飞行器管道轮燃气发动机 |
|||||||
| 申请号 | CN201310178265.6 | 申请日 | 2013-05-15 | 公开(公告)号 | CN104153882A | 公开(公告)日 | 2014-11-19 |
| 申请人 | 林钧浩; | 发明人 | 林钧浩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种 飞行器 管道轮燃气 发动机 ，特点是，设有旋转式的管道燃烧动 力 轮，燃烧动力轮由燃烧动力轮盘和火焰燃气管构成，燃烧动力轮轮盘跟 转子 传动轴 连接，火焰燃气管前部沿燃烧动力轮轴向由前向后顺燃烧动力轮转向缠绕固定在燃烧动力轮上，火焰燃气管后部靠近火焰燃气管出口部位逆燃烧动力轮转向弯转沿切向置于燃烧动力轮上，火焰燃气管出口方向跟燃烧动力轮旋转切向方向相反，火焰燃气管出口跟发动机排气道连通，火焰燃气管进口跟 风 管轮换向减速风管连通， 燃料 贮存箱出料口跟发动机进气道连通，本发明结构简单，使用范围广，能够适应多种特殊情况使用需要，用该机装配的巡航导弹和无人驾驶飞机，其威力将可远远超过现有超高空超高速飞行器的威力。 | ||||||
| 权利要求 | 1.飞行器管道轮燃气发动机，包括机壳(1)、发动机进气道(2)、发动机排气道(3)、发动机转子(4)、转子传动轴(5)、压缩机风管轮(6)、风管轮盘(7)、风管轮盘进风口(8)、风管轮盘侧壁出风口(9)、风管轮风管(10)、风管轮换向减速风管(11)、燃料贮存箱(25)、燃料贮存箱出料口(26)，其特征在于，还设有旋转式的管道燃烧动力轮(17)，燃烧动力轮(17)由燃烧动力轮盘(18)和火焰燃气管(20)构成，燃烧动力轮轮盘(18)跟转子传动轴(5)连接，火焰燃气管(20)前部沿燃烧动力轮轴向由前向后顺燃烧动力轮(17)转向缠绕固定在燃烧动力轮(17)上，火焰燃气管(20)后部靠近火焰燃气管出口部位逆燃烧动力轮(17)转向弯转沿切向置于燃烧动力轮(17)上，火焰燃气管出口(22)方向跟燃烧动力轮旋转切向方向相反，火焰燃气管出口(22)跟发动机排气道(3)连通，火焰燃气管进口(21)跟风管轮换向减速风管(11)连通，燃料贮存箱出料口(26)跟发动机进气道(2)连通。 |
||||||
| 说明书全文 | 飞行器管道轮燃气发动机技术领域[0001] 本发明涉及一种飞行器管道轮燃气发动机，属航空发动机技术领域。 背景技术[0002] 现在使用的各种航空发动机，结构复杂，体积庞大，使用材料多，造价昂贵，耗费资源多，效率低，耗费能源多，功能少，使用范围狭窄，不能适应多种特殊情况使用需要，不能适应节能减排和开发使用新能源的时代要求。 发明内容[0003] 本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，而提供一种能使航空发动机结构简单、体积小、造价低、效率高、功能多、使用范围宽广、能够适应多种特殊情况使用需要、适应节能减排和开发使用新能源技术要求的飞行器管道轮燃气发动机。 [0004] 本发明的目的可以通过如下技术措施来达到：一种飞行器管道轮燃气发动机，包括机壳、发动机进气道、发动机排气道、发动机转子、转子传动轴、压缩机风管轮、风管轮盘、风管轮盘进风口、风管轮盘侧壁出风口、风管轮风管、风管轮换向减速风管、燃料贮存箱、燃料贮存箱出料口，特点是，还设有旋转式的管道燃烧动力轮，燃烧动力轮由燃烧动力轮盘和火焰燃气管构成，燃烧动力轮轮盘跟转子传动轴连接，火焰燃气管前部沿燃烧动力轮轴向由前向后顺燃烧动力轮转向缠绕固定在燃烧动力轮上，火焰燃气管后部靠近火焰燃气管出口部位逆燃烧动力轮转向弯转沿切向置于燃烧动力轮上，火焰燃气管出口方向跟燃烧动力轮旋转切向方向相反，火焰燃气管出口跟发动机排气道连通，火焰燃气管进口跟风管轮换向减速风管连通，燃料贮存箱出料口跟发动机进气道连通。 [0005] 为了进一步实现本发明的目的，所述的燃料贮存箱出料口设在发动机进气道内侧壁贴近风管轮风管进口处，燃料贮存箱出料口出口方向倾斜指向发动机进气道气流流向。 [0007] 为了进一步实现本发明的目的，所述的发动机进气道内侧设粉碎导流器，粉碎导流器由静止粉碎导流片和动静粉碎导流片组成，静止粉碎导流片跟发动机进气道侧壁和进气道整流锥侧壁连接，动静粉碎导流片径向前端设有粉碎导流器轴套，动静粉碎导流片径向末端跟发动机进气道侧壁不连接，其径向前端跟粉碎导流器轴套连接，粉碎导流器轴套内侧设有开关销子，借助开关销子的张开与闭合控制粉碎导流器轴套跟转子传动轴的连接与分开。 [0008] 为了进一步实现本发明的目的，所述的发动机进气道下方设有进气道物料进口，进气道物料进口上设有可调节其关闭的物料进口栓门。 [0009] 为了进一步实现本发明的目的，所述的火焰燃气管上设有火药填料口，火药填料口上设有火药填料口阀门。 [0010] 本发明飞行器管道轮燃气发动机跟现有的各种航空发动机结构原理迥然不同，结构部件称谓术语和功能用途与现在流行的差别很大。为了叙述方便，表达准确清楚，有几个名词术语在此先解释一下： [0011] 风管径向靠近风管轮盘部位为风管根部，简称风管根，风管径向末端称为风管顶部，简称风管顶；风管靠近风管根部位称为风管下部或底部，风管靠近风管顶部位称为风管上部。 [0012] 风管轮外围即是风管轮径向边缘，风管轮轴向侧面边缘称为风管轮轴向边缘，风管轮轴向边缘又分风管轮前轴向边缘和风管轮后轴向边缘。 [0014] 整个机体进风端一侧为前侧或前部或前方，与之相对的另一侧为后侧或后部或后方。发动机转子旋转方向为周向，顺向转子旋转方向为旋转前方或周向前方，背着转子旋转方向为旋转后方或周向后方，机体其他相关部位的指称以此类推。 [0015] 飞行器管道轮燃气发动机主要包括发动机机壳和发动机转子两大部件，机壳上不设庞杂的整流导流之类的定子部件。发动机转子由压缩机风管轮、燃烧动力轮和转子传动轴构成。发动机无需借助庞杂的整流导流定子部件的作用，就可以直接压缩气体，直接进行燃烧，直接驱使火焰燃气膨胀做功。 [0016] 管道轮压缩机是飞行器管道轮燃气发动机的基础和核心机件，正是由于有了这样的管道轮压缩机，整个飞行器管道轮燃气发动机才能得以构成，并且实现出自己的独特特性。(参考环流增压管道压缩机，专利号ZL200910216953.0) [0017] 管道轮压缩机是由风管轮和转子传动轴构成的，风管轮是由风管轮盘和风管轮风管构成的。风管轮盘跟转子传动轴连接，风管轮风管沿风管轮轴向由前而后顺风管轮转向缠绕固定在风管轮盘上，风管轮旋转即可抽吸加工压缩气体，该管道体可以允许各种混合气体(包括含有体积较大的固体颗粒混合气体)从中自由通过，并且其摩擦损失又很小，所以该管道轮压缩机不但能抽吸加工压缩纯净空气，还能抽吸加工压缩燃料空气混合气体；由于加工压缩燃料空气混合气体，可以使燃料空气混合充分均匀，因而就可以保证发动机燃烧充分，燃烧效率高。管道轮压缩机结构简单，磨损部件少，所有这些可以促使管道轮发动机耗能更少，效率更高，适应节能减排新时代要求；更为重要的是管道轮压缩机可以吸排加工压缩混有固体燃料的混合气体，能够促使发动机燃烧各种固体粉末燃料，因而就可以使管道轮发动机更加适应开发利用新能源的时代要求。 [0018] 本发明采用的管道轮压缩机，其风管轮结构包括圆筒状风管轮盘、风管轮盘进风口(还有风管轮风管轴向侧壁进风口)、全封组合形风管轮风管、风管轮上设有风管轮风管和换向减速风管、风管轮风管出风口。风管轮工作时，通过风管轮盘进风口或风管轮风管进风口吸进气体，输入风管轮风管气道，气体进入风管轮风管气道顺风管轮转向旋转流动，顺向旋转流动过程中，吸收能量增加压力和速度，然后再被排于风管轮换向减速风管逆风管轮转向流动，逆向旋转流动过程中吸收旋转作用力的反作用力传递的能量，气流被压缩而减速增压。风管轮压缩机正是采用这样的工作原理加工压缩气体的，即先是通过风管轮风管为气体加速，再经过风管轮换向减速风管压缩而减速增压，再通过风管轮风管加速，再经过风管轮换向减速风管压缩而减速增压，周而复始，最终可以加工使用需要的高压特高压气体。 [0019] 本发明所述的风管轮管道是指风管轮风管或风管轮换向减速风管，风管轮风管和风管轮换向减速风管结构相同 [0020] 管道轮压缩机不设静止庞杂的整流导流部件，仅靠管道轮转子自身旋转运动就可以直接加工压缩出高压特高压气体，结构简单，用料少，重量轻，加工效率高，管道轮压缩机风管轮管道前后纵向是贯通的，既能加工压缩纯净空气，又可以加工压缩气体固体混合气体，功能奇特，使用范围宽广。管道轮压缩机是现有的航空发动机使用轴流式压气机和离心式压气机所没法比拟的。 [0021] 本发明不设专用的燃烧器和专用的燃气涡轮，不把燃烧功能和动力功能分设成两个独立系统，而是设旋转式的管道燃烧动力轮，将燃烧功能和动力功能统一在一个构件上，工作时，单一的管道燃烧动力轮边燃烧产生热能，边将热能变成动能推动转子旋转对外做功。管道轮压缩机风管轮管道是旋转的，管道燃烧动力轮管道也是旋转的，同轴同转向同转速动态连接，中间无需加设静止导流部件，这样就可以保证对接管道流畅平稳，工况稳定。