用效率。
【專利說明】一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)特別是飛機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)多為噴氣式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，但是可能會(huì)由于渦輪的使用而使得生產(chǎn)成本急劇上升。雖然也存在無渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如脈動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)，但其使用單向閥門進(jìn)氣，震動(dòng)大，磨損快，一般僅在一次性使用的運(yùn)載工具上使用。因此有必要設(shè)計(jì)一種成本低廉并且切實(shí)可行的無渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述的技術(shù)問題，提供了一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，其不采用渦輪。
[0004]本發(fā)明提供了一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓氣機(jī)和噴氣管；所述壓氣機(jī)具有空心主軸。
[0005]優(yōu)選地，所述噴氣管為細(xì)長(zhǎng)型噴氣管。
[0006]優(yōu)選地，所述噴氣管位于磁場(chǎng)中。
[0007]優(yōu)選地，所述磁場(chǎng)用于將所述噴氣管中的燃?xì)怆姾煞蛛x(火焰電離度)，以便為所述壓氣機(jī)提供電能。
[0008]優(yōu)選地，所述壓氣機(jī)具有位于壓氣機(jī)前部的動(dòng)力動(dòng)扇葉以及位于壓氣機(jī)后部的壓氣扇葉，所述壓氣扇葉的最后一層為定扇葉，壓氣動(dòng)扇葉固定在后部杯狀主軸的外壁上，壓氣定扇葉固定在外圈(發(fā)動(dòng)機(jī)支架)的內(nèi)壁上。
[0009]優(yōu)選地，所述噴氣管的進(jìn)氣口處設(shè)置有單向進(jìn)氣閥門。
[0010]優(yōu)選地，所述噴氣管左右兩側(cè)設(shè)置有耐高溫絕緣材料，所述噴氣管上下兩側(cè)設(shè)置有耐高溫導(dǎo)電材料，位于上側(cè)的導(dǎo)電材料作為陰極，位于下側(cè)的導(dǎo)電材料作為陽(yáng)極；
[0011]所述磁場(chǎng)由上磁體和下磁體提供，所述上磁體與位于噴管上側(cè)的導(dǎo)電材料陰極板之間以及所述下磁體與位于噴管下側(cè)的導(dǎo)電材料陽(yáng)極板之間設(shè)置有隔熱紅外反射板。
[0012]優(yōu)選地，所述單向進(jìn)氣閥門在所述噴氣管的進(jìn)氣口上下端從上至下設(shè)置一組，位于所述進(jìn)氣口上端的所述單向進(jìn)氣閥門的動(dòng)作角度與位于所述進(jìn)氣口下端的所述單向進(jìn)氣閥門的動(dòng)作角度相同。
[0013]優(yōu)選地，所述動(dòng)力動(dòng)扇葉的扇葉邊緣有孔用于穿過渦流導(dǎo)帶。
[0014]優(yōu)選地，所述動(dòng)力動(dòng)扇葉前后兩側(cè)的扇葉中埋有垂直于所述空心主軸軸線的渦流導(dǎo)帶；所述動(dòng)力動(dòng)扇葉外圍發(fā)動(dòng)機(jī)支架外圈設(shè)置有繞組槽。
[0015]優(yōu)選地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的N涵道延伸至所述噴氣管外圍的末端。
[0016]本發(fā)明采用無渦輪的方式實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)制造的成本，并能夠增加燃料的利用效率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]圖1為本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)俯視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)氣流圖；
[0020]圖4為本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)前視圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明
