航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以葉片不同轉(zhuǎn)速使空氣逐級加壓并加速的航空噴氣推進(jìn)器，尤其是能在不受長葉片限制減小空氣阻力和提高能源利用率方面的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。適用油動(dòng)噴氣式飛機(jī)和電動(dòng)噴氣式飛機(jī)及無人機(jī)等航空器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的飛機(jī)是旋翼帶動(dòng)的直升機(jī)和靠燃油與空氣混合燃燒噴出的高溫氣體帶動(dòng)的噴氣式飛機(jī)。但是旋翼機(jī)受葉片強(qiáng)度和翼尖速度設(shè)計(jì)影響(不能超過音速)，因此葉片長度就不能無限加長對于大起飛重量的直升機(jī)是一個(gè)瓶頸，還有直升機(jī)的升力主要靠的是旋翼，在能耗上面要高于固定翼，在前進(jìn)的速度上也受限制。而現(xiàn)有的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在速度上和大起飛重量上已經(jīng)達(dá)到了很高的要求了。但是在能量損耗上依然很大，大部分燃油在轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的過程中轉(zhuǎn)化成高溫燃?xì)鈬姵鋈p耗掉了，化學(xué)能沒有用盡。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有旋翼帶動(dòng)的直升機(jī)和固定翼渦噴及渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的噴氣式飛機(jī)帶來的能源利于率低的情況。并綜合旋翼機(jī)和渦噴及渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提出一種新的解決方案，該方案是通過空氣動(dòng)力學(xué)上的原理，氣體在涵道中增加壓強(qiáng)的同時(shí)速度也會(huì)增加，不同于現(xiàn)有的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)僅以加壓的方式使空氣到達(dá)燃燒室，在加壓的過程中沒有加速能量也就跟著損耗了。解決方案是在涵道中通過不同轉(zhuǎn)速的扇葉把空氣逐級加壓并同時(shí)逐級加速以在出口達(dá)到很大的壓強(qiáng)與速度，達(dá)到噴氣的反作用力使飛機(jī)前進(jìn)。在這個(gè)扇葉的動(dòng)力上可以采用三種解決方案:一是采用直升機(jī)常用動(dòng)力的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，二是采用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力。三是采用電動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力。這在三種發(fā)動(dòng)機(jī)都是目前能源利用率比較高的動(dòng)力。其中以電力為動(dòng)力的更適合小型機(jī)及無人機(jī)，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)及渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)扇葉的情況下還可以加加力適合于特種環(huán)境及軍事用途的需要。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:方式一以星形發(fā)動(dòng)機(jī)等活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的多級不同速葉片對空氣逐級加壓加速的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。方式二以渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的多級不同速葉片對空氣逐級加壓加速的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。方式三以電力發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的多級不同速葉片對空氣逐級加壓加速的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，不受直升機(jī)超長葉片的限制，節(jié)約渦噴及渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的化學(xué)能，對發(fā)動(dòng)機(jī)材料要求適當(dāng)降低，動(dòng)力來源更加廣闊不受限制，結(jié)構(gòu)簡單。
【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0007]圖1是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在本發(fā)明中的應(yīng)用。
[0008]圖2是渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)在本發(fā)明中的應(yīng)用。
[0009]圖3是電力發(fā)動(dòng)機(jī)在本發(fā)明中的應(yīng)用。
[0010]圖4是首級外殼大樣圖。
[0011]圖5是中部外殼大樣圖。
[0012]圖6是尾部外殼大樣圖。
[0013]圖7是固定軸與變向齒輪大樣圖。
[0014]圖8是固定軸與變速齒輪箱大樣圖。
[0015]圖9是水滴形葉片迎風(fēng)面裝配圖。
[0016]圖10是水滴形葉片背風(fēng)面裝配圖。
[0017]圖11是水滴形葉片單片形狀圖。
[0018]圖12是水滴形葉片三維立體圖。
[0019]圖中1.整流罩，2.首級外殼，3.固定軸與外殼連接件，4.固定軸與變向齒輪，
