專利名稱：定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置，適用于各種航空發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于航空科技領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的航空發(fā)動(dòng)機(jī)大多都是利用飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的高速氣體作用于大氣中產(chǎn)生反推力來(lái)推進(jìn)飛行器前進(jìn)的，對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研究主要集中在兩個(gè)方面，一個(gè)是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，另一個(gè)是提高反推力效率；但現(xiàn)代很多飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的熱氣體溫度太高，損失了太多的熱量，而且因排氣溫度太高還給敵方的測(cè)溫掃描及跟蹤提供了便利條件；如何能降低發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣的溫度并利用此熱能來(lái)提高飛行器的反推力效率，這是值得我們?nèi)パ芯康?，本發(fā)明就是利用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?zé)釟怏w與自然空氣相混合急劇膨脹，且實(shí)現(xiàn)定向膨脹來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率并降低發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣溫度，同時(shí)，利用魏伯卿的發(fā)明專利:“201210457013.2提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣反推力效率的方法”，在飛行器噴氣口形成一個(gè)氣墊，從而能更大地提高航空飛行器的反推力效率，估計(jì)這兩個(gè)發(fā)明能使飛行器的反推力效率提聞8% 30%,這可以改變各國(guó)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究的瓶頸制約，從而有望大幅度提聞航空發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率，最終實(shí)現(xiàn)大幅度提聞飛行器的續(xù)航能力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能利用發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?zé)釟怏w與自然空氣相混合，實(shí)現(xiàn)定向膨脹來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率并降低發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣溫度的定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置。定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱煙氣流經(jīng)的圓形內(nèi)涵道和高速空氣流經(jīng)的環(huán)形外涵道，外涵道在內(nèi)涵道的外層，外涵道與內(nèi)涵道之間的隔層有多個(gè)均布的斜孔，斜孔的分布靠近內(nèi)涵道的熱煙氣進(jìn)入端，內(nèi)涵道中心安裝有一個(gè)形狀為契形的契形芯，契形芯的外周安裝有對(duì)稱的十字葉；內(nèi)涵道靠近內(nèi)涵道噴氣口區(qū)至內(nèi)涵道噴氣口段逐漸變小，內(nèi)涵道噴氣口噴出的氣體方向與內(nèi)外涵道軸心線一致，外涵道噴氣口在內(nèi)涵道噴氣口的出口附近，且外涵道噴氣口噴出的氣體方向與內(nèi)涵道噴氣口噴出的氣體方向成一個(gè)30° 