CN106337738B - 连续旋转爆震坦克 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续旋转爆震坦克，其包括动力装置和坦克主体。动力装置包括外壳、中心体、旋转爆震燃烧室、油路组件、点火器以及驱动机构。外壳具有空气入口和排气口。中心体具有沿中心体的轴向贯穿中心体的中间通孔。旋转爆震燃烧室套设于中心体并固定连接于外壳，外壳的空气入口连通于旋转爆震燃烧室。油路组件受控连通于旋转爆震燃烧室。点火器固定设置于旋转爆震燃烧室，以用于对进入旋转爆震燃烧室内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构的动力涡轮在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动以用于对坦克主体做功。由于采用了旋转爆震技术，其燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命。

Description

连续旋转爆震坦克

技术领域

本发明涉及动力技术领域，尤其涉及一种连续旋转爆震坦克。

背景技术

坦克是陆军作战的重要装备，而动力系统是坦克的核心，目前，俄罗斯的T-80系列主战坦克和美国的M1系列主战坦克已经装备燃气轮机作为主动力装置了近五十年，我国第一台坦克用燃气轮机也于2014年试车并获得圆满成功，可见燃气轮机有望在未来成为坦克装备的主要动力装置。伴随着高功率密度柴油机的出现，燃气轮机和柴油发动机的优劣问题存在很大的争议，传统的燃气轮机有着功率大、体积小、重量轻等优点，而且拥有很好的起动性能，同时，坦克燃气轮机耗油量大的缺点也非常明显，对持续作战和后勤补给供应造成很大困难，成为争论的焦点。对燃气轮机进行技术改进，提高性能一直是坦克动力装置的主要发展方向。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种连续旋转爆震坦克，其动力装置的燃烧效率高、稳定性和可靠性好、节省了燃料、延长了使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供了一种连续旋转爆震坦克，其包括动力装置和坦克主体。动力装置为坦克主体提供动力，包括外壳、中心体、旋转爆震燃烧室、油路组件、点火器以及驱动机构。

外壳具有：空气入口，设置于外壳的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口，设置于外壳的后端。中心体呈柱状，固定设置于外壳的中部，且具有沿中心体的轴向贯穿中心体的中间通孔。旋转爆震燃烧室套设于中心体并固定连接于外壳，且外壳的空气入口连通于旋转爆震燃烧室，以向旋转爆震燃烧室供入空气。油路组件受控连通于旋转爆震燃烧室，以向旋转爆震燃烧室提供燃料。点火器固定设置于旋转爆震燃烧室，以用于对进入旋转爆震燃烧室内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。驱动机构包括：第一压气用组件，穿设于中心体的中间通孔，用于压缩进入外壳中的空气；第二压气用组件，穿设于第一压气用组件中，用于进一步压缩进入外壳中的空气；动力涡轮，在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动；以及传动轴，一端连接于动力涡轮，而另一端连接于坦克主体，以使动力涡轮对坦克主体做功。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，动力装置采用连续流动的气体作为工作介质，通过将外部大气和燃料送入旋转爆震燃烧室中混合并旋转爆震燃烧以产生高温高压燃气，然后利用高温高压燃气对驱动机构的第一压气用组件、动力涡轮以及第二压气用组件膨胀做功。此时高温高压燃气的一部分热能转化为动力涡轮的机械能而使动力涡轮旋转运动。由于动力涡轮经由传动轴连接于坦克主体，从而实现动力涡轮对坦克主体做功。本发明的连续旋转爆震坦克基于采用了旋转爆震技术，其与传统的缓燃燃烧相比，具有更高的燃烧效率，节省了燃料。此外，旋转爆震燃烧更加稳定，提高了动力装置的稳定性和可靠性，延长了使用寿命。

附图说明

图1是根据本发明的连续旋转爆震坦克的整体结构示意图；

图2是图1中的第一压气用组件的结构示意图；

图3是图1中的动力涡轮的结构示意图；

图4是图1中的第二压气用组件的结构示意图；

图5是图1中的内侧环形分流板与外侧环形分流板的整体结构立体图；

图6是图5的变形图；

图7是沿图1中A-A线切分后的剖视图；

图8是沿图1中B-B线切分后的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1动力装置 16131中间穿孔

