本發(fā)明涉及航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，具體來(lái)說(shuō)涉及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)四種航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)作出重大改進(jìn)的航空燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱航空燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)四種，是現(xiàn)代固定翼飛機(jī)和直升機(jī)的主要?jiǎng)恿ρb置。由壓氣機(jī)、燃燒室和驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)的燃?xì)鉁u輪所組成的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)又稱為核心機(jī)，因?yàn)樗怯脕?lái)提供高壓、高溫燃?xì)獾?，因此又稱為燃?xì)獍l(fā)生器，其余三機(jī)種均由它衍生而來(lái)。

航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壽命短是世界性難題。據(jù)資料對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)國(guó)顯示：俄羅斯al-31f發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)稱首翻期壽命可達(dá)1000小時(shí)，然而使用過(guò)程中根本達(dá)不到，實(shí)際上總壽命只有900小時(shí)，大修壽命僅有300小時(shí)(這款發(fā)動(dòng)機(jī)被用于我國(guó)殲10和殲11戰(zhàn)機(jī)上)；美國(guó)f-100、f-110軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作壽命和首翻期壽命一般都可達(dá)4000小時(shí)和1000小時(shí)。我國(guó)采用單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤(pán)技術(shù)，自行研制的太行改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)ws10a的使用壽命達(dá)到了2000至3000小時(shí)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)俄羅斯產(chǎn)品。按照每年約240-300小時(shí)的訓(xùn)練和值班飛行時(shí)數(shù)來(lái)計(jì)算，通常不到時(shí)4年就需要更換全新發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)平均壽命可達(dá)到20年之久的戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)，如果4年更換一次全新發(fā)動(dòng)機(jī)，就需要約5臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，造成了巨大的浪費(fèi)?？梢?jiàn)，造價(jià)非常昂貴的飛機(jī)心臟——發(fā)動(dòng)機(jī)，壽命卻只有區(qū)區(qū)幾千小時(shí)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，令人感到驚訝與惋惜。

造成航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壽命短的主要原因：一是使用了火焰筒燃燒室來(lái)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；二是使用了葉片式渦輪來(lái)把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功。

使用火焰筒作燃燒室有許多明顯和隱藏的隱患?；鹧嫱踩紵沂怯脕?lái)保證燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)航空器在各種飛行狀態(tài)下，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，在很大程度上取決于燃燒室工作的可靠性。燃燒室的工作條件十分惡劣，是在高速氣流(100～150m/s)和貧油混合氣，很大余氣系數(shù)a＝3.0～4.5下進(jìn)行復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，當(dāng)飛行條件和工作狀態(tài)改變時(shí)，余氣系數(shù)變化范圍很大，猛收油門時(shí)a＞40～50，猛增大油門時(shí)a＜0.2。通?；鹧嫱踩紵页龘?dān)負(fù)將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能用于驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)外，連噴氣飛行所需熱量的重任也要火焰筒燃燒室承擔(dān)，火焰筒內(nèi)部燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)2000℃，容熱強(qiáng)度高達(dá)(2.1x10³～10.3x10³kj/m³.h.pa)，火焰筒燃燒室要承受高溫高壓、軸向力及慣性力產(chǎn)生的靜負(fù)荷和振動(dòng)外，由于溫度場(chǎng)不均勻，還要承受熱應(yīng)力，以及燃?xì)獾臒岣g。如此重要的火焰筒燃燒室，可它的零部件卻主要是薄壁金屬合金件，當(dāng)然難免會(huì)出現(xiàn)例如：燃燒室出口局部溫度過(guò)高，會(huì)引起渦輪葉片過(guò)熱或燒毀，使燃燒室的可靠性差及壽命短，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能及工作可靠性變壞，燃燒室的工作不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致熄火，使發(fā)動(dòng)機(jī)停車。燃燒室工作情況的惡化，還會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，例如：由于燃燒過(guò)程組織不好，會(huì)使燃燒室中的熱量損失增加和燃油消耗增大，同時(shí)還會(huì)在火焰筒壁及渦輪葉片上產(chǎn)生積炭，火焰筒壁上的積炭使筒壁冷卻變差，造成過(guò)熱、變形、甚至開(kāi)裂；渦輪葉片上的積炭使葉片的氣動(dòng)性能變差，降低渦輪效率，并影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡。