正是由于管道轮压缩机提供了这样的有利条件，所以才能设计出旋转式管道轮燃烧动力轮。既然管道轮燃烧动力轮是旋转的，它就可以很自然地组织燃烧对外做功。把燃烧和做功统一在单一的管道燃烧动力轮上，这样就可以简化发动机结构，减少摩擦，减轻重量，充分利用热能，保证发动机高效节能。 [0022] 管道燃烧动力轮是由圆筒状燃烧动力轮盘和火焰燃气管构成的，燃烧动力轮盘跟转子传动轴连接，火焰燃气管前部沿管道燃烧动力轮轴向由前而后顺管道燃烧动力轮转向缠绕固定在燃烧动力轮盘上。火焰燃气管进口跟管道压缩机风管轮换向减速风管连通，火焰燃气管出口跟发动机排气管道连通。火焰燃气管后部靠近其出口部位逆燃烧动力轮转向弯转沿切向(或周向)置于燃烧动力轮上。 [0023] 圆筒状的燃烧动力轮盘跟圆筒状风管轮盘连接，其内侧(内腔)跟风管轮盘进风口连通。 [0024] 火焰燃气管可以是全封式管道，可以是半开式管道，可以是弧形半圆环形管道体，可以是单环形双环形多环形管道体。整个管道燃烧动力轮的火焰燃气管数量，可以是单管的，可以是多管的。火焰燃气管纵向通道可以是等截面的，可以是逐渐扩张的。 [0025] 火焰燃气管燃烧产生的高温火焰燃气当即产生当即做功推动燃烧动力轮旋转，本身就降温，就是说火焰燃气一生成就做功降温，所以火焰燃气管出口温度相对来说是比较低的。 [0026] 火焰燃气管出口方向可以是周向的，可以是倾斜周向的，可以是旋转圆切向方向的。旋转圆切向的(指逆转向圆切向方向的)可以在其末端加设燃气管喷嘴，燃气管喷嘴喷射产生一反作用力，推动燃烧动力轮旋转。火焰燃气管末端出口加设切向喷嘴后，燃烧动力轮既有旋转火焰燃气管燃烧膨胀产生的扭矩推动燃烧动力轮旋转做功，又有火焰燃气管末端的切向喷嘴喷射反作用力产生的扭矩推动燃烧动力轮旋转做功，这样燃烧动力轮旋转做功能力就会更大，对外做功效果就会更好，做功效率就会更高些。 [0027] 火焰燃气管出口可以直接跟发动机排气道连通，也可以通过燃气管喷嘴而跟发动机排气道连通。 [0028] 由于燃烧动力轮一经燃烧就能旋转做功，火焰燃气管出口喷嘴圆切向喷射推动燃烧动力轮旋转做功，所以本发明就无需设置造价昂贵、效率低的燃气涡轮。本发明可以使航空发动机燃烧动力系统结构简单，造价低廉，使用维护方便，效率高，节省能源。 [0029] 飞行器管道轮发动机还设有燃料贮存箱，燃料贮存箱上设燃料贮存箱出料口，燃料贮存箱出料口跟发动机轴向前侧进气道连通，燃料贮存箱的燃料通过燃料贮存箱出料口进入发动机进风管道，然后再随发动机进风管道进风气流进入管道压缩机风管轮风管气道。 [0030] 燃料贮存箱出料口设在发动机进气道内贴近风管轮风管进风口处的燃料贮存箱内侧壁上，其出口方向倾斜指向发动机进气道气流流向。燃料贮存箱上可以加设喷料泵，但是燃料贮存箱出料口喷射燃料可以依靠发动机进气道高速进风气流形成的负压作用对外喷射燃料，即是采用射流吸排原理喷射燃料，喷射出的燃料经发动机进气道进风高速气流给以雾化，再被带入风管轮风管气道旋转流动，跟风管轮风管气道内的气体掺混组合，该燃料空气掺混均匀的混合气流再被送进燃烧动力轮火焰管内燃烧。 [0031] 燃烧贮存箱出料口是可调节的，根据使用需要可以调节其流量的大小。 [0032] 采用射流吸排原理喷射燃料，可以简化发动机结构，减轻发动机重量。 [0033] 为了能使发动机避免产生喘振，保证管道压缩机在任何情况下都能正常工作，本发明还设有高能循环推力管，高能循环推力管设有高能循环推力管进口和高能循环推力管出口。高能循环推力管进口跟风管轮下游风管轮风管气道内的高压高温气流逆流连通，高能循环推力管出口跟风管轮上游风管轮风管气道低压低温气流顺流连通。这样，高能循环推力管就可以从风管轮后部下游风管轮风管管道引出高压高温高能量气流送入风管轮前部上游风管轮风管顺流推动低压低温低能量气流前进。如此这样，就可以保证风管轮风管气道的气流动压总是前高后低(上游高，下游低)的趋势，永远不能产生倒流，不会出项喘振。高能循环推力管可以采用多种结构形式，其横截面可以是圆的，可以是方的等，其纵向可以是等截面的，可以是扩张的，可以是收缩的，其管道数量可以是单管，可以是多管的。 [0034] 本发明燃烧动力轮上也需要设置高能循环推力管，燃烧动力轮上设置高能循环推力管后，让高能循环推力管从燃烧火焰管后部管道吸取高温高压燃气，再通过燃烧火焰管前端进口顺流输入燃烧火焰管前部管道(点燃并且推动高压燃料空气混合气体顺流流动)，这样就可以避免燃烧火焰管燃烧产生倒流堵塞，保证燃烧动力轮顺利充分进行燃烧，避免发动机出现喘振。 [0035] 飞行器管道轮发动机，因为压缩机风管轮流道是管道体结构形式，管道燃烧动力轮流道同样是管道体结构形式，而管道轮压缩机风管轮出口跟管道燃烧动力轮进口的连接又是同步连接。整个发动机从压缩机进口到管道燃烧动力轮出口就是纵向统一的整个管道结构体，这样的管道体流道，前后上下都是畅通无阻挡的，这样统一的管道内侧流道自始至终处处都允许固体颗粒物质通过。 [0036] 如果在这样的发动机进气管道里设置多功能的粉碎导流器，让这样的发动机进气管道抽吸草木枝节垃圾废物等固体物质，这些固体物料将被多功能粉碎导流器给以粉碎，再送进压缩机风管轮气道里同燃料混合气体一起被压缩掺混，再送进管道燃烧动力轮做功，这样既避免压缩机被堵塞，又节省了能源。 [0037] 发动机进气管道内设置的多功能粉碎导流器由静止粉碎导流片、动静粉碎导流片和粉碎导流器轴套组成，静止粉碎导流片跟发动机进气道侧壁和进气道整流锥侧壁连接，动静粉碎导流片径向末端跟发动机进气道侧壁不连接，其径向前端跟粉碎导流器轴套连接，粉碎导流器内侧设开关销子，借助开关销子的张开与闭合控制粉碎导流器轴套跟转子传动轴的连接与分开。粉碎导流器轴套跟转动轴连接，动静粉碎导流片随转子传动轴旋转，借助静止粉碎导流片的挤压，可将进入发动机进气道内的固体物料绞碎，再经静止粉碎导流片导流入压缩机风管轮风管内；粉碎导流器轴套跟转子传动轴分开，动静粉碎导流片静止不动，将同静止粉碎导流片一起对发动机进气道进风气流给以整理而导入压缩机风管轮风管内。 [0038] 发动机进气道内设置这样的多功能粉碎导流器后，该飞行器发动机就可以具备了诸多特异功能。 [0039] 譬如，用这样的设有多功能粉碎导流器的飞行器管道轮发动机装配巡航导弹，令该导弹低空贴近地面草丛上表飞行、贴近森林树顶飞行、贴近农田作物上表飞行，则该发动机将可连续不断地抽吸草木枝节进入发动机进气道，被吸进的这些草木枝节将随时被多功能粉碎导流器粉碎，然后再送进压缩机风管轮风管气道内跟空气一起被加工压缩掺混，再被送进管道燃烧动力轮燃烧做功。 [0040] 这样的巡航导弹只带少量的补充燃料就可以长时间长途航行，由于它的燃料主要是航程过程中不断从外界摄取，无需自身携带大量燃料，所以它的体积就小，重量就轻，航行中虽然燃烧的是燃烧值较低的生物能源，但它同样可以取得高航速，这样的巡航导弹为了能摄取燃料必须超低空飞行，贴地面飞行，即使抽吸进泥沙石子砖头瓦块也可以照常工作。这样的巡航导弹由于可以贴地面超低空飞行，雷达根本就找不着它，所以它具有很好的安全性。 [0041] 用这样的管道轮发动机转配的飞行车，一路上可以摄取燃料翻山越岭，穿越沼泽森林等一般车辆根本无法通行的地带，用这样的管道轮发动机装配的飞行车尤其适应战时行军运输和抢险救灾使用。 [0042] 其他一般飞行器装配这种结构的发动机，飞行器起动或低空飞行中、贴地面飞行中，吸入发动机进气道内的各种固体异物鸟类等将可随时被粉碎导流器粉碎，然后被输入管道压缩机、燃烧动力轮管道，压缩燃烧，再被顺利排出发动机，装配这种结构形式的发动机飞行过程中，不怕抽吸固体异物，将可以避免多种空难事故，装配这种结构式发动机的飞机，无需使用专用飞机跑道，可以在任意地面起飞和降落。 [0043] 本发明飞行器管道轮燃气发动机进气道内设置粉碎导流器后，可以在发动机进气道下方设置专用物料进口，物料进口上再设置上可调节其开关的阀门。飞行器飞行过程中，如果开启物料进口阀门，物料进口畅开，借助进气道高速气流的强负压作用，将可很容易就把发动机进气道外表下方的固体物料吸进发动机进气道。飞行器飞行过程中，如果不需要抽吸发动机进气道外表物料，则物料进口就关闭，以保证发动机进气道进风气流正常流动。 [0044] 多功能粉碎导流器，仅只是对于本发明的管道轮压缩机管道轮燃烧动力轮才有可能给以设置，其他现在的各种航空发动机都不能给以设置，因此，现有的各种航空发动机就不可能具有上述特殊功能。 [0045] 本发明，由于燃烧动力轮是管道体结构，火焰燃气管可以同时燃烧同时推动转子旋转，所以本发明适宜在燃烧动力轮火焰燃气管上设置火药填料口，火药填料口上设有火药填料口阀门，发动机起动前，可先行打开火药填料口阀门，敞开火药填料口，再通过火药填料口往燃烧动力轮火焰燃气管内注入火药，火药注满后再关闭阀门，关闭火药填料口，然后再用电火花引燃火焰燃气管内的火药，火药爆炸燃烧，产生火焰燃气即可推动燃烧动力轮推动发动机转子旋转，从而就可以使发动机全面起动起来。 [0046] 本发明也可以采用电动机起动。 [0047] 为了保证燃烧动力轮能够长时间正常工作，还需要对燃烧动力轮进行冷却，其冷却技术措施是：在圆筒状的燃烧动力轮盘上设置燃烧动力轮盘侧壁出风口，燃烧动力轮盘侧壁出风口跟燃烧动力轮火焰燃气管间隙连通，燃烧动力轮盘侧壁出风口借助旋转离心力作用从圆筒状燃烧动力轮盘内侧(跟风管轮盘进风口连通)抽吸冷空气于燃烧动力轮火焰燃气管间隙之间，对燃烧动力轮火焰燃气管进行冷却。冷空气旋转流动通过火焰燃气管间隙，然后通过燃烧动力轮冷却废气出口被排于发动机排气道，再排出大气中。 [0048] 为了防止风管轮出现倒流、发生喘振，使风管轮能够长时间正常稳定压缩气体，本发明还需要对风管轮进行冷却，其冷却技术跟燃烧动力轮冷却技术基本一样，就是在圆筒状的风管轮盘上设置风管轮盘侧壁辅助出风口，风管轮盘侧壁辅助出风口跟风管轮风管间隙连通，风管轮盘侧壁辅助出风口借助旋转离心作用从风管轮盘内侧抽吸冷风于风管轮风管间隙之间，对风管轮风管进行冷却。该冷却气体旋转流动通过燃烧动力轮火焰燃气管间隙，冷却火焰燃气管(或者跟火焰燃气管间隙原来的冷却气体汇合冷却火焰燃气管)，然后通过燃烧动力轮冷却废气出风口被排于发动机排气道，再被排于大气中。 附图说明[0050] 图1-本发明第一种实施方式结构示意图； [0051] 图2-本发明第一种实施方式发动机转子结构示意图； [0052] 图3-本发明第一种实施方式发动机工作原理结构示意图； [0053] 图4-本发明第二种实施方式结构示意图； [0054] 图5-本发明第三种实施方式结构示意图； [0055] 图6-本发明第三种实施方式发动机转子结构示意图； [0056] 图7-本发明第三种实施方式发动机工作原理结构示意图； [0057] 图8-本发明第四种实施方式结构示意图； [0058] 图9-本发明第四种实施方式发动机转子结构示意图； [0059] 图10-本发明第四种实施方式发动机工作原理结构示意图。 [0060] 附图图面说明： [0061] 1机壳，2发动机进气道，3发动机排气道，4发动机转子，5转子传动轴，6压缩机风管轮，7风管轮盘，8风管轮盘进风口，9风管轮盘侧壁出风口，10风管轮风管，11换向减速风管，12风管轮盘侧壁辅助出风口，13高能循环推力管，14高能循环推力管进口，15高能循环推力管出口，16发电机及相关调控系统，17燃烧动力轮，18燃烧动力轮盘，19燃烧动力轮盘侧壁出风口，20火焰燃气管，21火焰燃气管进口，22火焰燃气管出口，23燃气管喷嘴，24风管轮风管轴向侧壁进风口，25燃料贮存箱，26燃料贮存箱出料口，27粉碎导流器，28静止粉碎导流片，29动静粉碎导流片，30粉碎导流器轴套，31发动机进气道侧壁，32进气道物料进口，33物料进口栓门，34火药填料口，35火药填料口阀门，36风管轮径向末端侧壁，37燃烧动力轮径向末端侧壁，38冷却废气出风口。 具体实施方式[0062] 实施例1，参考图1、图2、图3，一种飞行器管道轮燃烧发动机，包括有机壳1、发动机进气道2、发动机排气道3、发动机转子4、转子传动轴5、压缩机风管轮6、风管轮盘7、风管轮盘进风口8、风管轮盘侧壁出风口9、全封组合式螺旋形风管轮风管10(沿风管轮轴向由前向后缠绕固定的螺旋板构成螺旋形沟槽，再将这样的沟槽径向末端加以封盖构成全封组合式螺旋形风管轮风管，沟槽径向末端封盖面称为风管轮径向末端侧壁36)、风管轮换向减速风管11、燃烧动力轮17、燃烧动力轮盘18、火焰燃气管20、火焰燃气管进口21、火焰燃气管出口22、燃气管喷嘴23、燃烧动力轮径向末端侧壁37、燃料贮存箱25、燃料贮存箱出料口26、火药填料口34、火药填料口阀门35。全封组合式螺旋形风管轮风管10沿风管轮轴向由前向后顺风管轮转向缠绕两周固定在风管轮6上。本例还设有全封组合式螺旋形风管轮换向减速风管11，风管轮换向减速风管11构造跟风管轮风管构造一样，但它沿风管轮轴向逆风管轮转向缠绕一周固定在风管轮6上。风管轮换向减速风管11跟风管轮风管串联连接。 [0063] 火焰燃气管20采用一次性成型的全封式圆管，该圆管形火焰燃气管前部沿燃烧动力轮轴向由前向后顺转子转向缠绕固定在燃烧动力轮17上，火焰燃气管20后部靠近火焰燃气管出口部位逆燃烧动力轮17转向弯转沿切向置于燃烧动力轮17上，火焰燃气管出口22跟发动机排气道3连通，火焰燃气管出口22方向跟燃烧动力轮旋转切向方向相反，火焰燃气管进口21跟风管轮换向减速风管11连通，火焰燃气管出口22处设有旋转切向式燃气管喷嘴23，燃料贮存箱出料口26跟发动机进气道2连通。燃烧动力轮上还设有高能循环推力管13，高能循环推力管进口14跟火焰燃气管20后部(下游)管道逆流向连通，高能循环推力管出口15跟火焰燃气管20前部(上游)管道顺流向连通。 [0064] 本例还在发动机进气道的整流锥内部设有发动机及相关调控系统16，调控整个发动机的工作运行。 [0065] 压缩机风管轮风管10、风管轮换向减速风管11、燃烧动力轮火焰燃气管应该都是6根，为了简明清楚，实施例附图都只画出一根管道。 [0066] 本例用柴油做燃料。 [0067] 本例工作前，先打开燃烧动力轮的火焰燃气管上的火药填料口阀门35，通过火药填料口34为火焰燃气管填满起动火药，再关闭火药填料口阀门，然后再通过电火花点燃火焰燃气管内的起动火药，火药燃烧产生火焰燃气，火焰燃气顺火焰燃气管转向流向膨胀做功，推动发动机转子旋转，全面起动发动机。 [0068] 发动机起动后，风管轮旋转，风管轮风管进口产生负压抽吸外界气体进入风管轮风管，风管轮风管抽吸，促使发动机进气道内形成一股由外到内到风管轮盘进风口的纵向气流，该纵向气流跟发动机进气道侧壁喷油嘴(燃料贮存箱出料口26)喷射的燃油汇合，再一起流进风管轮盘进风口8，再经风管轮盘侧壁出风口9流进风管轮风管10气道内旋转流动，柴油空气混合气体在风管轮管道流动，先经风管轮风管10加工加速两周，再经风管轮换向减速风管11压缩减速增压一周(该油气混合气体经过三周的旋转流动压缩，可以达到充分均匀混合)，再经风管轮换向减速风管出口排入燃烧动力轮火焰燃气管20燃烧，油气混合气体燃烧生成火焰燃气，火焰燃气膨胀产生扭矩，推动转子旋转做功，火焰燃气管内的高温燃气旋转流动两周，释放能量做功，温度降低，然后再进入火焰燃气管出口圆切向喷嘴23喷射，继续推动叶轮旋转做功，喷射出火焰燃气管出口圆切向喷嘴23的低温燃气，再经发动机尾喷管整理喷射，产生纵向推力，推动发动机推动飞行器纵向前进。 [0069] 由于燃烧动力轮上设有高能循环推力管13，工作时，高能循环推力管13从火焰燃气管20后部管道(下游管道)吸取高温燃气顺流向输于火焰燃气管前部管道，高温燃气温度高压力大，既可以点燃火焰燃气管前部油气充分混合气体，促成燃烧，又可以推动火焰燃气前行，避免火焰燃气管内产生倒流。借助高能循环推力管的作用，既可以促成火焰燃气管正常稳定燃烧，又可以保证火焰燃气正常稳定顺向流动膨胀做功，避免产生倒流堵塞，避免出现喘振。 [0070] 由于本例压缩机采用的是管道轮压缩机，管道轮压缩气流通道是管道体结构形式，整个气流通道是无阻挡的，没有静止导流(横向阻挡)部件，结构简单，气流通道又是封闭式的，液体燃料从中通过不会造成粘结外漏损失，因此本例就可以使燃料贮存箱出料口26(喷油嘴)直接向风管轮风管内输进燃料，风管轮风管输进燃料后，燃料和空气同时被压缩，因此就可以使燃料和空气掺混充分均匀，这样就可以保证燃料被充分燃烧，取得良好的燃烧效果。 [0071] 发动机工作时，管道燃烧动力轮17边燃烧边用燃烧产生的火焰燃气推动自身旋转，通过转子传动轴5带动管道压缩机等部件做功，高温火焰燃气直接推动管道燃烧动力轮旋转后，再被直接排于发动机排气道3尾喷管喷射产生纵向推力，由于火焰燃气是从管道燃烧动力轮的火焰燃气管里直接排于发动机排气道尾喷管喷射，其喷射温度很高，因而产生的推力也很大。 [0072] 从摩擦损失角度看，本例采用结构简单的管道轮压缩机，采用燃烧和动力合二为一的管道燃烧动力轮，整个发动机结构极为简单，摩擦部件很少，因而摩擦损失很小。 [0073] 总之，同旧式燃气涡轮发动机相比，本例结构简单，体积小，重量轻，燃烧效率高，摩擦损失小，高效节能。本例还能燃烧植物粉末固体燃料，固体燃料密度大，喷射质量大，因而其推力比就大。本例具有极为广阔的发展前景。 [0074] 本例适宜制作巡航导弹发动机和飞机发动机使用。 [0075] 实施例2，参考图4，本例和例1基本一样，所不同的是本例发动机进气道2内设有粉碎导流器27，粉碎导流器27由静止粉碎导流片28、动静粉碎导流片29和粉碎导流器轴套30组成，静止粉碎导流片28跟发动机进气道侧壁31和进气道整流锥侧壁连接，动静粉碎导流片29径向前端设有粉碎导流器轴套30，动静粉碎导流片29径向末端跟发动机进气道侧壁31不连接，其径向前端跟粉碎导流器轴套30连接，粉碎导流器轴套内侧设有开关销子，借助开关销子的张开与闭合控制粉碎导流器轴套30跟转子传动轴5的连接和分离。 [0076] 本例第二个不同点是发动机进气道下方设有物料进口32，设有物料进口栓门33，物料进口栓门设有调节开关，调节开关可以调控物料进口栓门使物料进口32畅开与关闭。 [0077] 发动机工作飞行器常规飞行时，发动机进气道内的粉碎导流器轴套开关销子闭合，粉碎导流器轴套30跟转子传动轴5分离，粉碎导流器的动静粉碎导流片29静止不动，跟粉碎导流器的静止粉碎导流片共同对发动机进气道的纵向气流进行整理导流。