CN103807052A - 一种电驱动喷气发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电驱动喷气发动机，属于航空发动机领域。其特征在于：包括进气道、压气机、燃烧室、推进喷管、电源系统；压气机内安装有一台电动机，用于驱动压气机；电动机转子与压气机转子同轴；所述电源系统由太阳能电池、蓄电池为和电源控制器组成；太阳能电池和蓄电池分别通过电路与电源控制器连接；太阳能电池将太阳能转化为电能；蓄电池用于储存电能；电源控制器通过电路将电能输入压气机内的电动机。本发明的优点在于。1）没有涡轮。2)采用电动机驱动压气机。3）采用太阳能电池和蓄电池混合供电。

Description

一种电驱动喷气发动机
技术领域
本发明涉及一种电驱动喷气发动机，属于航空发动机领域。
背景技术
现有的涡轮喷气发动机中，涡轮的作用是将高温、高压燃气热能转变为旋转运动的机械能，驱动压气机旋转。它位于燃烧室，工作条件十分恶劣。生产有实用价值的喷气发动机涡轮几乎成了不可完成的任务，世界上能生产喷气发动机涡轮的公司屈指可数，可悲的是，它们花费了巨大代价生产出来的涡轮，其寿命也只能以小时计算的。
冲压发动机是涡轮喷气发动机的一个替代，它不需要涡轮，构造简单、重量轻、推重比大、成本低，具有较好的经济性。但不能在静止的条件下自行起动，而需要其达到一定飞行速度后才能有效工作。
发明一种不需要涡轮，能在静止的条件下自行起动的喷气发动机，是时之所需。
发明内容
本发明的目的是针对现有的喷气发动机发展需要，提出一种安全高效，使用电驱动压气机的喷气发动机。
本发明是这样实现的：如图1，所述一种电驱动喷气发动机包括进气道、压气机、燃烧室、推进喷管、电源系统组成。压气机内安装有一台电动机，电动机转子与压气机转子同轴，即它们的轴线是吻合的。所述电源系统用于给电动机提供电能，所述电动机用于完全驱动压气机，所谓完全驱动是指压气机只需要所述电动机作为惟一的动力源，不需要涡轮或者其它动力源驱动。所述进气道是空气通道，用于吸入空气，所述压气机用于压缩空气，所述燃烧室用于使空气与燃料混合燃烧，所述推进喷管用于喷出高温气体，产生反作用力。
所述电源系统由太阳能电池、蓄电池为和电源控制器组成。太阳能电池和蓄电池分别通过电路与电源控制器连接；太阳能电池将太阳能转化为电能；蓄电池用于储存电能，蓄电池储存的电能一部分来源于太阳能电池，一部分来源于地面充电；电源控制器通过电路将电能输入压气机内的电动机。电动机驱动压气机转子高速旋转。
从进气道进入的空气，经过压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧；燃气经推进喷管膨胀后，高速向后喷出，产生反作用力，推动飞机飞行。
所述太阳能电池安装在飞机外表的机身、机翼部位。
所述电动机是直流电动机。
所述电动机与压气机转子同步转动。
本发明的优点在于。
1）没有涡轮，明显降低了喷气发动机的生产制作难度；明显降低了喷气发动机的保养难度，增加了喷气发动机的寿命。
2）采用电动机驱动压气机，保证静止的条件下自行起动，同时因为电动机操纵控制简易性，喷气发动机防喘，突然加速等操作变得很简单了。
3）采用太阳能电池和蓄电池混合供电，增加了航程，降低了运营成本，保证了电量供应（当喷气发动机突然加速时，会出现耗电量大增，只靠太阳能电池供电是不够的，蓄电池这时就补充供电；当太阳能电池供电过量时，蓄电池就储存电能）。现有技术中，已有纯电池驱动的飞机，但航程太短，起飞重量很低，没有实用价值，而本发明中，电源系统仅需要驱动压气机，这比驱动飞机需要的力小得多，所以增加了飞机的实用性。现有技术中，太阳能电池已运用航天卫星上，说明太阳能电池可以做得很轻，不会给飞机增加太多重量。
可以看出，安装有本发明所述一种电驱动喷气发动机的飞机，在白天长距离飞行上有明显的优势；如果是晚上飞行，就需要在地面给蓄电池充电，甚至需要一个燃油发电机在空中给蓄电池充电，其优势会有所下降，解决办法是，让飞机加速飞行，使发动机以类似冲压发动机的方式工作，不需要压气机加压。
附图说明
图１一种电驱动喷气发动机示意图。
图中，1进气道，2压气机，2.1压气机转子 3燃烧室，4推进喷管，5电动机，5.1 电动机转子，6太阳能电池， 7电源控制器，8蓄电池。
具体实施方式
下面结合说明书附图1对本发明作进一步描述。
如图1，所述一种电驱动喷气发动机包括进气道（1）、压气机（2）、燃烧室（3）、推进喷管（4）、电源系统组成。压气机（2）内安装有一台电动机（5），电动机转子（5.1）与压气机转子（2.1）同轴。所述电源系统用于给电动机（5）提供电能，所述电动机（5）用于完全驱动压气机（2），所谓完全驱动是指压气机（2）只需要所述电动机（5）作为惟一的动力源，不需要涡轮或者其它动力源驱动。所述进气道（1）用于吸入空气，所述压气机（2）用于压缩空气，所述燃烧室（3）用于使空气与燃料混合燃烧，所述推进喷管（4）用于喷出高温气体，产生反作用力。
电源系统由太阳能电池（6）、蓄电池（8）和电源控制器（7）组成。太阳能电池（6）和蓄电池（8）分别通过电路与电源控制器（7）连接；太阳能电池（6）将太阳能转化为电能；蓄电池（8）用于储存电能，蓄电池（8）储存的电能一部分来源于太阳能电池（6），一部分来源于地面充电。电源控制器（7）通过电路将电能输入压气机（2）内的电动机（5）。电动机（5）驱动压气机转子（2.1）高速旋转。从进气道（1）进入的空气，经过压气机（2）压缩后进入燃烧室（3）与燃料混合燃烧；燃气经推进喷管（4）膨胀后，高速向后喷出，产生反作用力，推动飞机飞行。
太阳能电池（6）安装在飞机外表的机身、机翼部位。
某天上午，一架使用所述一种电驱动喷气发动机的飞机停在跑道上，正准备起飞。工作人员使用充电器给蓄电池（8）充满电。蓄电池（8）在电源控制器（7）控制下开始供电，电动机（5）启动，压气机转子（2.1）高速旋转，从进气道（1）进入的空气，经过压气机（2）压缩后进入燃烧室（3）与燃料混合燃烧；燃气经推进喷管（4）膨胀后，高速向后喷出，产生反作用力，推动飞机起飞。飞机加速前进，穿越云层，到达平流层，飞机高速平稳飞行，需要压气机（2）提供的力下降。在阳光普照下，太阳能电池（6）产生了大量电流，在电源控制器（7）控制下，改为由太阳能电池（6）给电动机（5）供电，多余的电流输送给蓄电池（8），蓄电池（8）由供电变为充电。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围之内即可。