使用了葉片式渦輪來(lái)把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功有多方面缺點(diǎn)。渦輪葉片的橫截面積不可能大，高溫高壓下從葉尖到葉根承受應(yīng)力能力就非常有限；通常物體單位質(zhì)量的表面積越小，物體就越難燃燒，而渦輪葉片單位質(zhì)量的表面積大，耐熱能力就有限，命中注定了渦輪也是個(gè)很脆弱的部件。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)要迅猛發(fā)揮大推力就受到限制，也不能以爆燃粗暴方式來(lái)獲得噴氣飛行推力。連噴氣飛行所需熱量也要流經(jīng)渦輪，由于火焰筒出口溫度場(chǎng)經(jīng)常不均勻，渦輪還要承受熱應(yīng)力，以及燃?xì)獾臒岣g，從而加速了它壽命的縮短。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在達(dá)到最大狀態(tài)后繼續(xù)增加推力稱為發(fā)動(dòng)機(jī)加力。由于火焰筒燃燒室設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)體中段，燃?xì)庥纸?jīng)過(guò)渦輪和自由渦輪連續(xù)焓降，所排出的燃?xì)鉁囟炔蛔阋灾苯狱c(diǎn)燃噴入自由渦輪背面的燃油，目前，最廣泛采用的加力方法是在渦輪和尾噴管之間安裝加力燃燒室，進(jìn)行復(fù)燃加力。而這個(gè)燃燒室同樣采用單薄的火焰筒燃燒室，如采用接近火箭飛行爆燃方式突然加力，瞬時(shí)產(chǎn)生的反沖力就不僅足以摧毀整個(gè)火焰筒加力燃燒室，弄不好還會(huì)折斷自由渦輪葉片，所以不能加油過(guò)猛，由動(dòng)量原理ft＝mv2-mv1可知，導(dǎo)致加力上升時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

艦載機(jī)使用了現(xiàn)有技術(shù)燃?xì)鉁u輪風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)，艦載機(jī)要降落在航母上，必須要配備攔阻著艦系統(tǒng)，該系統(tǒng)被看作是航空母艦領(lǐng)域最重要，難度系數(shù)最高的一項(xiàng)技術(shù)。艦載機(jī)降落航母時(shí)要關(guān)閉噴氣推力就必須連同壓氣機(jī)一起關(guān)閉，但為了在沒(méi)掛住攔阻索的情況下也能安全復(fù)飛，油門必須處于最大位置，這意味著艦載機(jī)絕對(duì)不能關(guān)機(jī)，而且必須加足油門全速降落在航母甲板上，這對(duì)攔阻裝置及飛行員都要求非常高，由此引發(fā)的安全事故國(guó)外時(shí)有發(fā)生。

艦載機(jī)從航母起飛時(shí)又必須借助彈射器才能順利起飛。不論蒸汽彈射器還是電磁彈射器，其結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜，不僅占用了航母不少的空間和載重噸位，還不能爭(zhēng)分奪秒及時(shí)起飛。

先進(jìn)的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是各國(guó)高度敏感和禁止出口的保密技術(shù)，從公開(kāi)交流渠道獲得根本不可能。我國(guó)航空燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)還很落后，要提高，唯有自力更生。

為提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)效率，專利申請(qǐng)?zhí)?01410415779.3一種提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)效率的方法及其裝置，首次提供了用等效于孔式渦輪的螺管轉(zhuǎn)子代替渦輪轉(zhuǎn)子來(lái)轉(zhuǎn)換能量的螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，還提供了用外置容積式空氣壓縮與螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)組合用作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。專利申請(qǐng)?zhí)?01610813636.7一種螺管轉(zhuǎn)子及其發(fā)動(dòng)機(jī)，提供了單端或雙端螺管轉(zhuǎn)子，和用它來(lái)構(gòu)成能使主軸軸承受到的軸向推力至少接近0的一種螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。