11外壳 162动力涡轮

111空气入口 163传动轴

112排气口 164第二压气用组件

12中心体 1641第二压气机

121中间通孔 1642第二涡轮

122外壁面 1643第二转轴

13旋转爆震燃烧室 17内侧环形分流板

131进气口 171开孔

132内壁 18外侧环形分流板

133外壁 181开口

134出气口 19掺混室

135环形燃烧腔 C1第一轴承

14油路组件 C2第二轴承

141供油管路 T1第一气流通道

142燃料管 T2第二气流通道

143喷嘴 F1第一可调导向器

15点火器 F2第二可调导向器

16驱动机构 P排气管

161第一压气用组件 G锅炉

1611第一压气机 2坦克主体

1612第一涡轮 3减速器

1613第一转轴

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本发明的连续旋转爆震坦克。

参照图1至图8，根据本发明的连续旋转爆震坦克，其包括动力装置1和坦克主体2(这里主要指坦克的履带或轮胎)。动力装置1为坦克主体2提供动力，包括外壳11、中心体12、旋转爆震燃烧室13、油路组件14、点火器15以及驱动机构16。

外壳11具有：空气入口111，设置于外壳11的前端，呈环形，连通外部大气；以及排气口112，设置于外壳11的后端。中心体12呈柱状，固定设置于外壳11的中部，且具有沿中心体12的轴向贯穿中心体12的中间通孔121。旋转爆震燃烧室13套设于中心体12并固定连接于外壳11，且外壳11的空气入口111连通于旋转爆震燃烧室13，以向旋转爆震燃烧室13供入空气。油路组件14受控连通于旋转爆震燃烧室13，以向旋转爆震燃烧室13提供燃料。点火器15固定设置于旋转爆震燃烧室13，以用于对进入旋转爆震燃烧室13内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧。

驱动机构16包括：第一压气用组件161，穿设于中心体12的中间通孔121，用于压缩进入外壳11中的空气；第二压气用组件164，穿设于第一压气用组件161中，用于进一步压缩进入外壳11中的空气；动力涡轮162，在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动；以及传动轴163，一端连接于动力涡轮162，而另一端连接于坦克主体2，以使动力涡轮162对坦克主体2做功。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，动力装置1采用连续流动的气体作为工作介质，通过将外部大气和燃料送入旋转爆震燃烧室13中混合并旋转爆震燃烧以产生高温高压燃气，然后利用高温高压燃气对驱动机构16的第一压气用组件161、动力涡轮162以及第二压气用组件164膨胀做功。此时高温高压燃气的一部分热能转化为动力涡轮162的机械能而使动力涡轮162旋转运动。由于动力涡轮162经由传动轴163连接于坦克主体2，从而实现动力涡轮162对坦克主体2做功。本发明的连续旋转爆震坦克基于采用了旋转爆震技术，其与传统的缓燃燃烧相比，具有更高的燃烧效率，节省了燃料。此外，旋转爆震燃烧更加稳定，提高了动力装置1的稳定性和可靠性，延长了使用寿命。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图1，连续旋转爆震坦克还可包括：减速器3，设置于动力涡轮162与坦克主体2之间的传动轴163上，动力涡轮162经由减速器3连接于坦克主体2以对坦克主体2做功。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图2，第一压气用组件161可包括：第一压气机1611，设置于旋转爆震燃烧室13的上游；第一涡轮1612，设置于旋转爆震燃烧室13的下游；以及第一转轴1613，穿设中心体12的中间通孔121，用于连接第一压气机1611和第一涡轮1612。其中，旋转爆震燃烧室13中排出的高温高压燃气对第一涡轮1612膨胀做功，第一涡轮1612旋转运动并通过第一转轴1613带动第一压气机1611工作以对进入外壳11中的空气进行压缩。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1，第一转轴1613可通过第一轴承C1连接于中心体12。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图4，第一转轴1613可具有沿中心体12的轴向贯穿第一转轴1613的中间穿孔16131。第二压气用组件164还可包括：第二压气机1641，设置于第一压气机1611的上游；第二涡轮1642，设置于第一涡轮1612的下游；以及第二转轴1643，穿设于第一转轴1613的中间穿孔16131，用于连接第二压气机1641和第二涡轮1642。在该实施例中，动力涡轮162和减速器3均直接安装于传动轴163。其中，旋转爆震燃烧室13中排出的高温高压燃气对第二涡轮1642膨胀做功，第二涡轮1642旋转运动并通过第二转轴1643带动第二压气机1641工作以对经由第一压气机1611压缩后的空气进行进一步压缩。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1，第二转轴1643可通过第二轴承C2连接于第一转轴1613。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1，旋转爆震燃烧室13可具有：进气口131；内壁132，与中心体12的外壁面122之间形成有第一气流通道T1；外壁133，与内壁132一起形成旋转爆震燃烧室13的环形燃烧腔135，外壳11的空气入口111经由进气口131连通于环形燃烧腔135以向环形燃烧腔135供入空气，且外壁133与外壳11之间形成有第二气流通道T2；以及出气口134，供旋转爆震燃烧后的气体排出旋转爆震燃烧室13。其中，流经第一气流通道T1和第二气流通道T2中的空气主要用于冷却旋转爆震燃烧室13。

