專利名稱：渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體是一種渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景
現(xiàn)有的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要有沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪、渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，它們都存在很 多缺陷。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)無法在低速下啟動(dòng)，渦輪、渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)造價(jià)太高，它們普遍存 在燃料燃燒不夠充分，能耗太高，噴射速度不夠高，速度有極限，只能應(yīng)用于飛行器等 缺陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種全新結(jié)構(gòu)的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，它可以實(shí)現(xiàn)低速啟動(dòng)，也可以 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，不用很高的速度即可維持工作，它渦流燃燒，燃料燃燒充分，它噴射速 度更高，能量利用率更高。從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流中心可產(chǎn)生更高的溫度和壓 力，使熱功轉(zhuǎn)化率更高。燃料集中在渦流中心燃燒，能量集中在渦流中心爆發(fā)，從外圍 到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流可屏蔽高溫，可避免缸壁燒損、磨損。噴射氣流是一個(gè)從外圍 到中心轉(zhuǎn)速遞增的螺旋氣流，具有更快的噴射速度和噴射推力，始終具有加速度，在不 考慮推進(jìn)阻力的情況下，它可以使飛行器速度無限提高，理論上可實(shí)現(xiàn)超光速，它可以 使飛行器產(chǎn)生現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的超高速，速度可以比現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)百倍、千 倍、萬倍的提高。它造價(jià)低廉，它可以帶來噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)革命，可以廣泛用于各種 飛機(jī)、火箭、飛行器、車、船上。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體、燃料系和點(diǎn)火系，殼體內(nèi)腔橫截面呈圓形，殼體 內(nèi)設(shè)燃燒室和噴氣室，燃燒室設(shè)燃燒室進(jìn)氣口和燃燒室出氣口，燃燒室出氣口連通噴氣 室，燃燒室出氣口橫截面積小于燃燒室最大橫截面積，噴氣室內(nèi)腔向噴氣方向開口擴(kuò) 張，燃燒室進(jìn)氣口連接進(jìn)氣室，對(duì)應(yīng)燃燒室4設(shè)置燃料系和點(diǎn)火系。燃燒室進(jìn)氣口內(nèi)設(shè) 進(jìn)氣通道，進(jìn)氣通道開口朝向燃燒室內(nèi)腔橫截面切線方向。進(jìn)氣室設(shè)有螺旋氣流通道。 進(jìn)氣室中部設(shè)置圓錐體。進(jìn)氣室設(shè)置進(jìn)氣控制裝置。進(jìn)氣室連接助燃?xì)怏w供給裝置。進(jìn) 氣控制裝置設(shè)置密封開關(guān)裝置。進(jìn)氣室連接風(fēng)機(jī)。燃燒室進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)置活動(dòng)擋板。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于它充分利用了圓周運(yùn)動(dòng)，利用了渦流的作用，使燃料充分 混合，渦流延長(zhǎng)了氣流在燃燒室的滯留時(shí)間，更加有利于燃料充分燃燒，更加有利于維 持燃燒，同時(shí)使噴射氣流形成一個(gè)從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的螺旋氣流。螺旋 氣流形成一個(gè)錐形鋒面，椎尖高速旋轉(zhuǎn)，螺旋氣流就像旋轉(zhuǎn)的彈頭一樣具有更快的推進(jìn) 速度和更大的推力，噴氣室的開口擴(kuò)張使噴射氣流更加不易受到周圍氣流的影響，更加 提高了噴射氣流的速度。從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流中心可產(chǎn)生更高的溫度和壓力， 使熱功轉(zhuǎn)化率更高。燃料集中在渦流中心燃燒，能量集中在渦流中心爆發(fā)，從外圍到中 心轉(zhuǎn)速遞增的渦流可屏蔽高溫，可避免缸壁燒損、磨損。進(jìn)氣室的增壓大大提高了進(jìn)氣速度，使燃燒室內(nèi)進(jìn)氣口處形成一個(gè)正壓環(huán)境，大大避免了熱堵現(xiàn)象，使渦流沖壓發(fā)動(dòng) 機(jī)可以低速啟動(dòng)?？梢越柚L(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流或高壓氣體實(shí)現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟 動(dòng)，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以應(yīng)用于所有飛行器、車船上。
它產(chǎn)生一個(gè)始終保持加速度的推力，它對(duì)飛行器的推進(jìn)速度在不考慮推進(jìn)阻力 的情況下可以無限提高，飛行器將不存在極限速度。它可以使飛行器產(chǎn)生現(xiàn)有噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的超高速，速度可以百倍、千倍、萬倍的提高，理論上可實(shí)現(xiàn)超光速。推 進(jìn)氣流內(nèi)眾多粒子攜帶的能量可以更充分地轉(zhuǎn)化為對(duì)飛行器的推力，可使飛行器更加節(jié) 能，它可以使飛行器產(chǎn)生現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的超低能耗，可使飛機(jī)能耗比現(xiàn)有火 車、輪船、汽車還低。
它可以用于各種車船動(dòng)力，可利用噴氣推力推動(dòng)車船前進(jìn)或后退，制造出全新 的噴氣動(dòng)力車船，可帶來車船革命，可對(duì)現(xiàn)有車船進(jìn)行改裝。車船可取消離合器、變速 器、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輪、螺旋槳等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，可帶來簡(jiǎn)化操控程序、提高操控性能、 提高車船速度、減輕輪胎磨損、降低車體重量、降低能耗、平衡車輛前后軸重量分配、 節(jié)省車內(nèi)空間、減輕車輪與鐵軌磨損、平衡船體等諸多優(yōu)點(diǎn)。
它具有低廉的使用成本、超長(zhǎng)的使用壽命、超寬的燃料適用范圍、超寬的使用 范圍，節(jié)能環(huán)保、重量輕、噪音低、功率大、功率范圍寬、體積小等等優(yōu)點(diǎn)。本渦流沖 壓發(fā)動(dòng)機(jī)可基本解決機(jī)動(dòng)車、飛行器的噪音污染以及空氣污染，本渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可取 代現(xiàn)有的一切類型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，可帶來噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)革命。
附圖1是本發(fā)明實(shí)施例之一的主視結(jié)構(gòu)示意附圖2是附圖1的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意附圖3是本發(fā)明實(shí)施例之二的主視結(jié)構(gòu)示意附圖4是本發(fā)明實(shí)施例之三的主視結(jié)構(gòu)示意附圖5是本發(fā)明實(shí)施例之四的主視結(jié)構(gòu)示意附圖6是本發(fā)明實(shí)施例之五的主視結(jié)構(gòu)示意附圖7是本發(fā)明實(shí)施例之六的主視結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)是渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體1、燃料系2和點(diǎn)火系3，殼 體1內(nèi)腔橫截面呈圓形，殼體1內(nèi)設(shè)燃燒室4和噴氣室16，燃燒室4設(shè)燃燒室進(jìn)氣口 5和 燃燒室出氣口 15，燃燒室出氣口 15連通噴氣室16，燃燒室出氣口 15橫截面積小于燃燒 室4最大橫截面積，噴氣室16內(nèi)腔向噴氣方向開口擴(kuò)張，燃燒室進(jìn)氣口 5連接進(jìn)氣室6， 對(duì)應(yīng)燃燒室4設(shè)置燃料系2和點(diǎn)火系3。