在此研究基礎(chǔ)上，下面提供如何解決上述技術(shù)問(wèn)題技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：一提供壽命長(zhǎng)、安全可靠的一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)；二提供壽命長(zhǎng)、安全可靠、節(jié)能的一種螺管轉(zhuǎn)子螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)；三是提供壽命長(zhǎng)、安全可靠、節(jié)能、推力大的一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)及其加力發(fā)動(dòng)機(jī)。

一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，用階梯形螺管轉(zhuǎn)子代替渦輪，壓氣機(jī)排氣口與階梯形螺管轉(zhuǎn)子之間設(shè)有擴(kuò)壓器，固定在機(jī)匣上l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道與螺管轉(zhuǎn)子的階梯組合構(gòu)成第一環(huán)形燃燒室，環(huán)形燃燒室至少設(shè)有一個(gè)噴油裝置和點(diǎn)火裝置，螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口為漸放形，調(diào)節(jié)環(huán)形函道的風(fēng)門，能控制進(jìn)入第一燃燒室的壓縮空氣量和流過(guò)螺管轉(zhuǎn)子外圍環(huán)形函道的壓縮空氣量，以此機(jī)構(gòu)成燃?xì)獍l(fā)生器，工作時(shí)高速流動(dòng)空氣經(jīng)擴(kuò)壓器減速變成高壓壓縮空氣流入l形環(huán)形函道，經(jīng)函道所設(shè)的旋流環(huán)以旋流方式進(jìn)入第一環(huán)形燃燒室與燃油摻混燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)猓邷馗邏喝細(xì)饬鹘?jīng)各路螺管時(shí)流動(dòng)方向發(fā)生連續(xù)改變，使一部分焓降轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功，另一部分焓降轉(zhuǎn)換為流動(dòng)動(dòng)能使流向噴口排出的氣流增速，飛機(jī)獲得噴氣飛行推力。

用單端螺管轉(zhuǎn)子代替渦輪，固定在機(jī)匣上的環(huán)形函道與螺管轉(zhuǎn)子的頸部組合構(gòu)成環(huán)形燃燒室。

所述能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道由一大一小圓筒同圓心套在一起形成的夾層構(gòu)成環(huán)形函道，環(huán)形函道前端設(shè)有固定大小圓筒的支承，環(huán)形函道后端設(shè)有支承大小圓筒的百片窗，前支承與百片窗之間的小圓筒軸向筒壁上以順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛟O(shè)有徑向成銳角的百片窗式旋流孔，前支承與百片窗之間環(huán)形函道的小圓筒表面套有一個(gè)徑向和軸向都設(shè)有百片窗的l形圓筒，轉(zhuǎn)動(dòng)l形圓筒百片窗能增大流入燃燒室的風(fēng)量而減小流過(guò)螺管轉(zhuǎn)子外圍環(huán)形函道的風(fēng)量或減小流入燃燒室的風(fēng)量而增大流過(guò)螺管轉(zhuǎn)子外圍環(huán)形函道的風(fēng)量。

一種螺管轉(zhuǎn)子螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)，用一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作核心機(jī)，用一自由螺管轉(zhuǎn)子代替自由渦輪，核心機(jī)螺管轉(zhuǎn)子排氣口與自由螺管轉(zhuǎn)子螺管進(jìn)氣口之間對(duì)應(yīng)并設(shè)有凹環(huán)形配氣溝槽，自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口也為漸放形，由自由螺管轉(zhuǎn)子把核心機(jī)排出的另一部分焓降也轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功。

一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，用一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作核心機(jī)，用一階梯形自由螺管轉(zhuǎn)子代替自由渦輪，自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口也為漸放形，核心機(jī)渦輪排氣口與自由螺管轉(zhuǎn)子的階梯對(duì)應(yīng)形成凹環(huán)，再與設(shè)有能調(diào)風(fēng)量的第二環(huán)形函道組成第二環(huán)形燃燒室，調(diào)節(jié)第二環(huán)形函道的風(fēng)門，能控制進(jìn)入第二燃燒室的壓縮空氣量和流過(guò)自由螺管轉(zhuǎn)子外圍的壓縮空氣量，通過(guò)分別對(duì)第一、二環(huán)形燃燒室油門和風(fēng)門的控制，能控制第一、二環(huán)形燃燒室的發(fā)熱量，使螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0或核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力最大值的兩種工作狀態(tài)。

