CN108278165A - 一种运动方向可调航空发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种运动方向可调航空发动机。包括外筒还套设在外筒内的内筒；所述外筒和内筒为两端设置有开口的中空柱体，包括进气端和出气端；所述外筒的出气端还设置在电磁闸；所述外筒的进气端内还设置有第一风扇；外筒的侧壁还设置有一个开口，并朝向地表；内筒的喷射段外表面还安装有喷射调节装置，用于对喷射段的喷射方向进行控制。本发明的有益效果为：通过在外筒的侧壁还设置开口，在喷射段外表面安装喷射调节装置，配合第一风扇、第二风扇好外筒的出气端的电磁闸，能够改变发动机的气流用于多方向上的做功，改变传统发动机的单向做功，实现高机动性。

Description

一种运动方向可调航空发动机
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种运动方向可调航空发动机。
背景技术
近年来，对于作为航空器发动机的主要构成要素的发动机涵道进行了各种开发，若对于相关的一般的发动机涵道的构成等进行简单的说明，则如下。
一般的发动机涵道具备筒状的核心整流罩(发动机内筒)，在该核心整流罩的内部(内侧)形成有用于吸入空气并排出内涵道喷气的环状的内涵道。另外，在核心整流罩的外侧以包围核心整流罩的方式配设有筒状的发动机舱(发动机外筒)，在发动机舱的内周壁面与核心整流罩的外周壁面之间形成有用于吸入空气并排出外涵道喷气的环状的外涵道。并且，在核心整流罩的外周壁面与发动机舱的内周壁面之间，沿圆周方向隔着间隔配设有作为对于核心整流罩支承发动机舱的构造部件的多个支柱。
传统的发动机外筒和内筒均匀固定设置，无法进行调整。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够实现垂直起飞或者空中悬停等多角度使用，且机动性强的运动方向可调航空发动机。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种运动方向可调航空发动机，包括外筒还套设在外筒内的内筒；所述外筒和内筒为两端设置有开口的中空柱体，包括进气端和出气端；所述外筒与内筒之间的间隙为外涵道，所述内筒内部的通道为内涵道；所述外筒的出气端还设置在电磁闸；
所述内筒还分为进气段、燃烧室段和喷射段；所述内筒内还包括传动轴，所述传动轴贯穿内筒的进气段和燃烧段一直延伸至内筒进气端外，且与内筒同轴心设置；所述外筒的进气端内还设置有第一风扇，内筒的燃烧室段内还设置有涡轮机，所述涡轮机通过传动轴与第一风扇相连；
所述外筒的侧壁还设置有一个开口，所述开口方向与地表垂直，并朝向地表，所述开口内设置有第二风扇；
所述内筒的喷射段为一体式耐高温柔性金属制得，内筒的喷射段外表面还安装有喷射调节装置，用于对喷射段的喷射方向进行控制。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述外筒的开口上还设置有闸门。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述内筒的喷射段由两块形状不同中空金属块活动拼接而成，包括转向块和喷射块，所述转向块为一个横截面与内筒横截面相同，纵截面为三角形；所述喷射块为一个横截面内筒横截面相同，纵截面为四边形；所述内筒与转向块的配合面为斜面。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述喷射口处还安装有可调节喷嘴。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述运动方向可调航空发动机还包括燃油系统，所述燃油系统包括燃油泵、燃油管道、雾化器和火花塞，所述燃油管道、雾化器和火花塞位于燃烧室段内，朝向出气端方向。