气波增压式脉冲发动机
阅读：932发布：2020-05-11
专利汇可以提供气波增压式脉冲发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种通过气波对 燃烧室 内空气进行 增压 的脉冲 发动机 ，气波增压式脉冲发动机呈两个管状结构的并列，包括两个带有独立单向 阀 的燃烧室，两个燃烧室分别与两个喷管相连，而且喷管之间以传波管相连，两燃烧室在时间上交错喷油燃烧工作，正在工作的燃烧室通 过喷 管使燃气膨胀 加速 ，一部分喷出发动机，一部分经传波管对另一燃烧室内的空气进行增压。由于燃烧室内空气是经增压后参与燃烧，发动机效率得以提高，由于采用了气波增压的方式，避免了在喷气发动机中使用复杂的 压气机 和 涡轮 系统，从而简化了发动机结构。，下面是气波增压式脉冲发动机专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种主要用于航空飞行器的喷气发动机，当然该发动机还可用于需要产生推 力或冲力的其他方面。
背景技术
在航空喷气发动机领域，人们一直追求设计出推重比高、耗油率低的发动机，例如，使 用钛合金以降低发动机自身重量提高推重比，在喷气发动机中设计出增压比高的压气机以降 低油耗提高经济性。然而为降低油耗提高经济性所使用的高增压比的压气机会导致喷气式发 动机的结构复杂、价格昂贵，而且复杂的高增压比压气机还会导致发动机的推重比降低。喷 气发动机中传统的脉冲发动机虽然结构简单、推重比高，但由于吸入发动机的空气没有被增 压，所以在发动机中参与燃烧的空气压强比较低(一般略高于大气压)导致发动机油耗很高， 经济性差，推进效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、推重比高、经济性好的喷气发动机。
为了更好的说明本发明，首先简单的介绍传统的脉冲发动机的工作原理。参照附图1， 图1是现有脉冲发动机的构造和工作简图，传统的脉冲发动机呈管状结构，两端分别是进气 道和喷管口，进气道处装有单向阀门，其后是燃烧室和喷管。脉冲发动机工作时，首先使空 气从进气道经单向阀门进入燃烧室喷油燃烧，燃烧后生成的高压高温燃气使进气道的单向阀 关闭，燃气从喷管高速喷出，由于燃气高速喷出时的惯性，在燃烧室内压强等于大气压时燃 气继续外喷，从而使燃烧室内压强小于大气压，压差使得单向阀门打开，空气进入燃烧室喷 油燃烧，开始第二个循环。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种喷气发动机包括进气道、单向阀门、燃烧室、 喷管和传波管。气波增压式脉冲发动机包括两个燃烧室，每个燃烧室前面都有独立的单向阀 门，每个燃烧室后面都有喷管，两个喷管中间以传波管相连。发动机启动时空气由进气道经 单向阀门进入燃烧室，两燃烧室的其中一个先喷油燃烧。为了叙述方便，先喷油燃烧的燃烧 室称为燃烧室1，另一个燃烧室称为燃烧室2，与燃烧室1相连的喷管称为喷管1，同样与燃 烧室2相连的喷管称为喷管2。先喷油燃烧的燃烧室1中产生高温高压燃气，高压燃气使燃 烧室1前面的单向阀门关闭，燃气由燃烧室进入喷管1，一部分燃气由喷管高速排出产生推 力，一部分燃气进入传波管，由传波管折流进入喷管2，由于高速燃气的惯性，这部分燃气 经喷管2进入燃烧室2，这部分燃气在喷管2和燃烧室2中减速增压从而也使得燃烧室2内 的空气增压，此时燃烧室2喷油燃烧。在燃烧室2喷油燃烧的过程中，由于燃烧室1排出的 高速燃气的惯性，在燃烧室1内压强达到大气压时燃气继续外喷，从而使燃烧室1内压强小 于大气压，压差使单向阀门打开，空气进入燃烧室1。燃烧室2中喷油燃烧产生的高压燃气 使得燃烧室2前面的单向阀门关闭，燃气由燃烧室2进入喷管2，一部分燃气高速排出产生 推力，一部分经传波管进入喷管1，这部分燃气减速增压经喷管1进入燃烧室1从而增压了 燃烧室1吸入的空气，燃烧室1喷油燃烧，产生的燃气一部分经喷管1排出，一部分经传波 管进入喷管2和燃烧室2，为燃烧室2中的空气增压，如此循环，发动机进入稳定工作阶段。
