[发明专利]用于推进系统的推力发生器

说明书

技术领域

本发明大体涉及推进系统，且更具体地，涉及用于提高推进系统效率的推力发生器(thrust generator)。

背景技术

各种推进系统为人们所了解和使用。举例说来，在由涡轮喷气发动机提供动力的喷气式飞行器中，空气进入入口，之后被旋转式压缩机压缩至更高的压力。压缩过的空气被传递到燃烧室，在此处其与燃料混合并被点燃。然后热的燃烧气体进入涡轮，在涡轮中提取动力(power)来驱动压缩机。在涡轮喷气机中，来自涡轮的排气被加速通过喷管以提供推力。

另外，通过推力喷管(propelling nozzle)将排气流膨胀至大气压力，推力喷管产生净推力来驱动喷气式飞行器。典型地，在涡轮喷气发动机中，推力喷管接近于阻塞(choke)。由于增加推力的唯一办法是增加排气流的热力可用性，因此，这种发动机的推进效率是有限的。

某些其它的推进系统采用涡轮风扇发动机。典型地，涡轮风扇发动机包括涡轮喷气发动机的基本核心以及附加的涡轮级，它们用于从排气中提取动力以驱动大型风扇，大型风扇使周围空气加速和加压并且通过其自身的喷管使周围空气加速。在涡轮风扇发动机内的压缩机、燃烧室和高压涡轮与在涡轮喷气式发动机中所用的那些相同且通常被称作发动机核心或气体发生器。然而，这种系统需要诸如风扇的运动部件和由低压涡轮机驱动的第二轴杆。由于对于诸如发动机短舱(nacelle)大小和风扇大小的参数的实际限制，这些装置具有有限的推进效率并且易于由于外物碎片(FOD)而导致发动机损坏。

因此，需要一种具有高推进效率和低燃料消耗率的推进系统。而且，还需要提供一种能够与现有推进系统一体地结合以提高这些系统的推进效率的装置。

发明内容

简言之，根据一个实施例，提供一种推力发生器。推力发生器包括进气口和集气室，其中进气口构造成在推力发生器内引入空气，而集气室构造成从气体发生器接收排气并且在柯恩达轮廓(Coanda profile)上提供排气，其中柯恩达轮廓构造成便于排气附着到轮廓上以形成边界层并且夹带来自进气口的进入空气来产生推力。

在另一实施例中，提供一种飞行器。该飞行器包括飞行器框架和气体发生器，气体发生器联接到飞行器框架上并构造成产生排气。飞行器还包括多个推力发生器，其联接到飞行器框架上并构造成从气体发生器接收排气并产生推力以驱动飞行器，其中多个推力发生器的每一个均包括具有柯恩达轮廓的推力发生器的至少一个表面，柯恩达轮廓构造成便于排气附着到轮廓上以形成边界层并且夹带来自进气口的进入空气以产生高流率和高速度的空气流。

在另一实施例中，提供产生推力的方法。该方法包括从气体发生器在推力发生器的柯恩达轮廓上引入排气以形成边界层，并且通过边界层夹带空气以从空气流的进口通量和排气通量之间的动量差来产生推力。

在另一个实施例中，提供提高飞行器推进效率的方法。该方法包括将至少一个推力发生器联接到飞行器的气体发生器，其中至少一个推力发生器构造成通过从气体发生器在柯恩达轮廓上使排气分流以形成边界层并且随后通过边界层夹带进入空气。

附图说明

当参看附图来阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其它特点、方面和优点将会变得更好理解，在所有附图中，相同的符号表示相同的部件，其中：

图1是根据本技术多方面的具有多个推力发生器的飞行器的图解说明。

图2是根据本技术多方面的图1的飞行器的气体发生器的示范性构造的图解说明。

图3是根据本技术多方面的来自图2的气体发生器的排气流分离的图解说明。

图4是根据本技术多方面的气体发生器与图1的飞行器的附连接机构的图解说明。

图5是根据本技术多方面的图1的推力发生器的示范性构造的图解说明。

图6是说明根据本技术多方面的图5的推力发生器的运行的方块图。

图7是根据本技术多方面的图5的推力发生器的柯恩达轮廓表面的图解说明。

图8是根据本技术多方面的在图5的推力发生器内的空气与排气的流量剖面的图解说明。

图9是根据本技术多方面的在图5的推力发生器中邻近柯恩达轮廓形成边界层的图解说明。

图10是关于现有推进系统和具有根据本技术多方面的图5的推力发生器的推进系统的推进效率的示范性分析结果的曲线图示。

图11是从现有推进系统和具有根据本技术多方面的图5的推力发生器的推进系统所产生的推力的示范性分析结果的曲线图示。