一种喷气式发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种喷气式发动机，该包括压气机和喷气管；所述压气机具有空心主轴。本实用新型采用无涡轮的方式实现，节约了发动机制造的成本，并能够增加燃料的利用效率。
【专利说明】一种喷气式发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机，尤其涉及一种喷气式发动机。
【背景技术】
[0002]现有的发动机特别是飞机用发动机多为喷气式涡轮发动机，但是可能会由于涡轮的使用而使得生产成本急剧上升。虽然也存在无涡轮的发动机，例如脉动式发动机，但其使用单向阀门进气，震动大，磨损快，一般仅在一次性使用的运载工具上使用。因此有必要设计一种成本低廉并且切实可行的无涡轮发动机。
实用新型内容
[0003]为了解决上述的技术问题，提供了一种喷气式发动机，其不采用涡轮。
[0004]本实用新型提供了一种喷气式发动机，其特征在于，该发动机包括压气机和喷气管；所述压气机具有空心主轴。
[0005]优选地，所述喷气管为细长型喷气管。
[0006]优选地，所述喷气管位于磁场中。
[0007]优选地，所述磁场用于将所述喷气管中的燃气电荷分离(火焰电离度)，以便为所述压气机提供电能。
[0008]优选地，所述压气机具有位于压气机前部的动力动扇叶以及位于压气机后部的压气扇叶，所述压气扇叶的最后一层为定扇叶，压气动扇叶固定在后部杯状主轴的外壁上，压气定扇叶固定在外圈(发动机支架)的内壁上。
[0009]优选地，所述喷气管的进气口处设置有单向进气阀门。
[0010]优选地，所述喷气管左右两侧设置有耐高温绝缘材料，所述喷气管上下两侧设置有耐高温导电材料，位于上侧的导电材料作为阴极，位于下侧的导电材料作为阳极；
[0011]所述磁场由上磁体和下磁体提供，所述上磁体与位于喷管上侧的导电材料阴极板之间以及所述下磁体与位于喷管下侧的导电材料阳极板之间设置有隔热红外反射板。
[0012]优选地，所述单向进气阀门在所述喷气管的进气口上下端从上至下设置一组，位于所述进气口上端的所述单向进气阀门的动作角度与位于所述进气口下端的所述单向进气阀门的动作角度相同。
[0013]优选地，所述动力动扇叶的扇叶边缘有孔用于穿过涡流导带。
[0014]优选地，所述动力动扇叶前后两侧的扇叶中埋有垂直于所述空心主轴轴线的涡流导带；所述动力动扇叶外围发动机支架外圈设置有绕组槽。
[0015]优选地，所述发动机的N涵道延伸至所述喷气管外围的末端。
[0016]本实用新型采用无涡轮的方式实现，节约了发动机制造的成本，并能够增加燃料的利用效率。
【专利附图】
【附图说明】[0017]图1为本实用新型提供的发动机侧视图；
[0018]图2为本实用新型提供的发动机俯视图；
[0019]图3为本实用新型提供的发动机气流图；
[0020]图4为图1中发动机A段-G段的各前视图
[0021]附图标记说明
[0022]100N涵道；105前端轴承；110动扇叶；115氧气；120氮气；125压差传感器；130后端轴承；135转速传感器；140供氧通道；1450涵道；150电路通道；155油气通道；160程序控制电路系统；165航空汽油注入泵；170高压电火花；175流量传感器；180阴极；185阳极；190温度传感器；195隔热红外反射板；200永磁铁；205空气入口 ；210气流涵道；215导磁材料；220耐热导电材料；225耐热绝缘材料。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本实用新型做进一步的详细描述。
[0024]本实用新型提供了一种新型的喷气式发动机，其侧视图、俯视图、气流图以及前视图分别如图1-图4所示，其中图4中为了便于显示，按照A-G等7个阶段分别制作前视图，下面对A-G等7段中的每个部分进行描述。
[0025]A段:A段主要是提供空气的入口，其中，还装有压气机空心主轴的前端轴承105，承载喷气发动机的向前推力，也是空心主轴中气流(主要是氮气)去N涵道100气流通路的管道。由于N涵道的末端出口处，在包围在矩形喷管的外围，当飞机高速飞行时，发动机前端迎面而来的高速气流相对于N涵道100的末端出口处的近似真空，产生很大的压差，导致在飞机高速飞行时B段压气机动扇叶的旋转动能并不单单依靠变频电机的电能，而主要依靠速度冲压的能量。