一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)，用一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作核心機(jī)，用一階梯形自由螺管轉(zhuǎn)子代替自由渦輪，自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口也為漸放形，核心機(jī)渦輪排氣口與自由螺管轉(zhuǎn)子的階梯對(duì)應(yīng)形成凹環(huán)，再與設(shè)有能調(diào)風(fēng)量的第二環(huán)形函道組成第二環(huán)形燃燒室，調(diào)節(jié)第二環(huán)形函道的風(fēng)門，能控制進(jìn)入第二燃燒室的壓縮空氣量和流過(guò)自由螺管轉(zhuǎn)子外圍的壓縮空氣量，通過(guò)分別對(duì)第一、二環(huán)形燃燒室油門和風(fēng)門的控制，能控制第一、二環(huán)形燃燒室的發(fā)熱量，以自由螺管轉(zhuǎn)子螺管背面至能調(diào)噴口的加力筒體之間作第三燃燒室并設(shè)有燃油噴射裝置，通過(guò)分別對(duì)第一、二環(huán)形燃燒室油門和風(fēng)門的控制，使螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0或核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力最大值的兩種工作狀態(tài)外，通過(guò)對(duì)第三燃燒室油門控制噴油量還能獲得迅猛的噴氣加力飛行工作狀態(tài)。

由于采用了上述技術(shù)措施，本發(fā)明能分別收到如下技術(shù)效果。

對(duì)于一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(核心機(jī))來(lái)說(shuō)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.使用壽命長(zhǎng)。由于用單位質(zhì)量表面積小又是整體的螺管轉(zhuǎn)子代替了葉片渦輪來(lái)轉(zhuǎn)換能量和用環(huán)形燃燒室來(lái)把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，就能使用厚實(shí)、高強(qiáng)度、耐高溫的材料如熱壓氮化硅等制造燃燒室和渦輪，代替單薄最容易損毀的火焰筒燃燒室和渦輪就不存在熱應(yīng)力問(wèn)題，耐熱能力和強(qiáng)度等都得到大幅提高，克服了火焰筒燃燒室過(guò)熱、變形、甚至開(kāi)裂與燒穿缺點(diǎn)，克服了使用葉片式渦輪來(lái)把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功時(shí)存在的多方面缺點(diǎn)。

2.造價(jià)低。一整體的螺管轉(zhuǎn)子比昂貴的葉片渦輪容易制造，二可采用比耐高溫合金便宜的熱壓氮化硅材料。

3.核心機(jī)整體長(zhǎng)度短。因?yàn)橛铆h(huán)形燃燒室代替了火焰筒燃燒室，環(huán)形燃燒室的軸向長(zhǎng)度比火焰筒燃燒室遠(yuǎn)遠(yuǎn)短得多。

4.提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。沒(méi)有單薄最容易損毀的火焰筒燃燒室和渦輪，故障率就相對(duì)大大減少。

對(duì)一種螺管轉(zhuǎn)子螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.具有一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(核心機(jī))的優(yōu)點(diǎn)。

2.節(jié)能。能通過(guò)選擇自由螺管轉(zhuǎn)子螺管入口面積及其軸向長(zhǎng)度，使燃?xì)獾撵式到咏髿鈮毫蜏囟取?/p>

對(duì)一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.具有一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(核心機(jī))的優(yōu)點(diǎn)。