殼體1是本發(fā)明渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的主體，可以使用多種合金材料鋁合金、 不銹鋼、鈦合金、合金鋼等，可以采用鑄造工藝一次成型，也可以使用粉末冶金技術(shù)制 造，也可以使用高強(qiáng)陶瓷，可以用陶瓷材料一次性燒制而成，可以大大提高使用壽命。 殼體上可以加保溫層來減少能量損耗，可以在殼體上設(shè)置很多輔助設(shè)施，可以直接將殼 體安裝在飛行器或車船上。
燃料系2包括燃料管、燃料泵、霧化噴頭等，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可使用液體、氣 體、固體粉末、混合燃料等，可根據(jù)不同的燃料選用不同的燃料供給輸送裝置。液體或 氣體燃料可以用燃料管直接輸送，液體燃料稍微加壓輸送，液體燃料可在燃料管口設(shè)霧 化噴嘴，氣體燃料可以利用氣體壓力自然輸送，固體燃料可用氣流輸送。可設(shè)置點(diǎn)火 燃料，可用易燃燃料點(diǎn)火，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后即可使用任意燃料了，控制燃料供給 量，即可控制渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出大小?？墒褂妹禾孔鳛楹娇杖剂?，只需將煤炭磨 成煤粉，加以凈化，用高速氣流輸送即可，可使用常規(guī)燃料點(diǎn)火，點(diǎn)火后即可使用煤粉 了，使用煤炭可大大降低燃料成本，可解決石油危機(jī)。
點(diǎn)火系3包括電源、開關(guān)、高壓變壓器、電路、火花塞等，點(diǎn)火器可以用火花 塞，也可用高壓電極，也可用等離子點(diǎn)火器。電源可以設(shè)置發(fā)電機(jī)，也可以直接利用外 部電源。
殼體1內(nèi)腔橫截面呈圓形，殼體1內(nèi)設(shè)燃燒室4和噴氣室16，可使燃燒 室4和噴氣室16內(nèi)可以形渦流。燃燒室和噴氣室的中心軸線的長(zhǎng)度比例可以選擇 0.618 0.382，燃燒室和噴氣室中心軸線的長(zhǎng)度之和與燃燒室最大橫截面直徑的比例可 以選擇1 0.382。
燃燒室4設(shè)燃燒室進(jìn)氣口 5和燃燒室出氣口 15，燃燒室進(jìn)氣口 5開設(shè)在燃燒室 4的圓形側(cè)壁上，可更好地使燃燒室4內(nèi)形成渦流。燃燒室出氣口 15開設(shè)在燃燒室4內(nèi) 腔中心軸線上，可更好的形成螺旋推進(jìn)的噴氣。燃燒室出氣口 15的面積與燃燒室進(jìn)氣口 5的面積的比例可以選擇1 1至0.618 1之間，燃燒室進(jìn)氣口 5可以選擇長(zhǎng)方形或梯 形，長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊或梯形的高與燃燒室的中心軸線平行，長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊或梯形的高的長(zhǎng) 度與燃燒室4中心軸線的長(zhǎng)度的比例可以選擇0.618 1至0.382 1之間。
燃燒室出氣口 15連通噴氣室16，使燃燒室噴出的高溫高壓氣體直接進(jìn)入噴氣 室。
燃燒室出氣口 15橫截面面積小于燃燒室4最大橫截面積，有利于提高燃燒室壓 力，提高燃燒室蓄熱能力，可更好地使燃燒室維持燃燒。燃燒室出氣口直徑與燃燒室最 大橫截面直徑比例可選擇0.382 1。
噴氣室16內(nèi)腔向噴氣方向開口擴(kuò)張?？梢愿玫奶岣邍姎馑俣?，更好的利用能 量。燃燒室4與噴氣室16內(nèi)壁要制作的線條流暢，形成流線狀，特別是燃燒室出氣口 15 處更要線條流暢，使氣流運(yùn)動(dòng)順暢。
燃燒室進(jìn)氣口 5連接進(jìn)氣室6，進(jìn)氣室6可以匯聚氣流，可提高燃燒室進(jìn)氣口 5 處的氣體壓力，進(jìn)氣室6可以根據(jù)需要采用密閉或開口。進(jìn)氣室6密閉時(shí)，可直接向進(jìn) 氣室6內(nèi)供給高壓氣體或高壓氧氣，可使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以在大氣層 內(nèi)和太空中均可正常工作。進(jìn)氣室6開口時(shí)，開口朝向運(yùn)動(dòng)前方，加高進(jìn)氣室6，可利用 前進(jìn)氣流提高進(jìn)氣壓力。
對(duì)應(yīng)燃燒室4設(shè)置燃料系2和點(diǎn)火系3。燃料管口可設(shè)在燃燒室4中，可設(shè)在 燃燒室進(jìn)氣口5附近，可利用進(jìn)氣更好的混合燃料；燃料管口也可設(shè)在燃燒室4中心軸 線上，可使燃料直接進(jìn)入渦流中心，可更有利于降低燃燒室和噴氣室內(nèi)壁溫度，可更有 利于維持稀薄燃燒，更好地避免回火、熱堵。可設(shè)置雙燃料管，點(diǎn)火燃料管設(shè)在燃燒室 進(jìn)氣口 5附近，工作燃料管設(shè)在燃燒室4中心軸線上，可更好地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，維持工作；燃料管口也可設(shè)在進(jìn)氣室6中靠近燃燒室進(jìn)氣口5附近，有利于燃料更好的霧化、混合；使 用固體火箭燃料時(shí)，可以將燃料管口設(shè)在燃燒室4中，可直接利用火箭燃料實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟 動(dòng)。將點(diǎn)火器安裝在燃燒室內(nèi)即可，可以安裝在燃燒室出氣口 15附近，可以降低點(diǎn)火時(shí) 的回火。渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)一旦點(diǎn)火即可關(guān)閉點(diǎn)火系，可大大延長(zhǎng)點(diǎn)火系的使用壽命。
燃燒室進(jìn)氣口 5內(nèi)設(shè)進(jìn)氣通道7，進(jìn)氣通道7開口朝向燃燒室4內(nèi)腔橫截面切線 方向?？梢允箽饬餮厝紵?橫截面切線方向進(jìn)入燃燒室4，在燃燒室4內(nèi)壁的作用下， 在燃燒室4中形成一個(gè)從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流。
進(jìn)氣室6設(shè)有螺旋氣流通道8。進(jìn)氣室6底部?jī)A斜，沿燃燒室4外壁螺旋向上形 成一個(gè)圓環(huán)狀螺旋氣流通道8，螺旋氣流通道8可以使氣流形成一個(gè)沿燃燒室4外壁旋轉(zhuǎn) 前進(jìn)的高壓氣流。
進(jìn)氣室6中部設(shè)置圓錐體9。進(jìn)氣室6開口朝向運(yùn)動(dòng)前方時(shí)，可設(shè)置圓錐體9， 圓錐體9底面可以與燃燒室4外壁最大橫截面相等，圓錐體9的錐尖角可以選擇55.62 度，可以使氣流運(yùn)動(dòng)順暢，減輕氣流摩擦。圓錐體9可以更好的提高燃燒室進(jìn)氣口 5處 的進(jìn)氣壓力。
進(jìn)氣室6設(shè)置進(jìn)氣控制裝置10。進(jìn)氣室6開口朝向運(yùn)動(dòng)前方時(shí)，可以在進(jìn)氣端 設(shè)置進(jìn)氣控制裝置10。進(jìn)氣控制裝置10可以設(shè)置成旋轉(zhuǎn)活動(dòng)擋板或閥門，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)活動(dòng) 擋板的角度即可控制進(jìn)氣量，進(jìn)氣控制裝置10可利用電腦自動(dòng)控制。進(jìn)氣控制裝置10 可以避免飛行器高速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)氣量過大，可避免發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣量過大造成進(jìn)氣室內(nèi)氣體 壓力過大，可避免燃燒室進(jìn)氣口 5因氣流摩擦造成燒損，可避免渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù)荷 運(yùn)行造成燒損，可更好的控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率?？刂七M(jìn)氣量和燃料供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)功 率。
進(jìn)氣室6連接助燃?xì)怏w供給裝置12。助燃?xì)怏w可采用氧氣或空氣，可以將進(jìn) 氣室6直接密封，直接向進(jìn)氣室6供給氧氣，利用氧氣流量控制裝置作為進(jìn)氣控制裝置 10，可使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟動(dòng)，可以在大氣層內(nèi)或太空中工作。缺點(diǎn)是增加氧氣攜 帶量，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，徹底杜絕氮氧化物等的排放，可以使排放更加環(huán)保，可 用于各種航空航天飛行器、車船等?？芍圃斐鋈碌膰姎鈩?dòng)力車船，可帶來車船革命， 可對(duì)現(xiàn)有車船進(jìn)行改裝?？刂蒲鯕夤┙o量和燃料供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率，添加燃料 的同時(shí)添加氧氣即可。