[0026]B段:压气机的变频电机的动力部分,最外侧为对外侧环境封闭的N涵道100,外侧内部有48个绕组槽，在空心主轴上安装有动扇叶，构成变频电机的转子，动扇叶的边缘处有孔，可穿过平行于主轴轴线的涡流导带(承载旋转磁场产生的扭矩推力)，也有锁紧涡流导带的螺栓。在空心主轴上的动力动扇叶前后两侧的两个扇叶内埋有垂直于空心主轴轴线的涡流导带。动力动扇叶以及主轴不影响磁力线穿过，其所采用的材料必须为不产生涡流的聚合物(例如高强度塑料材料)。因交流绕组产生的旋转磁场，只对方形框状的涡流导带产生推力，而在其它地方不会产生热涡流，故可以大幅度提高电能转变为动能的机械效率。
[0027]C段:B段只有动扇叶而无定扇叶，随动扇叶绕空心主轴轴线旋转的气流形成气旋，因氧气与氮气的密度比为8/7，在气旋的离心作用下，使氧气与氮气有一定的分离，实现氮氧的筛选效果，氧气从外缘的O涵道145进入D段的压气部分，氮气从中央的前半部空心主轴向前然后在A段径向流入外N涵道，使得通过O涵道进入矩形喷气管的氧气含量就会显著增加。
[0028]D段:设置有压气动扇叶、定扇叶相间的压气结构，压气动扇叶固定在主轴上且相对主轴轴线倾角较大，定扇叶固定在外圈(实际上是发动机的主要结构支架)上，定扇叶的作用是阻止气旋，因气旋的产生会使压气效果大打折扣，故定扇叶可将气旋的动能进一步转化为气压能。另外，相间的压气动、定扇叶的层数可以根据需要进行设计，但压气后气压必须远大于I个大气压。压气扇叶组最后一层必须是定扇叶，此定扇叶的另一作用是通过斜拉辐丝固定后端轴承外箍。当喷气管喷火加速飞行时主轴的前轴承主要承载向前推力，而当熄火滑翔时主轴的后端轴承就主要承载向后推力。另外，在后端轴承处还装有转速传感器135。
[0029]动力动扇叶-----通过空心主轴(空心部分为N涵道前段)为压气动扇叶提供能
量，动力动扇叶的动力来源有二:1，低速飞行时，作为变频电机的转子，通过涡流导带，获得旋转磁场的能量。2，高速飞行时，作为被动扇叶，利用进气道相对N涵道的巨大压差，吸收速度冲压能。压气扇叶——采用动、定相间的结构。压气动扇叶固定在后杯状主轴上。最后必须是定扇叶，是指:压气扇叶由前往后次序为，(动、定、…、动、定)或(定、动、…、定、动、定)。[0030]E段:设有O涵道145相对N涵道100及N涵道100相对外环境的压差传感器125，压差传感器125可采用弹力变形膜式压差传感器或弹力活塞管式压差传感器。对于有人机，还设有减压功能的通道为机舱提供I个大气压的充压补氧功能。因E、F段几乎处在重心位置，发动机的上侧有发动机整体在机翼下的固定端，其中包含有电路、油路和气路(有人机)。若发动机装在机身的两侧，则无上侧固定端，G段的永久磁铁则不必装在发动机内，而是装在机身上，只要形成可贯穿喷气管的磁力线即可(大回环磁力线)。
[0031]另外，在前视图中:C段体现动扇叶，D段体现定扇叶。在侧、俯视图中:B、D段的杯状主轴中动、定扇叶是径向投影，而非处在空心主轴中。
[0032]F段:矩形尾喷管的进气入口处，有动作角度相同的单向进气阀门，单向进气阀门可以为帘式的，带有齿轮、齿条(挂有复位弹簧及光电位置传感器)，其作用在于:防止燃气向前反火以及矩形尾喷管的进气流量传感器。
[0033]在矩形喷气管内(属于O涵道145)的前部上下各有一对燃油喷嘴及点火电极。O涵道、N涵道间还设有航空汽油注入泵165。为了实现节能，可以通过传感器感应的信号采取一些控制方案，这些控制方案所涉及的技术均是现有成熟的技术，故不在此赘述。