[0022]100N涵道；105前端軸承；110動(dòng)扇葉；115氧氣；120氮?dú)猓?25壓差傳感器；130后端軸承；135轉(zhuǎn)速傳感器；140供氧通道；1450涵道；150電路通道；155油氣通道；160程序控制電路系統(tǒng)；165航空汽油注入泵；170高壓電火花；175流量傳感器；180陰極；185陽(yáng)極；190溫度傳感器；195隔熱紅外反射板；200永磁鐵；205空氣入口 ；210氣流涵道；215導(dǎo)磁材料；220耐熱導(dǎo)電材料；225耐熱絕緣材料。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]本發(fā)明提供了一種新型的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，其側(cè)視圖、俯視圖、氣流圖以及前視圖分別如圖1-圖4所示，其中圖4中為了便于顯示，按照A-G等7個(gè)階段分別制作前視圖，下面對(duì)A-G等7段中的每個(gè)部分進(jìn)行描述。
[0025]A段:A段主要是提供空氣的入口，其中，還裝有壓氣機(jī)空心主軸的前端軸承105，承載噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的向前推力，也是空心主軸中氣流(主要是氮?dú)?去N涵道100氣流通路的管道。由于N涵道的末端出口處，在包圍在矩形噴管的外圍，當(dāng)飛機(jī)高速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)前端迎面而來的高速氣流相對(duì)于N涵道100的末端出口處的近似真空，產(chǎn)生很大的壓差，導(dǎo)致在飛機(jī)高速飛行時(shí)B段壓氣機(jī)動(dòng)扇葉的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能并不單單依靠變頻電機(jī)的電能，而主要依靠速度沖壓的能量。
[0026]B段:壓氣機(jī)的變頻電機(jī)的動(dòng)力部分,最外側(cè)為對(duì)外側(cè)環(huán)境封閉的N涵道100,外側(cè)內(nèi)部有48個(gè)繞組槽，在空心主軸上安裝有動(dòng)扇葉，構(gòu)成變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，動(dòng)扇葉的邊緣處有孔，可穿過平行于主軸軸線的渦流導(dǎo)帶(承載旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的扭矩推力)，也有鎖緊渦流導(dǎo)帶的螺栓。在空心主軸上的動(dòng)力動(dòng)扇葉前后兩側(cè)的兩個(gè)扇葉內(nèi)埋有垂直于空心主軸軸線的渦流導(dǎo)帶。動(dòng)力動(dòng)扇葉以及主軸不影響磁力線穿過，其所采用的材料必須為不產(chǎn)生渦流的聚合物(例如高強(qiáng)度塑料材料)。因交流繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，只對(duì)方形框狀的渦流導(dǎo)帶產(chǎn)生推力，而在其它地方不會(huì)產(chǎn)生熱渦流，故可以大幅度提高電能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能的機(jī)械效率。
[0027]C段:B段只有動(dòng)扇葉而無定扇葉，隨動(dòng)扇葉繞空心主軸軸線旋轉(zhuǎn)的氣流形成氣旋，因氧氣與氮?dú)獾拿芏缺葹?/7，在氣旋的離心作用下，使氧氣與氮?dú)庥幸欢ǖ姆蛛x，實(shí)現(xiàn)氮氧的篩選效果，氧氣從外緣的O涵道145進(jìn)入D段的壓氣部分，氮?dú)鈴闹醒氲那鞍氩靠招闹鬏S向前然后在A段徑向流入外N涵道，使得通過O涵道進(jìn)入矩形噴氣管的氧氣含量就會(huì)顯著增加。
[0028]D段:設(shè)置有壓氣動(dòng)扇葉、定扇葉相間的壓氣結(jié)構(gòu)，壓氣動(dòng)扇葉固定在主軸上且相對(duì)主軸軸線傾角較大，定扇葉固定在外圈(實(shí)際上是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)支架)上，定扇葉的作用是阻止氣旋，因氣旋的產(chǎn)生會(huì)使壓氣效果大打折扣，故定扇葉可將氣旋的動(dòng)能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氣壓能。另外，相間的壓氣動(dòng)、定扇葉的層數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，但壓氣后氣壓必須遠(yuǎn)大于I個(gè)大氣壓。壓氣扇葉組最后一層必須是定扇葉，此定扇葉的另一作用是通過斜拉輻絲固定后端軸承外箍。當(dāng)噴氣管噴火加速飛行時(shí)主軸的前軸承主要承載向前推力，而當(dāng)熄火滑翔時(shí)主軸的后端軸承就主要承載向后推力。另外，在后端軸承處還裝有轉(zhuǎn)速傳感器135。