進(jìn)氣控制裝置10設(shè)置密封開關(guān)裝置14。密封開關(guān)裝置14可以采用閥門，可更 好的控制進(jìn)氣，密封開關(guān)裝置14完全關(guān)閉后可使進(jìn)氣室6形成密閉空間。為減少氧氣攜 帶量，進(jìn)氣控制裝置10設(shè)置密封開關(guān)裝置14，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將密封開關(guān)裝置 14完全關(guān)閉，將高壓氧氣直接充入進(jìn)氣室6，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作。當(dāng)飛行器達(dá) 到一定速度時(shí)，打開密封開關(guān)裝置14，使空氣開始沖入進(jìn)氣室6，逐漸關(guān)閉助燃?xì)怏w供 給裝置12，可節(jié)約氧氣，大大減少氧氣攜帶量。當(dāng)飛行器到達(dá)太空時(shí)再關(guān)閉密封開關(guān)裝 置14，同時(shí)打開助燃?xì)怏w供給裝置12，即可使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在太空中工作。渦流沖壓 發(fā)動(dòng)機(jī)用于航空飛行器時(shí)，可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，飛行器啟動(dòng)、低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)閉密封開關(guān) 裝置14、打開助燃?xì)怏w供給裝置12，飛行器高速運(yùn)動(dòng)后打開密封開關(guān)裝置14、關(guān)閉助燃 氣體供給裝置12，可使用空氣，可減少氧氣攜帶量。密封開關(guān)裝置14可采用自動(dòng)閥控制 開關(guān)和流量，控制氣體供給量和燃料供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率，添加燃料的同時(shí)添加氧氣即可。
進(jìn)氣室6連接風(fēng)機(jī)11。風(fēng)機(jī)11直徑可以與進(jìn)氣室直徑相同，風(fēng)機(jī)11可設(shè)在渦 流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中。風(fēng)機(jī)11也可設(shè)在其它位置，可通過風(fēng)管與渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)連接。風(fēng) 機(jī)11設(shè)在渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí)，風(fēng)機(jī)11直徑可以與燃燒室外部直徑相等，風(fēng)機(jī)11出氣 口正對(duì)進(jìn)氣室的圓錐體，風(fēng)機(jī)11周圍設(shè)置進(jìn)氣通道，風(fēng)機(jī)11與進(jìn)氣室6之間用板材連 接固定，板材相互之間構(gòu)成進(jìn)氣通道。風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)啟動(dòng)，使用 時(shí)用外部電源啟動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓氣流，高壓氣流使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。當(dāng)飛 行器運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一定程度時(shí)即可關(guān)閉風(fēng)機(jī)11，當(dāng)飛行器運(yùn)動(dòng)速度降到一定程度時(shí)重新 啟動(dòng)風(fēng)機(jī)11。為啟動(dòng)風(fēng)機(jī)11運(yùn)轉(zhuǎn)，可以另設(shè)發(fā)電電源，可以利用風(fēng)能、太陽能等帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電用于帶動(dòng)風(fēng)機(jī)11運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)也用于其它需要。風(fēng)機(jī)11設(shè)在渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中 時(shí)，也可利用風(fēng)機(jī)11發(fā)電，飛行器一旦實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)后，高速氣流可以帶動(dòng)風(fēng) 機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，可以利用風(fēng)機(jī)葉輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，可以將發(fā)電線圈與起動(dòng)線圈同時(shí) 裝在風(fēng)機(jī)電機(jī)內(nèi)。在進(jìn)氣室進(jìn)氣端設(shè)置進(jìn)氣控制裝置10，可以避免飛行器高速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn) 氣量過大，可更好的控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量和燃料供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī) 功率。為減輕氣流對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)部位的摩擦，可在風(fēng)機(jī)電機(jī)上安裝錐形罩，錐形罩錐尖朝 向氣流，錐尖角可選用陽.62度。
燃燒室進(jìn)氣口 5內(nèi)設(shè)置活動(dòng)擋板13?；顒?dòng)擋板13貼在燃燒室進(jìn)氣口 5內(nèi)沿上， 從燃燒室內(nèi)將進(jìn)氣口 5蓋住，當(dāng)火箭運(yùn)動(dòng)到一定速度時(shí)，氣流將活動(dòng)擋板13逐漸沖開， 進(jìn)氣量逐漸加大，使燃燒室4內(nèi)開始形成渦流，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開始正常工作。可以 使用各種火箭燃料點(diǎn)火，可以將火箭燃料裝在進(jìn)氣室圓錐體內(nèi)，火箭燃料點(diǎn)火后在燃燒 室4中形成高壓氣體，高壓氣體噴出推動(dòng)火箭運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，火箭燃料的裝入量 保證火箭運(yùn)行速度達(dá)到打開活動(dòng)擋板13即可，活動(dòng)擋板13打開后，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)即可 使用常規(guī)燃料。
為了減輕氣流對(duì)進(jìn)氣室內(nèi)壁的摩擦，可以在進(jìn)氣室內(nèi)壁以及圓錐體表面設(shè)置螺 紋，為減輕氣流對(duì)燃燒室、噴氣室內(nèi)壁的摩擦，也可以在燃燒室、噴氣室內(nèi)壁設(shè)置螺 紋，螺紋與氣流作用，可以在進(jìn)氣室、燃燒室、噴氣室內(nèi)壁形成一層保護(hù)性氣體附面 層，可以降低內(nèi)壁的磨損。
本發(fā)明實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)是殼體1內(nèi)腔橫截面呈圓形，殼體1內(nèi)設(shè)燃燒室4和 噴氣室16，燃燒室4設(shè)燃燒室進(jìn)氣口 5和燃燒室出氣口 15，燃燒室出氣口 15連通噴氣室 16，燃燒室出氣口 15橫截面積小于燃燒室4最大橫截面積，噴氣室16內(nèi)腔向噴氣方向開 口擴(kuò)張，燃燒室進(jìn)氣口 5連接進(jìn)氣室6，對(duì)應(yīng)燃燒室4設(shè)置燃料系2和點(diǎn)火系3。進(jìn)氣口 6內(nèi)設(shè)進(jìn)氣通道7，進(jìn)氣通道7開口朝向燃燒室4內(nèi)腔橫截面切線方向。進(jìn)氣室6設(shè)有螺 旋氣流通道8。進(jìn)氣室6中部設(shè)置圓錐體9。
本實(shí)施例可作為機(jī)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用，可利用飛機(jī)前進(jìn)速度實(shí)現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng) 機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)。