飞行器飞行中，发动机突然吸进植物枝叶或飞鸟等固体异物时，粉碎导流器轴套内的开关销子自动张开，促使粉碎导流器轴套跟转子传动轴合拢连接，则粉碎导流器轴套将带着动静粉碎导流片29随转子传动轴一起旋转，动静粉碎导流片旋转再借着静止粉碎导流片的挤压，将可以把吸进发动机进气道内的植物枝叶飞鸟等固体异物给以粉碎，被粉碎的固体异物粉末颗粒将随发动机进气道进风气流进入压缩机风管轮风管，跟油气混合气体一起被加工压缩。粉碎完进入发动机进气道的固体异物后，粉碎导流器轴套开关销子自动闭合，粉碎导流器轴套30跟转子传动轴5分离，动静粉碎导流片处于静止状态，跟静止粉碎导流片一起对发动机进气道纵向气流继续给以整理导流。 [0078] 本例制成的发动机装配在飞行器上，飞行器飞行中，不怕发动机进气道抽吸植物枝叶衣物飞鸟等固体异物，飞行器贴地面飞行或起飞降落时，不怕发动机进气道吸进泥沙植物枝叶垃圾废物，本例装配的飞行器可以避免诸多空难事故，可以使飞行器在任何地面起飞或降落。 [0079] 由于具有上述性能优势，本例还可以于飞行中直接摄取大自然的生物质做燃料。飞行器需要采取外界生物质做燃料时，发动机进气道内的粉碎导流器的动静粉碎导流片29被调节为旋转运作状态，发动机进气道下方的物料进口栓门33被拉开，使物料进口32处于全部畅开状态。这样，工作时，发动机进气道纵向吸进气流，该气流流速很高，高速气流在发动机进气道的物料进口处产生很高的负压，物料进口32依靠这负压作用从外界抽吸含有水分的草木枝叶进入发动机进气道，草木枝叶进入发动机进风管道后经粉碎导流器粉碎成细粒粉末，再经粉碎导流器出口排出来，随同燃油喷嘴(燃料贮存箱出料口26)喷出来的燃油一起被纵向高速气流带进压缩机风管轮6管道，压缩机风管轮吸进这带有草木枝叶细粒粉末和燃油的气流再给以加工压缩，使草木枝叶细粒粉末、燃油和空气均匀掺混，然后再被送入管道燃烧动力轮燃烧，产生火焰燃气，火焰燃气膨胀做功同时推动管道燃烧动力轮旋转做功，带动管道压缩机旋转压缩气体，带动发动机附属机件做功。火焰燃气膨胀做功推动管道燃烧动力轮旋转后再流出管道燃烧动力轮出口，经发动机尾喷管喷射，产生纵向推力推动飞行器飞行。 [0081] 本例取自于大自然的草木枝叶之类的燃料，无论是干燥的还是潮湿的都适应，如果采用新鲜的草木枝叶，经过发动机进风管道的粉碎导流器粉碎成固体液体细末，再送进压缩机里压缩加工，随压力的增大温度的升高，细末中的水分将可变成超高温的过热蒸汽，过热蒸汽和空气、固体粉末燃料、燃油细滴掺混，然后再被一起送进管道燃烧动力轮燃烧膨胀做功。 [0082] 本例适应装配巡航导弹和无人驾驶飞机上使用，装配的巡航导弹可以超低空贴着树林草地农田的上表空间飞行，由于其发动机进气道进风风速高，物料进口负压大，飞行过程中可以随时采摘抽吸树顶枝叶、野草和农作物秸秆送进发动机进气道，经粉碎导流器粉碎成细粒粉末成为燃料，再送进压缩机压缩掺混，最后送进管道燃烧动力轮里燃烧做功。本例装配的巡航导弹如果穿越沙漠空白地江河湖海水面无野外燃料可取时，可以操纵燃油箱油泵，加大对发动机进气道的喷油量，主要靠燃油做燃料。这样的巡航导弹可以在任何的地表环境上超低空飞行，由于是这样超低空飞行，完全可以避免雷达的搜索，可以顺利穿越敌方防空区域，打击需要打击的目标。 [0083] 就是说用本例装配的巡航导弹将是全天候多功能的。 [0084] 用本例装配的无人驾驶飞机，由于可以超低空飞行，搜取军事经济情报，侦察发现自然灾害和其他突发事故信息，效果会更好，用这样的无人驾驶飞机运送军火或其他抢险物资更加安全可靠。 [0085] 实施例3，参考图5、图6、图7，本例跟例2基本一样，所不同的是本例的燃烧动力轮17轴向尺寸大，火焰燃气管20缠绕燃烧动力轮17两周，第二个不同点是本例燃烧动力轮盘18上设有燃烧动力轮盘侧壁出风口19，风管轮风管轴向侧壁设有风管轮风管轴向侧壁进风口24，燃料空气混合气流直接从风管轮风管轴向侧壁进风口24涌向风管轮风管10气道内。燃烧动力轮后部末端设有冷却废气出风口38。 [0086] 本例用电动机起动。 [0087] 飞行工作时，因为燃烧动力轮的火焰燃气管20缠绕燃烧动力轮两周，绝对长度大，燃气膨胀做功流程大，时间长，对转子做功多，耗能多，温度降得大，到其末端火焰燃气管出口22时能量会很低，温度会很低。 [0088] 工作时，由于燃烧动力轮盘侧壁设有燃烧动力轮盘侧壁出风口19，燃烧动力轮旋转，借助旋转离心力的作用，从风管轮盘进风口8涌进来的冷风，将可以通过燃烧动力轮盘侧壁出风口19渗透于燃烧动力轮盘径向外侧火焰燃气管20之间，对火焰燃气管20进行冷却，冷却火焰燃气管后的冷却废气再经燃烧动力轮冷却废气出风口38排出燃烧动力轮，再随同燃气废气一起被排于发动机排气道3，再被排于大气中。 [0089] 飞行工作时，主要是依靠物料粉碎机粉碎草木枝叶做燃料，燃油为辅助燃料，草木粉末、燃油和空气混合燃烧做功推动管道燃烧动力轮旋转后，不是直接旋转排出火焰燃气管而是经火焰燃气管尾部逆转切向喷嘴23喷射，产生更大的推力再次推动叶轮旋转，然后流入发动机排气道，再被排出机体。 [0090] 本例适宜装配无人驾驶飞机、直升飞机、螺旋桨飞机和飞行车使用，装配的无人驾驶飞机由于燃料主要是取自外界大自然，所以它的续航能力就大，又由于是超低空飞行，隐蔽性好，安全可靠；令本例装配的直升机和一般螺旋桨飞机，同样由于燃料主要是靠外界自然空间，续航能力大，又由于是超低空、贴近植被表面、贴近地表飞行，可以随时飞行随地起降，无需使用专用机场，更为重要的是由于飞行特别低，贴近植被表面、贴近地表面飞行。即使出现机械故障和气象障碍也不会造成机毁人亡的空难灾害。用本例装配的直升机和螺旋桨飞机尤其适宜军事运输和民间抢险救灾使用。 [0091] 如果用本例装配一种飞行车(这种飞行车既带脚轮又带飞翼)，令这种车有路行路，无路就低空飞行，贴近植被表面飞行，贴近地表面飞行，贴近江河湖海水面飞行。这种飞行车可以贴近植被表面飞越森林草原农田沼泽洼地湿地摘取着草木做燃料飞行，可以采摘着山沟山梁的草木枝叶做燃料攀山越岭，可以燃烧自身携带的燃油穿江越海，这种飞行车由于燃料主要取自大自然，所以其续航能力很强，这种飞行车可以避开公路行驶，可以避开城市车辆拥挤的闹市区面飞行前进，因而就避免了交通事故，同样，这种飞行车最适宜军事运输和抢险救灾使用。 [0092] 实施例4，参考图8、图9、图10，本例跟例3基本一样，所不同的是本例管道轮压缩机风管轮6轴向尺寸大，风管轮风管10和风管轮换向减速风管11都采用一次性成型的全封式圆管，风管轮风管10沿风管轮轴向由前向后顺风管轮转向缠绕10周固定在风管轮上(为了清除能说明问题，附图只画出4周)，风管轮换向减速风管11沿风管轮轴向由前向后顺风管轮转向缠绕5周固定在风管轮6上(附图只画出3周)，风管轮后部管道风管轮风管10和风管轮换向减速风管11之间间隙的风管轮盘侧壁上设有风管轮盘侧壁辅助出风口12。 [0093] 第二个不同点是，本例风管轮上设有高能循环推力管13，高能循环推力管上设高能循环推力管进口14和高能循环推力管出口15，高能循环推力管进口14跟风管轮后部(下游)风管轮管道内的高压高温气流逆流连通，高能循环推力管出口15跟风管轮前部(上游)风管轮管道内低压低温气流顺流连通。 [0094] 本例用电动机起动。 [0095] 工作时，风管轮通过风管轮风管轴向侧壁进风口24吸进燃料空气混合气体，经过风管轮风管10周加工加速，经过风管轮换向减速风管5周压缩减速增压，总共经过15周的加工流程，可以取得极高的风压。工作中，风管轮后部的风管轮盘侧壁辅助出风口12借助旋转离心力的作用从风管轮盘进风口8内吸取冷风注入风管轮风管和风管轮换向减速风管间隙之间，旋转流动吸收热量，对风管轮风管和风管轮换向减速风管进行冷却。经过冷风冷却的风管轮后部管道，虽然风压很高，但温度却不会过高，不会达到燃料燃点温度，不会引起风管轮后部管道内燃烧，这样就可以保证高压燃料空气混合气体顺利进入燃烧动力轮的火焰燃气管里进行燃烧。 [0096] 风管轮风管10和换向减速风管11的冷却废气继续沿轴向由前向后旋转流动，经过燃烧动力轮火焰燃气管20间隙，跟火焰燃气管间隙的冷却风汇合，继续冷却火焰燃气管20后，然后再通过燃烧动力轮冷却废气出风口38被排入发动机排气道3，再被排于大气中。 [0097] 由于本例管道风管轮上设有高能循环推力管13，工作时，高能循环推力管13从风管轮后部(下游)管道引出高压高温高能量气流输入风管轮前部(上游)风管轮风管顺流推动低压低温低能量气流前进，这样，就可以保证风管轮风管气道的气流动压总是前高后低(上游高下游低)的趋势，永远不能产生倒流，不会出项喘振。借助高能循环推力管的作用，压缩机风管轮将能永远处于顺畅工作状态。 [0098] 本例风管轮轴向尺寸大，风管轮管道缠绕风管轮15周，绝对长度大，加工气体风压高，适宜制作大功率飞行器燃气发动机使用。 [0099] 本例性能特点和功能用途跟例3一样。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