89°夾角；其特征在于:1、內(nèi)涵道中心的契形芯一頭大一頭小，大頭在內(nèi)涵道的熱煙氣進(jìn)入端，小頭靠近內(nèi)涵道噴氣口，且在內(nèi)涵道噴氣口逐漸變小的區(qū)域附近，使從契形芯大頭端到契形芯小頭端區(qū)間的內(nèi)涵道空間逐漸變大；從外涵道與內(nèi)涵道之間隔層的斜孔噴出的氣體方向與內(nèi)涵道熱煙氣流方向成一個(gè)30°飛0°夾角，而且斜孔在隔層的入口比出口大許多，從而使外涵道空氣進(jìn)入內(nèi)涵道時(shí)形成噴射狀與內(nèi)涵道熱煙氣流混合膨脹，膨脹的混合氣體隨著前進(jìn)和膨脹其流經(jīng)的內(nèi)涵道空間也逐漸變大，但內(nèi)涵道空間變大的速度比混合氣體膨脹按壓力不變時(shí)計(jì)算的體積增速要小，從而使混合氣體前進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生膨脹壓而增加混合氣體的壓力；內(nèi)涵道中心的契形芯外周的十字葉外側(cè)與外涵道和內(nèi)涵道間的隔層相連，從而將內(nèi)涵道分為四條涵道，目的是使內(nèi)涵道的混合氣流在內(nèi)涵道流經(jīng)時(shí)減少產(chǎn)生偏離內(nèi)外涵道軸心線的其他紊流和擾流等，并能減少混合氣體做垂直于內(nèi)外涵道軸心線的膨脹；另一方面，由于外涵道的空氣以與內(nèi)涵道熱煙氣流成30°飛0°的角度進(jìn)入內(nèi)涵道，并與內(nèi)涵道熱煙氣流混合，使在內(nèi)涵道熱煙氣流的反方向膨脹力被熱煙氣流和空氣噴射流前進(jìn)的推力所抵消壓制，而且隨著混合氣體前進(jìn)其內(nèi)涵道空間變大的程度較小，使混合氣體在前進(jìn)和膨脹過(guò)程中垂直熱煙氣流方向的膨脹力也受到限制，因此只有熱煙氣流方向的混合氣體膨脹力不受限制，所以混合氣體在內(nèi)涵道前進(jìn)中的膨脹過(guò)程，主要是朝向熱煙氣流方向的急劇膨脹，同時(shí)，由于熱煙氣流相反的方向和垂直熱煙氣流方向的膨脹力均受限制，且有擠壓反推作用，從而使混合氣體的膨脹成為定向增壓膨脹。2、內(nèi)涵道噴氣口的噴口變小，從而使混合氣體經(jīng)膨脹后在內(nèi)涵道噴氣口內(nèi)附近區(qū)域聚集增壓后，從內(nèi)涵道噴氣口高壓噴出，這樣就能夠較大地提高從內(nèi)涵道噴氣口噴出氣體的流量、質(zhì)密度和線速度，進(jìn)而能較大地提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣反推力的效率，同時(shí)也大大地降低了內(nèi)涵道噴氣口噴出氣體的溫度，以減小敵方的熱感應(yīng)跟蹤能力。3、外涵道的氣體一部分射入內(nèi)涵道與熱煙氣流混合膨脹后從內(nèi)涵道噴氣口噴出，另一部分則直接經(jīng)外涵道噴氣口噴出，并因外涵道噴氣口的噴射方向與內(nèi)涵道噴氣口的噴射方向成30° 89°夾角，所以從外涵道噴氣口噴出的空氣在內(nèi)涵道噴氣口附近形成一個(gè)類似空氣團(tuán)的具有較高氣體質(zhì)密度的“氣墊”，使內(nèi)涵道噴氣口噴出的混合氣體噴射在“氣墊”上并形成更大的反推力，而不是平常噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱煙氣噴射在一個(gè)較長(zhǎng)的負(fù)壓區(qū)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有類似提高發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣反推力效率的專利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。2、通過(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱煙氣流與空氣混合氣體的定向膨脹，使飛行器噴出的氣體流量、質(zhì)密度和線速度都有較大的提高，從而更大程度地利用了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。3、通過(guò)設(shè)定十字葉，可以大大地減少熱煙氣流與空氣混合氣體的紊流和擾流等。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的剖面示意圖；圖2是圖1所示實(shí)施例中A-A剖面示意圖；圖3是圖1所示實(shí)施例中B-B剖面示意圖；圖4是圖1所示實(shí)施例中C-C剖面示意圖。圖1-4中:1、燃燒室 2、外涵道集氣圈 3、隔層 4、外殼層 5、外涵道