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述涡轮机还包括多个涡轮叶片，所述涡轮叶片为空心叶片，空心叶片的内部为空心腔，所述燃油管道与空心腔连接。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述燃油管道还延伸至喷射段内。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述喷射段内还设置有火焰稳定器。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述运动方向可调航空发动机还包括高压压气机，安装在传动轴上，位于内筒的进气端与燃烧室段之间；所述高压压气机由多层动叶组成。
进一步的，上述运动方向可调航空发动机中，所述高压压气机的每层动叶之间还设置有静叶，所述静叶的叶片方向与动叶方向相反。
本发明的有益效果在于：通过在外筒的侧壁还设置开口，在喷射段外表面安装喷射调节装置，配合第一风扇、第二风扇好外筒的出气端的电磁闸，能够改变发动机的气流用于多方向上的做功，改变传统发动机的单向做功，实现高机动性；通过外筒的出气端的电磁闸，能够控住外涵道的空气流量，实现控制内外涵道的涵道比，从而实现对不同需求时，不同的燃油燃烧控制；通过使用所述内筒的喷射段配合调节装置，能够使发动机的喷射方向进行多向可调，在提高机动性的同时，能够实现多功能的应用；通过使用一体式的喷射段，能够简化结构，整体减重，提高发动机效率。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种运动方向可调航空发动机的结构剖视图；
图2为本发明具体实施方式的一种运动方向可调航空发动机的外筒的仰视图；
图3为本发明具体实施方式的一种运动方向可调航空发动机的喷射段的示意图；
标号说明：1、外筒；11、第一风扇；12、开口；2、内筒；21、传动轴；22、燃烧室段；23、涡轮机；3、外涵道；4、喷射段；41、喷射调节装置；
5、转向块；6、喷射块；7、雾化器；8、高压压气机。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：通过在外筒的侧壁还设置开口，在喷射段外表面安装喷射调节装置，配合第一风扇、第二风扇好外筒的出气端的电磁闸，能够改变发动机的气流用于多方向上的做功，改变传统发动机的单向做功，实现高机动性。
请参照图1，一种运动方向可调航空发动机，包括外筒1还套设在外筒1内的内筒2；所述外筒1和内筒2为两端设置有开口12的中空柱体，包括进气端和出气端；所述外筒1与内筒2之间的间隙为外涵道3，所述内筒2内部的通道为内涵道；所述外筒1的出气端还设置在电磁闸；
所述内筒2还分为进气段、燃烧室段22和喷射段4；所述内筒2内还包括传动轴21，所述传动轴21贯穿内筒2的进气段和燃烧段一直延伸至内筒2进气端外，且与内筒2同轴心设置；所述外筒1的进气端内还设置有第一风扇11，内筒2的燃烧室段22内还设置有涡轮机23，所述涡轮机23通过传动轴21与第一风扇11相连；
所述外筒1的侧壁还设置有一个开口12，所述开口12方向与地表垂直，并朝向地表，所述开口12内设置有第二风扇；
所述内筒2的喷射段4为一体式耐高温柔性金属制得，内筒2的喷射段4外表面还安装有喷射调节装置41，用于对喷射段4的喷射方向进行控制。