在这里补充说明的是，与传统的动力装置的燃烧室相比，本发明的连续旋转爆震坦克中的旋转爆震燃烧室13的尺寸相对较小，从而缩小了动力装置1的整体尺寸。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图1，旋转爆震燃烧室13的前部可为中间窄两头大的不规则变形腔体(用于改变经由进气口131进入的空气的压力)，而尾部(指环形燃烧腔135部分)可为规则的圆柱形腔体(用于旋转爆震燃烧)。这里，由于旋转爆震燃烧室13的尾部为等截面的，因此在环形燃烧腔135中的燃烧过程由一般的等压燃烧变为近似等容燃烧，显著提高了燃烧效率、燃烧速度快，进而能够为坦克主体2提供更大的动力。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：内侧环形分流板17，设置于第一气流通道T1入口处，用于调节进入第一气流通道T1内的空气流量。

在一实施例中，参照图6和图7，内侧环形分流板17可为单层板，单层板上贯穿设置有开孔171以使空气进入第一气流通道T1。

在一实施例中，参照图5和图7，内侧环形分流板17可为双层板，各层板上均贯穿设置有开孔171以使空气进入第一气流通道T1。其中，双层板中的其中一层板固定连接于中心体12和旋转爆震燃烧室13的内壁132，而另一层板能够旋转运动以调节进入第一气流通道T1的空气流量。这里，内侧环形分流板17基于双层板中的两层之间的错位来改变开孔171的大小，进而实现空气流量的调节。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：外侧环形分流板18，设置于第二气流通道T2入口处，用于调节进入第二气流通道T2内的空气流量。

在一实施例中，参照图6和图7，外侧环形分流板18可为单层板，单层板上贯穿设置有开口181以使空气进入第二气流通道T2。

在一实施例中，参照图5和图7，外侧环形分流板18可为双层板，各层板上均贯穿设置有开口181以使空气进入第二气流通道T2。其中，双层板中的其中一层板固定连接于外壳11和旋转爆震燃烧室13的外壁133，而另一层板能够旋转运动以调节进入第二气流通道T2的空气流量。这里，外侧环形分流板18基于双层板中的两层之间的错位来改变开口181的大小，进而实现空气流量的调节。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1和图8，油路组件14可包括：供油管路141；燃料管142，设置于旋转爆震燃烧室13的外壁133，连通于供油管路141和旋转爆震燃烧室13的环形燃烧腔135；以及多个喷嘴143，贯穿设置于旋转爆震燃烧室13的外壁133的与燃料管142对应的位置，以使燃料管142内的燃料经由喷嘴143进入旋转爆震燃烧室13。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1，动力装置1还可包括：掺混室19，连通第一气流通道T1、第二气流通道T2和旋转爆震燃烧室13的出气口134，以使冷却的空气与旋转爆震燃烧后的气体掺混。

根据本发明的连续旋转爆震坦克，在一实施例中，参照图1，动力装置1还可包括：第一可调导向器F1，固定设置于外壳11的空气入口111处；以及第二可调导向器F2，固定设置于动力涡轮162的入口处。第一可调导向器F1用于调节进入外壳11中的空气的流动方向，而第二可调导向器F2用于调节进入动力涡轮162中的高温高压燃气的流动方向以控制动力涡轮162的转速和转动方向(如制动情况下)。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1，连续旋转爆震坦克还可包括：排气管P，设置在外壳11尾部的排气口112处以将动力装置1排出的尾气引出。由于本发明的连续旋转爆震坦克采用了爆震燃烧技术，燃烧比较充分，导致产生的尾气中氮氧化物等空气污染物的含量明显降低，从而减少了对环境的污染。

在根据本发明的连续旋转爆震坦克中，参照图1，连续旋转爆震坦克还可包括：锅炉G，连通于排气管P以使排气管P中的尾气对锅炉G进行加热，以实现废热的再利用，从而节约了能源。如，锅炉G中产生的蒸汽可以用于为连续旋转爆震坦克发电或供暖。

Claims (7)

1.一种连续旋转爆震坦克，包括：

坦克主体(2)；

动力装置(1)，为坦克主体(2)提供动力；

其特征在于，动力装置(1)包括：

外壳(11)，为单个的一体式的筒体，具有：

空气入口(111)，设置于外壳(11)的前端，呈环形，连通外部大气；以及

排气口(112)，设置于外壳(11)的后端；

中心体(12)，呈柱状，固定设置于外壳(11)的中部，且具有沿中心体(12)的轴向贯穿中心体(12)的中间通孔(121)；

旋转爆震燃烧室(13)，套设于中心体(12)并固定连接于外壳(11)，具有：

进气口(131)；

内壁(132)，呈环形，与中心体(12)的外壁面(122)之间形成有第一气流通道(T1)；

外壁(133)，呈环形，与内壁(132)一起构成旋转爆震燃烧室(13)的单个的环形燃烧腔(135)，外壁(133)与外壳(11)之间形成有第二气流通道(T2)；以及