2.實(shí)現(xiàn)分工合作，避免了集中加熱。第一燃燒室主管壓氣機(jī)，第二燃燒室主管噴氣飛行。

3.節(jié)能。在相同壓縮空氣流量和溫度下，渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)由于從火焰筒出來(lái)的燃?xì)夤べ|(zhì)焓經(jīng)過(guò)動(dòng)力渦輪、自由渦輪轉(zhuǎn)換為機(jī)械功后已下降了許多，再在尾噴管依靠工質(zhì)的焓降而使工質(zhì)的流動(dòng)動(dòng)能增大來(lái)推動(dòng)飛機(jī)飛行就顯得有點(diǎn)乏力，不利于節(jié)能。相比，本發(fā)明第一燃燒室主管了高壓壓氣機(jī)所需功率，第二燃燒室主管噴氣飛行，幾乎能把全部壓縮空氣加熱到盡可能高溫度，又只經(jīng)過(guò)自由渦輪轉(zhuǎn)換為機(jī)械功驅(qū)動(dòng)低壓壓氣機(jī)，焓降量不大，排出壓力和溫度依然很高，焓降轉(zhuǎn)換為流動(dòng)動(dòng)能就很大，噴氣推動(dòng)飛機(jī)飛行就顯得非常有力。

4.提供了兩種操控功能選擇。使螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0或核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力最大值的兩種工作狀態(tài)。

對(duì)一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.具有一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

2.能采用接近火箭飛行爆燃方式突然加力飛行。因?yàn)樽杂蓽u輪背面及可調(diào)節(jié)尾噴口都是剛體，沒(méi)有單薄的渦輪葉片和火焰筒燃燒室，排出壓力和溫度依然很高，能利用自由渦輪噴出高溫燃?xì)庵苯狱c(diǎn)燃大量噴入第三燃燒室的燃油，從而獲得爆燃方式突然加力。

3.艦載機(jī)降落航母時(shí)能實(shí)現(xiàn)短距離降落停機(jī)。因?yàn)榕炤d機(jī)降落航母時(shí)能采用螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0功能，使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際沒(méi)有關(guān)機(jī)，隨時(shí)能復(fù)飛?？朔爽F(xiàn)有艦載機(jī)降落航母時(shí)出現(xiàn)的缺點(diǎn)。

4.艦載機(jī)從航母起飛時(shí)能實(shí)現(xiàn)利用自身推力實(shí)現(xiàn)短距離起飛。因?yàn)榕炤d機(jī)從航母起飛時(shí)能采用從最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0功能突然改變?yōu)閲姎怙w行推力最大值功能，再加接近火箭飛行爆燃方式突然加力功能，縮短了加速過(guò)程，能使艦載機(jī)2秒之內(nèi)加速度到最低起飛速度要求以上。克服了現(xiàn)有艦載機(jī)從航母起飛時(shí)出現(xiàn)的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本發(fā)明提供的說(shuō)明書(shū)示意圖作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(即核心機(jī))示意圖。

圖1中，1.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，2.壓氣機(jī)葉片，3.壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，4.轉(zhuǎn)軸，5.擴(kuò)壓器，6.l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道，7.第一環(huán)形燃燒室，8.階梯形螺管轉(zhuǎn)子，9.螺管排氣口，10.尾噴管，11.點(diǎn)火裝置，12.油門，13.燃油泵。

圖2是一種螺管轉(zhuǎn)子螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。

圖2中，1.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，2.壓氣機(jī)葉片，3.壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，4.螺旋槳軸或轉(zhuǎn)軸，5.擴(kuò)壓器，6.l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道，7.第一環(huán)形燃燒室，8.階梯形螺管轉(zhuǎn)子，9.凹環(huán)形配氣溝槽，10.自由階梯形螺管轉(zhuǎn)子，11.尾噴管，12.點(diǎn)火裝置，13.油門，14.燃油泵。

圖3是采用雙轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)的一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。

圖3中，1.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，2.高壓壓氣機(jī)，3.低壓壓氣機(jī)，4.擴(kuò)壓器，5.l形能調(diào)風(fēng)量的第一環(huán)形函道，6.第一環(huán)形燃燒室，7.環(huán)形函道，8.階梯形螺管轉(zhuǎn)子，9.能調(diào)風(fēng)量的第二環(huán)形函道，10.第二環(huán)形燃燒室，11.自由階梯形螺管轉(zhuǎn)子，12.尾噴管，13.第二點(diǎn)火裝置，14.第二環(huán)形燃燒室油門，15.第一點(diǎn)火裝置，16.第一環(huán)形燃燒室油門，17.油泵。

圖4是采用雙轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)的一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖。