从上述描述可知，本发明的工作过程为：通过启动发动机，使内筒2的燃烧室，进行燃烧，带动涡轮机23的工作，涡轮机23带动第一风扇11的工作，从而使进气量增大，当需要进行垂直升降或者悬停使，通过控制外筒1出气端的电磁闸，关闭出气端，同时启动第二风扇，将外涵道3的空气通过开口12排出，用于抵抗重力；同时，内涵道内的空气流量不变，内涵道继续做功，通过调节装置，将喷射端进行向下弯折，进行排气，从而使飞机做到悬停或者垂直升降。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过在外筒1的侧壁还设置开口12，在喷射段4外表面安装喷射调节装置41，配合第一风扇11、第二风扇好外筒1的出气端的电磁闸，能够改变发动机的气流用于多方向上的做功，改变传统发动机的单向做功，实现高机动性；通过外筒1的出气端的电磁闸，能够控住外涵道3的空气流量，实现控制内外涵道3的涵道比，从而实现对不同需求时，不同的燃油燃烧控制；通过使用所述内筒2的喷射段4配合调节装置，能够使发动机的喷射方向进行多向可调，在提高机动性的同时，能够实现多功能的应用；通过使用一体式的喷射段4，能够简化结构，整体减重，提高发动机效率。
进一步的，所述外筒1的开口12上还设置有闸门。
从上述描述可知，通过在外筒1的开口12上设置闸门，能够在飞机高速驾驶时，避免空气流入造成外涵道3的空气乱流，造成驾驶机动性下降，或者事故的发生。
进一步的，所述内筒2的喷射段4由两块形状不同中空金属块活动拼接而成，包括转向块5和喷射块6，所述转向块5为一个横截面与内筒2横截面相同，纵截面为三角形；所述喷射块6为一个横截面内筒2横截面相同，纵截面为四边形；所述内筒2与转向块5的配合面为斜面。
从上述描述可知，通过使用转向块5和喷射块6，能够在保证发动机的运动方向可调的同时，又可以减低制造、使用和维护成本。
进一步的，所述喷射口处还安装有可调节喷嘴。
从上述描述可知，通过使用可调节喷嘴，能够对发动机的出气口开度进行控制，从而实现对气体流量的控制，进而完成对发动机推力的控制。
进一步的，所述运动方向可调航空发动机还包括燃油系统，所述燃油系统包括燃油泵、燃油管道、雾化器7和火花塞，所述燃油管道、雾化器7和火花塞位于燃烧室段22内，朝向出气端方向。
进一步的，所述涡轮机23还包括多个涡轮叶片，所述涡轮叶片为空心叶片，空心叶片的内部为空心腔，所述燃油管道与空心腔连接。
从上述描述可知，通过使燃油与空心腔连接，能够通过燃油泵泵入燃油，可以通过燃油对涡轮叶片进行散热，通过可以通过发动机的废热对燃油进行预热，从而提升发动机的能量转换率，提升工作效果。
进一步的，所述燃油管道还延伸至喷射段4内。
从上述描述可知，通过使燃油管道延伸至喷射段4内进行喷射燃油，能够将喷射段4的废气进行进一步的燃烧，从而实现机动性的提高。
进一步的，所述喷射段4内还设置有火焰稳定器。
从上述描述可知，通过使用火焰稳定器，能够使部分已燃高温燃烧产物产生回流运动(即与来流方向相反)作为具有自动补偿能力的持续点火源，以不断点燃新鲜未燃的可燃混合物，从而达到稳定火焰的目的。
进一步的，所述运动方向可调航空发动机还包括高压压气机8，安装在传动轴21上，位于内筒2的进气端与燃烧室段22之间；所述高压压气机8由多层动叶组成。
从上述描述可知，通过使用高压压气机8，能够对进入到内涵道内的空气进行进一步的压缩，通过高压空气，能够起到更好的燃烧效果。
进一步的，所述高压压气机8的每层动叶之间还设置有静叶，所述静叶的叶片方向与动叶方向相反。
从上述描述可知，通过使用静叶，能够把动叶压缩过来的气流进行整流和扩压，静叶的角度可调节，以便增加效率，避免造成气流混乱，压缩气体泄漏，效率低下等问题的发生。
实施例一
请参照图1及图2，本发明的一种运动方向可调航空发动机，包括外筒还套设在外筒内的内筒；所述外筒和内筒为两端设置有开口的中空柱体，包括进气端和出气端；所述外筒与内筒之间的间隙为外涵道，所述内筒内部的通道为内涵道；所述外筒的出气端还设置在电磁闸；
所述内筒还分为进气段、燃烧室段和喷射段；所述内筒内还包括传动轴，所述传动轴贯穿内筒的进气段和燃烧段一直延伸至内筒进气端外，且与内筒同轴心设置；所述外筒的进气端内还设置有第一风扇，内筒的燃烧室段内还设置有涡轮机，所述涡轮机通过传动轴与第一风扇相连；
