一種噴氣式發動的製造方法
2023-06-02 23:36:36 2
一種噴氣式發動的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種噴氣式發動機，該包括壓氣機和噴氣管；所述壓氣機具有空心主軸。本實用新型採用無渦輪的方式實現，節約了發動機製造的成本，並能夠增加燃料的利用效率。
【專利說明】一種噴氣式發動機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機，尤其涉及一種噴氣式發動機。
【背景技術】
[0002]現有的發動機特別是飛機用發動機多為噴氣式渦輪發動機，但是可能會由於渦輪的使用而使得生產成本急劇上升。雖然也存在無渦輪的發動機，例如脈動式發動機，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。因此有必要設計一種成本低廉並且切實可行的無渦輪發動機。
實用新型內容
[0003]為了解決上述的技術問題，提供了一種噴氣式發動機，其不採用渦輪。
[0004]本實用新型提供了一種噴氣式發動機，其特徵在於，該發動機包括壓氣機和噴氣管；所述壓氣機具有空心主軸。
[0005]優選地，所述噴氣管為細長型噴氣管。
[0006]優選地，所述噴氣管位於磁場中。
[0007]優選地，所述磁場用於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]優選地，所述壓氣機具有位於壓氣機前部的動力動扇葉以及位於壓氣機後部的壓氣扇葉，所述壓氣扇葉的最後一層為定扇葉，壓氣動扇葉固定在後部杯狀主軸的外壁上，壓氣定扇葉固定在外圈(發動機支架)的內壁上。
[0009]優選地，所述噴氣管的進氣口處設置有單向進氣閥門。
[0010]優選地，所述噴氣管左右兩側設置有耐高溫絕緣材料，所述噴氣管上下兩側設置有耐高溫導電材料，位於上側的導電材料作為陰極，位於下側的導電材料作為陽極；
[0011]所述磁場由上磁體和下磁體提供，所述上磁體與位於噴管上側的導電材料陰極板之間以及所述下磁體與位於噴管下側的導電材料陽極板之間設置有隔熱紅外反射板。
[0012]優選地，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置一組，位於所述進氣口上端的所述單向進氣閥門的動作角度與位於所述進氣口下端的所述單向進氣閥門的動作角度相同。
[0013]優選地，所述動力動扇葉的扇葉邊緣有孔用於穿過渦流導帶。
[0014]優選地，所述動力動扇葉前後兩側的扇葉中埋有垂直於所述空心主軸軸線的渦流導帶；所述動力動扇葉外圍發動機支架外圈設置有繞組槽。
[0015]優選地，所述發動機的N涵道延伸至所述噴氣管外圍的末端。
[0016]本實用新型採用無渦輪的方式實現，節約了發動機製造的成本，並能夠增加燃料的利用效率。
【專利附圖】
【附圖說明】[0017]圖1為本實用新型提供的發動機側視圖；
[0018]圖2為本實用新型提供的發動機俯視圖；
[0019]圖3為本實用新型提供的發動機氣流圖；
[0020]圖4為圖1中發動機A段-G段的各前視圖
[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後端軸承；135轉速傳感器；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；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]下面結合附圖，對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0024]本實用新型提供了一種新型的噴氣式發動機，其側視圖、俯視圖、氣流圖以及前視圖分別如圖1-圖4所示，其中圖4中為了便於顯示，按照A-G等7個階段分別製作前視圖，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。由於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，發動機前端迎面而來的高速氣流相對於N涵道100的末端出口處的近似真空，產生很大的壓差，導致在飛機高速飛行時B段壓氣機動扇葉的旋轉動能並不單單依靠變頻電機的電能，而主要依靠速度衝壓的能量。
[0026]B段:壓氣機的變頻電機的動力部分,最外側為對外側環境封閉的N涵道100,外側內部有48個繞組槽，在空心主軸上安裝有動扇葉，構成變頻電機的轉子，動扇葉的邊緣處有孔，可穿過平行於主軸軸線的渦流導帶(承載旋轉磁場產生的扭矩推力)，也有鎖緊渦流導帶的螺栓。在空心主軸上的動力動扇葉前後兩側的兩個扇葉內埋有垂直於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，其所採用的材料必須為不產生渦流的聚合物(例如高強度塑料材料)。因交流繞組產生的旋轉磁場，只對方形框狀的渦流導帶產生推力，而在其它地方不會產生熱渦流，故可以大幅度提高電能轉變為動能的機械效率。