出气口(134)，供旋转爆震燃烧后的气体排出旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；

油路组件(14)，包括：

供油管路(141)；

燃料管(142)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)，连通于供油管路(141)和旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；

以及

多个喷嘴(143)，贯穿设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)的与燃料管(142)对应的位置并直接伸入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)，以使燃料管(142)内的燃料经由喷嘴(143)直接进入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)；

点火器(15)，位于喷嘴(143)的下游并固定设置于旋转爆震燃烧室(13)的外壁(133)，以用于对进入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)内的燃料和空气形成的燃气进行点火，进而燃气旋转爆震燃烧；

驱动机构(16)，包括：

第一压气用组件(161)，穿设于中心体(12)的中间通孔(121)，用于压缩进入外壳(11)中的空气，包括设置于旋转爆震燃烧室(13)上游的第一压气机(1611)，第一压气机(1611)的下游侧与第一气流通道(T1)、第二气流通道(T2)以及旋转爆震燃烧室(13)的进气口(131)直接相邻；

第二压气用组件(164)，穿设于第一压气用组件(161)中，用于压缩进入外壳(11)中的空气，包括设置于第一压气机(1611)上游的第二压气机(1641)，第二压气机(1641)的上游侧与外壳(11)的空气入口(111)直接相邻，且第二压气机(1641)的下游侧与第一压气机(1611)的上游侧直接相邻，经由外壳(11)的空气入口(111)进入的空气由第二压气机(1641)和第一压气机(1611)压缩后直接进入旋转爆震燃烧室(13)的进气口(131)以供入旋转爆震燃烧室(13)的环形燃烧腔(135)，经由各喷嘴(143)进入环形燃烧腔(135)的燃料的方向与经由进气口(131)供入环形燃烧腔(135)的空气的方向垂直并直接混合燃烧；

动力涡轮(162)，在旋转爆震燃烧后的气体驱动下旋转运动；以及

传动轴(163)，一端连接于动力涡轮(162)，而另一端连接于坦克主体(2)，以使动力涡轮(162)对坦克主体(2)做功；

掺混室(19)，位于旋转爆震燃烧室(13)和动力涡轮(162)之间，直接相邻并直接连通第一气流通道(T1)、第二气流通道(T2)和旋转爆震燃烧室(13)的出气口(134)，以使从第一气流通道(T1)和第二气流通道(T2)出来的冷却的空气与从旋转爆震燃烧室(13)的出气口(134)排出的旋转爆震燃烧后的气体掺混。

2.根据权利要求1所述的连续旋转爆震坦克，其特征在于，连续旋转爆震坦克还包括：减速器(3)，设置于动力涡轮(162)与坦克主体(2)之间的传动轴(163)上，动力涡轮(162)经由减速器(3)连接于坦克主体(2)以对坦克主体(2)做功。

3.根据权利要求1所述的连续旋转爆震坦克，其特征在于，第一压气用组件(161)还包括：

第一涡轮(1612)，设置于旋转爆震燃烧室(13)的下游；以及

第一转轴(1613)，穿设中心体(12)的中间通孔(121)，用于连接第一压气机(1611)和第一涡轮(1612)。

4.根据权利要求3所述的连续旋转爆震坦克，其特征在于，

第一转轴(1613)具有沿中心体(12)的轴向贯穿第一转轴(1613)的中间穿孔(16131)；

第二压气用组件(164)还包括：

第二涡轮(1642)，设置于第一涡轮(1612)的下游；以及

第二转轴(1643)，穿设于第一转轴(1613)的中间穿孔(16131)，用于连接第二压气机(1641)和第二涡轮(1642)。

5.根据权利要求1所述的连续旋转爆震坦克，其特征在于，动力装置(1)还包括：

内侧环形分流板(17)，设置于第一气流通道(T1)入口处，用于调节进入第一气流通道(T1)内的空气流量。

6.根据权利要求1所述的连续旋转爆震坦克(1)，其特征在于，动力装置(1)还包括：

外侧环形分流板(18)，设置于第二气流通道(T2)入口处，用于调节进入第二气流通道(T2)内的空气流量。

7.根据权利要求1所述的连续旋转爆震坦克，其特征在于，动力装置(1)还包括：

第一可调导向器(F1)，固定设置于外壳(11)的空气入口(111)处；以及

第二可调导向器(F2)，固定设置于动力涡轮(162)的入口处。