圖4中，1.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，2.高壓壓氣機(jī)，3.低壓壓氣機(jī)，4.擴(kuò)壓器，5.l形能調(diào)風(fēng)量的第一環(huán)形函道，6.第一環(huán)形燃燒室，7.環(huán)形函道，8.階梯形螺管轉(zhuǎn)子，9.能調(diào)風(fēng)量的第二環(huán)形函道，10.第二環(huán)形燃燒室，11.自由階梯形螺管轉(zhuǎn)子，12.能調(diào)噴口的加力筒體，13.第二點(diǎn)火裝置，14.第二環(huán)形燃燒室油門，15.第一點(diǎn)火裝置，16.第一環(huán)形燃燒室油門，17.油泵，18.加力油門，19.加力燃燒室。

圖5是采用單端螺管轉(zhuǎn)子的一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(即核心機(jī))示意圖。

圖5中，1.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，2.壓氣機(jī)葉片，3.壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，4.轉(zhuǎn)軸，5.擴(kuò)壓器，6.能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道，7.第一環(huán)形燃燒室，8.單端螺管轉(zhuǎn)子，9.螺管排氣口，10.尾噴管，11.點(diǎn)火裝置，12.油門，13.燃油泵。

圖6是階梯螺管轉(zhuǎn)子的側(cè)面示意圖。

圖6中，1.階梯螺管轉(zhuǎn)子，2.螺管轉(zhuǎn)子階梯，3.階梯螺管轉(zhuǎn)子正面，4.階梯螺管轉(zhuǎn)子軸孔，5.階梯螺管轉(zhuǎn)子背面。

圖7是階梯螺管轉(zhuǎn)子的正面示意圖。

圖7中，1.階梯螺管轉(zhuǎn)子，2.階梯，3.環(huán)形燃燒室壁面，4.螺管入口，5.高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)軸，6.低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)軸。

圖8是階梯螺管轉(zhuǎn)子的背面示意圖。

圖8中，1.階梯螺管轉(zhuǎn)子，2.漸放后螺管出口，3.高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)軸，4.低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)軸。

圖9是l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道的示意圖。

圖9中，1.第一環(huán)形燃燒室側(cè)蓋，2.環(huán)形函道大圓筒，3.環(huán)形函道小圓筒及其百片窗式旋流孔。

圖10是l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道的軸向示意圖。

圖10中，1.環(huán)形函道大圓筒，2.支承大小圓筒的百片窗，3.環(huán)形函道小圓筒及其百片窗式旋流孔，4.l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道與階梯螺管轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)間隙，5.第一環(huán)形燃燒室側(cè)蓋。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，用階梯形螺管轉(zhuǎn)子代替渦輪，壓氣機(jī)排氣口與階梯形螺管轉(zhuǎn)子之間設(shè)有擴(kuò)壓器，固定在機(jī)匣上l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道與螺管轉(zhuǎn)子的階梯組合構(gòu)成第一環(huán)形燃燒室，環(huán)形燃燒室至少設(shè)有一個(gè)噴油裝置和點(diǎn)火裝置，螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口為漸放形，調(diào)節(jié)環(huán)形函道的風(fēng)門，能控制進(jìn)入第一燃燒室的壓縮空氣量和流過(guò)螺管轉(zhuǎn)子外圍環(huán)形函道的壓縮空氣量，以此機(jī)構(gòu)成燃?xì)獍l(fā)生器，工作時(shí)高速流動(dòng)空氣經(jīng)擴(kuò)壓器減速變成高壓壓縮空氣流入l形環(huán)形函道，經(jīng)函道所設(shè)的旋流環(huán)以旋流方式進(jìn)入第一環(huán)形燃燒室與燃油摻混燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，高溫高壓燃?xì)饬鹘?jīng)各路螺管時(shí)流動(dòng)方向發(fā)生連續(xù)改變，使一部分焓降轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功，另一部分焓降轉(zhuǎn)換為流動(dòng)動(dòng)能使流向噴口排出的氣流增速，飛機(jī)獲得噴氣飛行推力。

一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，配不同的部件，就能成為不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，因而稱為核心機(jī)或燃?xì)獍l(fā)生器。

