一種噴氣式發(fā)動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種噴氣式發(fā)動機，該包括壓氣機和噴氣管；所述壓氣機具有空心主軸。本發(fā)明采用無渦輪的方式實現(xiàn)，節(jié)約了發(fā)動機制造的成本，并能夠增加燃料的利用效率。
【專利說明】一種噴氣式發(fā)動機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機，尤其涉及一種噴氣式發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的發(fā)動機特別是飛機用發(fā)動機多為噴氣式渦輪發(fā)動機，但是可能會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)動機，例如脈動式發(fā)動機，但其使用單向閥門進氣，震動大，磨損快，一般僅在一次性使用的運載工具上使用。因此有必要設(shè)計一種成本低廉并且切實可行的無渦輪發(fā)動機。

【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)動機，其不采用渦輪。
[0004]本發(fā)明提供了一種噴氣式發(fā)動機，其特征在于，該發(fā)動機包括壓氣機和噴氣管；所述壓氣機具有空心主軸。
[0005]優(yōu)選地，所述噴氣管為細長型噴氣管。
[0006]優(yōu)選地，所述噴氣管位于磁場中。
[0007]優(yōu)選地，所述磁場用于將所述噴氣管中的燃氣電荷分離(火焰電離度)，以便為所述壓氣機提供電能。
[0008]優(yōu)選地，所述壓氣機具有位于壓氣機前部的動力動扇葉以及位于壓氣機后部的壓氣扇葉，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)動機支架)的內(nèi)壁上。
[0009]優(yōu)選地，所述噴氣管的進氣口處設(shè)置有單向進氣閥門。
[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)置有耐高溫導電材料，位于上側(cè)的導電材料作為陰極，位于下側(cè)的導電材料作為陽極；
[0011]所述磁場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)的導電材料陽極板之間設(shè)置有隔熱紅外反射板。
[0012]優(yōu)選地，所述單向進氣閥門在所述噴氣管的進氣口上下端從上至下設(shè)置一組，位于所述進氣口上端的所述單向進氣閥門的動作角度與位于所述進氣口下端的所述單向進氣閥門的動作角度相同。
[0013]優(yōu)選地，所述動力動扇葉的扇葉邊緣有孔用于穿過渦流導帶。
[0014]優(yōu)選地，所述動力動扇葉前后兩側(cè)的扇葉中埋有垂直于所述空心主軸軸線的渦流導帶；所述動力動扇葉外圍發(fā)動機支架外圈設(shè)置有繞組槽。
[0015]優(yōu)選地，所述發(fā)動機的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現(xiàn)，節(jié)約了發(fā)動機制造的成本，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)動機側(cè)視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明提供的發(fā)動機俯視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明提供的發(fā)動機氣流圖；
[0020]圖4為本發(fā)明提供的發(fā)動機前視圖。
[0021]附圖標記說明
[0022]100N涵道；105前端軸承；110動扇葉；115氧氣；120氮氣；125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導磁材料；220耐熱導電材料；225耐熱絕緣材料。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0024]本發(fā)明提供了一種新型的噴氣式發(fā)動機，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個階段分別制作前視圖，下面對A-G等7段中的每個部分進行描述。
[0025]A段:A段主要是提供空氣的入口，其中，還裝有壓氣機空心主軸的前端軸承105，承載噴氣發(fā)動機的向前推力，也是空心主軸中氣流(主要是氮氣)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，當飛機高速飛行時，發(fā)動機前端迎面而來的高速氣流相對于N涵道100的末端出口處的近似真空，產(chǎn)生很大的壓差，導致在飛機高速飛行時B段壓氣機動扇葉的旋轉(zhuǎn)動能并不單單依靠變頻電機的電能，而主要依靠速度沖壓的能量。
[0026]B段:壓氣機的變頻電機的動力部分,最外側(cè)為對外側(cè)環(huán)境封閉的N涵道100,外側(cè)內(nèi)部有48個繞組槽，在空心主軸上安裝有動扇葉，構(gòu)成變頻電機的轉(zhuǎn)子，動扇葉的邊緣處有孔，可穿過平行于主軸軸線的渦流導帶(承載旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的扭矩推力)，也有鎖緊渦流導帶的螺栓。在空心主軸上的動力動扇葉前后兩側(cè)的兩個扇葉內(nèi)埋有垂直于空心主軸軸線的渦流導帶。動力動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(例如高強度塑料材料)。因交流繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，只對方形框狀的渦流導帶產(chǎn)生推力，而在其它地方不會產(chǎn)生熱渦流，故可以大幅度提高電能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿臋C械效率。
[0027]C段:B段只有動扇葉而無定扇葉，隨動扇葉繞空心主軸軸線旋轉(zhuǎn)的氣流形成氣旋，因氧氣與氮氣的密度比為8/7，在氣旋的離心作用下，使氧氣與氮氣有一定的分離，實現(xiàn)氮氧的篩選效果，氧氣從外緣的O涵道145進入D段的壓氣部分，氮氣從中央的前半部空心主軸向前然后在A段徑向流入外N涵道，使得通過O涵道進入矩形噴氣管的氧氣含量就會顯著增加。
[0028]D段:設(shè)置有壓氣動扇葉、定扇葉相間的壓氣結(jié)構(gòu)，壓氣動扇葉固定在主軸上且相對主軸軸線傾角較大，定扇葉固定在外圈(實際上是發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)支架)上，定扇葉的作用是阻止氣旋，因氣旋的產(chǎn)生會使壓氣效果大打折扣，故定扇葉可將氣旋的動能進一步轉(zhuǎn)化為氣壓能。另外，相間的壓氣動、定扇葉的層數(shù)可以根據(jù)需要進行設(shè)計，但壓氣后氣壓必須遠大于I個大氣壓。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。當噴氣管噴火加速飛行時主軸的前軸承主要承載向前推力，而當熄火滑翔時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]動力動扇葉-----通過空心主軸(空心部分為N涵道前段)為壓氣動扇葉提供能