[0029]動(dòng)力動(dòng)扇葉-----通過空心主軸(空心部分為N涵道前段)為壓氣動(dòng)扇葉提供能
量，動(dòng)力動(dòng)扇葉的動(dòng)力來源有二:1，低速飛行時(shí)，作為變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，通過渦流導(dǎo)帶，獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的能量。2，高速飛行時(shí)，作為被動(dòng)扇葉，利用進(jìn)氣道相對(duì)N涵道的巨大壓差，吸收
速度沖壓能。壓氣扇葉-----采用動(dòng)、定相間的結(jié)構(gòu)。壓氣動(dòng)扇葉固定在后杯狀主軸上。最
后必須是定扇葉，是指:壓氣扇葉由前往后次序?yàn)椋?動(dòng)、定、…、動(dòng)、定)或(定、動(dòng)、…、定、動(dòng)、定)。
[0030]E段:設(shè)有O涵道145相對(duì)N涵道100及N涵道100相對(duì)外環(huán)境的壓差傳感器125，壓差傳感器125可采用彈力變形膜式壓差傳感器或彈力活塞管式壓差傳感器。對(duì)于有人機(jī)，還設(shè)有減壓功能的通道為機(jī)艙提供I個(gè)大氣壓的充壓補(bǔ)氧功能。因E、F段幾乎處在重心位置，發(fā)動(dòng)機(jī)的上側(cè)有發(fā)動(dòng)機(jī)整體在機(jī)翼下的固定端，其中包含有電路、油路和氣路(有人機(jī))。若發(fā)動(dòng)機(jī)裝在機(jī)身的兩側(cè)，則無上側(cè)固定端，G段的永久磁鐵則不必裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，而是裝在機(jī)身上，只要形成可貫穿噴氣管的磁力線即可(大回環(huán)磁力線)。
[0031]另外，在前視圖中:C段體現(xiàn)動(dòng)扇葉，D段體現(xiàn)定扇葉。在側(cè)、俯視圖中:B、D段的杯狀主軸中動(dòng)、定扇葉是徑向投影，而非處在空心主軸中。
[0032]F段:矩形尾噴管的進(jìn)氣入口處，有動(dòng)作角度相同的單向進(jìn)氣閥門，單向進(jìn)氣閥門可以為簾式的，帶有齒輪、齒條(掛有復(fù)位彈簧及光電位置傳感器)，其作用在于:防止燃?xì)庀蚯胺椿鹨约熬匦挝矅姽艿倪M(jìn)`氣流量傳感器。
[0033]在矩形噴氣管內(nèi)(屬于O涵道145)的前部上下各有一對(duì)燃油噴嘴及點(diǎn)火電極。O涵道、N涵道間還設(shè)有航空汽油注入泵165。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可以通過傳感器感應(yīng)的信號(hào)采取一些控制方案，這些控制方案所涉及的技術(shù)均是現(xiàn)有成熟的技術(shù)，故不在此贅述。
[0034]G段:為細(xì)長(zhǎng)型的矩形噴氣管(可以節(jié)約燃料并充分燃燒)，左右兩側(cè)為耐高溫的絕緣材料，其中嵌有感溫探頭(如負(fù)溫系數(shù)的鉬電阻)，外側(cè)為束縛導(dǎo)入磁力線的材料(如硅鋼片)。上下兩側(cè)為耐高溫的導(dǎo)電材料，上側(cè)為陰極，下側(cè)為陽(yáng)極(這樣設(shè)置是由于帶負(fù)電荷的自由電子輕而因帶原子核的陽(yáng)離子重)。在上磁體與陰極板間，下磁體與陽(yáng)極板間，置有隔熱紅外反射板，防止高溫極板烘烤永久磁體退磁。N涵道中主要為氮?dú)獾臍饬鲗?duì)導(dǎo)磁材料既起到了散熱作用，又減輕了氧化作用。極板的電極引出端在前部也起到鎖定極板，防止其點(diǎn)火熱脹、熄火冷縮造成的前后蠕動(dòng)產(chǎn)生縫隙而泄漏燃?xì)?。另外，矩形尾噴管前后各處的固定鎖緊及其它各部件的外側(cè)表面，因處在N涵道內(nèi)，故只考慮散熱效果而不考慮流線型的氣動(dòng)力效果。利用噴氣管中高溫火焰的電離現(xiàn)象，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，為壓氣機(jī)提供電能，而不需要渦輪。另外，分離的電荷會(huì)再次藕合抵消，這也無妨，可視為一串直流等效電池組，不影響極板間的總功率W的輸出(就像電池組前一電池的負(fù)極與后一電池的正極相接，正負(fù)電荷雖藕合抵消，但不影響整體電池組的功率輸出一樣，這是形象化地比喻，而不存在真正的電池組)。陰極和陽(yáng)極板電能輸出功率W的等效計(jì)算公式:W =矩形噴管內(nèi)體積(=極板面積X板間距離=管內(nèi)橫截面積X噴管長(zhǎng)度)X噴管內(nèi)垂直磁場(chǎng)強(qiáng)度X噴管內(nèi)火焰溫度K(2〈R經(jīng)驗(yàn)指數(shù)試驗(yàn)待定)。[0035]實(shí)際上，除了在尾噴管及其附近的高溫區(qū)、主軸軸承、渦流導(dǎo)帶、繞組電路處，均可采用此高強(qiáng)度塑料材料。這樣既大幅度地降低了材料成本，又可防止敵方電磁波反射雷達(dá)的定位跟蹤。
