[发明专利]旋转冲压发动机

说明书

一、技术领域

旋转冲压发动机是一个新型内燃发动机，符合内燃机的基本原理。这种发动机结构简单，重量极轻，它直接可取代直升飞机的旋翼桨，为直升飞机提供升力。飞轮轮辐做成风扇叶片形状，做冲压喷气发动机的压力风扇，可制成直升直降水平飞行的喷气式战斗机。还可建造大型空间作战平台等。

二、技术背景

目前的内燃发动机主要形式有：四冲程、二冲程发动机，脉冲发动机，冲压喷气发动机，涡喷发动机，涡扇发动机，此外还有三角转子发动机，星形发动机，V形发动机等。和以上不同的发动机相比较，旋转冲压发动机的主要优点是：

1、和四冲程发动机相比。四冲程发动机的热效率低，其中大部分的热功是消耗在其它的三个冲程上，故而热功效率低。旋转冲压发动机的燃烧冲力全部作用在飞轮边缘的切线上，扭矩大，热功效率高。

2、和脉冲发动机相比。旋转冲压发动机在正常工作时是在冲压发动机的状态下工作的，所以热效率高。

3、和冲压发动机相比。旋转冲压发动机能够在常压状态下方便的起动。

4、和涡轮涡扇喷气发动机相比。结构简单，不需要驱动多级的涡轮涡扇，热效率高。

三、发明内容：(以直升飞机为例说明)

旋转冲压发动机(如图1)是将现有成熟的冲压喷气发动机技术、微型涡喷发动机技术(或鄙人在本发明中设计的脉冲冲压混合型发动机)，组装在旋转飞轮(9)上；将永磁铁(7)安装在机架(6)上；将发电机转子(8)和线圈组装在飞轮轴(5)上；通过旋转轴轴心输油，分油器(14)分配燃油，高速旋转的飞轮泵油等技术，实现发动机喷油、点火、爆发燃烧，推动发动机工作，对外输出动力，或为直升机直接提供升力。

旋转冲压发动机主要工作部件的结构和工作原理是：

1、飞轮。飞轮(9)是旋转冲压发动机最主要的工作部件，它既要高速转动，为冲压喷气式发动机正常工作提供必要条件，又要利用高速旋转的惯性力实现高压泵油、又要承担向外输出动力的负荷，还要将几乎所有的工作部件牢固的固定在适当的位置，在高速转动中还要保证各部件机械动作协调，油路电路畅通，关闭、开启可靠等。飞轮的直径是60cm左右时，转速达到每分钟6000转，边缘线速度即达到每秒200米左右，即符合冲压发动机的工作条件。飞轮的直径是1m左右时，转速达到每分钟6000转，边缘线速度即接近音速，转速达到每分20000转时，即达到3倍音速。根据飞轮上安装发动机的数量和位置的设置需要，飞轮可以是正多边形，也可以是其它的形状，甚至可做成圆桶形的。轮辐可以是实心的，和较大的冲压发动机组合，作压力风扇时也可以是风叶形的。飞轮即要能够实现：高速旋转、高压泵油、一体供电、固定部件、输出动力、工作可靠。

2、空心轴。为高速旋转的发动机可靠供油是个难题，用空心轴输送燃油的办法可以容易的解决之。固定输油管(4)和高速旋转的空心轴(5)通过密封套相连，起动时，压力输油泵(3)通过空心轴输送燃油，即使密封套处有少量漏油，设置一回油装置即可。当发动机正常工作时，飞轮泵油形成强大的吸力，漏油的现象就不会存在了。

3、发电机。将永磁铁(7)固定在机架(6)上，发电机转子(8)及发电线圈组装在飞轮轴上，飞轮转动，电机转子转动，产生电流。因为发电机转子和飞轮及各发动机是同角速度转动的，所以各线路连接点的位置是固定的，故只需在飞轮轮毂固定上整流、电容等辅助设备(10)和发电线圈直接相连，即可为火花塞(13)可靠的供电。

4、分油器。分油器(14)是个台式空心结构，如图5所示：空心面上有起动油涡(14-2)和工作油涡(14-3)，起动油涡稍大且偏向台面的大头，油涡通过高压油管(15)和喷油嘴(16)相连，调整起动发动机喷油嘴的工作压力和起动压力输油泵(2)的压力相适应，冲压发动机(11)喷油嘴的工作压力和冲压发动机工作所需的压力相适应，即、使冲压发动机喷油嘴的压力高于起发动机喷油嘴的压力。

起动：油门(3)小开，压力输油泵工作，燃油从油箱、油管、空心轴流向分油器，并充满空腔，再从起动油涡、高压油管流向沿切线方向安装的起动发动机喷油嘴，起动发动机喷油点火，飞轮转动。当飞轮的转速提高到飞轮离心力泵油压力大于压力油泵的压力时，关闭压力油泵，分油器台式空腔内的燃油减少，在离心力的作用下，燃油向空心台面从大头向小头均匀分布，并适当向大头聚集，保证起动燃油供给。

冲压发动机(11)工作：缓慢加大油门，由于惯性力的作用，燃油从空心台体表面的大头向小头依次推进，飞轮转速提高，离心力增大、泵油压力增大，达到冲压发动机喷油嘴的压力时，冲压发动机喷油点火工作，直至旋转冲压发动机正常工作。