CN106121861A - 无涡轮高效喷气发动机 - Google Patents
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Abstract
无涡轮高效喷气发动机，一种在喷气发动机前端采用毂型航空活塞发动机驱动压气机产生高压比气流，进入燃烧室爆发后无尾旋的涡轮直接产生高效推力的无涡轮的喷气发动机。
Description
技术领域
喷气和活塞发动机。
背景技术
现代喷气和活塞发动机都有广阔的应用领域。喷气发动机摔倒重比很高，开创了喷气推进的航空业的新纪元。
航空燃气涡轮发动机发展迅猛，涡喷涡扇涡浆涡轴或变循环发动机都以涡轮为核心零部件。涡轮的高温工作环境没有昂贵的稀有金属材料和很高的加工精度是不能制造的。虽有无涡轮的冲压发动机只有进气道、燃烧室和尾喷管3个部件，结构简单、重量轻，但在飞行速度为零时不能启动。喷气发动的燃烧室甚至可以是简单等截面的圆筒，然而进入燃烧室必须的进口高速气流的压比无法在没有涡轮带动压气机的工况下达到了7以上。设计制造涡轮喷气发动机是产业界的主要发展障碍。
发明内容
本发明的无涡轮高效喷气发动机是采用毂形多缸活塞发动机直接驱动压气机工作的。产生压比7以上的高压气流直接进入燃烧室，点火喷油爆发后直接从尾喷管喷出。不设涡轮的本发明的喷气发动机喷出的高温高压气流无旋转气流干扰向前的静推力。喷口气流速度高有效推力增加同时没有涡轮也节省了冷却涡轮通常需要的占压气机总功率大约30％的能量损失。涡轮本身功率也消耗接近14％，这两项耗能大约占据涡轮喷气发动机总功率的39％.由于不设涡轮的本发明节省涡轮的功率损耗至少三分之一，故名高效。
本发明的发动机是十分简单的，没有精密的涡轮叶片，涡轮轴，涡轮水冷系统甚至燃烧室也类似冲压航空发动机的等截面的圆筒形，喷口也是高速气流惯用的简单收敛型。
毂形航空活塞发动机中国已公开发明专利，如果单机功率不够可用多台串联提供压气机所需要的是足够的功率。
活塞发动机的活塞气缸轴承等摩擦零部件均采用金属陶瓷材料制造。陶瓷活塞发动机的排气背压高本发明的应用过程当中的规避方法是将高背压的活塞发动机的废气引入喷气尾喷管内做再次加燃料引燃减少废气污染和增加喷管内的推力，既有耐久性高又有燃气再利用的双重功效。活塞发动机的转速采用双台阶圆弧齿轮增速口使驱动压气机的转速可以达到10万轮以上，不比涡轮的驱动功率少。轴流、斜流或离心压气机都可以采用。
陶瓷活塞发动机、双圆弧齿轮增速器的使用寿命成倍高于传统活塞航空发动机、予测使用寿命不低于三万小时。没有涡轮喷气发动机近十万小时的高寿命但动高出活塞发动机近十几倍以上。由于结构简单，材料便宜，生产方便总体而言性价比仍是现有技术的先进水平。有广泛应用前景和普通的实用价值。
综上所述涡轮喷气发动机独领风骚的时代将不复存在。没有涡轮的喷气发动机的飞机将占有相当份额。
附图说明
附图1无涡轮高效喷气发动机结构示意图
附图2无涡轮商效喷气发动机原理示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本发明的一个实施例是一台2600KW的无涡轮的高效喷气发动机。图1是该发动机结构示意图。图中空气进口12，压气机叶轮5，毂形活塞航空发动机1、2、3和4。4台同轴串联安装可以产生1200KW的压气机驱动用的功率。高压压气机叶轮6是多级叶轮的可产生压比高达20.图1中喷气发动机的外壳体10可与航空器相关位置安装联结。喷口11是高温高压气流的出口，图1中原来在图标9位置安装的涡轮已经空出。燃烧室仍是多管环形的如图中7和8所示。
毂形航空活塞发动机1、2、3和4每台功率300KW，发动机工作容积是六缸3升。发动机主轴带有速比16的增速器，使压气机的转速可达到16万转/分钟。
活塞航空发动机驱动两级压气机取代传统涡轮带动压气机的方式是相对简单的。可以实现喷气发动机的广泛应用。
图2是本发明的无涡轮高效发动机原理示意图。
从图2中可以看出一台发动的上半部剖示示意图。图中1是空气进口，3是压气机，4是燃烧室，5是已不在本发明中采用的涡轮位置，喷气出口2，发动机外壳6等。
外壳6上端在图中标出了喷气发动机的截面符号。喷气发动机理想循环由4个热力过程组成：0-3等熵压缩；3-4等压加热；4-9等熵膨胀；9-0等压放热。
从热力过程原理中本发明采用独立的活塞航空发动机发出的功率驱动压气机产生等熵等压的全部理想循环是符合热力学原理的。
Claims (8)
1.一种在压气机前端和压气机叶轮中心部位安装毂形航空活塞发动驱动压气机，产生高压气流进入燃烧室爆发后在不设涡轮的尾部喷口直接喷入大气产生无旋流的静推力的高效无涡轮的喷气发动机。
2.根据权利要求1所述的驱动压气机的毂形航空活塞发动机的输出轴装有大速比的增速器。
3.根据权利要求1所述的喷气发动机的燃烧室是以圆筒形截面类似冲压发动机为特征的。
4.根据权利要求1所述的驱动压气机工作的活塞发动机的主要零部件是用金属陶瓷材料制造的。
5.驱动压气机所需功率是以活塞发动机多台串联为特征的。
6.活塞发动机的排气系统可引入喷筒内再燃，减少污染和增加整机热效率。
7.如权利要求1所述的无涡轮高效喷气发动机的压气机是轴流式多级、斜流式或离心式压气机。压缩机与活塞航空发动机的增速器同心同轴联接。
8.如权利要求1所述的无涡轮喷气发动机驱动压气机的航空活塞发动机是多缸毂形的轴向尺寸小的己公开中国发明专利CN2014102909930为依据制造的。
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