CN101353971A - 核能飞机发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核能飞机发动机，包括加速器系统和发动机系统，发动机系统的支架分前端部和后端部，中间形成第1空腔；进气扇叶安装于后端部，扇叶轴中空，管子从中穿过并从前端伸出，扇叶轴前端伸出支架；扇叶轴和涡轮轴通过安装孔安装在椭圆形轴上；涡轮轴与涡轮转子固连安装在支架的前端部；支架的后端部在扇叶轴的外围形成第2空腔，连接外部水源并设有进水孔，在第2空腔外部的支架上，设有通气孔，连接进气空间和第1空腔；管子连接加速器系统的加速管上的小管子。本发明利用核聚变产生的巨大能量使得水汽化、膨胀，和压缩空气一起推动涡轮转动，从而产生动力。结构简单，体积小，消耗能源非常少，可用在飞机或其他的运输工具上，环保经济。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机，具体讲是涉及一种利用核反应产生的巨大热量使水蒸发，形成推力的核能飞机发动机，属于核工业技术领域。
背景技术
目前，随着社会经济和科学技术的不断发展，交通运输越来越发达，飞机、汽车越来越普及。这些交通工具在方便人们生活的同时，也消耗了大量的石油能源，产生的废气对环境也造成了很大的污染。现在的油价也越来越贵，运输成本也越来越大，人们急需一种新型的节约能源的发动机，来替代目前越来越少的石油。
目前的发动机，基本结构是由汽缸、活塞、连杆、曲轴等部件组成，利用燃料燃烧产生的能量推动活塞、连杆、曲轴对外做功，这些发动机离不开燃料，要消耗大量的石油。现在也有使用核动力的，主要用于军事上，比如核动力航母、军舰、潜艇等，核动力装置由于其存在较大的安全风险，并且受其能量传输过程的限制，体积做得都是非常的大，安全措施也较多，成本较大，而且所使用的原料(浓缩铀等)也不是很丰富，废料对环境的污染更是难以估量。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节约能源、环保安全的核能飞机发动机，利用核反应产生的巨大能量，将水汽化，形成推力。
为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：
一种核能飞机发动机，其特征在于包括加速器系统和发动机系统，所述的发动机系统包括外壳21、支架22、涡轮转子23、涡轮轴24、椭圆形轴25、管子26、进气扇叶28、齿轮组29和传动轴30；所述的支架22分前端部和后端部，中间形成第1空腔；所述的进气扇叶28安装于支架22的后端部，扇叶轴27为中空，管子26从扇叶轴27中间穿过，并从扇叶轴27的前端伸出，扇叶轴27的前端伸出支架22，扇叶轴27的后端装有齿轮组29，通过齿轮组29传动带动传动轴30转动，对外输出功率；所述的椭圆形轴25，其两端设有安装孔，所述的扇叶轴27的前端和涡轮轴24的后端分别通过安装孔安装在椭圆形轴25上；所述的涡轮转子23与涡轮轴24固连，涡轮轴24安装在支架22的前端部；所述的支架22的后端部在扇叶轴27的外围形成第2空腔，在第2空腔的前端，朝向椭圆形轴25的方向，设有进水孔32，第2空腔连接外部水源，在第2空腔外部的支架22上，设有通气孔31，所述的通气孔31连接进气扇叶28所处的空间和第1空腔；所述的管子26连接加速器系统的加速管6上的小管子13。
前述的核能飞机发动机，其特征在于所述的进水孔32为多个，其出口朝向为椭圆形轴25的中心点。
前述的核能飞机发动机，其特征在于所述的椭圆形轴25内设有供散热水流动的孔径，扇叶轴27上也设有孔径，第2空腔内的水通过扇叶轴27上的孔径给椭圆形轴25提供循环散热水。
前述的核能飞机发动机，其特征在于所述的涡轮轴24为中空，管子40从涡轮轴24中间穿过，并从涡轮轴24的前端伸出，涡轮轴24的前端伸出支架22，支架22在涡轮转子23的后部部分形成燕尾形，在支架22的燕尾形的底部，设有朝向管子40出口方向的进水孔41；在第2空腔上还设有朝向椭圆形轴25中心点的进气孔42，在燕尾形的上下两边设有通向涡轮转子23的孔径43。。
前述的核能飞机发动机，其特征在于所述的加速管6为耐高压非金属不导电的材料制成。
前述的核能飞机发动机，其特征在于所述的进水孔，其中喷出的水雾中增加黑色或深色染色剂。
前述的核能飞机发动机，其特征在于在所述的的支架的内壁设有中子反射层。
本发明的有益效果是：本发明利用被加速的带电粒子束撞击水分子，氢离子与撞击到水分子中的氢元素后产生核聚变，核聚变产生的巨大能量使得周围的水汽化、膨胀，和压缩空气一起推动涡轮转动，从而产生动力。本发明结构相对简单，体积小，消耗能源非常少，易于控制，可用在飞机、火箭或其他的运输工具上，甚至可以用在汽车上，环保经济。
