噴氣和活塞發(fā)動機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代噴氣和活塞發(fā)動機都有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。噴氣發(fā)動機摔倒重比很高，開創(chuàng)了噴氣推進的航空業(yè)的新紀元。

航空燃氣渦輪發(fā)動機發(fā)展迅猛，渦噴渦扇渦漿渦軸或變循環(huán)發(fā)動機都以渦輪為核心零部件。渦輪的高溫工作環(huán)境沒有昂貴的稀有金屬材料和很高的加工精度是不能制造的。雖有無渦輪的沖壓發(fā)動機只有進氣道、燃燒室和尾噴管3個部件，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，但在飛行速度為零時不能啟動。噴氣發(fā)動的燃燒室甚至可以是簡單等截面的圓筒，然而進入燃燒室必須的進口高速氣流的壓比無法在沒有渦輪帶動壓氣機的工況下達到了7以上。設(shè)計制造渦輪噴氣發(fā)動機是產(chǎn)業(yè)界的主要發(fā)展障礙。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的無渦輪高效噴氣發(fā)動機是采用轂形多缸活塞發(fā)動機直接驅(qū)動壓氣機工作的。產(chǎn)生壓比7以上的高壓氣流直接進入燃燒室，點火噴油爆發(fā)后直接從尾噴管噴出。不設(shè)渦輪的本發(fā)明的噴氣發(fā)動機噴出的高溫高壓氣流無旋轉(zhuǎn)氣流干擾向前的靜推力。噴口氣流速度高有效推力增加同時沒有渦輪也節(jié)省了冷卻渦輪通常需要的占壓氣機總功率大約30％的能量損失。渦輪本身功率也消耗接近14％，這兩項耗能大約占據(jù)渦輪噴氣發(fā)動機總功率的39％.由于不設(shè)渦輪的本發(fā)明節(jié)省渦輪的功率損耗至少三分之一，故名高效。

本發(fā)明的發(fā)動機是十分簡單的，沒有精密的渦輪葉片，渦輪軸，渦輪水冷系統(tǒng)甚至燃燒室也類似沖壓航空發(fā)動機的等截面的圓筒形，噴口也是高速氣流慣用的簡單收斂型。

轂形航空活塞發(fā)動機中國已公開發(fā)明專利，如果單機功率不夠可用多臺串聯(lián)提供壓氣機所需要的是足夠的功率。

活塞發(fā)動機的活塞氣缸軸承等摩擦零部件均采用金屬陶瓷材料制造。陶瓷活塞發(fā)動機的排氣背壓高本發(fā)明的應(yīng)用過程當(dāng)中的規(guī)避方法是將高背壓的活塞發(fā)動機的廢氣引入噴氣尾噴管內(nèi)做再次加燃料引燃減少廢氣污染和增加噴管內(nèi)的推力，既有耐久性高又有燃氣再利用的雙重功效?；钊l(fā)動機的轉(zhuǎn)速采用雙臺階圓弧齒輪增速口使驅(qū)動壓氣機的轉(zhuǎn)速可以達到10萬輪以上，不比渦輪的驅(qū)動功率少。軸流、斜流或離心壓氣機都可以采用。

陶瓷活塞發(fā)動機、雙圓弧齒輪增速器的使用壽命成倍高于傳統(tǒng)活塞航空發(fā)動機、予測使用壽命不低于三萬小時。沒有渦輪噴氣發(fā)動機近十萬小時的高壽命但動高出活塞發(fā)動機近十幾倍以上。由于結(jié)構(gòu)簡單，材料便宜，生產(chǎn)方便總體而言性價比仍是現(xiàn)有技術(shù)的先進水平。有廣泛應(yīng)用前景和普通的實用價值。

綜上所述渦輪噴氣發(fā)動機獨領(lǐng)風(fēng)騷的時代將不復(fù)存在。沒有渦輪的噴氣發(fā)動機的飛機將占有相當(dāng)份額。

附圖說明

附圖1無渦輪高效噴氣發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖

附圖2無渦輪商效噴氣發(fā)動機原理示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明的一個實施例是一臺2600KW的無渦輪的高效噴氣發(fā)動機。圖1是該發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖。圖中空氣進口12，壓氣機葉輪5，轂形活塞航空發(fā)動機1、2、3和4。4臺同軸串聯(lián)安裝可以產(chǎn)生1200KW的壓氣機驅(qū)動用的功率。高壓壓氣機葉輪6是多級葉輪的可產(chǎn)生壓比高達20.圖1中噴氣發(fā)動機的外殼體10可與航空器相關(guān)位置安裝聯(lián)結(jié)。噴口11是高溫高壓氣流的出口，圖1中原來在圖標9位置安裝的渦輪已經(jīng)空出。燃燒室仍是多管環(huán)形的如圖中7和8所示。

轂形航空活塞發(fā)動機1、2、3和4每臺功率300KW，發(fā)動機工作容積是六缸3升。發(fā)動機主軸帶有速比16的增速器，使壓氣機的轉(zhuǎn)速可達到16萬轉(zhuǎn)/分鐘。

活塞航空發(fā)動機驅(qū)動兩級壓氣機取代傳統(tǒng)渦輪帶動壓氣機的方式是相對簡單的。可以實現(xiàn)噴氣發(fā)動機的廣泛應(yīng)用。

圖2是本發(fā)明的無渦輪高效發(fā)動機原理示意圖。

從圖2中可以看出一臺發(fā)動的上半部剖示示意圖。圖中1是空氣進口，3是壓氣機，4是燃燒室，5是已不在本發(fā)明中采用的渦輪位置，噴氣出口2，發(fā)動機外殼6等。

外殼6上端在圖中標出了噴氣發(fā)動機的截面符號。噴氣發(fā)動機理想循環(huán)由4個熱力過程組成：0-3等熵壓縮；3-4等壓加熱；4-9等熵膨脹；9-0等壓放熱。

從熱力過程原理中本發(fā)明采用獨立的活塞航空發(fā)動機發(fā)出的功率驅(qū)動壓氣機產(chǎn)生等熵等壓的全部理想循環(huán)是符合熱力學(xué)原理的。