一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机及航空器制造技术

本发明专利技术公开了一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机及航空器，该发动机包括风轮、多级涡轮压气机、燃烧室和喷气口；所述风轮设置于机体的头端，在风力作用下转动，用于提供多级涡轮压气机工作时所需的全部或部分能量；所述多级涡轮压气机设置于机体内，在风轮提供的能量或者风轮提供的能量和机体内存储的电能的综合作用下压缩空气，并将压缩空气送入燃烧室；所述燃烧室设置于机体内并位于多级涡轮压气机的后侧，混合燃油和压缩空气并燃烧产生高温高压气体；所述喷气口设置于燃烧室后侧，将燃烧室产生的高温高压气体向后喷出、推动航空器前行。具有结构简单、燃料利用率高、燃烧温度高、喷气速度高、推力大、成本低等特点。成本低等特点。成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机及航空器


[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体涉及一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机及航空器。

技术介绍

[0002]航空器(飞机、火箭等)起飞时，内置电池给电动机供电，带动涡轮压气机旋转，从而将压缩空气送入燃烧室，同时向燃烧室内喷入燃油，燃油在燃烧室内燃烧，产生的高温高压气流经喷气口喷出，推动航空器起飞。
[0003]由于电池容量有限，导致高负荷运转时间较短；而且长时间飞行后导致送入到燃烧室的压缩空气减少，影响燃烧效率或热效率。
[0004]此外，现有的某些航空发动机结构复杂，在燃烧室内设有涡轮等转动件，受转动件的材质影响，燃烧室内温度不能高于转动件及其附属件的使用温度，导致温度受限，影响喷气速度和推力。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机及航空器，以解决上述的一个或多个技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机，包括风轮、多级涡轮压气机、燃烧室和喷气口；所述风轮设置于机体的头端，在风力作用下转动，用于提供多级涡轮压气机工作时所需的全部或部分能量；所述多级涡轮压气机设置于机体内，在风轮提供的能量或者风轮提供的能量和机体内存储的电能的综合作用下压缩空气，并将压缩空气送入燃烧室；所述燃烧室设置于机体内并位于多级涡轮压气机的后侧，混合燃油和压缩空气并燃烧产生高温高压气体；所述喷气口设置于燃烧室后侧，将燃烧室产生的高温高压气体向后喷出、推动航空器前行。
[0008]进一步地，所述风轮呈伞形或锥面形，大端朝后设置，风轮旋转时在垂直于飞行方向的平面的投影面积不大于机体头端在在垂直于飞行方向的平面的投影面积。
[0009]进一步地，还包括发电机、电池和电动机；所述发电机与风轮传动连接，在风轮的带动下发电；所述电池分别与发动机和电动机电路连接，接收、存储发动机发的电，并向电动机供电；所述电动机与多级涡轮压气机传动连接，将电能转化为机械能并驱动多级涡轮压气机工作向燃烧室供压缩空气。
[0010]进一步地，还包括调压整流器或调压整流电路板，所述调压整流器或调压整流电路板串接于发电机和电池之间的电路上。
[0011]进一步地，还包括变频调压器或变频调压电路板，所述变频调压器或变频调压电路板串接于电池和电动机之间的电路上。
[0012]进一步地，还包括加速变速箱，所述加速变速箱的输入轴与风轮的转轴连接，加速
变速箱的输出轴与多级涡轮压气机的转轴连接。
[0013]本专利技术第二方面提供了一种航空器，使用如本专利技术提一方面所述的无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机。
[0014]本专利技术具有如下优点：
[0015]航空器高速飞行时，安装在机体头端的风轮在高速空气的作用下高速转动。一方面，风轮带动发电机发电，为电池充电，使电池保持电量能够高负荷长时间工作，电池为电动机供电，电动机带动多级涡轮压气机转动，为燃烧室提供充足的压缩空气；另一方面，当风轮转速足够高时，通过加速变速箱的提速后，直接带动多级涡轮压气机转动，为燃烧室提供充足的压缩空气，此种情况适用于高度或超高速航空器(例如火箭、导弹等)。该发动机结构简单，在燃烧室内不再设置涡轮等转动件及其附属件，燃烧温度可以控制的较高，进而提高喷气速度、推力以及多级涡轮压气机的效率；只对燃烧室的材料有要求，对其它部件的材料要求降低，成本低。风轮呈伞形，与航空器头部结构相契合，将一部分飞行阻力转化为机械能(之后转化为电能或机械能直接被利用)，整体上提高航空器的能量利用率，有利于降低油耗、增加航程。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
[0017]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机的风轮与航空器的机身的安装位置示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机的示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的另一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机的示意图。
[0021]图中：1
‑
机体，2
‑
风轮，3
‑
多级涡轮压气机，4
‑
燃烧室，5
‑
喷气口，6
‑
发电机，7
‑
调压整流电路板，8
‑
电池，9
‑
变频调压电路板，10
‑
电动机，11
‑
加速变速箱。
具体实施方式
[0022]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术
内容下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0024]如图1至3所示，本实施例提供了一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机及航空器，该发动机应用在航空器(在大气层内飞行的需要用空气助燃飞机、火箭、导弹等)上，该发动机并非没有涡轮结构的部件，是燃烧室内没有高温燃气涡轮，但燃烧室的进气通道前具有涡轮增压的气压机。
[0025]该发动机包括风轮2、多级涡轮压气机3、燃烧室4和喷气口5。所述风轮2可转动的设置于机体1的头端，旋转轴沿机体1的前后方向设置，风轮2在风力(相对于航空器来说是空气阻力)作用下转动，将航空器飞行过程中的部分阻力转化为机械能，该机械能经过转化或转换后提供给多级涡轮压气机3，这是多级涡轮压气机3工作时所需的全部或部分能量(多级涡轮压气机3的能量来源也可能是机体1内携带的电池8，这在
技术介绍
中已经进行了介绍，但电池8容量小，不能长时间高负荷输出电能)。所述多级涡轮压气机3设置于机体1内，在风轮2提供的能量或者风轮2提供的能量和机体1内存储的电能的综合作用下压缩空气，并将压缩空气送入燃烧室4。所述燃烧室4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机，其特征在于，包括风轮、多级涡轮压气机、燃烧室和喷气口；所述风轮设置于机体的头端，在风力作用下转动，用于提供多级涡轮压气机工作时所需的全部或部分能量；所述多级涡轮压气机设置于机体内，在风轮提供的能量或者风轮提供的能量和机体内存储的电能的综合作用下压缩空气，并将压缩空气送入燃烧室；所述燃烧室设置于机体内并位于多级涡轮压气机的后侧，混合燃油和压缩空气并燃烧产生高温高压气体；所述喷气口设置于燃烧室后侧，将燃烧室产生的高温高压气体向后喷出、推动航空器前行。2.根据权利要求1所述的无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机，其特征在于，所述风轮呈伞形或锥面形，大端朝后设置，风轮旋转时在垂直于飞行方向的平面的投影面积不大于机体头端在在垂直于飞行方向的平面的投影面积。3.根据权利要求1所述的无需高温燃气涡轮的涡轮喷气发动机，其特征在于，还包括发电机、电池和电动机；所述发电机与风轮传动连接，在风轮的带动...

【专利技术属性】
技术研发人员：安栓印，
申请(专利权)人：安栓印，
类型：发明
国别省市：