本發(fā)明涉及水下航行器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

動(dòng)力推進(jìn)裝置是水下航行器關(guān)鍵裝置，由于水深帶來(lái)的背壓，水下航行器動(dòng)力推進(jìn)裝置一般采用閉式或半閉式熱動(dòng)力循環(huán)或是直接采用電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)螺旋槳，這種推進(jìn)方式下的水下航行器推力、速度均受限。

如果能像空中飛行器一樣，直接利用燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)庵苯訃娚渫苿?dòng)水下航行器，顯然將大大提升其速度和推力，具有十分顯著的技術(shù)進(jìn)步意義。目前國(guó)內(nèi)外已開展了水沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)等相關(guān)的研究，但研發(fā)推進(jìn)裝置作業(yè)水深很淺，適應(yīng)不同環(huán)境的能力差，導(dǎo)致其不足以在海洋中廣泛應(yīng)用。

綜上所述，如何有效地解決目前水下推行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，難以適應(yīng)壓力大無(wú)氧的水下環(huán)境等的技術(shù)問(wèn)題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，該水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決目前水下推行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，難以適應(yīng)壓力大無(wú)氧的水下環(huán)境等的技術(shù)問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：

殼體及設(shè)置于所述殼體內(nèi)的推進(jìn)劑貯存室、燃燒室及混合室；

所述推進(jìn)劑貯存室內(nèi)設(shè)置有液氧貯存器和煤油貯存器，所述液氧貯存器和煤油貯存器均與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述混合室通過(guò)燃?xì)夤艿肋B通，所述混合室用于混合高溫燃?xì)馀c水產(chǎn)生水蒸汽混合物，并向后噴出實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述殼體前端設(shè)置有沖壓室，所述沖壓室通過(guò)殼體上設(shè)置的進(jìn)水口與外界連通，用于將殼體相對(duì)外界水環(huán)境的水動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述沖壓室連接有水增壓泵，所述水增壓泵通過(guò)水加壓輸送管與所述混合室連通，用于將沖壓室內(nèi)的水加壓噴射至所述混合室。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述煤油貯存器連接有推進(jìn)劑增壓泵、均通過(guò)所述推進(jìn)劑增壓泵與燃燒室連通。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述燃?xì)夤艿赖奈捕诉B通向心渦輪機(jī)，通過(guò)所述向心渦輪機(jī)帶動(dòng)連接高速發(fā)電機(jī)及電源管理模塊，用于向所述殼體內(nèi)的用電器供電。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述電源管理模塊與所述水增壓泵和推進(jìn)劑增壓泵連接，用于驅(qū)動(dòng)所述水增壓泵和推進(jìn)劑增壓泵執(zhí)行增壓。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述推進(jìn)劑貯存室連接有通向外部的管路，用于將所述推進(jìn)劑貯存室內(nèi)充滿水。

優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述殼體的末端設(shè)置有與所述混合室相鄰的尾椎結(jié)構(gòu)，用于配合所述殼體構(gòu)成噴管。

本發(fā)明提供的水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：殼體及設(shè)置于所述殼體內(nèi)的推進(jìn)劑貯存室、燃燒室及混合室；所述推進(jìn)劑貯存室內(nèi)設(shè)置有液氧貯存器和煤油貯存器，所述液氧貯存器和煤油貯存器均與所述燃燒室連通，所述燃燒室與所述混合室通過(guò)燃?xì)夤艿肋B通，所述混合室用于混合高溫燃?xì)馀c水產(chǎn)生水蒸汽混合物，并向后噴出實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。本發(fā)明中提供的這種水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，殼體內(nèi)設(shè)置有液氧及煤油貯存器，通過(guò)自身攜帶的液氧作為助燃，保證了在水下沒(méi)有空氣的情況下依然能夠穩(wěn)定燃燒，設(shè)置燃燒室的結(jié)構(gòu)，令液氧和煤油在其內(nèi)燃燒形成高溫燃?xì)猓M(jìn)一步連通混合室，將高溫燃?xì)夂退瑫r(shí)導(dǎo)入混合室，產(chǎn)生大量的水蒸氣，通過(guò)將燃?xì)夂退魵獾捏w積膨脹的共同作用，將二者的混合器向后噴出，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。該設(shè)計(jì)能夠穩(wěn)定的全水環(huán)境下工作，對(duì)周圍空氣含量等一般制約水下噴氣的因素?zé)o要求，有效地解決了目前水下推行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，難以適應(yīng)壓力大無(wú)氧的水下環(huán)境等的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