本發(fā)明實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)是在實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)氣室6設(shè)置進(jìn)氣控 制裝置10。進(jìn)氣控制裝置10可利用電腦自動(dòng)控制。本實(shí)施例可作為機(jī)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使 用，可利用前進(jìn)速度實(shí)現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)?？捎糜诔咚倩鸺希梢员苊饣?箭高速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)氣量過大，可避免發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣量過大造成熄火，可避免造成進(jìn)氣室內(nèi)氣體壓力過大，避免燃燒室進(jìn)氣口 5因氣流摩擦造成燒損，可避免渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)超負(fù) 荷運(yùn)行造成燒損，可更好的控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率?？刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量和燃料供給量即可控制 發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
本發(fā)明實(shí)施例之三的結(jié)構(gòu)是在以上實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)氣室6連接助燃 氣體供給裝置12?？梢詫⑦M(jìn)氣室6直接密封，直接向進(jìn)氣室6供給氧氣，利用氧氣流量 開關(guān)控制裝置作為進(jìn)氣控制裝置，可使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟動(dòng)，可以在大氣層內(nèi)或太 空中運(yùn)行，缺點(diǎn)是增加氧氣攜帶量，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，徹底杜絕氮氧化物等的排 放，可以使排放更加環(huán)保，可用于各種航空航天飛行器、車船、潛水器等?？芍圃斐鋈?新的噴氣動(dòng)力車船，可帶來車船革命，可對(duì)現(xiàn)有車船進(jìn)行改裝。控制氧氣供給量和燃料 供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率，添加燃料的同時(shí)添加氧氣即可。
本發(fā)明實(shí)施例之四的結(jié)構(gòu)是在以上實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)氣控制裝置10設(shè) 置密封開關(guān)裝置14。密封開關(guān)裝置14可以采用閥門，可更好的控制進(jìn)氣，可以將密封開 關(guān)裝置14完全關(guān)閉，使進(jìn)氣室6形成密閉空間，將高壓氧氣直接充入進(jìn)氣室6，使渦流 沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。啟動(dòng)時(shí)將密封開關(guān)裝置14完全關(guān)閉，將高壓氧氣直接充入進(jìn)氣室 6，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，當(dāng)飛行器達(dá)到一定速度時(shí)，打開密封開關(guān)裝置14，使空 氣開始沖入進(jìn)氣室6，逐漸關(guān)閉助燃?xì)怏w供給裝置12，可減少氧氣攜帶量，當(dāng)飛行器到 達(dá)太空時(shí)再關(guān)閉密封開關(guān)裝置14，同時(shí)打開助燃?xì)怏w供給裝置12，即可使渦流沖壓發(fā)動(dòng) 機(jī)在太空中維持工作。本實(shí)施例可應(yīng)用在所有的航空、航天飛行器領(lǐng)域，用于航空飛行 器時(shí)，可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，飛行器高速運(yùn)動(dòng)后可使用空氣，可減少氧氣攜帶量，飛行器低 速運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)閉密封開關(guān)裝置14、打開助燃?xì)怏w供給裝置12即可，控制氣體供給量和燃 料供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率，添加燃料的同時(shí)添加氧氣即可。
本發(fā)明實(shí)施例之五的結(jié)構(gòu)是在以上實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)氣室6連接風(fēng)機(jī) 11。本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)啟動(dòng)，使用時(shí)用外部電源啟動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 生高壓氣流，高壓氣流使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，當(dāng)飛行器運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一定程度時(shí) 即可關(guān)閉風(fēng)機(jī)，當(dāng)飛行器運(yùn)動(dòng)速度降到一定程度時(shí)重新啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。為啟動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，飛 行器上可以另設(shè)風(fēng)機(jī)發(fā)電電源。風(fēng)機(jī)設(shè)在渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí)，可利用風(fēng)機(jī)發(fā)電，飛行 器一旦實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)后，高速氣流可以帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，可以利用風(fēng)機(jī) 葉輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，可以將發(fā)電線圈與起動(dòng)線圈同時(shí)裝在風(fēng)機(jī)電機(jī)內(nèi)。在進(jìn)氣室進(jìn)氣 端設(shè)置進(jìn)氣控制裝置10，可以避免飛行器高速運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)氣量過大，可更好的控制發(fā)動(dòng)機(jī) 功率，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量和燃料供給量即可控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率。為減輕氣流對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)部 位的摩擦，可在風(fēng)機(jī)電機(jī)上安裝錐形罩，錐形罩錐尖朝向氣流，錐尖角可選用55.62度。
本實(shí)施例可應(yīng)用在所有飛機(jī)上，可取代現(xiàn)有的所有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，可大大降低飛 機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造成本，大大降低能耗、降低排放，大大提高飛行速度。本實(shí)施例渦流沖壓 發(fā)動(dòng)機(jī)也可以用于各種車船動(dòng)力，可利用車船前進(jìn)動(dòng)能、風(fēng)能、剎車能或太陽能發(fā)電， 利用電瓶蓄電，用電能帶動(dòng)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)風(fēng)機(jī)工作，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)維持工作。 可利用渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力推動(dòng)車船前進(jìn)或后退，制造出全新的噴氣動(dòng)力車船， 可帶來車船革命，可對(duì)現(xiàn)有車船進(jìn)行改裝。
本發(fā)明實(shí)施例之六的結(jié)構(gòu)是在以上實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，燃燒室進(jìn)氣口 5內(nèi) 設(shè)置活動(dòng)擋板13?；顒?dòng)擋板13貼在燃燒室進(jìn)氣口 5內(nèi)沿上，從燃燒室內(nèi)將進(jìn)氣口 5蓋住，當(dāng)火箭運(yùn)動(dòng)到一定速度時(shí)，氣流將活動(dòng)擋板13逐漸沖開，進(jìn)氣量逐漸加大，使燃燒 室4內(nèi)開始形成渦流，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作?？梢允褂酶鞣N火箭燃料點(diǎn)火，可以 將火箭燃料裝在進(jìn)氣室圓錐體內(nèi)，火箭燃料點(diǎn)火后在燃燒室4中形成高壓氣體，高壓氣 體噴出推動(dòng)火箭運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，火箭燃料的裝入量保證火箭運(yùn)行速度達(dá)到打開活 動(dòng)擋板13即可，活動(dòng)擋板13打開后，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)即可使用常規(guī)燃料。本實(shí)施例可 應(yīng)用在航空飛行器領(lǐng)域，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，不用攜帶太多氧氣，大大減輕重量。