由于发动机进入稳定工作阶段后燃烧室内的空气都是经过增压后再参与燃烧的，所以气 波增压式脉冲发动机效率比传统的脉冲发动机高，油耗低经济性好。又由于气波增压式脉冲 发动机的燃烧室内空气的增压方式是依靠不同燃烧室经传波管排出的燃气间歇式的互相增 压，不需要复杂的压气机，所以该发动机没有复杂的压气机，比涡喷、涡扇发动机结构简单， 造价低廉，同时推重比也较高。
本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参考附图进一步说明。
为了更好的说明本发明，首先简单的介绍传统的脉冲发动机的工作原理。参照附图1， 图1是现有脉冲发动机的构造和工作简图，传统的脉冲发动机呈管状结构，两端分别是进气 道和喷管口，进气道处装有单向阀门，其后是燃烧室和喷管。脉冲发动机工作时，首先使空 气从进气道经单向阀门进入燃烧室喷油燃烧，燃烧后生成的高压高温燃气使进气道的单向阀 关闭，燃气从喷管高速喷出，由于燃气高速喷出时的惯性，在燃烧室内压强等于大气压时燃 气继续外喷，从而使燃烧室内压强小于大气压，压差使得单向阀门打开，空气进入燃烧室喷 油燃烧，开始第二个循环。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种喷气发动机包括进气道、单向阀门、燃烧室、 喷管和传波管。气波增压式脉冲发动机包括两个燃烧室，每个燃烧室前面都有独立的单向阀 门，每个燃烧室后面都有喷管，两个喷管中间以传波管相连。发动机启动时空气由进气道经 单向阀门进入燃烧室，两燃烧室的其中一个先喷油燃烧。为了叙述方便，先喷油燃烧的燃烧 室称为燃烧室1，另一个燃烧室称为燃烧室2，与燃烧室1相连的喷管称为喷管1，同样与燃 烧室2相连的喷管称为喷管2。先喷油燃烧的燃烧室1中产生高温高压燃气，高压燃气使燃 烧室1前面的单向阀门关闭，燃气由燃烧室进入喷管1，一部分燃气由喷管高速排出产生推 力，一部分燃气进入传波管，由传波管折流进入喷管2，由于高速燃气的惯性，这部分燃气 经喷管2进入燃烧室2，这部分燃气在喷管2和燃烧室2中减速增压从而也使得燃烧室2内 的空气增压，此时燃烧室2喷油燃烧。在燃烧室2喷油燃烧的过程中，由于燃烧室1排出的 高速燃气的惯性，在燃烧室1内压强达到大气压时燃气继续外喷，从而使燃烧室1内压强小 于大气压，压差使单向阀门打开，空气进入燃烧室1。燃烧室2中喷油燃烧产生的高压燃气 使得燃烧室2前面的单向阀门关闭，燃气由燃烧室2进入喷管2，一部分燃气高速排出产生 推力，一部分经传波管进入喷管1，这部分燃气减速增压经喷管1进入燃烧室1从而增压了 燃烧室1吸入的空气，燃烧室1喷油燃烧，产生的燃气一部分经喷管1排出，一部分经传波 管进入喷管2和燃烧室2，为燃烧室2中的空气增压，如此循环，发动机进入稳定工作阶段。
由于发动机进入稳定工作阶段后燃烧室内的空气都是经过增压后再参与燃烧的，所以气 波增压式脉冲发动机效率比传统的脉冲发动机高，油耗低经济性好。又由于气波增压式脉冲 发动机的燃烧室内空气的增压方式是依靠不同燃烧室经传波管排出的燃气间歇式的互相增 压，不需要复杂的压气机，所以该发动机没有复杂的压气机，比涡喷、涡扇发动机结构简单， 造价低廉，同时推重比也较高。
本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参考附图进一步说明。
附图说明
具体实施方式
参照图1，现有技术条件下的脉冲发动机呈管状结构，两端分别是进气道和喷管口，进气 道处装有单向阀门，其后是燃烧室和喷管。脉冲发动机工作时，首先使空气从进气道经单向 阀门进入燃烧室喷油燃烧，燃烧后生成的高压高温燃气使进气道的单向阀关闭，燃气从喷管 高速喷出，由于燃气高速喷出时的惯性，在燃烧室内压强等于大气压时燃气继续外喷，从而 使燃烧室内压强小于大气压，压差使得单向阀门打开，空气进入燃烧室喷油燃烧，开始第二 个循环。现有条件下的脉冲发动机由于燃烧室内气体在燃烧时没有被有效增压(略高于一个大 气压)，导致发动机效率很低。
