本發(fā)明屬于脈沖爆震發(fā)動機領域，具體涉及一種利用自吸氣的螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械。

背景技術：

脈沖爆震發(fā)動機是一種利用間歇式或脈沖式爆震波產生推力的非穩(wěn)態(tài)的新概念推進裝置。爆震波在可燃氣中有極高的傳播速度，同時也擁有較高的增壓比和燃氣溫度，當高溫、高壓的燃氣經過高速噴射后就能夠產生推力。其具有結構簡單，重量輕，單位燃料消耗率低，推力調節(jié)比大等優(yōu)點。按照其是否自帶氧化劑，脈沖爆震發(fā)動機可分為吸氣式脈沖爆震發(fā)動機和火箭式脈沖爆震發(fā)動機。

對于常規(guī)脈沖爆震發(fā)動機普遍使用的弱火花點火方式，由于ddt距離的限制使得其軸向長度很難縮短，因此限制了發(fā)動機外形尺寸的縮小，某些傳統(tǒng)的爆震管長度甚至可達2米。爆震管越長，可爆混氣的填充時間就越長，工作頻率就受到影響?，F已有研究證明爆震波能夠實現在螺旋管中傳播，并且螺旋管式爆震管中由于離心力作用產生的徑向、軸向和周向的二次流可以促進燃燒中熱與質的交換、加速摻混，且能有效的縮短ddt距離。在傳統(tǒng)爆震管中燃油的噴射方向大多與氣流方向相同，因此會導致油氣摻混所需時間長，摻混效果不好，不利于在較短的距離中實現爆震波的形成。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械，與現有的技術相比，本方案的優(yōu)點在于將脈沖爆震發(fā)動機應用到實際的旋轉機械中，通過兩根繞著旋轉軸的螺旋式爆震管相互配合，既能夠有效的縮短爆震管的軸向長度，也能夠縮小單個脈沖爆震發(fā)動機的體積，同時為旋轉機械提供足夠的動力。

技術方案

本發(fā)明的目的在于提供一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械。

本發(fā)明技術方案如下：

一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械，包括：螺旋式爆震管，脈沖爆震發(fā)動機油路，點火火花塞和與旋轉軸相連的電機。其特征在于：兩根螺旋式爆震管相互嵌合，固定在旋轉軸上，根據旋轉軸的具體尺寸，螺旋管可設置繞旋轉軸3～6周，螺旋管軸線螺距可設置為管徑的2.2～2.8倍。脈沖爆震發(fā)動機采用自吸氣的方式進氣，螺旋管進氣口相差180°，進氣口處的軸線與水平方向相切。在出口前有一段過渡段，使出口處為一水平直管段。在旋轉軸的內部設置有燃油管道，燃油通過噴油嘴進入螺旋管，燃油噴射口設置在距離進氣口半周的螺旋管的相應位置，共開設2個，對稱布置，噴油嘴的噴射方向可采用橫向噴射或者與來流方向呈一定角度逆向噴射?；鸹ㄈO置在噴油嘴后四分之一周長的螺旋管管壁處。在脈沖爆震發(fā)動機尚未啟動時，與旋轉軸相連的電機開始工作，驅動旋轉機械旋轉，形成自吸氣條件，在旋轉機械連續(xù)正常工作后，停止并與旋轉軸脫離。

該方案設計的應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械，其優(yōu)點在于采用了螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的結構，可以十分有效的減小了脈沖爆震發(fā)動機的體積，實現脈沖爆震發(fā)動機與旋轉機械的直接聯動，將脈沖爆震發(fā)動機的推力直接轉化為旋轉機械的動力。因螺旋式爆震管本身的結構，與傳統(tǒng)直管型爆震管相比，氣流在流經噴油嘴時會產生二次流，有更加劇烈的擾動，這將有利于油氣的快速混合。而燃油的橫向或逆向噴射，則可以更進一步的增強油氣混合程度。同時，由于脈沖爆震發(fā)動機本身的優(yōu)點，其循環(huán)熱效率與傳統(tǒng)緩燃發(fā)動機相比有明顯提升。且該設計結構簡單，便于加工制造，沒有多余的傳動裝置，機械效率更高。

附圖說明

圖1：一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械整體示意圖

圖2：單個螺旋爆震管示意圖

圖1中1-螺旋管2-旋轉軸3-燃油通道4-噴油嘴5-火花塞

圖2中1-螺旋管進口2-噴油嘴3-火花塞4-螺旋管出口

具體實施方式

現結合附圖對本發(fā)明作進一步描述：

結合圖1、圖2，本發(fā)明提供了一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械。圖1為一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械整體示意圖，圖2為單個螺旋爆震管示意圖。

所述的應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械，其工作時，首先由與圖1(2)所示旋轉軸連接的電機啟動，帶動旋轉機械旋轉，形成自吸氣的條件。然后油路開始供油，經旋轉軸內部的圖1(3)所示燃油通道，由圖1(4)噴油嘴橫向或逆向噴入螺旋管。此時經過噴油嘴處的氣流由于離心力的作用產生二次流，故能很好的實現燃油與空氣的混合。再經過圖1(5)火花塞的點火，以及螺旋管的旋轉加速，最后形成爆燃。燃氣在螺旋管中繼續(xù)加速，燃氣從兩個關于旋轉軸對稱的圖2(4)所示出口，沿相反的方向水平噴出，推動旋轉機械實現旋轉。待旋轉機械能夠連續(xù)正常工作后，關閉電機，使電機與旋轉軸脫離，僅由螺旋式脈沖爆震發(fā)動機提供動力。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提供了一種應用螺旋式脈沖爆震發(fā)動機的動力機械，可以充分利用脈沖爆震發(fā)動機的優(yōu)點，實現脈沖爆震發(fā)動機與旋轉機械的直接聯動，有效提高能量的利用效率。與旋轉軸連接的電機啟動，帶動旋轉機械旋轉。然后油路開始供油，經旋轉軸內部的燃油通道，由噴油嘴橫向或逆向噴入螺旋管。此時經過噴油嘴處的氣流由于離心力的作用產生二次流，故能很好的實現燃油與空氣的混合。再經過火花塞的點火后，形成爆燃。燃氣從兩個關于旋轉軸對稱的出口，沿相反的方向水平噴出，推動旋轉機械實現旋轉。待旋轉機械能夠連續(xù)正常工作后，電機與旋轉軸脫離。

技術研發(fā)人員：張群;李承鈺;宋亞恒;寇睿;黎超超;李逸飛
受保護的技術使用者：西北工業(yè)大學
技術研發(fā)日：2017.04.19
技術公布日：2017.09.22