Claims (5)

1.一种电驱动喷气发动机，其特征在于：所述一种电驱动喷气发动机包括进气道、压气机、燃烧室、推进喷管、电源系统；压气机内安装有一台电动机；电动机转子与压气机转子同轴；所述电源系统用于给电动机提供电能，所述电动机用于完全驱动压气机；
所述进气道是空气通道，所述压气机用于压缩空气，所述燃烧室用于使空气与燃料混合燃烧，所述推进喷管用于喷出高温气体，产生反作用力；
所述电源系统由太阳能电池、蓄电池为和电源控制器组成；太阳能电池和蓄电池分别通过电路与电源控制器连接；太阳能电池将太阳能转化为电能；蓄电池用于储存电能；电源控制器通过电路将电能输入压气机内的电动机。
2.根据权利要求1所述的一种电驱动喷气发动机，其特征在于：所述蓄电池储存的电能一部分来源于太阳能电池，一部分来源于地面充电。
3.根据权利要求1所述的一种电驱动喷气发动机，其特征在于：所述太阳能电池安装在飞机外表的机身、机翼部位。
4.根据权利要求1所述的一种电驱动喷气发动机，其特征在于：所述电动机是直流电动机。
5.根据权利要求1所述的一种电驱动喷气发动机，其特征在于：所述电动机与压气机转子同步转动。
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