参照图2，该图是本发明气波增压式脉冲发动机的一个具体实施例。其与现有的技术，如 图1所示的脉冲发动机的区别特征在于本发明呈两个管状结构的并列，包括两个带有独立单 向阀的燃烧室，两个燃烧室分别与两个喷管相连，而且喷管之间以传波管相连，两燃烧室在时 间上交错喷油燃烧工作，正在工作的燃烧室通过喷管使燃气膨胀加速，一部分喷出发动机，一 部分经传波管对另一燃烧室内的空气进行增压。
参照图3，该图是本发明气波增压式脉冲发动机的工作过程。根据发动机的状态可以把 工作过程分为四个阶段来说明，即发动机启动1、发动机启动2、发动机循环1和发动机循环 2，以下说明四个工作阶段：
发动机启动1，两燃烧室前的单向阀均打开，空气进入燃烧室。
发动机启动2，两燃烧室其中一个喷油燃烧(为叙述方便，把先喷油燃烧的燃烧室称为 燃烧室1，另一个为燃烧室2)，燃烧室1产生高温高压燃气，燃烧室1前面的单向阀关闭，燃气 经喷管膨胀加速，一部分燃气高速喷出，一部分燃气经传波管高速喷向燃烧室2，增压燃烧室2 中的空气，燃烧室2前面的单向阀关闭。
发动机循环1，由于燃烧室1内的燃气经喷管高速喷出和经传波管高速喷向燃烧室2， 由于惯性在燃烧室1内压强等于大气压时继续喷出，使得燃烧室1内压强小于大气压，于是单 向阀打开，空气流入燃烧室1，此时燃烧室2内喷油燃烧，产生高温高压燃气，单向阀关闭，燃气 经喷管膨胀加速，一部分高速喷出，一部分经传波管高速喷向燃烧室1。
发动机循环2，由于燃烧室2内的燃气经喷管高速喷出和经传波管高速喷向燃烧室 1，由于惯性在燃烧室2内压强等于大气压时继续喷出，使得燃烧室2内压强小于大气压，于是 单向阀打开，空气进入燃烧室2，此时燃烧室1内喷油燃烧，产生高温高压燃气，单向阀关闭，燃 气经喷管膨胀加速，一部分高速喷出，一部分经传波管喷向燃烧室2。发动机经启动进入工作 状态后在发动机循环1和发动机循环2之间循环。
参照图2，该图是本发明气波增压式脉冲发动机的一个具体实施例。其与现有的技术，如 图1所示的脉冲发动机的区别特征在于本发明呈两个管状结构的并列，包括两个带有独立单 向阀的燃烧室，两个燃烧室分别与两个喷管相连，而且喷管之间以传波管相连，两燃烧室在时 间上交错喷油燃烧工作，正在工作的燃烧室通过喷管使燃气膨胀加速，一部分喷出发动机，一 部分经传波管对另一燃烧室内的空气进行增压。
参照图3，该图是本发明气波增压式脉冲发动机的工作过程。根据发动机的状态可以把 工作过程分为四个阶段来说明，即发动机启动1、发动机启动2、发动机循环1和发动机循环 2，以下说明四个工作阶段：
发动机启动1，两燃烧室前的单向阀均打开，空气进入燃烧室。
发动机启动2，两燃烧室其中一个喷油燃烧(为叙述方便，把先喷油燃烧的燃烧室称为 燃烧室1，另一个为燃烧室2)，燃烧室1产生高温高压燃气，燃烧室1前面的单向阀关闭，燃气 经喷管膨胀加速，一部分燃气高速喷出，一部分燃气经传波管高速喷向燃烧室2，增压燃烧室2 中的空气，燃烧室2前面的单向阀关闭。
发动机循环1，由于燃烧室1内的燃气经喷管高速喷出和经传波管高速喷向燃烧室2， 由于惯性在燃烧室1内压强等于大气压时继续喷出，使得燃烧室1内压强小于大气压，于是单 向阀打开，空气流入燃烧室1，此时燃烧室2内喷油燃烧，产生高温高压燃气，单向阀关闭，燃气 经喷管膨胀加速，一部分高速喷出，一部分经传波管高速喷向燃烧室1。
发动机循环2，由于燃烧室2内的燃气经喷管高速喷出和经传波管高速喷向燃烧室 1，由于惯性在燃烧室2内压强等于大气压时继续喷出，使得燃烧室2内压强小于大气压，于是 单向阀打开，空气进入燃烧室2，此时燃烧室1内喷油燃烧，产生高温高压燃气，单向阀关闭，燃 气经喷管膨胀加速，一部分高速喷出，一部分经传波管喷向燃烧室2。发动机经启动进入工作 状态后在发动机循环1和发动机循环2之间循环。
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