工作原理本發(fā)明渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以在低速條件下啟動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定運(yùn)行速 度時(shí)，氣流沖進(jìn)進(jìn)氣室，在進(jìn)氣室中形成一個(gè)圍繞燃燒室外壁向進(jìn)氣口方向旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的 高壓氣流，氣流通過進(jìn)氣通道沿燃燒室橫截面切線方向沖進(jìn)燃燒室，在燃燒室內(nèi)壁的作 用下形成一個(gè)從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流，當(dāng)圓內(nèi)各點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力從 圓外圍到圓中心遞減時(shí)，就會(huì)使進(jìn)入這個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)中的氣體形成一個(gè)從外圍到中心 轉(zhuǎn)速遞增的渦流氣旋，氣流需要同時(shí)沿著圓周運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸方向做推進(jìn)運(yùn)動(dòng)才能使這個(gè) 渦流氣旋形成并且維持存在，就像水的漩渦運(yùn)動(dòng)、龍卷風(fēng)的氣流運(yùn)動(dòng)，渦流氣旋的中心 具有更快的推進(jìn)速度，推進(jìn)速度也是從外圍到中心遞增，形成一個(gè)錐形鋒面氣流，使渦 流中心的旋轉(zhuǎn)氣流具有更快的推進(jìn)速度和更大的推力。渦流氣旋可以使新進(jìn)入的燃料混 合氣自動(dòng)進(jìn)入渦流中心，燃料在渦流中心燃燒產(chǎn)生熱能，熱能加快了渦流氣旋從外圍到 中心轉(zhuǎn)速遞增，加快了渦流中心轉(zhuǎn)速，渦流使能量更多的匯聚在渦流中心，使渦流中心 形成更高的溫度和壓力，同時(shí)渦流可屏蔽能量，可降低渦流外圍的溫度和壓力，降低對(duì) 燃燒室內(nèi)壁的燒損，降低對(duì)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)材料的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用一般的材料， 可以大大降低造價(jià)。
它充分利用了圓周運(yùn)動(dòng)和流體運(yùn)動(dòng)，利用了渦流使燃料充分混合，充分燃燒， 渦流延長(zhǎng)了氣流在燃燒室的滯留時(shí)間，更加有利于維持燃燒，同時(shí)使噴射氣流形成一個(gè) 從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦旋推進(jìn)氣流，渦旋推進(jìn)氣流形成一個(gè)錐形鋒面，椎尖高速旋 轉(zhuǎn)，渦旋推進(jìn)氣流就像旋轉(zhuǎn)的彈頭一樣具有更快的推進(jìn)速度和更大的推力，噴射氣流更 加不易受到周圍氣流的影響，更加提高了噴射氣流的速度，同時(shí)化解了噴氣噪音，使噴 氣噪音很小。
燃燒室中的渦流旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與運(yùn)動(dòng)速度同步提高，進(jìn)入燃燒室的物質(zhì)會(huì)被自動(dòng) 卷入渦流中心，就像水的漩渦一樣。熱帶風(fēng)暴、臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、水流的漩渦等都是一個(gè) 從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流，該渦流都具有三個(gè)環(huán)區(qū)，從渦流中心向外依次是旋轉(zhuǎn) 軸區(qū)域的柱狀低壓區(qū)、環(huán)筒狀高壓區(qū)、環(huán)筒狀低壓區(qū)。柱狀低壓區(qū)產(chǎn)生一個(gè)向外的斥 力，環(huán)筒狀低壓區(qū)產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的引力，引力和斥力共同作用產(chǎn)生了壓力，產(chǎn)生了環(huán)筒 狀高壓區(qū)。
臺(tái)風(fēng)的三環(huán)結(jié)構(gòu)可以說明問題，水的漩渦最明顯，最直觀，最容易觀察到，水 的漩渦中心是空腔區(qū)，該區(qū)域壓力也相應(yīng)的最低，空腔區(qū)周圍的水流速度最高，該區(qū)域 的壓力也相應(yīng)的最高，越往漩渦外圍水流的速度越低，壓力也相應(yīng)的越低。
燃料燃燒使渦流中心產(chǎn)生高溫、高壓，隨著運(yùn)動(dòng)速度的提高，環(huán)筒狀高壓區(qū)壓 力同步提高，溫度隨壓力提高同步提高，燃燒室中渦流中心產(chǎn)生出一個(gè)超高溫高壓的環(huán) 筒狀高壓區(qū)，運(yùn)動(dòng)速度很高時(shí)，渦流中心的環(huán)筒狀高壓區(qū)的溫度和壓力會(huì)很高。
燃燒室出氣口收縮使燃燒室出氣口區(qū)域的渦流中心的氣體壓力大大提高。燃料燃燒反應(yīng)在渦流中心環(huán)筒狀高壓區(qū)發(fā)生，渦流可屏蔽能量，熱反應(yīng)與燃燒室內(nèi)壁不直接 接觸，不會(huì)對(duì)燃燒室內(nèi)壁產(chǎn)生任何影響，從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流實(shí)現(xiàn)了能量的隔 離，實(shí)現(xiàn)了渦流中心的超高溫高壓，解決了超高溫高壓環(huán)境的創(chuàng)造和控制難題。
渦流大大延長(zhǎng)了燃料在燃燒室的運(yùn)動(dòng)距離和駐留時(shí)間，渦流內(nèi)粒子相互之間都 存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使燃料粒子與氧粒子更好的反應(yīng)，特別是在渦流中心的環(huán)筒狀高壓區(qū) 內(nèi)，粒子相互之間存在的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度更快，相互之間的摩擦壓力更大，外界環(huán)境條件 溫度更高，壓力更大，可使燃料更快、更充分的與氧粒子反應(yīng)，使燃料徹底燃燒充分， 同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)燃料稀薄燃燒，可更好的維持燃燒。這些特點(diǎn)使發(fā)動(dòng)機(jī)使用煤粉作燃料 時(shí)，也可以很輕松的做到燃料燃燒充分。
運(yùn)動(dòng)速度越高，燃燒室中渦流中心環(huán)筒狀高壓區(qū)的溫度壓力越高，能量集中在 渦流中心環(huán)筒狀高壓區(qū)爆發(fā)，高壓氣流總是向壓力低的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，渦流中心旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域 的柱狀低壓區(qū)自然就形成氣流通道，也可稱作能量通道，能量沿該通道緊貼環(huán)筒狀高壓 區(qū)內(nèi)壁直接噴出，能量通道進(jìn)一步提高了氣流運(yùn)動(dòng)速度，提高了渦流中心的旋轉(zhuǎn)速度， 提高了渦流的引力場(chǎng)效應(yīng)，能量通道進(jìn)一步避免了能量向渦流外圍運(yùn)動(dòng)。燃燒室噴氣口 的逐漸收縮更加劇了能量向環(huán)筒狀高壓區(qū)內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)，促使能量沿渦流中心旋轉(zhuǎn)軸區(qū)域的 柱狀低壓區(qū)噴出，避免了燃燒室壁受到能量沖擊。
渦流外圍環(huán)筒狀低壓區(qū)內(nèi)所有的點(diǎn)都向渦流中心運(yùn)動(dòng)，渦流外圍環(huán)筒狀低壓區(qū) 可以改變向渦流外圍運(yùn)動(dòng)的能量的運(yùn)動(dòng)方向，可化解向渦流外圍運(yùn)動(dòng)的能量。渦流可起 到對(duì)能量的屏蔽作用，使能量難以傳遞到渦流外圍，使燃燒室壁所受的溫度和壓力沒有 多大變化。從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流屏蔽能量，使燃燒室壁所受的溫度和壓力始終 不會(huì)太高，使燃燒室壁溫度始終維持在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，使燃燒室不會(huì)被破壞。渦 流以及渦流中心的能量通道使燃燒室不易磨損、燒損，也使燃燒室內(nèi)壁不會(huì)受到高壓影 響，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)材料要求。