5.活動(dòng)軸，6.星形發(fā)動(dòng)機(jī)等活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，7.固定軸，8.水滴形葉片，9.中部外殼，10.固定軸與變速齒輪，11.氣動(dòng)外殼，12.尾部外殼，13.渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，14電機(jī)，15防振喘圈。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在圖1中以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力，活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置或動(dòng)力傳動(dòng)的位置應(yīng)安裝在進(jìn)氣口靠前端的位置，因?yàn)榛钊l(fā)動(dòng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)速較低。發(fā)動(dòng)機(jī)工作流程為:以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(6)做為動(dòng)力，通過變向齒輪(4)帶動(dòng)固定軸(7)內(nèi)的變速齒輪，變速齒輪通過軸帶動(dòng)上下級活動(dòng)軸(5)及水滴形葉片(8)進(jìn)行工作。進(jìn)氣口的的齒輪為低速齒輪，越向尾部通過齒輪變速加快轉(zhuǎn)速?？諝鈴氖准壨鈿?2)中進(jìn)入到達(dá)第一級葉片，經(jīng)過葉片加壓并加速到達(dá)第二級葉片區(qū)與中部外殼區(qū)(9)，中部外殼成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于葉片伸進(jìn)來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)靜子的部分功能，防止已加速和加壓的氣體從葉片與外殼中間的縫隙返回，同此第二級葉片至最后級葉片把進(jìn)入的空氣逐級加壓并加速達(dá)到尾部外殼(12)，在這個(gè)過程中空氣會(huì)加到很大壓強(qiáng)和速度，甚至超過音速，故把葉片設(shè)計(jì)成水滴形葉片(8)以減小葉片的迎角，水滴形葉片與活動(dòng)軸(5)的接觸面積更大以增大其強(qiáng)度，為防止高速空氣和紊流給葉片帶來振喘，在葉片外圈伸入外殼部分加了防振喘圈(15)，根據(jù)空氣離心力作用，防振喘圈(15)設(shè)計(jì)成平行葉片外部輪廓，這樣防振喘圈沒有了迎風(fēng)面的阻力也沒有葉片離心力的阻力，在空氣以高壓強(qiáng)和高速度達(dá)到尾部外殼(12)后根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理把尾部外殼(12)設(shè)計(jì)成拉瓦爾噴管狀，進(jìn)一步加快空氣速度和空氣噴出面積達(dá)到反作用力使航空器快速前進(jìn)。
[0021]在圖2中以渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力，渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置安裝在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的尾部，因?yàn)闇u軸發(fā)動(dòng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)速很高，這樣風(fēng)葉就不用另加減速齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)工作流程為:以渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)(13)做為動(dòng)力，通過變速齒輪(10)逐級帶動(dòng)上級活動(dòng)軸(5)及水滴形葉片
(8)進(jìn)行工作。渦軸初級齒輪為高速齒輪，通過變速齒輪(10)逐級減速到進(jìn)氣口的的齒輪?？諝鈴氖准壨鈿?2)中進(jìn)入到達(dá)第一級葉片，經(jīng)過葉片加壓并加速到達(dá)第二級葉片區(qū)與中部外殼區(qū)(9)，中部外殼成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于葉片伸進(jìn)來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)靜子的部分功能，防止已加速和加壓的氣體從葉片與外殼中間的縫隙返回，同此第二級葉片至最后級葉片把進(jìn)入的空氣逐級加壓并加速達(dá)到尾部外殼(12)，在這個(gè)過程中空氣會(huì)加到很大壓強(qiáng)和速度，甚至超過音速，故把葉片設(shè)計(jì)成水滴形葉片(8)以減小葉片的迎角，水滴形葉片與活動(dòng)軸(5)的接觸面積更大以增大其強(qiáng)度，為防止高速空氣和紊流給葉片帶來振喘，在葉片外圈伸入外殼部分加了防振喘圈(15，)根據(jù)空氣離心力作用，防振喘圈(15)設(shè)計(jì)成平行葉片外部輪廓，這樣防振喘圈沒有了迎風(fēng)面的阻力也沒有葉片離心力的阻力，在空氣以高壓強(qiáng)和高速度達(dá)到尾部外殼(12)后根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理把尾部外殼(12)設(shè)計(jì)成拉瓦爾噴管狀，進(jìn)一步加快空氣速度和空氣噴出面積達(dá)到反作用力使航空器快速前進(jìn)。
[0022]在圖3中以電力做為動(dòng)力，電機(jī)(14)的安裝位置安裝在固定軸(7)內(nèi)，通過分別調(diào)整分個(gè)電機(jī)的速度調(diào)整各活動(dòng)軸(5)與水滴形葉片(8)的速度?？諝鈴氖准壨鈿?2)中進(jìn)入到達(dá)第一級葉片，經(jīng)過葉片加壓并加速到達(dá)第二級葉片區(qū)與中部外殼區(qū)(9)，中部外殼成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于葉片伸進(jìn)來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)靜子的部分功能，防止已加速和加壓的氣體從葉片與外殼中間的縫隙返回，同此第二級葉片至最后級葉片把進(jìn)入的空氣逐級加壓并加速達(dá)到尾部外殼(12)，在這個(gè)過程中空氣會(huì)加到很大壓強(qiáng)和速度，甚至超過音速，故把葉片設(shè)計(jì)成水滴形葉片(8)以減小葉片的迎角，水滴形葉片與活動(dòng)軸(5)的接觸面積更大以增大其強(qiáng)度，為防止高速空氣和紊流給葉片帶來振喘，在葉片外圈伸入外殼部分加了防振喘圈(15，)根據(jù)空氣離心力作用，防振喘圈(15)設(shè)計(jì)成平行葉片外部輪廓，這樣防振喘圈沒有了迎風(fēng)面的阻力也沒有葉片離心力的阻力，在空氣以高壓強(qiáng)和高速度達(dá)到尾部外殼(12)后根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理把尾部外殼(12)設(shè)計(jì)成拉瓦爾噴管狀，進(jìn)一步加快空氣速度和空氣噴出面積達(dá)到反作用力使航空器快速前進(jìn)。
