CN207715232U - 一种航空飞行器及其航空发动机 - Google Patents

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张振华
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Abstract

本实用新型公开了一种航空发动机，包括发动机、由发动机带动的螺旋桨，以及用于增加发动机的进气压力的风力增压器，风力增压器的出口通过增压进气管与发动机的进气口连通，增压进气管上设有进气压力传感器，以及用于调控进气压力大小的增压控制阀，增压控制阀与进气压力传感器相连；利用航空飞行器飞行时的风力驱动风力增压器，使空气增压，即增加航空发动机的进气压力和增气量，压缩后的空气通过发动机的进气口进入发动机，发动机运转后带动螺旋桨转动，产生推进力，能够提高发动机的输出效率，满足航空飞行器的动力需求，且热负荷较低，能够保证航空发动机的可靠性。本实用新型还公开了一种包括上述航空发动机的航空飞行器。

Description

一种航空飞行器及其航空发动机
技术领域
本实用新型涉及航空发动机增压技术领域，特别是涉及一种航空发动机。此外，本实用新型还涉及一种包括上述航空发动机的航空飞行器。
背景技术
低空长航时领域的航空飞行器，结构简单，造价低廉，常被作为一种理想的飞行平台广泛应用于军事和民用各个领域。
目前低空长航时领域的航空飞行器，一般由航空活塞发动机提供动力，通过发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力，通过发动机带动空气螺旋桨等推进器旋转产生推进力，但在飞行过程中，随着飞行高度的增加，空气密度减小，进气压力降低，导致航空活塞发动机的动力输出降低较快，不能满足航空飞行器的动力需求。为解决上述问题，目前均采用涡轮增压器来增加进气压力，以满足航空飞行器的动力需求，但是涡轮增压器的热负荷严重，会导致航空活塞发动机的可靠性降低，故障率较高，进而影响航空飞行器的飞行性能。
因此如何满足航空飞行器的动力需求是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种航空发动机，利用航空飞行器飞行时的风能增加进气压力，热负荷较低，能够满足航空飞行器的动力需求，且保证航空发动机的可靠性。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述航空发动机的航空飞行器。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种航空发动机，包括发动机、由所述发动机带动的螺旋桨，以及用于增加所述发动机的进气压力的风力增压器，所述风力增压器的出口通过增压进气管与所述发动机的进气口连通，所述增压进气管上设有进气压力传感器，以及用于调控进气压力大小的增压控制阀，所述增压控制阀与所述进气压力传感器相连。
优选地，所述风力增压器包括压气机外壳、压气机叶轮和由风力带动的风力叶轮，所述风力叶轮与所述压气机叶轮同轴设置，且两者通过连接轴固定连接，所述压气机外壳上设有所述风力增压器的进口和出口。
优选地，所述风力叶轮的设置方向与所述螺旋桨的设置方向相同。
优选地，所述风力增压器为轴流式增压器或径流式增压器。
优选地，所述风力增压器的进口处安装有第一空气滤清器。
优选地，包括两个所述风力增压器，两个所述风力增压器分别设在所述发动机的两侧，且每个所述风力增压器均通过相应的所述增压进气管与所述发动机的进气口连通。
优选地，还包括非增压进气管，所述非增压进气管的出口与所述增压进气管的出口汇合于进气管，并通过所述进气管与所述发动机的进气口连通，所述进气压力传感器安装在所述进气管上且用于测量所述进气管内的进气压力。
优选地，所述非增压进气管的进口处安装有第二空气滤清器。
优选地，所述非增压进气管上设有用于控制非增压气路进气量的节气门。
本实用新型还提供一种航空飞行器，包括机体以及安装于所述机体上的航空发动机，所述航空发动机具体为上述任意一项所述的航空发动机。
本实用新型提供的航空发动机，包括发动机、由发动机带动的螺旋桨，以及用于增加发动机的进气压力的风力增压器，风力增压器的出口通过增压进气管与发动机的进气口连通，增压进气管上设有进气压力传感器，以及用于调控进气压力大小的增压控制阀，增压控制阀与进气压力传感器相连。
本实用新型提供的航空发动机，利用航空飞行器飞行时的风力驱动风力增压器，使空气增压，即增加航空发动机的进气压力和增气量，压缩后的空气通过发动机的进气口进入发动机，发动机运转后带动螺旋桨转动，产生推进力；因此，本实用新型提供的航空发动机，能够提高发动机的输出效率，满足航空飞行器的动力需求，且无需额外消耗发动机的输出功率，热负荷较低，能够保证航空发动机的可靠性。