旋風(fēng)外圍可以將物體卷入旋風(fēng)內(nèi)，燃燒室內(nèi)渦流跟旋風(fēng)很相似，緊貼燃燒室內(nèi) 壁的氣體會(huì)被卷入氣旋中，使燃燒室內(nèi)壁處的氣體壓力很低，燃燒室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速很高 時(shí)，甚至形成負(fù)壓。溫度和壓力成正比，燃燒室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速很高時(shí)，燃燒室內(nèi)壁處的氣 體溫度和壓力很低，這時(shí)的氣體是燃料混合氣，燃燒室內(nèi)渦流轉(zhuǎn)速很高時(shí)，渦流基本被 包裹在燃料混合氣中。
熱能通過輻射傳遞到燃燒室內(nèi)壁后，被不斷卷入渦流的氣流帶走，使燃燒室內(nèi) 壁溫度不會(huì)上升，熱對(duì)流的傳熱方向與氣流運(yùn)動(dòng)方向同向，熱傳導(dǎo)的傳熱速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 氣流運(yùn)動(dòng)速度，所以熱量不斷地被卷入渦流的氣流帶走，帶入渦流中心，使燃燒室內(nèi)壁 保持相對(duì)較低的溫度。傳統(tǒng)冷卻一般都采用外冷卻，通過對(duì)缸體外壁冷卻，通過缸體傳 遞熱量，實(shí)現(xiàn)熱平衡，造成了能量的大量損耗，也造成了缸壁燒損，使缸內(nèi)溫度受材料 限制無法實(shí)現(xiàn)更高的溫度。本發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了缸壁的內(nèi)冷卻，避免了能量損耗，避免了缸 壁燒損，解決了超高溫環(huán)境的控制難題，解決了缸體材料問題，缸體材料使用常規(guī)材料 即可。
渦流產(chǎn)生的引力場(chǎng)效應(yīng)使噴氣形成一個(gè)從外圍到中心溫度逐漸提高的螺旋推進(jìn) 的噴射氣流，噴射氣流外圍的溫度相對(duì)較低，使噴氣室內(nèi)壁的溫度不會(huì)高。燃燒室出 氣口的收縮，可以很好的保證燃燒室維持燃燒，同時(shí)可以保證燃料混合氣都被卷入渦流中，燃燒室出氣口內(nèi)壁處的氣體壓力也不高，跟燃燒室內(nèi)壁處的壓力差不多，這些都大 大降低了燃燒室和噴氣室的材料要求。
燃料最終在噴氣室內(nèi)燃盡，高溫高壓氣體從噴氣室噴出做功。在燃燒室內(nèi)可以 看成是內(nèi)燃，在噴氣室內(nèi)可以看成是外燃，內(nèi)外燃相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)燃料徹底燃盡、能 量充分轉(zhuǎn)化。內(nèi)燃更好的維持燃燒，外燃更好的充分做功。
運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)距離決定了能量釋放的快慢和多少。噴氣螺旋推進(jìn)，大大提高 了噴氣運(yùn)動(dòng)距離和噴氣速度，使噴氣更好的釋放能量，使排氣溫度大大降低。再加上渦 流中心區(qū)產(chǎn)生的超高溫高壓大大提高了與外界的溫差，所以大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱工轉(zhuǎn) 化效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率非常高，使發(fā)動(dòng)機(jī)非常節(jié)能。渦流燃燒使燃料充分燃燒，使發(fā) 動(dòng)機(jī)非常環(huán)保。
物體從靜止到高速運(yùn)動(dòng)，速度都是逐漸提升的，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣動(dòng)力的反作 用力作用于飛行器，使飛行器獲得了推力。推力來自噴射氣流內(nèi)眾多粒子相互之間對(duì) 反作用力的傳遞以及噴射氣流與外界空氣的摩擦力。飛行器運(yùn)動(dòng)速度接近噴氣速度時(shí)， 以飛行器為參照系飛行器外界的空氣向飛行器前進(jìn)方向的反方向以飛行器運(yùn)動(dòng)速度前 進(jìn)，導(dǎo)致噴射氣流與外界空氣的摩擦力很小，最終導(dǎo)致不產(chǎn)生推力，使飛行器的加速能 力越來越差，導(dǎo)致飛行器速度在空氣阻力的作用下難以再提高。如果噴射氣流能夠始終 遇到與飛行器運(yùn)動(dòng)方向和速度基本一致的空氣，噴射氣流將始終保持對(duì)飛行器的推力。
傳統(tǒng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的氣流是直線運(yùn)動(dòng)的噴射氣流，噴射氣流橫截面內(nèi)眾多粒 子基本都是以均勻一致的速度推進(jìn)，噴射氣流內(nèi)眾多粒子相互之間對(duì)反作用力的傳遞能 力很差，這就導(dǎo)致飛行器使用傳統(tǒng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，速度達(dá)到一個(gè)臨界速度后，受阻力影 響速度難以再提升，在不考慮推進(jìn)阻力的情況下速度也難以再提高。
從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦旋推進(jìn)氣流內(nèi)眾多粒子相互之間運(yùn)動(dòng)速度存在巨大 差異，渦旋推進(jìn)氣流橫截面內(nèi)不同區(qū)域粒子的推進(jìn)速度存在巨大差異，渦旋推進(jìn)氣流橫 截面內(nèi)從中心到外圍粒子的推進(jìn)速度遞減，運(yùn)動(dòng)速度慢的粒子遠(yuǎn)離飛行器的速度更慢， 運(yùn)動(dòng)速度快的粒子遠(yuǎn)離飛行器的速度更快，運(yùn)動(dòng)速度快的粒子會(huì)遇到運(yùn)動(dòng)速度慢的粒 子，導(dǎo)致眾多粒子相互之間形成鏈?zhǔn)絺鬟f，它們對(duì)噴氣反作用力的傳遞能力極高。從外 圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦旋推進(jìn)氣流源源不斷地提供了與飛行器運(yùn)動(dòng)方向和速度基本一致 的粒子，這些粒子更好的傳遞了反作用力，它們對(duì)反作用力的傳遞能力與飛行器速度無 關(guān)。這些粒子將反作用力最終傳遞到了渦旋推進(jìn)氣流中心，使渦旋推進(jìn)氣流中心始終 產(chǎn)生一個(gè)速度與渦旋推進(jìn)氣流中心推進(jìn)速度基本相等的推進(jìn)力，該推進(jìn)力速度始終大于 飛行器前進(jìn)速度，該推進(jìn)力速度減去飛行器前進(jìn)速度基本等于渦旋推進(jìn)氣流中心推進(jìn)速 度。
物體從高空墜落時(shí)，受引力影響，物體墜落速度會(huì)逐漸加快，使物體高速墜 落。渦旋推進(jìn)氣流對(duì)飛行器產(chǎn)生的推力與引力具有異曲同工之效，渦旋推進(jìn)氣流即使推 進(jìn)速度不高，也可以使飛行器速度逐漸提高，逐漸不斷地使飛行器形成極高的速度，在 不考慮推進(jìn)阻力的情況下速度可以無限提高。它可以使飛行器產(chǎn)生現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無法 實(shí)現(xiàn)的超高速，速度可以比現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)百倍、千倍、萬倍的提高。
從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦旋推進(jìn)氣流內(nèi)眾多粒子運(yùn)動(dòng)有序，使反作用力傳遞 有序，不會(huì)使反作用力相互碰撞導(dǎo)致能量損失，渦旋推進(jìn)氣流內(nèi)眾多粒子攜帶的能量可更充分地轉(zhuǎn)化為對(duì)飛行器的推力，可使飛行器更加節(jié)能。它可以使飛行器產(chǎn)生現(xiàn)有噴氣 發(fā)動(dòng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的超低能耗，甚至可使飛機(jī)能耗比現(xiàn)有汽車、火車、輪船還低，同時(shí)可 以大大提高飛行器續(xù)航能力，幾倍的提高航程。飛行器的前進(jìn)阻力主要來自空氣阻力， 汽車、火車、輪船的前進(jìn)阻力除了來自空氣阻力外還更多的來自地面摩擦或水流摩擦， 所以飛行器的前進(jìn)阻力更小，只要采用更有效地推進(jìn)方法即可使飛行器能耗大大降低。
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)上的進(jìn)氣室對(duì)氣流的增壓大大提高了燃燒室進(jìn)氣口處的進(jìn)氣速 度，使燃燒室進(jìn)氣口處形成一個(gè)正壓環(huán)境，渦流大大延長(zhǎng)了運(yùn)動(dòng)距離，這些都大大避免 了熱堵，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以低速啟動(dòng)?？梢越柚L(fēng)機(jī)或壓縮氣體產(chǎn)生的高壓氣流實(shí) 現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟動(dòng)，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以應(yīng)用于所有飛行器、車船上。渦 流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在機(jī)載飛行器上，可利用飛機(jī)前進(jìn)速度實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，可大大降低飛行器造 價(jià)?？梢源蟠筇岣唢w行器速度，速度比傳統(tǒng)飛行器可以百倍、千倍、萬倍的提高，它比 傳統(tǒng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)可以幾倍的提高航程，可以大大縮小飛行器體積和重量，其航空、航天 價(jià)值巨大。它造價(jià)低廉，它可以帶來噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)革命，可以廣泛用于各種飛機(jī)、 飛船、火箭、飛行器、車船上。
