本發(fā)明屬于脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種利用自吸氣的螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械。

背景技術(shù)：

脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)是一種利用間歇式或脈沖式爆震波產(chǎn)生推力的非穩(wěn)態(tài)的新概念推進(jìn)裝置。爆震波在可燃?xì)庵杏袠O高的傳播速度，同時(shí)也擁有較高的增壓比和燃?xì)鉁囟?，?dāng)高溫、高壓的燃?xì)饨?jīng)過(guò)高速噴射后就能夠產(chǎn)生推力。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，單位燃料消耗率低，推力調(diào)節(jié)比大等優(yōu)點(diǎn)。按照其是否自帶氧化劑，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)可分為吸氣式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)。

對(duì)于常規(guī)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)普遍使用的弱火花點(diǎn)火方式，由于ddt距離的限制使得其軸向長(zhǎng)度很難縮短，因此限制了發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸的縮小，某些傳統(tǒng)的爆震管長(zhǎng)度甚至可達(dá)2米。爆震管越長(zhǎng)，可爆混氣的填充時(shí)間就越長(zhǎng)，工作頻率就受到影響?，F(xiàn)已有研究證明爆震波能夠?qū)崿F(xiàn)在螺旋管中傳播，并且螺旋管式爆震管中由于離心力作用產(chǎn)生的徑向、軸向和周向的二次流可以促進(jìn)燃燒中熱與質(zhì)的交換、加速摻混，且能有效的縮短ddt距離。在傳統(tǒng)爆震管中燃油的噴射方向大多與氣流方向相同，因此會(huì)導(dǎo)致油氣摻混所需時(shí)間長(zhǎng)，摻混效果不好，不利于在較短的距離中實(shí)現(xiàn)爆震波的形成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本方案的優(yōu)點(diǎn)在于將脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用到實(shí)際的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，通過(guò)兩根繞著旋轉(zhuǎn)軸的螺旋式爆震管相互配合，既能夠有效的縮短爆震管的軸向長(zhǎng)度，也能夠縮小單個(gè)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，同時(shí)為旋轉(zhuǎn)機(jī)械提供足夠的動(dòng)力。

技術(shù)方案

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械，包括：螺旋式爆震管，脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)油路，點(diǎn)火火花塞和與旋轉(zhuǎn)軸相連的電機(jī)。其特征在于：兩根螺旋式爆震管相互嵌合，固定在旋轉(zhuǎn)軸上，根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的具體尺寸，螺旋管可設(shè)置繞旋轉(zhuǎn)軸3～6周，螺旋管軸線螺距可設(shè)置為管徑的2.2～2.8倍。脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)采用自吸氣的方式進(jìn)氣，螺旋管進(jìn)氣口相差180°，進(jìn)氣口處的軸線與水平方向相切。在出口前有一段過(guò)渡段，使出口處為一水平直管段。在旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部設(shè)置有燃油管道，燃油通過(guò)噴油嘴進(jìn)入螺旋管，燃油噴射口設(shè)置在距離進(jìn)氣口半周的螺旋管的相應(yīng)位置，共開設(shè)2個(gè)，對(duì)稱布置，噴油嘴的噴射方向可采用橫向噴射或者與來(lái)流方向呈一定角度逆向噴射?；鸹ㄈO(shè)置在噴油嘴后四分之一周長(zhǎng)的螺旋管管壁處。在脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)尚未啟動(dòng)時(shí)，與旋轉(zhuǎn)軸相連的電機(jī)開始工作，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，形成自吸氣條件，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械連續(xù)正常工作后，停止并與旋轉(zhuǎn)軸脫離。

該方案設(shè)計(jì)的應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械，其優(yōu)點(diǎn)在于采用了螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，可以十分有效的減小了脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，實(shí)現(xiàn)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的直接聯(lián)動(dòng)，將脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的推力直接轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)力。因螺旋式爆震管本身的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)直管型爆震管相比，氣流在流經(jīng)噴油嘴時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次流，有更加劇烈的擾動(dòng)，這將有利于油氣的快速混合。而燃油的橫向或逆向噴射，則可以更進(jìn)一步的增強(qiáng)油氣混合程度。同時(shí)，由于脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)本身的優(yōu)點(diǎn)，其循環(huán)熱效率與傳統(tǒng)緩燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比有明顯提升。且該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制造，沒(méi)有多余的傳動(dòng)裝置，機(jī)械效率更高。

附圖說(shuō)明

圖1：一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械整體示意圖

圖2：?jiǎn)蝹€(gè)螺旋爆震管示意圖

圖1中1-螺旋管2-旋轉(zhuǎn)軸3-燃油通道4-噴油嘴5-火花塞

圖2中1-螺旋管進(jìn)口2-噴油嘴3-火花塞4-螺旋管出口

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

結(jié)合圖1、圖2，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械。圖1為一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械整體示意圖，圖2為單個(gè)螺旋爆震管示意圖。

所述的應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械，其工作時(shí)，首先由與圖1(2)所示旋轉(zhuǎn)軸連接的電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，形成自吸氣的條件。然后油路開始供油，經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部的圖1(3)所示燃油通道，由圖1(4)噴油嘴橫向或逆向噴入螺旋管。此時(shí)經(jīng)過(guò)噴油嘴處的氣流由于離心力的作用產(chǎn)生二次流，故能很好的實(shí)現(xiàn)燃油與空氣的混合。再經(jīng)過(guò)圖1(5)火花塞的點(diǎn)火，以及螺旋管的旋轉(zhuǎn)加速，最后形成爆燃。燃?xì)庠诼菪苤欣^續(xù)加速，燃?xì)鈴膬蓚€(gè)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的圖2(4)所示出口，沿相反的方向水平噴出，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。待旋轉(zhuǎn)機(jī)械能夠連續(xù)正常工作后，關(guān)閉電機(jī)，使電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸脫離，僅由螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用螺旋式脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力機(jī)械，可以充分利用脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的直接聯(lián)動(dòng)，有效提高能量的利用效率。與旋轉(zhuǎn)軸連接的電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)。然后油路開始供油，經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部的燃油通道，由噴油嘴橫向或逆向噴入螺旋管。此時(shí)經(jīng)過(guò)噴油嘴處的氣流由于離心力的作用產(chǎn)生二次流，故能很好的實(shí)現(xiàn)燃油與空氣的混合。再經(jīng)過(guò)火花塞的點(diǎn)火后，形成爆燃。燃?xì)鈴膬蓚€(gè)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的出口，沿相反的方向水平噴出，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。待旋轉(zhuǎn)機(jī)械能夠連續(xù)正常工作后，電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸脫離。

技術(shù)研發(fā)人員：張群;李承鈺;宋亞恒;寇睿;黎超超;李逸飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.19
技術(shù)公布日：2017.09.22