所述外筒的侧壁还设置有一个开口，所述开口方向与地表垂直，并朝向地表，所述开口内设置有第二风扇；
所述内筒的喷射段为一体式耐高温柔性金属制得，内筒的喷射段外表面还安装有喷射调节装置，用于对喷射段的喷射方向进行控制。
所述外筒的开口上还设置有闸门。所述喷射口处还安装有可调节喷嘴。所述运动方向可调航空发动机还包括燃油系统，所述燃油系统包括燃油泵、燃油管道、雾化器和火花塞，所述燃油管道、雾化器和火花塞位于燃烧室段内，朝向出气端方向。
所述涡轮机还包括多个涡轮叶片，所述涡轮叶片为空心叶片，空心叶片的内部为空心腔，所述燃油管道与空心腔连接。所述燃油管道还延伸至喷射段内。所述喷射段内还设置有火焰稳定器。所述运动方向可调航空发动机还包括高压压气机，安装在传动轴上，位于内筒的进气端与燃烧室段之间；所述高压压气机由多层动叶组成。所述高压压气机的每层动叶之间还设置有静叶，所述静叶的叶片方向与动叶方向相反。
实施例二
请参照图1至图3，本发明的一种运动方向可调航空发动机，包括外筒还套设在外筒内的内筒；所述外筒和内筒为两端设置有开口的中空柱体，包括进气端和出气端；所述外筒与内筒之间的间隙为外涵道，所述内筒内部的通道为内涵道；所述外筒的出气端还设置在电磁闸；
所述内筒还分为进气段、燃烧室段和喷射段；所述内筒内还包括传动轴，所述传动轴贯穿内筒的进气段和燃烧段一直延伸至内筒进气端外，且与内筒同轴心设置；所述外筒的进气端内还设置有第一风扇，内筒的燃烧室段内还设置有涡轮机，所述涡轮机通过传动轴与第一风扇相连；
所述外筒的侧壁还设置有一个开口，所述开口方向与地表垂直，并朝向地表，所述开口内设置有第二风扇；
所述内筒的喷射段外表面还安装有喷射调节装置，用于对喷射段的喷射方向进行控制。
所述外筒的开口上还设置有闸门。所述内筒的喷射段由两块形状不同中空金属块活动拼接而成，包括转向块和喷射块，所述转向块为一个横截面与内筒横截面相同，纵截面为三角形；所述喷射块为一个横截面内筒横截面相同，纵截面为四边形；所述内筒与转向块的配合面为斜面。所述喷射口处还安装有可调节喷嘴。
所述运动方向可调航空发动机还包括燃油系统，所述燃油系统包括燃油泵、燃油管道、雾化器和火花塞，所述燃油管道、雾化器和火花塞位于燃烧室段内，朝向出气端方向。所述涡轮机还包括多个涡轮叶片，所述涡轮叶片为空心叶片，空心叶片的内部为空心腔，所述燃油管道与空心腔连接。所述燃油管道还延伸至喷射段内。所述喷射段内还设置有火焰稳定器。
所述运动方向可调航空发动机还包括高压压气机，安装在传动轴上，位于内筒的进气端与燃烧室段之间；所述高压压气机由多层动叶组成。所述高压压气机的每层动叶之间还设置有静叶，所述静叶的叶片方向与动叶方向相反。
综上所述，本发明提供的一种运动方向可调航空发动机，通过在外筒的侧壁还设置开口，在喷射段外表面安装喷射调节装置，配合第一风扇、第二风扇好外筒的出气端的电磁闸，能够改变发动机的气流用于多方向上的做功，改变传统发动机的单向做功，实现高机动性；通过外筒的出气端的电磁闸，能够控住外涵道的空气流量，实现控制内外涵道的涵道比，从而实现对不同需求时，不同的燃油燃烧控制；通过使用所述内筒的喷射段配合调节装置，能够使发动机的喷射方向进行多向可调，在提高机动性的同时，能够实现多功能的应用；通过使用一体式的喷射段，能够简化结构，整体减重，提高发动机效率。
通过在外筒的开口上设置闸门，能够在飞机高速驾驶时，避免空气流入造成外涵道的空气乱流，造成驾驶机动性下降，或者事故的发生。
通过使用转向块和喷射块，能够在保证发动机的运动方向可调的同时，又可以减低制造、使用和维护成本。
通过使用可调节喷嘴，能够对发动机的出气口开度进行控制，从而实现对气体流量的控制，进而完成对发动机推力的控制。
通过使燃油与空心腔连接，能够通过燃油泵泵入燃油，可以通过燃油对涡轮叶片进行散热，通过可以通过发动机的废热对燃油进行预热，从而提升发动机的能量转换率，提升工作效果。