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在飛機(jī)上時(shí)，與現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝方法基本一致。渦流沖 壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在直升飛機(jī)上時(shí)，可取消螺旋槳、傳動(dòng)系等，保留尾翼。在直升機(jī)上方設(shè)置 一道或多道橫梁，在橫梁兩端分別安裝一個(gè)或多個(gè)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴 氣方向朝下即可。渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作使直升機(jī)起降，用尾翼保持直升機(jī)平衡、改變直 升機(jī)運(yùn)動(dòng)方向，尾翼風(fēng)扇可用電機(jī)帶動(dòng)，直升機(jī)上設(shè)置發(fā)電電源即可，大型直升機(jī)尾翼 也可改成噴氣式的，可用渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)取代風(fēng)扇?？梢灾圃斐龀笮椭鄙龣C(jī)，運(yùn)載量 甚至可以超過萬噸巨輪，可以起吊、運(yùn)輸大型貨物。本直升機(jī)飛行速度更高，能耗更 低，垂直起降，飛行高度不限，可以貼地飛行。本直升機(jī)底部裝上車輪，渦流沖壓發(fā)動(dòng) 機(jī)裝在可控旋轉(zhuǎn)裝置上，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向可以立面旋轉(zhuǎn)，即可使直升機(jī)即可 以在地上跑又可以在天上飛，成為地空交通工具。小型直升機(jī)可取代小汽車、客車，中 型直升機(jī)可取代貨車，大型直升機(jī)可取代火車、輪船，可解決交通擁堵危機(jī)，可帶來交 通革命。
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在車船上，車船可取消離合器、變速器、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輪、 螺旋槳等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，可帶來簡(jiǎn)化底盤設(shè)施、簡(jiǎn)化操控程序、提高操控性能、提高加 速能力、提高車船速度、減輕輪胎磨損、降低車體重量、降低能耗、平衡車輛前后軸重 量分配、節(jié)省車內(nèi)空間、可取消電氣化鐵路、減輕車輪與鐵軌磨損、平衡船體等諸多優(yōu)點(diǎn)ο
車船上可安裝一臺(tái)或多臺(tái)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，可通過旋轉(zhuǎn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣 方向?qū)崿F(xiàn)車船調(diào)頭，還可利用渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣動(dòng)力幫助車輛下坡、制動(dòng)。渦流沖壓 發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向與水平面平行噴氣，可更充分的利用噴氣動(dòng)力，避免能量損耗。
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在摩托車上時(shí)，直接將渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)裝在摩托車后部即 可；渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在小汽車上時(shí)，可將渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)裝在汽車后部，可騰出原來 的發(fā)動(dòng)機(jī)艙用作行李箱和吸能區(qū)，可使車輛前后軸重心更加協(xié)調(diào)平衡，更有利于車輛操 控。可在汽車后部車頂、行李箱蓋或底盤設(shè)置安裝渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的可控水平旋轉(zhuǎn)裝 置，用電機(jī)控制水平旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣方向調(diào)頭。使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)向斜上方噴氣，可利用噴氣動(dòng)力提高車輪與地面之間的附著力，使汽車更安全，可 使汽車實(shí)現(xiàn)更高的速度。設(shè)置安裝渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的可控水平旋轉(zhuǎn)裝置車輛轉(zhuǎn)彎隨動(dòng)系 統(tǒng)，可利用噴氣動(dòng)力協(xié)助車輛保持平衡，減輕車輛側(cè)傾、側(cè)滑、甩尾，大大提高車輛過 彎能力。設(shè)置水平旋轉(zhuǎn)裝置車輛強(qiáng)力制動(dòng)180度旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，可利用渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣 動(dòng)力幫助車輛更好的實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)、長(zhǎng)距離制動(dòng)，縮短制動(dòng)距離。渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)安裝 在汽車底盤上時(shí)，可使安裝渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的可控水平旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)軸與重力線成一定 傾斜角度，使汽車倒車時(shí)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)向斜下方噴氣，減輕倒車時(shí)汽車底部受高溫氣 體影響。渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用于賽車將創(chuàng)造汽車運(yùn)動(dòng)史上的極限高速；
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在火車上時(shí)，可在火車頭內(nèi)部?jī)蓚?cè)設(shè)置多個(gè)安裝渦流沖壓發(fā) 動(dòng)機(jī)的可控水平旋轉(zhuǎn)裝置，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣部位不超出火車兩側(cè)，使渦流沖壓發(fā) 動(dòng)機(jī)噴氣方向與火車前進(jìn)方向呈一定傾斜角度，向火車兩側(cè)傾斜噴氣，即可實(shí)現(xiàn)火車頭 的推進(jìn)與后退；渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在動(dòng)車組上時(shí)，可在每節(jié)車廂底盤兩側(cè)均設(shè)置多個(gè)安 裝渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的可控水平旋轉(zhuǎn)裝置，安裝多臺(tái)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī) 噴氣方向與火車前進(jìn)方向呈一定傾斜角度，向火車兩側(cè)傾斜噴氣，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組的前 進(jìn)與后退，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)向斜上方噴氣，可利用噴氣動(dòng)力提高車輪與鐵軌之間的附 著力，可徹底避免火車脫軌、翻車，可使火車更安全，可使動(dòng)車組能夠?qū)崿F(xiàn)地面運(yùn)動(dòng)的 極限高速，可大大超過磁懸浮列車的速度；