另外，进气压力的大小通过进气压力传感器进行实时监测，并由增压控制阀控制进气压力大小，若进气压力传感器测得的进气压力大于设定压力，则通过增压控制阀将多余空气直接排入大气中，简单方便。
本实用新型提供的航空飞行器包括上述航空发动机，由于上述航空发动机具有上述技术效果，上述航空飞行器也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
图1为本实用新型所提供的航空发动机的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本实用新型所提供的航空发动机的另一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本实用新型所提供的风力增压器的一种具体实施方式的结构示意图；
图4为本实用新型所提供的航空发动机的又一种具体实施方式的结构示意图；
图5为本实用新型所提供的航空发动机的又一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种航空发动机，利用航空飞行器飞行时的风能增加进气压力，热负荷较低，能够满足航空飞行器的动力需求，且保证航空发动机的可靠性。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述航空发动机的航空飞行器。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的航空发动机的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本实用新型所提供的航空发动机的另一种具体实施方式的结构示意图。
本实用新型具体实施方式提供的航空发动机，包括发动机2、螺旋桨1和风力增压器3，螺旋桨1由发动机2带动，风力增压器3的出口36通过增压进气管4与发动机2的进气口连通，在增压进气管4上设有进气压力传感器5，以及用于调控进气压力大小的增压控制阀6，增压控制阀6与进气压力传感器5相连。
本实用新型提供的航空发动机，利用航空飞行器飞行时的风力驱动风力增压器3，使空气增压，即增加航空发动机的进气压力和增气量，压缩后的空气通过发动机2的进气口进入发动机2，发动机2运转后带动螺旋桨1转动，产生推进力；因此，本实用新型提供的航空发动机，能够提高发动机2的输出效率，满足航空飞行器的动力需求，且无需额外消耗发动机2的输出功率，热负荷较低，能够保证航空发动机的可靠性。
另外，进气压力的大小通过进气压力传感器5进行实时监测，并由增压控制阀6控制进气压力大小，若进气压力传感器5测得的进气压力大于设定压力，则通过增压控制阀6将多余空气直接排入大气中，简单方便。
请参考图3，图3为本实用新型所提供的风力增压器3的一种具体实施方式的结构示意图。
本实用新型具体实施方式提供的航空发动机，风力增压器3具体可以由压气机和由风力带动的风力叶轮31组成，压气机具体包括压气机外壳32和安装在压气机外壳32内的压气机叶轮33，风力叶轮31与压气机叶轮33同轴设置，且两者通过连接轴34固定连接，压气机外壳32上设有风力增压器3的进口35和出口36。航空飞行器飞行时，风力叶轮31在风力的驱动下转动，风力叶轮31再通过连接轴34带动压气机叶轮33同步转动，使空气经进口35进入压气机内，空气进入压气机后由压气机叶轮33加压，并经压气机外壳32的流道进一步加压后由出口36进入增压进气管4中。
其中，螺旋桨1通常朝向飞行器的前方，航空飞行器飞行时，螺旋桨1正面迎风，而风力叶轮31的设置方向可以根据安装要求与使用环境要求来设置，风力叶轮31的设置方向可以与螺旋桨1的设置方向相同，航空飞行器飞行时风力叶轮31正面迎风，风力叶轮31的设置方向可以与螺旋桨1的设置方向相反，使得航空飞行器飞行时风力叶轮31背面迎风，均在本实用新型的保护范围之内。
进一步地，风力增压器3具体有多种，具体地，可以选用轴流式增压器，工作时，气流平行于压气机叶轮33轴线流动，重量轻，体积小，成本低；当然，也可以选用径流式增压器，也在本实用新型的保护范围之内。
进一步地，本实用新型具体实施方式提供的航空发动机的风力增压器3，在压气机靠近风力叶轮31的一侧还可以安装有滑油腔37，连接轴34穿过滑油腔37，且连接轴34与滑油腔37之间通过轴承38连接，轴承38内圈套在连接轴34上，轴承38外圈安装在所述滑油腔37上，通过轴承38固定连接轴34的位置并支撑连接轴34的转动，滑油腔37内填充有润滑油，用于在连接轴34高速转动时对连接轴34和轴承38进行润滑和冷却。