螺管轉(zhuǎn)子采用專利申請(qǐng)?zhí)?01610813636.7中所述最好是螺管斜面與軸向夾角成45°，用于轉(zhuǎn)換流體能量的螺管設(shè)在內(nèi)置螺管圓柱體表層的單端螺管轉(zhuǎn)子來(lái)改成階梯形，與固定在機(jī)匣上l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道與螺管轉(zhuǎn)子的階梯組合構(gòu)成第一環(huán)形燃燒室。l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道的l形環(huán)面，充當(dāng)了組合構(gòu)成第一環(huán)形燃燒室的壁面。l形環(huán)面與階梯形螺管轉(zhuǎn)子存在轉(zhuǎn)動(dòng)間隙。

如采用單端螺管轉(zhuǎn)子代替渦輪，則固定在機(jī)匣上的環(huán)形函道與螺管轉(zhuǎn)子的頸部組合構(gòu)成環(huán)形燃燒室。

l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道與螺管轉(zhuǎn)子都可用長(zhǎng)期耐1300℃熱壓氮化硅制造，l形能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道盡可能做厚實(shí)點(diǎn)，使單位質(zhì)量的表面積小，增加耐高溫能力。

螺管從進(jìn)氣口至排氣口橫截面積為漸放形，使燃?xì)庠诼莨軆?nèi)得到充分膨脹。根據(jù)壓氣機(jī)要求螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率和轉(zhuǎn)速，用功率＝扭矩*轉(zhuǎn)速/9550公式求出總輸出力偶矩，把總輸出力偶矩分成n個(gè)力偶矩，再根據(jù)對(duì)稱兩進(jìn)氣口圓心間的距離就是偶臂，1/n總力偶矩＝力*偶臂，壓氣機(jī)輸出的壓縮空氣壓力，力＝壓力*面積，就能求出每個(gè)螺管進(jìn)氣口面積。在保證強(qiáng)度下把轉(zhuǎn)子圓周等分成份數(shù)越多，即盡可能把總輸出力偶矩分成多個(gè)力偶矩，就越能縮小進(jìn)氣口面積，就能縮短螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度，能減少環(huán)形燃燒室凹形面深度。所求出每個(gè)螺管進(jìn)氣口面積是驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)達(dá)到某參數(shù)值流量和壓力時(shí)要求螺管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)最小的螺管入口面積，要使一部分焓降轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功，另一部分焓降使流向噴口排出的氣流增速，飛機(jī)獲得噴氣飛行推力，就要根據(jù)要求噴氣飛行推力大小對(duì)螺管入口面積加大，同時(shí)增大將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的功率。

所述能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道由一大一小圓筒同圓心套在一起形成的夾層構(gòu)成環(huán)形函道，環(huán)形函道前端設(shè)有固定大小圓筒的支承，環(huán)形函道后端設(shè)有支承大小圓筒的百片窗，前支承與百片窗之間的小圓筒軸向筒壁上以順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛟O(shè)有徑向成銳角的百片窗式旋流孔，前支承與百片窗之間環(huán)形函道的小圓筒表面套有一個(gè)徑向和軸向都設(shè)有百片窗的l形圓筒，轉(zhuǎn)動(dòng)l形圓筒百片窗能增大流入燃燒室的風(fēng)量而減小流過(guò)螺管轉(zhuǎn)子外圍環(huán)形函道的風(fēng)量或減小流入燃燒室的風(fēng)量而增大流過(guò)螺管轉(zhuǎn)子外圍環(huán)形函道的風(fēng)量。

一種螺管轉(zhuǎn)子螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)，用一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作核心機(jī)，用一自由螺管轉(zhuǎn)子代替自由渦輪，核心機(jī)螺管轉(zhuǎn)子排氣口與自由螺管轉(zhuǎn)子螺管進(jìn)氣口之間對(duì)應(yīng)并設(shè)有凹環(huán)形配氣溝槽，自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口也為漸放形，由自由螺管轉(zhuǎn)子把核心機(jī)排出的另一部分焓降也轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功。

自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管入口總面積至少要大于或等于核心機(jī)螺管轉(zhuǎn)子出口總面積。