[0023]在圖4中是首級外殼大樣圖，前端做成平行狀以減小空氣阻力，后部成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于葉片伸進(jìn)來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)靜子的部分功能，防止已加速和加壓的氣體從葉片與外殼中間的縫隙返回。
[0024]在圖5中是中部外殼大樣圖，中間有固定軸與外殼的連接件(3)，外殼的造形成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于葉片伸進(jìn)來，代替?zhèn)鹘y(tǒng)靜子的部分功能，防止已加速和加壓的氣體從葉片與外殼中間的縫隙返回。
[0025]在圖6中是尾部外殼大樣圖，根據(jù)空氣動(dòng)氣學(xué)原理設(shè)計(jì)成拉瓦爾噴管狀，進(jìn)一步加快空氣速度和空氣噴出面積達(dá)到反作用力使航空器快速前進(jìn)。
[0026]在圖7中是變向齒輪大樣圖，改變活塞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出方向帶動(dòng)活動(dòng)軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0027]在圖8中是變速齒輪大樣圖，通過齒輪級數(shù)來改變上下級不同活動(dòng)軸(5)的轉(zhuǎn)速。
[0028]在圖9中是水滴形葉片迎風(fēng)面裝配圖，(15)為防振喘圈在葉片處的位置。
[0029]在圖10是水滴形葉片背風(fēng)面裝配圖。
[0030]在圖11是水滴形葉片單片形狀圖，為水滴形葉片單片形狀與軸之間的關(guān)系。
[0031]在圖12是水滴形葉片三維立體圖。(15)為防振喘圈在葉片處的位置，直觀表現(xiàn)葉片、軸、防振喘圈之間的關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在涵道內(nèi)通過調(diào)節(jié)不同轉(zhuǎn)速的扇葉把空氣逐級加壓并同時(shí)逐級加速以在出口達(dá)到很大壓強(qiáng)與速度，達(dá)到噴氣的反作用力使飛機(jī)前進(jìn)，其特征是:空氣從首級外殼中進(jìn)入到達(dá)第一級葉片，經(jīng)過葉片加壓并加速到達(dá)第二級葉片區(qū)與中部外殼區(qū)，中部外殼成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于葉片伸進(jìn)來，防止已加速和加壓的氣體從葉片與外殼中間的縫隙返回，同此第二級葉片至最后級葉片把進(jìn)入的空氣逐級加壓并加速達(dá)到尾部外殼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是:以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力，通過變向齒輪帶動(dòng)固定軸內(nèi)的變速齒輪，變速齒輪通過軸帶動(dòng)上下級活動(dòng)軸及水滴形葉片進(jìn)行工作，進(jìn)氣口的齒輪為低速齒輪，越向尾部通過齒輪變速加快轉(zhuǎn)速。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是:以渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)做為動(dòng)力，通過變速齒輪逐級帶動(dòng)上級活動(dòng)軸及水滴形葉片進(jìn)行工作，渦軸初級齒輪為高速齒輪，通過變速齒輪逐級減速到進(jìn)氣口的低速齒輪。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是:以電力做為動(dòng)力，電機(jī)的安裝位置安裝在固定軸內(nèi)，通過分別調(diào)整分個(gè)電機(jī)的速度調(diào)整各活動(dòng)軸與水滴形葉片的速度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是:防振喘圈在葉片外圈并伸入外殼下部分，這樣防振喘圈沒有了迎風(fēng)面的阻力，防振喘圈設(shè)計(jì)成平行葉片外部輪廓，這樣防振喘圈沒有也沒了空氣在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的離心力阻力。
【專利摘要】一種航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。它是在多級外殼中，整流罩，活動(dòng)軸，水滴形葉片，防振喘圈，變速齒輪，固定軸和動(dòng)力系統(tǒng)順序連接，運(yùn)行情況是多級外殼從進(jìn)氣口到尾噴管的直徑逐漸縮小，動(dòng)力系統(tǒng)通過活動(dòng)軸帶動(dòng)水滴形葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，在變速齒輪的調(diào)節(jié)下水滴形葉片的轉(zhuǎn)速從進(jìn)氣口到尾噴管的轉(zhuǎn)速逐漸增加，在倒梯形的外殼和轉(zhuǎn)速逐漸增加的水滴形葉片共同的作用下使空氣從進(jìn)氣口到尾噴管的過程逐漸加壓并加速，通過尾噴管噴出的高速高壓氣體形成反作用力使航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)快速前進(jìn)。
【IPC分類】F02K5/02, F02K5/00
【公開號】CN205064122
【申請?zhí)枴緾N201520280150
【發(fā)明人】譚佑軍
【申請人】譚佑軍
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年4月24日