[0036]本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)可以小型化，從而能夠在無人機(jī)上使用；其節(jié)省燃油的特點(diǎn)，可使無人機(jī)的巡航時(shí)間延長(zhǎng)；其成本降低的特點(diǎn)，可使無人機(jī)大量成批生產(chǎn)；上述的特點(diǎn)可以使我國(guó)無人機(jī)領(lǐng)域在世界占主導(dǎo)地位。
[0037]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
【權(quán)利要求】
1.一種噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓氣機(jī)和噴氣管；所述壓氣機(jī)具有空心主軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴氣管為細(xì)長(zhǎng)型噴氣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴氣管位于磁場(chǎng)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述磁場(chǎng)用于將所述噴氣管中的燃?xì)怆姾煞蛛x(火焰電離度)，以便為所述壓氣機(jī)提供電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述壓氣機(jī)具有位于壓氣機(jī)前部的動(dòng)力動(dòng)扇葉以及位于壓氣機(jī)后部的壓氣扇葉，所述壓氣扇葉的最后一層為定扇葉，壓氣動(dòng)扇葉固定在后部杯狀主軸的外壁上，壓氣定扇葉固定在外圈(發(fā)動(dòng)機(jī)支架)的內(nèi)壁上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的N涵道延伸至所述噴氣管外圍的末端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴氣管的進(jìn)氣口處設(shè)置有單向進(jìn)氣閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述噴氣管左右兩側(cè)設(shè)置有耐高溫絕緣材料，所述噴氣管上下兩側(cè)設(shè)置有耐高溫導(dǎo)電材料，位于上側(cè)的導(dǎo)電材料作為陰極，位于下側(cè)的導(dǎo)電材料作為陽(yáng)極； 所述磁場(chǎng)由上磁體和下磁體提供，所述上磁體與位于噴管上側(cè)的導(dǎo)電材料陰極板之間以及所述下磁體與位于噴管下側(cè)的導(dǎo)電材料陽(yáng)極板之間設(shè)置有隔熱紅外反射板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述單向進(jìn)氣閥門在所述噴氣管的進(jìn)氣口上下端從上至下設(shè)置一組，位于所述進(jìn)氣口上端的所述單向進(jìn)氣閥門的動(dòng)作角度與位于所述進(jìn)氣口下端的所述單向進(jìn)氣閥門的動(dòng)作角度相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力動(dòng)扇葉的扇葉邊緣有孔用于穿過潤(rùn)流導(dǎo)帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述動(dòng)力動(dòng)扇葉前后兩側(cè)的扇葉中埋有垂直于所述空心主軸軸線的渦流導(dǎo)帶；所述動(dòng)力動(dòng)扇葉外圍發(fā)動(dòng)機(jī)支架外圈設(shè)置有繞組槽。
【文檔編號(hào)】F02K1/00GK103557090SQ201310568142
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李平, 王繼連, 李毅仁 申請(qǐng)人:李平, 王繼連, 李毅仁