在上述各具体实施方式的基础上，本实用新型具体实施方式提供的航空发动机的风力增压器3，在风力叶轮31外部的中心位置还可以安装有导流罩39，用于减小迎风阻力，其中，外部为风力叶轮31远离压气机的一侧；导流罩39可以为顶端圆弧导角的圆锥罩体，减阻效果较好，当然，导流罩39的结构并不限于此，也可以选用半圆形罩体等，本申请对此不作具体限制。
在上述各具体实施方式的基础上，本实用新型具体实施方式提供的航空发动机，为了保护发动机2和风力增压器3，在风力增压器3的进口35处可以安装有第一空气滤清器7，空气经第一空气滤清器7过滤并经风力增压器3加压后进入增压进气管4。
请参考图4，图4为本实用新型所提供的航空发动机的又一种具体实施方式的结构示意图。
本实用新型具体实施方式提供的航空发动机，可以设置两个风力增压器3，两个风力增压器3分别设在发动机2的两侧，且每个风力增压器3均通过相应的增压进气管4与发动机2的进气口连通。当然，风力增压器3的设置个数并不限于此，可以根据航空发动机与航空飞行器的动力需求进行调整，本申请对此不作具体限制。
请参考图5，图5为本实用新型所提供的航空发动机的又一种具体实施方式的结构示意图。
在上述各具体实施方式的基础上，本实用新型具体实施方式提供的航空发动机，还可以设置非增压进气管，非增压进气管的出口36与增压进气管4的出口36汇合于进气管8，并通过进气管8与发动机2的进气口连通，相应地，可以将进气压力传感器5安装在进气管8上，并用于测量进气管8内的进气压力。
进一步地，在非增压进气管的进口35处可以安装有第二空气滤清器10，通过第二空气滤清器10对进入非增压进气管的空气过滤，能够延长发动机2的使用寿命。
另外，在非增压进气管上还可以设有节气门9，通过节气门9可以控制非增压气路的进气量，另外，通过第二空气滤清器10可以保护节气门9，延长节气门9的使用寿命。
本实用新型具体实施方式提供的航空发动机，将进气管路分为两路，一路为非增压进气，空气经第二空气滤清器10进入非增压进气管，另一路为风力增压进气，空气经第一空气滤清器7进入风力增压器3，经加压后进入增压进气管4，其中节气门9可以控制非增压气路的进气量，最终进气压力由进气压力传感器5实时监控，通过增压控制阀6能够将多余空气直接排入大气中，实现对最终进气压力的控制，非增压气路和增压气路合并于进气管8，再进入发动机2，发动机2运转后带动螺旋桨1转动，产生推进力。
除了上述航空发动机，本实用新型的具体实施方式还提供一种包括上述航空发动机的航空飞行器，该航空飞行器其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本实用新型所提供的航空飞行器及其航空发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种航空发动机，其特征在于，包括发动机、由所述发动机带动的螺旋桨，以及用于增加所述发动机的进气压力的风力增压器，所述风力增压器的出口通过增压进气管与所述发动机的进气口连通，所述增压进气管上设有进气压力传感器，以及用于调控进气压力大小的增压控制阀，所述增压控制阀与所述进气压力传感器相连。
2.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述风力增压器包括压气机外壳、压气机叶轮和由风力带动的风力叶轮，所述风力叶轮与所述压气机叶轮同轴设置，且两者通过连接轴固定连接，所述压气机外壳上设有所述风力增压器的进口和出口。
3.根据权利要求2所述的航空发动机，其特征在于，所述风力叶轮的设置方向与所述螺旋桨的设置方向相同。
4.根据权利要求3所述的航空发动机，其特征在于，所述风力增压器为轴流式增压器或径流式增压器。
5.根据权利要求2所述的航空发动机，其特征在于，所述风力增压器的进口处安装有第一空气滤清器。
6.根据权利要求5所述的航空发动机，其特征在于，包括两个所述风力增压器，两个所述风力增压器分别设在所述发动机的两侧，且每个所述风力增压器均通过相应的所述增压进气管与所述发动机的进气口连通。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的航空发动机，其特征在于，还包括非增压进气管，所述非增压进气管的出口与所述增压进气管的出口汇合于进气管，并通过所述进气管与所述发动机的进气口连通，所述进气压力传感器安装在所述进气管上且用于测量所述进气管内的进气压力。
8.根据权利要求7所述的航空发动机，其特征在于，所述非增压进气管的进口处安装有第二空气滤清器。
9.根据权利要求8所述的航空发动机，其特征在于，所述非增压进气管上设有用于控制非增压气路进气量的节气门。
10.一种航空飞行器，包括机体以及安装于所述机体上的航空发动机，其特征在于，所述航空发动机具体为权利要求1至9任意一项所述的航空发动机。
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