CN205064122U - 航空喷气发动机 - Google Patents
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Abstract
一种航空喷气发动机。它是在多级外壳中，整流罩，活动轴，水滴形叶片，防振喘圈，变速齿轮，固定轴和动力系统顺序连接，运行情况是多级外壳从进气口到尾喷管的直径逐渐缩小，动力系统通过活动轴带动水滴形叶片转动，在变速齿轮的调节下水滴形叶片的转速从进气口到尾喷管的转速逐渐增加，在倒梯形的外壳和转速逐渐增加的水滴形叶片共同的作用下使空气从进气口到尾喷管的过程逐渐加压并加速，通过尾喷管喷出的高速高压气体形成反作用力使航空喷气发动机快速前进。
Description
技术领域
本发明涉及一种以叶片不同转速使空气逐级加压并加速的航空喷气推进器，尤其是能在不受长叶片限制减小空气阻力和提高能源利用率方面的航空喷气发动机。适用油动喷气式飞机和电动喷气式飞机及无人机等航空器。
背景技术
目前，公知的飞机是旋翼带动的直升机和靠燃油与空气混合燃烧喷出的高温气体带动的喷气式飞机。但是旋翼机受叶片强度和翼尖速度设计影响(不能超过音速)，因此叶片长度就不能无限加长对于大起飞重量的直升机是一个瓶颈，还有直升机的升力主要靠的是旋翼，在能耗上面要高于固定翼，在前进的速度上也受限制。而现有的涡喷发动机和涡扇发动机在速度上和大起飞重量上已经达到了很高的要求了。但是在能量损耗上依然很大，大部分燃油在转换成动能的过程中转化成高温燃气喷出去损耗掉了，化学能没有用尽。
实用新型内容
为了克服现有旋翼带动的直升机和固定翼涡喷及涡扇发动机带动的喷气式飞机带来的能源利于率低的情况。并综合旋翼机和涡喷及涡扇发动机的优点。本发明提出一种新的解决方案，该方案是通过空气动力学上的原理，气体在涵道中增加压强的同时速度也会增加，不同于现有的喷气发动机仅以加压的方式使空气到达燃烧室，在加压的过程中没有加速能量也就跟着损耗了。解决方案是在涵道中通过不同转速的扇叶把空气逐级加压并同时逐级加速以在出口达到很大的压强与速度，达到喷气的反作用力使飞机前进。在这个扇叶的动力上可以采用三种解决方案：一是采用直升机常用动力的活塞发动机作为动力，二是采用涡轴发动机作动力。三是采用电动机做为动力。这在三种发动机都是目前能源利用率比较高的动力。其中以电力为动力的更适合小型机及无人机，活塞发动机及涡轴发动机带动扇叶的情况下还可以加加力适合于特种环境及军事用途的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：方式一以星形发动机等活塞式发动机为动力的多级不同速叶片对空气逐级加压加速的喷气发动机。方式二以涡轴发动机为动力的多级不同速叶片对空气逐级加压加速的喷气发动机。方式三以电力发动机为动力的多级不同速叶片对空气逐级加压加速的喷气发动机。
本发明的有益效果是，不受直升机超长叶片的限制，节约涡喷及涡扇发动机的化学能，对发动机材料要求适当降低，动力来源更加广阔不受限制，结构简单。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。
图1是活塞发动机在本发明中的应用。
图2是涡轴发动机在本发明中的应用。
图3是电力发动机在本发明中的应用。
图4是首级外壳大样图。
图5是中部外壳大样图。
图6是尾部外壳大样图。
图7是固定轴与变向齿轮大样图。
图8是固定轴与变速齿轮箱大样图。
图9是水滴形叶片迎风面装配图。
图10是水滴形叶片背风面装配图。
图11是水滴形叶片单片形状图。
图12是水滴形叶片三维立体图。
图中1.整流罩，2.首级外壳，3.固定轴与外壳连接件，4.固定轴与变向齿轮，5.活动轴，6.星形发动机等活塞发动机，7.固定轴，8.水滴形叶片，9.中部外壳，10.固定轴与变速齿轮，11.气动外壳，12.尾部外壳，13.涡轴发动机，14电机，15防振喘圈。