殼體1、沖壓室2、水增壓泵3、推進(jìn)劑貯存室4、水加壓輸送管5、液氧貯存器6、煤油貯存器7、推進(jìn)劑增壓泵8、燃燒室9、燃?xì)夤艿?0、高速發(fā)電機(jī)11、電源管理模塊12、向心渦輪機(jī)13、混合室14、尾椎15。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，以解決目前水下推行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，難以適應(yīng)壓力大無(wú)氧的水下環(huán)境等的技術(shù)問(wèn)題。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：殼體1及設(shè)置于所述殼體1內(nèi)的推進(jìn)劑貯存室4、燃燒室9及混合室14；所述推進(jìn)劑貯存室4內(nèi)設(shè)置有液氧貯存器6和煤油貯存器7，所述液氧貯存器6和煤油貯存器7均與所述燃燒室9連通，所述燃燒室9與所述混合室14通過(guò)燃?xì)夤艿?0連通，所述混合室14用于混合高溫燃?xì)馀c水產(chǎn)生水蒸汽混合物，并向后噴出實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。

其中需要說(shuō)明的是，為優(yōu)化實(shí)施使用的效果，可相應(yīng)的增加加壓霧化裝置，令噴入燃燒室的液氧及煤油能夠更加充分的燃燒，同理的也可以令進(jìn)入混合室的水更加容易的被蒸發(fā)形成蒸汽；此外為保證實(shí)際推進(jìn)的效果，殼體尾部可以專門設(shè)置流體噴出結(jié)構(gòu)如噴口尾椎等，令推進(jìn)更穩(wěn)定可控。