附图说明
图1是本发明的核能飞机发动机的加速器系统的原理图；
图2是本发明实施例1的发动机的结构图；
图3为图2中A向视图；
图4为本发明的进气扇叶的正面图；
图5是本发明实施例2的发动机的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作具体的介绍。
图1是本发明的核能飞机发动机的加速器系统的原理图。如图所示，本发明的加速器系统，包括：变压器1、2、3、7、8、9、10，全桥整流器11，加速管6，真空管14，变压器1、2、3、7、8、9、10的变压比为1∶200。220V交流电经过变压器1、2、3升压，可以达到17.6亿V。在现有技术中，17.6亿V交流电不容易被整流，如果用高压硅堆用芯片实现，要达到如此高的电压，高压硅堆用芯片要高达176万个，而且极易击穿绝缘材料。本发明利用变压器原理与高压硅堆组合制成超高压整流器，图中变压器7、8组成变压器组5，变压器9、10组成变压器组4。变压器组5与全桥整流器11组成超高压整流器。加速管6外面分段绕有分段线圈，分段线圈的两端分别接变压器和全桥整流器11的输出，其接法保证每个分段线圈产生的磁场方向一致。在加速管6的外面用真空管14封闭。
220V交流电被一次升压后，达到44000V，经全桥整流器11整流，其负极接末节分段线圈；经第2次升压后，达到880万V，输出接变压器7、8的大线圈。当变压器7的大线圈电压为负极，并与小线圈中的负极电压相等时，小线圈中不产生感应电压，，只有负极电压，大线圈中负极电压从一端流向另一端。当大线圈中为正极电压时，会对小线圈做功。为了不浪费电能，把这段线路接到加速管6上的分段线圈上。分段线圈要比变压器线圈细。变压器8也是同样的道理，只是整流出正极，在此就不赘述。
从加速管6的进气端12注入适量的氢气和其它质量较轻的气体的混合气体(这样可以更好地控制核聚变反应，可以不设下面提到的偏转，直接引出)，在加速管6中，氢气被高压电电离，形成带电粒子束。带电粒子束在分段线圈的磁场作用下，不断地被加速，直至达到非常高的速度。在加速管6的末端偏转处设置小管子13，用于控制带电粒子束的能量，进而控制氢核聚变产生的巨大能量。加速管6中不能进入空气，空气质量大，会阻碍氢在短距离中的加速。加速管6外面用真空管14封闭，这样，就不会有空气靠近加速管6，空气不会被加速，不会对加速器系统造成影响。
实施例1
图2是本发明实施例1的发动机的结构图。如图所示，本发明的发动机系统包括外壳21、支架22、涡轮转子23、涡轮轴24、椭圆形轴25、管子26、进气扇叶28、齿轮组29和传动轴30。支架22分前端部和后端部，中间形成第1空腔。进气扇叶28安装于支架22的后端部，扇叶轴27为中空，管子26从扇叶轴27中间穿过，并从扇叶轴27的前端伸出，扇叶轴27的前端伸出支架22，扇叶轴27的后端装有齿轮组29，通过齿轮组29传动带动传动轴30转动，对外输出功率。椭圆形轴25的两端设有安装孔，扇叶轴27的前端和涡轮轴24的后端分别通过安装孔安装在椭圆形轴25上。涡轮转子23与涡轮轴24固连，涡轮轴24安装在支架22的前端部。支架22的后端部在扇叶轴27的外围形成第2空腔，在第2空腔的前端，朝向椭圆形轴25中心点的方向，设有进水孔32，第2空腔连接外部水源，在第2空腔外部的支架22上，设有通气孔31，通气孔31连接进气扇叶28所处的空间和第1空腔。管子26连接加速器系统的加速管6上的小管子13。
经加速器系统加速的带电粒子束从管子26进入发动机系统，从管子26的前端射出。水经第2空腔→支架22上的进水孔32→第1空腔，射向椭圆形轴25的中心点，高速带电粒子束撞击水分子，氢离子撞击到水分子中的氢元素后形成核聚变反应。也可以在进水孔32的边上增设进气孔，喷出氢气，氢离子与氢气产生核聚变反应，在进水孔中喷出水雾。氢核聚变反应会产生巨大的能量，将剩余的水加热、蒸发，蒸发的水使得第1空腔内的压力急剧增加。同时，进气扇叶28转动，产生的压缩空气经通气孔31进入第1空腔。压缩空气在水蒸气的作用下，压力进一步增大，迅速地经涡轮转子23向外排除，产生推动力，并推动涡轮转子23转动。涡轮转子23转动带动涡轮轴24转动，并经椭圆形轴25带动扇叶轴27转动。扇叶轴27安装在进气扇叶28上，带动进气扇叶28转动。在扇叶轴27的后端装有齿轮组29，扇叶轴27的转动经齿轮组29传动，带动传动轴30转动，同时对外做功。传动轴30可以外接发电机或其它负载。