具体实施方式
在图1中以活塞发动机做为动力，活塞发动机的安装位置或动力传动的位置应安装在进气口靠前端的位置，因为活塞发动机的初始转速较低。发动机工作流程为：以活塞发动机(6)做为动力，通过变向齿轮(4)带动固定轴(7)内的变速齿轮，变速齿轮通过轴带动上下级活动轴(5)及水滴形叶片(8)进行工作。进气口的的齿轮为低速齿轮，越向尾部通过齿轮变速加快转速。空气从首级外壳(2)中进入到达第一级叶片，经过叶片加压并加速到达第二级叶片区与中部外壳区(9)，中部外壳成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于叶片伸进来，代替传统静子的部分功能，防止已加速和加压的气体从叶片与外壳中间的缝隙返回，同此第二级叶片至最后级叶片把进入的空气逐级加压并加速达到尾部外壳(12)，在这个过程中空气会加到很大压强和速度，甚至超过音速，故把叶片设计成水滴形叶片(8)以减小叶片的迎角，水滴形叶片与活动轴(5)的接触面积更大以增大其强度，为防止高速空气和紊流给叶片带来振喘，在叶片外圈伸入外壳部分加了防振喘圈(15)，根据空气离心力作用，防振喘圈(15)设计成平行叶片外部轮廓，这样防振喘圈没有了迎风面的阻力也没有叶片离心力的阻力，在空气以高压强和高速度达到尾部外壳(12)后根据空气动力学原理把尾部外壳(12)设计成拉瓦尔喷管状，进一步加快空气速度和空气喷出面积达到反作用力使航空器快速前进。
在图2中以涡轴发动机做为动力，涡轴发动机的安装位置安装在整个发动机的尾部，因为涡轴发动机的初始转速很高，这样风叶就不用另加减速齿轮。发动机工作流程为：以涡轴发动机(13)做为动力，通过变速齿轮(10)逐级带动上级活动轴(5)及水滴形叶片(8)进行工作。涡轴初级齿轮为高速齿轮，通过变速齿轮(10)逐级减速到进气口的的齿轮。空气从首级外壳(2)中进入到达第一级叶片，经过叶片加压并加速到达第二级叶片区与中部外壳区(9)，中部外壳成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于叶片伸进来，代替传统静子的部分功能，防止已加速和加压的气体从叶片与外壳中间的缝隙返回，同此第二级叶片至最后级叶片把进入的空气逐级加压并加速达到尾部外壳(12)，在这个过程中空气会加到很大压强和速度，甚至超过音速，故把叶片设计成水滴形叶片(8)以减小叶片的迎角，水滴形叶片与活动轴(5)的接触面积更大以增大其强度，为防止高速空气和紊流给叶片带来振喘，在叶片外圈伸入外壳部分加了防振喘圈(15，)根据空气离心力作用，防振喘圈(15)设计成平行叶片外部轮廓，这样防振喘圈没有了迎风面的阻力也没有叶片离心力的阻力，在空气以高压强和高速度达到尾部外壳(12)后根据空气动力学原理把尾部外壳(12)设计成拉瓦尔喷管状，进一步加快空气速度和空气喷出面积达到反作用力使航空器快速前进。
在图3中以电力做为动力，电机(14)的安装位置安装在固定轴(7)内，通过分别调整分个电机的速度调整各活动轴(5)与水滴形叶片(8)的速度。空气从首级外壳(2)中进入到达第一级叶片，经过叶片加压并加速到达第二级叶片区与中部外壳区(9)，中部外壳成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于叶片伸进来，代替传统静子的部分功能，防止已加速和加压的气体从叶片与外壳中间的缝隙返回，同此第二级叶片至最后级叶片把进入的空气逐级加压并加速达到尾部外壳(12)，在这个过程中空气会加到很大压强和速度，甚至超过音速，故把叶片设计成水滴形叶片(8)以减小叶片的迎角，水滴形叶片与活动轴(5)的接触面积更大以增大其强度，为防止高速空气和紊流给叶片带来振喘，在叶片外圈伸入外壳部分加了防振喘圈(15，)根据空气离心力作用，防振喘圈(15)设计成平行叶片外部轮廓，这样防振喘圈没有了迎风面的阻力也没有叶片离心力的阻力，在空气以高压强和高速度达到尾部外壳(12)后根据空气动力学原理把尾部外壳(12)设计成拉瓦尔喷管状，进一步加快空气速度和空气喷出面积达到反作用力使航空器快速前进。