[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後在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:設置有壓氣動扇葉、定扇葉相間的壓氣結構，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(實際上是發動機的主要結構支架)上，定扇葉的作用是阻止氣旋，因氣旋的產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化為氣壓能。另外，相間的壓氣動、定扇葉的層數可以根據需要進行設計，但壓氣後氣壓必須遠大於I個大氣壓。壓氣扇葉組最後一層必須是定扇葉，此定扇葉的另一作用是通過斜拉輻絲固定後端軸承外箍。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後端軸承就主要承載向後推力。另外，在後端軸承處還裝有轉速傳感器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，作為變頻電機的轉子，通過渦流導帶，獲得旋轉磁場的能量。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，吸收速度衝壓能。壓氣扇葉——採用動、定相間的結構。壓氣動扇葉固定在後杯狀主軸上。最後必須是定扇葉，是指:壓氣扇葉由前往後次序為，(動、定、…、動、定)或(定、動、…、定、動、定)。[0030]E段:設有O涵道145相對N涵道100及N涵道100相對外環境的壓差傳感器125，壓差傳感器125可採用彈力變形膜式壓差傳感器或彈力活塞管式壓差傳感器。對於有人機，還設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，發動機的上側有發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)。若發動機裝在機身的兩側，則無上側固定端，G段的永久磁鐵則不必裝在發動機內，而是裝在機身上，只要形成可貫穿噴氣管的磁力線即可(大迴環磁力線)。
[0031]另外，在前視圖中:C段體現動扇葉，D段體現定扇葉。在側、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)，其作用在於: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(屬於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涵道間還設有航空汽油注入泵165。為了實現節能，可以通過傳感器感應的信號採取一些控制方案，這些控制方案所涉及的技術均是現有成熟的技術，故不在此贅述。
[0034]G段:為細長型的矩形噴氣管(可以節約燃料並充分燃燒)，左右兩側為耐高溫的絕緣材料，其中嵌有感溫探頭(如負溫係數的鉬電阻)，外側為束縛導入磁力線的材料(如矽鋼片)。上下兩側為耐高溫的導電材料，上側為陰極，下側為陽極(這樣設置是由於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、熄火冷縮造成的前後蠕動產生縫隙而洩漏燃氣。另外，矩形尾噴管前後各處的固定鎖緊及其它各部件的外側表面，因處在N涵道內，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象，在磁場中運動電荷的偏轉現象，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後一電池的正極相接，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=矩形噴管內體積(=極板面積X板間距離=管內橫截面積X噴管長度)X噴管內垂直磁場強度X噴管內火焰溫度K(2〈R經驗指數試驗待定)。[0035]實際上，除了在尾噴管及其附近的高溫區、主軸軸承、渦流導帶、繞組電路處，均可採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]本實用新型提供的發動機可以小型化，從而能夠在無人機上使用；其節省燃油的特點，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；上述的特點可以使我國無人機領域在世界佔主導地位。
[0037]本領域的技術人員在不脫離權利要求書確定的本實用新型的精神和範圍的條件下，還可以對以上內容進行各種各樣的修改。因此本實用新型的範圍並不僅限於以上的說明，而是由權利要求書的範圍來確定的。
【權利要求】
1.一種噴氣式發動機，其特徵在於，該發動機包括壓氣機和噴氣管；所述壓氣機具有空心主軸；所述壓氣機具有位於壓氣機前部的動力動扇葉以及位於壓氣機後部的壓氣扇葉，所述壓氣扇葉的最後一層為定扇葉，壓氣動扇葉固定在後部杯狀主軸的外壁上，壓氣定扇葉固定在發動機支架外圈的內壁上，所述發動機的N涵道延伸至所述噴氣管外圍的末端。
2.根據權利要求1所述的發動機，其特徵在於，所述噴氣管位於磁場中。
3.根據權利要求2所述的發動機，其特徵在於，所述磁場用於將所述噴氣管中的燃氣電荷分離，以便為所述壓氣機提供電能。
4.根據權利要求1所述的發動機，其特徵在於，所述噴氣管的進氣口處設置有單向進氣閥門。
5.根據權利要求2所述的發動機，其特徵在於，所述噴氣管左右兩側設置有耐高溫絕緣材料，所述噴氣管上下兩側設置有耐高溫導電材料，位於上側的導電材料作為陰極，位於下側的導電材料作為陽極； 所述磁場由上磁體和下磁體提供，所述上磁體與位於噴管上側的導電材料陰極板之間以及所述下磁體與位於噴管下側的導電材料陽極板之間設置有隔熱紅外反射板。
6.根據權利要求4所述的發動機，其特徵在於，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置一組，位於所述進氣口上端的所述單向進氣閥門的動作角度與位於所述進氣口下端的所述單向進氣閥門的動作角度相同。
7.根據權利要求1所述的發動機，其特徵在於，所述動力動扇葉的扇葉邊緣有孔用於穿過潤流導帶。
8.根據權利要求1所述的發動機，其特徵在於，所述動力動扇葉前後兩側的扇葉中埋有垂直於所述空心主軸軸線的渦流導帶；所述動力動扇葉外圍發動機支架外圈設置有繞組槽。
【文檔編號】F02K7/00GK203717160SQ201320717143
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】李平, 王繼連, 李毅仁 申請人:李平, 王繼連, 李毅仁