本實(shí)施例中提供的這種水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，殼體內(nèi)設(shè)置有液氧及煤油貯存器，通過(guò)自身攜帶的液氧作為助燃，保證了在水下沒(méi)有空氣的情況下依然能夠穩(wěn)定燃燒，設(shè)置燃燒室的結(jié)構(gòu)，令液氧和煤油在其內(nèi)燃燒形成高溫燃?xì)?，進(jìn)一步連通混合室，將高溫燃?xì)夂退瑫r(shí)導(dǎo)入混合室，產(chǎn)生大量的水蒸氣，通過(guò)將燃?xì)夂退魵獾捏w積膨脹的共同作用，將二者的混合器向后噴出，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)。該設(shè)計(jì)能夠穩(wěn)定的全水環(huán)境下工作，對(duì)周圍空氣含量等一般制約水下噴氣的因素?zé)o要求，有效地解決了目前水下推行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，難以適應(yīng)壓力大無(wú)氧的水下環(huán)境等的技術(shù)問(wèn)題。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述殼體1前端設(shè)置有沖壓室2，所述沖壓室2通過(guò)殼體1上設(shè)置的進(jìn)水口與外界連通，用于將殼體1相對(duì)外界水環(huán)境的水動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在殼體的前端設(shè)置沖壓室，沖壓室具有位于殼體外表面的進(jìn)水口，與外界連通；在這種殼體向前推進(jìn)時(shí)，水可以自由進(jìn)入沖壓室內(nèi)，可以將相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為沖壓室內(nèi)水的靜壓，從而提升了向后面混合室內(nèi)噴出水的壓力，優(yōu)化了噴出以及細(xì)化的效果。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述沖壓室2連接有水增壓泵3，所述水增壓泵3通過(guò)水加壓輸送管5與所述混合室14連通，用于將沖壓室2內(nèi)的水加壓噴射至所述混合室14。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在沖壓室噴出端設(shè)置水增壓泵，進(jìn)一步提升了通過(guò)沖壓室向混合室噴出水的壓力，相對(duì)于上述實(shí)施例更進(jìn)一步優(yōu)化了噴出以及細(xì)化的效果，并且能夠在殼體相對(duì)水靜止時(shí)也提供足夠的噴出壓力。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述煤油貯存器7連接有推進(jìn)劑增壓泵8、均通過(guò)所述推進(jìn)劑增壓泵8與燃燒室9連通。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，進(jìn)一步的在液氧貯存器和煤油貯存器也連通推進(jìn)劑增壓器，提高了液氧及沒(méi)有貯存器一次性噴出的量，并通過(guò)加壓的設(shè)計(jì)，令噴出的燃料更加細(xì)化均勻，保證了通過(guò)燃燒提供高溫燃?xì)獾馁|(zhì)量。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述燃?xì)夤艿?0的尾端連通向心渦輪機(jī)13，通過(guò)所述向心渦輪機(jī)13帶動(dòng)連接高速發(fā)電機(jī)11及電源管理模塊12，用于向所述殼體1內(nèi)的用電器供電。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在與燃燒室連通的燃?xì)夤艿赖奈捕诉B通向心渦輪機(jī)，這種設(shè)計(jì)主要是為了提高空間利用率，因此采用緊湊、單級(jí)做功能力強(qiáng)的向心渦輪機(jī)作為燃?xì)獾牡谝患?jí)做功裝置；為了適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)的透平以及節(jié)省空間，采用高速發(fā)電機(jī)。通過(guò)高溫燃?xì)馔苿?dòng)向心渦輪機(jī)做功，帶動(dòng)高速發(fā)電機(jī)及電源管理模塊，以此為水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)的用電器供電，進(jìn)一步也可以為搭載這種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的其他設(shè)備中的用電器如導(dǎo)航雷達(dá)等裝備供電。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述電源管理模塊12與所述水增壓泵3和推進(jìn)劑增壓泵8連接，用于驅(qū)動(dòng)所述水增壓泵3和推進(jìn)劑增壓泵8執(zhí)行增壓。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，上述實(shí)施例中所提到的水增壓泵和推進(jìn)劑增壓泵均通過(guò)向心渦輪機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)及電源管理模塊供電驅(qū)動(dòng)，避免專門攜帶電源，保證了裝置的實(shí)用性。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述推進(jìn)劑貯存室4連接有通向外部的管路，用于將所述推進(jìn)劑貯存室4內(nèi)充滿水。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，推進(jìn)劑貯存室為一個(gè)相對(duì)封閉的空間用于分開存放液氧及燃料，本實(shí)施例的設(shè)計(jì)是將其與外界連通，令外界的水環(huán)境的壓力可以直接作用于推進(jìn)劑貯存室內(nèi)的液氧及煤油貯存器，能夠有效地利用海水?dāng)D壓進(jìn)行加壓。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述水下渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述殼體1的末端設(shè)置有與所述混合室14相鄰的尾椎15結(jié)構(gòu)，用于配合所述殼體1構(gòu)成噴管。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，進(jìn)一步設(shè)置尾椎結(jié)構(gòu)，配合周圍的殼體壁形成噴管，這種設(shè)計(jì)令噴出更加穩(wěn)定聚攏可控，保證了推進(jìn)效果。

本發(fā)明各實(shí)施例中提供的這種設(shè)計(jì)大致的工作原理如下：殼體1作為發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部裝置，并保證較好的水動(dòng)力性能；沖壓室2通過(guò)殼體上的進(jìn)水口將相對(duì)運(yùn)動(dòng)的水動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓；水增壓泵3將沖壓室的水加壓通過(guò)管道噴射到混合室中；推進(jìn)劑貯存室4與外界海水通過(guò)管道聯(lián)通，貯存室里有液氧貯存器6和煤油貯存器7，它們?cè)诤Ｋ當(dāng)D壓和推進(jìn)劑增壓泵8聯(lián)合加壓后在燃燒室9中點(diǎn)燃后高壓燃燒；燃燒室中的燃?xì)馔ㄟ^(guò)管道10進(jìn)入向心渦輪機(jī)13做功驅(qū)動(dòng)高速發(fā)電機(jī)11發(fā)電；電源管理模塊12管理和儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)輸出的電并向水增壓泵3和推進(jìn)劑增壓泵8提供等提供電力；向心渦輪機(jī)13出口的高壓高溫燃?xì)馀c加壓噴射的水在混合室14混合形成燃?xì)狻⑺魵饣旌衔锝?jīng)殼體1與尾椎15形成的噴管加速噴出推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。