由于螺管轉(zhuǎn)子的流道長(zhǎng)可通過(guò)加厚核心機(jī)螺管轉(zhuǎn)子和自由螺管轉(zhuǎn)子的軸向長(zhǎng)度來(lái)取得，這樣燃?xì)夤べ|(zhì)的焓降就得到盡可能轉(zhuǎn)換，排出的乏氣就能降至接近常溫常壓，達(dá)到節(jié)能目的。

一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，用一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作核心機(jī)，用一階梯形自由螺管轉(zhuǎn)子代替自由渦輪，自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口也為漸放形，核心機(jī)渦輪排氣口與自由螺管轉(zhuǎn)子的階梯對(duì)應(yīng)形成凹環(huán)，再與設(shè)有能調(diào)風(fēng)量的第二環(huán)形函道組成第二環(huán)形燃燒室，調(diào)節(jié)第二環(huán)形函道的風(fēng)門，能控制進(jìn)入第二燃燒室的壓縮空氣量和流過(guò)自由螺管轉(zhuǎn)子外圍的壓縮空氣量，通過(guò)分別對(duì)第一、二環(huán)形燃燒室油門和風(fēng)門的控制，能控制第一、二環(huán)形燃燒室的發(fā)熱量，使螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0或核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力最大值的兩種工作狀態(tài)。

自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管入口總面積至少要大于或等于核心機(jī)螺管轉(zhuǎn)子出口總面積。

第二環(huán)形函道與前述的能調(diào)風(fēng)量的環(huán)形函道結(jié)構(gòu)一樣。

飛機(jī)降落時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)門，使第一形燃燒室油門處于最大位置，第二形燃燒室油門處于怠速位置，這時(shí)，螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)等效螺管轉(zhuǎn)子螺旋槳或軸發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，把全部焓降轉(zhuǎn)換為軸功，使螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0。

飛機(jī)起飛時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)門，使第一形燃燒室油門處于最大位置，第二形燃燒室油門也處于處于最大位置，這時(shí)，核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣和噴氣飛行推力為最大值。

一種螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括渦輪風(fēng)扇加力發(fā)動(dòng)機(jī)，用一種燃?xì)饴莨苻D(zhuǎn)子噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作核心機(jī)，用一階梯形自由螺管轉(zhuǎn)子代替自由渦輪，自由螺管轉(zhuǎn)子的螺管從入口到出口也為漸放形，核心機(jī)渦輪排氣口與自由螺管轉(zhuǎn)子的階梯對(duì)應(yīng)形成凹環(huán)，再與設(shè)有能調(diào)風(fēng)量的第二環(huán)形函道組成第二環(huán)形燃燒室，調(diào)節(jié)第二環(huán)形函道的風(fēng)門，能控制進(jìn)入第二燃燒室的壓縮空氣量和流過(guò)自由螺管轉(zhuǎn)子外圍的壓縮空氣量，通過(guò)分別對(duì)第一、二環(huán)形燃燒室油門和風(fēng)門的控制，能控制第一、二環(huán)形燃燒室的發(fā)熱量，以自由螺管轉(zhuǎn)子螺管背面至能調(diào)噴口的加力筒體之間作第三燃燒室并設(shè)有燃油噴射裝置，通過(guò)分別對(duì)第一、二環(huán)形燃燒室油門和風(fēng)門的控制，使螺管轉(zhuǎn)子風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)具有核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力接近0或核心機(jī)最大轉(zhuǎn)速輸出壓縮空氣而噴氣飛行推力最大值的兩種工作狀態(tài)外，通過(guò)對(duì)第三燃燒室油門控制噴油量還能獲得迅猛的噴氣加力飛行工作狀態(tài)。

飛機(jī)加力起飛時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)門，使第一形燃燒室油門處于最大位置，突然將第二形燃燒室和第三燃燒室油門也設(shè)置處于最大位置，噴氣飛行推力由接近0突然改變?yōu)閲姎怙w行推力最大值，再加接近火箭飛行爆燃方式突然加力功能，縮短了加速過(guò)程，能使艦載機(jī)2秒之內(nèi)加速度到最低起飛速度要求以上，實(shí)現(xiàn)利用自身動(dòng)力短距離起飛。