[0034]G段:为细长型的矩形喷气管(可以节约燃料并充分燃烧)，左右两侧为耐高温的绝缘材料，其中嵌有感温探头(如负温系数的钼电阻)，外侧为束缚导入磁力线的材料(如硅钢片)。上下两侧为耐高温的导电材料，上侧为阴极，下侧为阳极(这样设置是由于带负电荷的自由电子轻而因带原子核的阳离子重)。在上磁体与阴极板间，下磁体与阳极板间，置有隔热红外反射板，防止高温极板烘烤永久磁体退磁。N涵道中主要为氮气的气流对导磁材料既起到了散热作用，又减轻了氧化作用。极板的电极引出端在前部也起到锁定极板，防止其点火热胀、熄火冷缩造成的前后蠕动产生缝隙而泄漏燃气。另外，矩形尾喷管前后各处的固定锁紧及其它各部件的外侧表面，因处在N涵道内，故只考虑散热效果而不考虑流线型的气动力效果。利用喷气管中高温火焰的电离现象，在磁场中运动电荷的偏转现象，为压气机提供电能，而不需要涡轮。另外，分离的电荷会再次藕合抵消，这也无妨，可视为一串直流等效电池组，不影响极板间的总功率W的输出(就像电池组前一电池的负极与后一电池的正极相接，正负电荷虽藕合抵消，但不影响整体电池组的功率输出一样，这是形象化地比喻，而不存在真正的电池组)。阴极和阳极板电能输出功率W的等效计算公式:W=矩形喷管内体积(=极板面积X板间距离=管内横截面积X喷管长度)X喷管内垂直磁场强度X喷管内火焰温度K(2〈R经验指数试验待定)。[0035]实际上，除了在尾喷管及其附近的高温区、主轴轴承、涡流导带、绕组电路处，均可采用此高强度塑料材料。这样既大幅度地降低了材料成本，又可防止敌方电磁波反射雷达的定位跟踪。
[0036]本实用新型提供的发动机可以小型化，从而能够在无人机上使用；其节省燃油的特点，可使无人机的巡航时间延长；其成本降低的特点，可使无人机大量成批生产；上述的特点可以使我国无人机领域在世界占主导地位。
[0037]本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本实用新型的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本实用新型的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
【权利要求】
1.一种喷气式发动机，其特征在于，该发动机包括压气机和喷气管；所述压气机具有空心主轴；所述压气机具有位于压气机前部的动力动扇叶以及位于压气机后部的压气扇叶，所述压气扇叶的最后一层为定扇叶，压气动扇叶固定在后部杯状主轴的外壁上，压气定扇叶固定在发动机支架外圈的内壁上，所述发动机的N涵道延伸至所述喷气管外围的末端。
2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述喷气管位于磁场中。
3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述磁场用于将所述喷气管中的燃气电荷分离，以便为所述压气机提供电能。
4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述喷气管的进气口处设置有单向进气阀门。
5.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述喷气管左右两侧设置有耐高温绝缘材料，所述喷气管上下两侧设置有耐高温导电材料，位于上侧的导电材料作为阴极，位于下侧的导电材料作为阳极； 所述磁场由上磁体和下磁体提供，所述上磁体与位于喷管上侧的导电材料阴极板之间以及所述下磁体与位于喷管下侧的导电材料阳极板之间设置有隔热红外反射板。
6.根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述单向进气阀门在所述喷气管的进气口上下端从上至下设置一组，位于所述进气口上端的所述单向进气阀门的动作角度与位于所述进气口下端的所述单向进气阀门的动作角度相同。
7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述动力动扇叶的扇叶边缘有孔用于穿过润流导带。
8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述动力动扇叶前后两侧的扇叶中埋有垂直于所述空心主轴轴线的涡流导带；所述动力动扇叶外围发动机支架外圈设置有绕组槽。
【文档编号】F02K7/00GK203717160SQ201320717143
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】李平, 王继连, 李毅仁 申请人:李平, 王继连, 李毅仁