6、內(nèi)涵道 7、斜孔 8、契形芯 9、膨脹涵道 10、內(nèi)涵道噴氣口 11、外涵道噴氣口 12、十字葉。
具體實(shí)施方式
在圖1一4所示的實(shí)施例一中:定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱煙氣流經(jīng)的圓形內(nèi)涵道6和高速空氣流經(jīng)的環(huán)形外涵道5，外涵道5在內(nèi)涵道6的外層，外涵道5與內(nèi)涵道6之間的隔層3有多個(gè)均布的斜孔7，斜孔7的分布靠近內(nèi)涵道6的熱煙氣進(jìn)入端，內(nèi)涵道6中心安裝有一個(gè)形狀為契形的契形芯8，契形芯8的外周安裝有對(duì)稱的十字葉12 ;內(nèi)涵道6靠近內(nèi)涵道噴氣口 10區(qū)至內(nèi)涵道噴氣口 10段逐漸變小，內(nèi)涵道噴氣口 10噴出的氣體方向與內(nèi)外涵道軸心線一致，外涵道噴氣口 11在內(nèi)涵道噴氣口 10的出口附近，且外涵道噴氣口 11噴出的氣體方向與內(nèi)涵道噴氣口 10噴出的氣體方向成一個(gè)30° 89°夾角；其特征在于:內(nèi)涵道6中心的契形芯8—頭大一頭小，大頭在內(nèi)涵道6的熱煙氣進(jìn)入端，小頭靠近內(nèi)涵道噴氣口 10，且在內(nèi)涵道噴氣口 10逐漸變小的區(qū)域附近，使從契形芯8大頭端到契形芯8小頭端區(qū)間的內(nèi)涵道6空間逐漸變大；從外涵道5與內(nèi)涵道6之間隔層3的斜孔7噴出的氣體方向與內(nèi)涵道6熱煙氣流方向成一個(gè)30°飛0°夾角，而且斜孔7在隔層3的入口比出口大許多，從而使外涵道5空氣進(jìn)入內(nèi)涵道6時(shí)形成噴射狀與內(nèi)涵道6熱煙氣流混合膨脹，膨脹的混合氣體隨著前進(jìn)和膨脹其流經(jīng)的內(nèi)涵道6空間也逐漸變大，但內(nèi)涵道6空間變大的速度比混合氣體膨脹按壓力不變時(shí)計(jì)算的體積增速要小，從而使混合氣體前進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生膨脹壓而增加混合氣體的壓力；內(nèi)涵道6中心的契形芯8外周的十字葉12外側(cè)與外涵道5和內(nèi)涵道6間的隔層3相連，從而將內(nèi)涵道6分為四條涵道，目的是使內(nèi)涵道6的混合氣流在內(nèi)涵道6流經(jīng)時(shí)減少產(chǎn)生偏離內(nèi)外涵道軸心線的其他紊流和擾流等，并能減少混合氣體做垂直于內(nèi)外涵道軸心線的膨脹；另一方面，由于外涵道5的空氣以與內(nèi)涵道6熱煙氣流成30°飛0°的角度進(jìn)入內(nèi)涵道6，并與內(nèi)涵道6熱煙氣流混合，使在內(nèi)涵道6熱煙氣流的反方向膨脹力被熱煙氣流和空氣噴射流前進(jìn)的推力所抵消壓制，而且隨著混合氣體前進(jìn)其內(nèi)涵道6空間變大的程度較小，使混合氣體在前進(jìn)和膨脹過(guò)程中垂直熱煙氣流方向的膨脹力也受到限制，因此只有熱煙氣流方向的混合氣體膨脹力不受限制，所以混合氣體在內(nèi)涵道6前進(jìn)中的膨脹過(guò)程，主要是朝向熱煙氣流方向的急劇膨脹，同時(shí)，由于熱煙氣流相反的方向和垂直熱煙氣流方向的膨脹力均受限制，且有擠壓反推作用，從而使混合氣體的膨脹成為定向增壓膨脹。內(nèi)涵道噴氣口 10的噴口變小，從而使混合氣體經(jīng)膨脹后在內(nèi)涵道噴氣口 10內(nèi)附近區(qū)域聚集增壓后，從內(nèi)涵道噴氣口 10高壓噴出，這樣就能夠較大地提高從內(nèi)涵道噴氣口10噴出氣體的流量、質(zhì)密度和線速度，進(jìn)而能較大地提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣反推力的效率，同時(shí)也大大地降低了內(nèi)涵道噴氣口 10噴出氣體的溫度，以減小敵方的熱感應(yīng)跟蹤能力。