在图4中是首级外壳大样图，前端做成平行状以减小空气阻力，后部成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于叶片伸进来，代替传统静子的部分功能，防止已加速和加压的气体从叶片与外壳中间的缝隙返回。
在图5中是中部外壳大样图，中间有固定轴与外壳的连接件(3)，外壳的造形成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于叶片伸进来，代替传统静子的部分功能，防止已加速和加压的气体从叶片与外壳中间的缝隙返回。
在图6中是尾部外壳大样图，根据空气动气学原理设计成拉瓦尔喷管状，进一步加快空气速度和空气喷出面积达到反作用力使航空器快速前进。
在图7中是变向齿轮大样图，改变活塞发动机动力输出方向带动活动轴(5)转动。
在图8中是变速齿轮大样图，通过齿轮级数来改变上下级不同活动轴(5)的转速。
在图9中是水滴形叶片迎风面装配图，(15)为防振喘圈在叶片处的位置。
在图10是水滴形叶片背风面装配图。
在图11是水滴形叶片单片形状图，为水滴形叶片单片形状与轴之间的关系。
在图12是水滴形叶片三维立体图。(15)为防振喘圈在叶片处的位置，直观表现叶片、轴、防振喘圈之间的关系。
Claims (5)
1.一种航空喷气发动机，在涵道内通过调节不同转速的扇叶把空气逐级加压并同时逐级加速以在出口达到很大压强与速度，达到喷气的反作用力使飞机前进，其特征是：空气从首级外壳中进入到达第一级叶片，经过叶片加压并加速到达第二级叶片区与中部外壳区，中部外壳成倒梯形，并在下端做成向外的斜面以利于叶片伸进来，防止已加速和加压的气体从叶片与外壳中间的缝隙返回，同此第二级叶片至最后级叶片把进入的空气逐级加压并加速达到尾部外壳。
2.根据权利要求1所述的航空喷气发动机，其特征是：以活塞发动机做为动力，通过变向齿轮带动固定轴内的变速齿轮，变速齿轮通过轴带动上下级活动轴及水滴形叶片进行工作，进气口的齿轮为低速齿轮，越向尾部通过齿轮变速加快转速。
3.根据权利要求1所述的航空喷气发动机，其特征是：以涡轴发动机做为动力，通过变速齿轮逐级带动上级活动轴及水滴形叶片进行工作，涡轴初级齿轮为高速齿轮，通过变速齿轮逐级减速到进气口的低速齿轮。
4.根据权利要求1所述的航空喷气发动机，其特征是：以电力做为动力，电机的安装位置安装在固定轴内，通过分别调整分个电机的速度调整各活动轴与水滴形叶片的速度。
5.根据权利要求1所述的航空喷气发动机，其特征是：防振喘圈在叶片外圈并伸入外壳下部分，这样防振喘圈没有了迎风面的阻力，防振喘圈设计成平行叶片外部轮廓，这样防振喘圈没有也没了空气在叶片转动过程中的离心力阻力。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107826242A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-23 | 肖华清 | 涵道式多旋翼无人机 |
| CN112282964A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-01-29 | 西安航天动力技术研究所 | 一种航空器用大推力发动机 |
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2015
- 2015-04-24 CN CN201520280150.2U patent/CN205064122U/zh not_active Expired - Fee Related
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