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在快艇、輪船等上時(shí)，可取消螺旋槳，可更加節(jié)能，提高航 速，可在船體兩側(cè)水線以上或甲板上設(shè)置多個(gè)安裝渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的可控立面旋轉(zhuǎn)裝 置，安裝多臺(tái)渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在船體兩側(cè)時(shí)，可通過改變船體兩 側(cè)的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的大小和方向，直接利用噴氣動(dòng)力實(shí)現(xiàn)船體轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭。 渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向與水平面呈傾斜角度，向斜下方噴氣，可利用噴氣動(dòng)力更好的 平衡船體，減輕船體受風(fēng)浪影響顛簸搖晃，使船只運(yùn)行更安全?？蓽p少船體吃水深度， 減少船體與水流之間的摩擦阻力，提高船體運(yùn)行速度，甚至可以使船近乎飛離水面，使 船近乎飛起來，形成水面飛行船，可大大提高船速?？衫秒娔X技術(shù)，設(shè)置自動(dòng)旋轉(zhuǎn) 調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)船速自動(dòng)調(diào)節(jié)好噴氣方向與水平面的傾斜角度，可更充分的利用噴氣能 量、保持船體平衡?？煽亓⒚嫘D(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)軸與水平面平行，可使可控立面旋轉(zhuǎn)裝置作 立面旋轉(zhuǎn)，使渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在船體兩側(cè)時(shí)，更好的協(xié)調(diào)、平衡船體。
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)用在潛水器上時(shí)，可取消螺旋槳，可降低前進(jìn)噪音，可更加節(jié) 能，提高航速，提高續(xù)航能力。渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可采用本發(fā)明實(shí)施例之三的結(jié)構(gòu)，可在 潛水器兩側(cè)設(shè)置多個(gè)可控立面旋轉(zhuǎn)裝置，可控立面旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)軸與水平面平行，可使 可控立面旋轉(zhuǎn)裝置作立面旋轉(zhuǎn)。將渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在可控立面旋轉(zhuǎn)裝置上，可直接 將渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)浸在水中，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向朝下，可利用發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi) 氣體始終將水排開，可避免發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)水。發(fā)動(dòng)機(jī)一旦進(jìn)水，將發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣方向朝下， 打開高壓氧氣，利用高壓氧氣將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)水排出即可。設(shè)置多個(gè)點(diǎn)火器，每個(gè)點(diǎn)火器 電路均單獨(dú)控制，可更好地保證點(diǎn)火成功。
發(fā)動(dòng)機(jī)就是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的工具，一臺(tái)完美的發(fā)動(dòng)機(jī)需具 有兩個(gè)基本條件1、使燃料盡量充分燃燒，2、使能量盡量充分轉(zhuǎn)化。另外它還要具 有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單的生產(chǎn)條件、低廉的造價(jià)、低廉的使用成本、超長(zhǎng)的使用壽命、節(jié)能環(huán)保、重量輕、噪音低等條件。本渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)完全具備了這些條件，它實(shí)現(xiàn)了 燃料的最佳燃燒，實(shí)現(xiàn)了燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的最佳方案。
本發(fā)明的技術(shù)方案并不限制于本發(fā)明所述的實(shí)施例的范圍內(nèi)。本發(fā)明未詳盡描 述的技術(shù)內(nèi)容均為公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體(1)、燃料系(2)和點(diǎn)火系(3)，其特征在于殼體(1) 內(nèi)腔橫截面呈圓形，殼體(1)內(nèi)設(shè)燃燒室(4)和噴氣室(16)，燃燒室(4)設(shè)燃燒室進(jìn)氣口 (5)和燃燒室出氣口(15)，燃燒室出氣口(15)連通噴氣室(16)，燃燒室出氣口(15)橫截 面積小于燃燒室(4)最大橫截面積，噴氣室(16)內(nèi)腔向噴氣方向開口擴(kuò)張，燃燒室進(jìn)氣 口(5)連接進(jìn)氣室(6)，對(duì)應(yīng)燃燒室⑷設(shè)置燃料系(2)和點(diǎn)火系(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于燃燒室進(jìn)氣口(5)內(nèi)設(shè)進(jìn)氣 通道(7)，進(jìn)氣通道(7)開口朝向燃燒室(4)內(nèi)腔橫截面切線方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)氣室(6)設(shè)有螺旋氣流通 道(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)氣室(6)中部設(shè)置圓錐體(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)氣室(6)設(shè)置進(jìn)氣控制裝 置(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)氣室(6)連接助燃?xì)怏w供 給裝置(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6任一項(xiàng)所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)氣控制裝置(10)設(shè)置密封開關(guān)裝置(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5任一項(xiàng)所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)氣 室(6)連接風(fēng)機(jī)(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5任一項(xiàng)所述的渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于燃燒 室進(jìn)氣口(5)內(nèi)設(shè)置活動(dòng)擋板(13)。
全文摘要
渦流沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括殼體、燃料系和點(diǎn)火系，殼體內(nèi)腔橫截面呈圓形，殼體內(nèi)設(shè)燃燒室和噴氣室，燃燒室設(shè)燃燒室進(jìn)氣口和燃燒室出氣口，燃燒室出氣口連通噴氣室，燃燒室出氣口橫截面面積小于燃燒室最大橫截面積，噴氣室內(nèi)腔向噴氣方向開口擴(kuò)張，燃燒室進(jìn)氣口連接進(jìn)氣室，對(duì)應(yīng)燃燒室設(shè)置燃料系和點(diǎn)火系。采用全新的進(jìn)氣方式，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)啟動(dòng)，充分利用圓周運(yùn)動(dòng)和流體運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的渦流，利用渦流使燃料燃燒充分，避免燃燒室燒損，形成一個(gè)從外圍到中心轉(zhuǎn)速遞增的螺旋噴射氣流，該氣流可以使飛行器速度無限提高，可以使飛行器產(chǎn)生現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的超高速，速度可以比現(xiàn)有噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)百倍、千倍、萬倍的提高。
文檔編號(hào)F02K7/10GK102022223SQ20101050500
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月4日
發(fā)明者陳久斌 申請(qǐng)人:陳久斌