通过使燃油管道延伸至喷射段内进行喷射燃油，能够将喷射段的废气进行进一步的燃烧，从而实现机动性的提高。
通过使用火焰稳定器，能够使部分已燃高温燃烧产物产生回流运动(即与来流方向相反)作为具有自动补偿能力的持续点火源，以不断点燃新鲜未燃的可燃混合物，从而达到稳定火焰的目的。
通过使用高压压气机，能够对进入到内涵道内的空气进行进一步的压缩，通过高压空气，能够起到更好的燃烧效果。
通过使用静叶，能够把动叶压缩过来的气流进行整流和扩压，静叶的角度可调节，以便增加效率，避免造成气流混乱，压缩气体泄漏，效率低下等问题的发生。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种运动方向可调航空发动机，其特征在于，包括外筒还套设在外筒内的内筒；所述外筒和内筒为两端设置有开口的中空柱体，包括进气端和出气端；所述外筒与内筒之间的间隙为外涵道，所述内筒内部的通道为内涵道；所述外筒的出气端还设置在电磁闸；
所述内筒还分为进气段、燃烧室段和喷射段；所述内筒内还包括传动轴，所述传动轴贯穿内筒的进气段和燃烧段一直延伸至内筒进气端外，且与内筒同轴心设置；所述外筒的进气端内还设置有第一风扇，内筒的燃烧室段内还设置有涡轮机，所述涡轮机通过传动轴与第一风扇相连；
所述外筒的侧壁还设置有一个开口，所述开口方向与地表垂直，并朝向地表，所述开口内设置有第二风扇；
所述内筒的喷射段为一体式耐高温柔性金属制得，内筒的喷射段外表面还安装有喷射调节装置，用于对喷射段的喷射方向进行控制。
2.根据权利要求1所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述外筒的开口上还设置有闸门。
3.根据权利要求1所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述内筒的喷射段由两块形状不同中空金属块活动拼接而成，包括转向块和喷射块，所述转向块为一个横截面与内筒横截面相同，纵截面为三角形；所述喷射块为一个横截面内筒横截面相同，纵截面为四边形；所述内筒与转向块的配合面为斜面。
4.根据权利要求1所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述喷射口处还安装有可调节喷嘴。
5.根据权利要求1所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述运动方向可调航空发动机还包括燃油系统，所述燃油系统包括燃油泵、燃油管道、雾化器和火花塞，所述燃油管道、雾化器和火花塞位于燃烧室段内，朝向出气端方向。
6.根据权利要求5所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述涡轮机还包括多个涡轮叶片，所述涡轮叶片为空心叶片，空心叶片的内部为空心腔，所述燃油管道与空心腔连接。
7.根据权利要求5所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述燃油管道还延伸至喷射段内。
8.根据权利要求7所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述喷射段内还设置有火焰稳定器。
9.根据权利要求1所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述运动方向可调航空发动机还包括高压压气机，安装在传动轴上，位于内筒的进气端与燃烧室段之间；所述高压压气机由多层动叶组成。
10.根据权利要求9所述的运动方向可调航空发动机，其特征在于，所述高压压气机的每层动叶之间还设置有静叶，所述静叶的叶片方向与动叶方向相反。
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