喷进的水中可以增加黑色或其他深色染色剂，以增加热量吸收效果，易于蒸发。进水孔32可以是对称的2个，也可以是多个，以增加进水效果。椭圆形轴25内设可有供散热水流动的孔径，同时，扇叶轴27上也设有孔径，第2空腔内的水通过扇叶轴27上的孔径给椭圆形轴25提供循环散热水，以防止椭圆形轴25过热。加速管6用穿磁性好、耐高压非金属不导电的材料制成。
实施例2
本实施例是在上述实施例的基础上进一步的改进，基本结构同上述实施例，在支架前端和涡轮轴上做了改进。
图5是本发明实施例2的发动机的结构图。如图所示，在本实施例中，涡轮轴24为中空，管子40从涡轮轴24中间穿过，并从涡轮轴24的前端伸出，涡轮轴24的前端伸出支架22，支架22在涡轮转子23的后部部分形成燕尾形，在支架22的燕尾形的底部，设有朝向管子40出口方向的进水孔41。管子40和和管子26同轴。在第2空腔朝向椭圆形轴25的中心设有进气孔42，进水孔32中喷出水雾。在燕尾形的上下两边，设有通向涡轮转子的孔径43，蒸发的水蒸气通过孔径压迫涡轮转子后端的外轴，减轻涡轮转子的后坐力。
这样，高速带电粒子束进入第1空腔后，与氢气撞击，发生核聚变反应，产生的高温将水雾蒸发，与压缩空气共同作用，从涡轮转子排出，产生推动力。
另外，在第1空腔中未能撞击氢气、还具有巨大能量的带电粒子束以及撞击产生的带有巨大能量的氢原子进入管子40中，从出口射出。从进水孔41中射出的水，被带电粒子束或氢原子撞击，在燕尾形支架中发生同第1空腔内的氢核聚变，进一步增加动力，并且从分利用带电粒子束。
为防止核聚变中产生中子对外界产生污染或伤及无辜，在支架的内壁上设有中子反射层。为了控制核聚变的能量，可以用包含某些物质的水溶液代替纯水。由于水溶液中水分子要少，因此撞击的几率要小，更易控制。
图3为图2中A向视图，示意了涡轮转子前的进气通道的形状。图4为本发明的进气扇叶的正面图。
本发明结构简单，体积小，可以应用于飞机、火箭上，甚至是汽车上，易于控制，在军事等领域有很大的用处。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1、核能飞机发动机，其特征在于包括加速器系统和发动机系统，所述的发动机系统包括外壳(21)、支架(22)、涡轮转子(23)、涡轮轴(24)、椭圆形轴(25)、管子(26)、进气扇叶(28)、齿轮组(29)和传动轴(30)；所述的支架(22)分前端部和后端部，中间形成第1空腔；所述的进气扇叶(28)安装于支架(22)的后端部，扇叶轴(27)为中空，管子(26)从扇叶轴(27)中间穿过，并从扇叶轴(27)的前端伸出，扇叶轴(27)的前端伸出支架(22)，扇叶轴(27)的后端装有齿轮组(29)，通过齿轮组(29)传动带动传动轴(30)转动，对外输出功率；所述的椭圆形轴(25)，其两端设有安装孔，所述的扇叶轴(27)的前端和涡轮轴(24)的后端分别通过安装孔安装在椭圆形轴(25)上；所述的涡轮转子(23)与涡轮轴(24)固连，涡轮轴(24)安装在支架(22)的前端部；所述的支架(22)的后端部在扇叶轴(27)的外围形成第2空腔，在第2空腔的前端，朝向椭圆形轴(25)的方向，设有进水孔(32)，第2空腔连接外部水源，在第2空腔外部的支架(22)上，设有通气孔(31)，所述的通气孔(31)连接进气扇叶(28)所处的空间和第1空腔；所述的管子(26)连接加速器系统的加速管(6)上的小管子(13)。
2、根据权利要求1所述的核能飞机发动机，其特征在于所述的进水孔(32)为多个，其出口朝向为椭圆形轴(25)的中心点。
3、根据权利要求1所述的核能飞机发动机，其特征在于所述的椭圆形轴(25)内设有供散热水流动的孔径，扇叶轴(27)上也设有孔径，第2空腔内的水通过扇叶轴(27)上的孔径给椭圆形轴(25)提供循环散热水。
4、根据权利要求1所述的核能飞机发动机，其特征在于所述的涡轮轴(24)为中空，管子(40)从涡轮轴(24)中间穿过，并从涡轮轴(24)的前端伸出，涡轮轴(24)的前端伸出支架(22)，支架(22)在涡轮转子(23)的后部部分形成燕尾形，在支架(22)的燕尾形的底部，设有朝向管子(40)出口方向的进水孔(41)；在第2空腔上还设有朝向椭圆形轴(25)中心点的进气孔(42)，在燕尾形的上下两边设有通向涡轮转子(23)的孔径(43)。
5、根据权利要求1所述的核能飞机发动机，其特征在于所述的加速管(6)为耐高压非金属不导电的材料制成。
6、根据权利要求1所述的核能飞机发动机，其特征在于所述的进水孔，其中喷出的水雾中增加黑色或深色染色剂。
7、根据权利要求1-6中任一项所述的核能飞机发动机，其特征在于在所述的的支架(22)的内壁设有中子反射层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20090128 |