量，動力動扇葉的動力來源有二:1，低速飛行時，作為變頻電機的轉(zhuǎn)子，通過渦流導帶，獲得旋轉(zhuǎn)磁場的能量。2，高速飛行時，作為被動扇葉，利用進氣道相對N涵道的巨大壓差，吸收
速度沖壓能。壓氣扇葉-----采用動、定相間的結(jié)構(gòu)。壓氣動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為，(動、定、…、動、定)或(定、動、…、定、動、定)。
[0030]E段:設(shè)有O涵道145相對N涵道100及N涵道100相對外環(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。對于有人機，還設(shè)有減壓功能的通道為機艙提供I個大氣壓的充壓補氧功能。因E、F段幾乎處在重心位置，發(fā)動機的上側(cè)有發(fā)動機整體在機翼下的固定端，其中包含有電路、油路和氣路(有人機)。若發(fā)動機裝在機身的兩側(cè)，則無上側(cè)固定端，G段的永久磁鐵則不必裝在發(fā)動機內(nèi)，而是裝在機身上，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、定扇葉是徑向投影，而非處在空心主軸中。
[0032]F段:矩形尾噴管的進氣入口處，有動作角度相同的單向進氣閥門，單向進氣閥門可以為簾式的，帶有齒輪、齒條(掛有復位彈簧及光電位置傳感器)，其作用在于:防止燃氣向前反火以及矩形尾噴管的進`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燃油噴嘴及點火電極。O涵道、N涵道間還設(shè)有航空汽油注入泵165。為了實現(xiàn)節(jié)能，可以通過傳感器感應的信號采取一些控制方案，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:為細長型的矩形噴氣管(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(如負溫系數(shù)的鉬電阻)，外側(cè)為束縛導入磁力線的材料(如硅鋼片)。上下兩側(cè)為耐高溫的導電材料，上側(cè)為陰極，下側(cè)為陽極(這樣設(shè)置是由于帶負電荷的自由電子輕而因帶原子核的陽離子重)。在上磁體與陰極板間，下磁體與陽極板間，置有隔熱紅外反射板，防止高溫極板烘烤永久磁體退磁。N涵道中主要為氮氣的氣流對導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，防止其點火熱脹、熄火冷縮造成的前后蠕動產(chǎn)生縫隙而泄漏燃氣。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力效果。利用噴氣管中高溫火焰的電離現(xiàn)象，在磁場中運動電荷的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，為壓氣機提供電能，而不需要渦輪。另外，分離的電荷會再次藕合抵消，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極與后一電池的正極相接，正負電荷雖藕合抵消，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)。陰極和陽極板電能輸出功率W的等效計算公式: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噴管長度)X噴管內(nèi)垂直磁場強度X噴管內(nèi)火焰溫度K(2〈R經(jīng)驗指數(shù)試驗待定)。[0035]實際上，除了在尾噴管及其附近的高溫區(qū)、主軸軸承、渦流導帶、繞組電路處，均可采用此高強度塑料材料。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的定位跟蹤。
[0036]本發(fā)明提供的發(fā)動機可以小型化，從而能夠在無人機上使用；其節(jié)省燃油的特點，可使無人機的巡航時間延長；其成本降低的特點，可使無人機大量成批生產(chǎn)；上述的特點可以使我國無人機領(lǐng)域在世界占主導地位。
[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，還可以對以上內(nèi)容進行各種各樣的修改。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)動機，其特征在于，該發(fā)動機包括壓氣機和噴氣管；所述壓氣機具有空心主軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于，所述噴氣管為細長型噴氣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于，所述噴氣管位于磁場中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于，所述磁場用于將所述噴氣管中的燃氣電荷分離(火焰電離度)，以便為所述壓氣機提供電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征在于，所述壓氣機具有位于壓氣機前部的動力動扇葉以及位于壓氣機后部的壓氣扇葉，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)動機支架)的內(nèi)壁上，所述發(fā)動機的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)動機，其特征在于，所述噴氣管的進氣口處設(shè)置有單向進氣閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機，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)置有耐高溫導電材料，位于上側(cè)的導電材料作為陰極，位于下側(cè)的導電材料作為陽極； 所述磁場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)的導電材料陽極板之間設(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)動機，其特征在于，所述單向進氣閥門在所述噴氣管的進氣口上下端從上至下設(shè)置一組，位于所述進氣口上端的所述單向進氣閥門的動作角度與位于所述進氣口下端的所述單向進氣閥門的動作角度相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于，所述動力動扇葉的扇葉邊緣有孔用于穿過潤流導帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機，其特征在于，所述動力動扇葉前后兩側(cè)的扇葉中埋有垂直于所述空心主軸軸線的渦流導帶；所述動力動扇葉外圍發(fā)動機支架外圈設(shè)置有繞組槽。
【文檔編號】F02K1/00GK103557090SQ201310568142
【公開日】2014年2月5日 申請日期: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 申請人:李平, 王繼連, 李毅仁