外涵道5的氣體一部分射入內(nèi)涵道6與熱煙氣流混合膨脹后從內(nèi)涵道噴氣口 10噴出，另一部分則直接經(jīng)外涵道噴氣口 11噴出，并因外涵道噴氣口 11的噴射方向與內(nèi)涵道噴氣口 10的噴射方向成30° 89°夾角，所以從外涵道噴氣口 11噴出的空氣在內(nèi)涵道噴氣口 10附近形成一個(gè)類似空氣團(tuán)的具有較高氣體質(zhì)密度的“氣墊”，使內(nèi)涵道噴氣口 10噴出的混合氣體噴射在“氣墊”上并形成更大的反推力，而不是平常噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱煙氣噴射在一個(gè)較長(zhǎng)的負(fù)壓區(qū)。
權(quán)利要求1.定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱煙氣流經(jīng)的圓形內(nèi)涵道(6)和高速空氣流經(jīng)的環(huán)形外涵道(5)，外涵道(5)在內(nèi)涵道(6)的外層，外涵道(5)與內(nèi)涵道(6)之間的隔層(3)有多個(gè)均布的斜孔(7)，斜孔(7)的分布靠近內(nèi)涵道(6)的熱煙氣進(jìn)入端，內(nèi)涵道(6)中心安裝有一個(gè)形狀為契形的契形芯(8),契形芯(8)的外周安裝有對(duì)稱的十字葉(12);內(nèi)涵道(6)靠近內(nèi)涵道噴氣口(10)區(qū)至內(nèi)涵道噴氣口(10)段逐漸變小，內(nèi)涵道噴氣口(10)噴出的氣體方向與內(nèi)外涵道軸心線一致，外涵道噴氣口(11)在內(nèi)涵道噴氣口( 10 )的出口附近，且外涵道噴氣口( 11)噴出的氣體方向與內(nèi)涵道噴氣口(10)噴出的氣體方向成一個(gè)30° 89°夾角；其特征在于:內(nèi)涵道(6)中心的契形芯(8) —頭大一頭小，大頭在內(nèi)涵道(6)的熱煙氣進(jìn)入端，小頭靠近內(nèi)涵道噴氣口(10)，且在內(nèi)涵道噴氣口(10)逐漸變小的區(qū)域附近，使從契形芯(8)大頭端到契形芯(8)小頭端區(qū)間的內(nèi)涵道(6)空間逐漸變大；從外涵道(5)與內(nèi)涵道(6)之間隔層(3)的斜孔(7)噴出的氣體方向與內(nèi)涵道(6)熱煙氣流方向成一個(gè)30°飛0°夾角，而且斜孔(7)在隔層(3)的入口比出口大許多；內(nèi)涵道(6)中心的契形芯(8)外周的十字葉(12)外側(cè)與外涵道(5)和內(nèi)涵道(6)間的隔層(3 )相連，從而將內(nèi)涵道(6 )分為四條涵道。
2.如權(quán)利要求1所述的定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置，其特征在于:外涵道(5)的氣體一部分射入內(nèi)涵道(6)與熱煙氣流混合膨脹后從內(nèi)涵道噴氣口(10)噴出，另一部分則直接經(jīng)外涵道噴氣口( 11)噴出，并且外涵道噴氣口( 11)的噴射方向與內(nèi)涵道噴氣口(10)的噴射方向成30° 89°夾角。
專利摘要定向膨脹增壓提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)反推力效率的裝置，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱煙氣流經(jīng)的圓形內(nèi)涵道和高速空氣流經(jīng)的環(huán)形外涵道，外涵道在內(nèi)涵道的外層，外涵道與內(nèi)涵道之間的隔層有多個(gè)均布的斜孔，斜孔的分布靠近內(nèi)涵道的熱煙氣進(jìn)入端，內(nèi)涵道中心安裝有一個(gè)形狀為契形的契形芯，契形芯的外周安裝有對(duì)稱的十字葉；內(nèi)涵道靠近內(nèi)涵道噴氣口區(qū)至內(nèi)涵道噴氣口段逐漸變小，內(nèi)涵道噴氣口噴出的氣體方向與內(nèi)外涵道軸心線一致，外涵道噴氣口在內(nèi)涵道噴氣口的出口附近，且外涵道噴氣口噴出的氣體方向與內(nèi)涵道噴氣口噴出的氣體方向成一個(gè)30°～89°夾角。
文檔編號(hào)F02K1/54GK202991267SQ20122072101
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者魏伯卿 申請(qǐng)人:魏伯卿