[发明专利]一种螺旋式推力发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种热气变容式发动机装置，尤其涉及一种推力发动机装置，一种将高压工质的热、动能直接转化为发动机推动动能的螺旋式推力发动机。

背景技术

目前的推力发动机系统主要用于航空航天、车船等需用推力前进的运载体。

军事航空航天运载体由于对大推重比和速度的要求，普遍使用喷气式推力发动机。喷气式发动机的工作原理是利用燃料燃烧产生高温高压气流高速向后喷射产生反作用力即推力前进。要推高推力，必须提高喷流温度和压力，从而导致大量的能量损失，这就是常见的火箭、导弹和喷气式战斗机拖着长长的尾焰的根本原因。典型的喷气式发动机如涡轮喷气式发动机，包括设于发动机壳体内，从进气口至喷气口之间依次的进气道、空气压缩机、燃烧室、涡轮、尾喷管，压缩机和涡轮固定于同一轴上，空气从进气口通过进气道进入经压缩机压缩成高温高压气体，再进入燃烧室与燃油混合点燃，形成高温高压燃气工质，高温高压燃气推动涡轮旋转，涡轮通过与压缩机之间的轴带动压缩机旋转，压缩机压缩空气的动力就来源于涡轮，从而形成工作循环，高温高压燃气通过涡轮后一部分能量转化为压缩机的功，大部分能量通过尾喷管直接从喷气口喷出，利用高速气流向后喷出产生的向前的反作用力推动飞机前进。喷气式发动机最大的缺点就是能量损失大、效率低。而且，尾喷气流的红外辐射量大，容易被侦查和追踪，隐蔽性不强。

民用航空领域及部分军机为提高喷气发动机效率而广泛使用的涡扇、涡桨、涡轴喷气推力发动机，是在涡轮喷气式发动机基础上设置风扇涵道、螺旋桨等，将喷射气流中部分热能通过涡轮透平转化为涡轮轴机械能，从而带动风扇或螺旋桨旋转使空气高速向后流动产生部分反作用力即推力。该类推力发动机系统虽可降低尾喷气流温度，部分提高发动机系统效率，但若要进一步提高效率和推力必然增加涡轮前燃气温度和压力，从而增加涡轮叶片的热负荷及压力负荷，从而对材料的耐温耐压性能要求苛刻，系统制造工艺复杂，这是大部分国家难以制造大推力大推重比航空发动机的根本原因。

车船用推力发动机系统，主要由活塞式发动机或燃气涡轮机同复杂的变速、传动等系统构成。燃气热能首先转化为机械能，再通过变速、传动等系统驱动车轮或螺旋桨等，由车轮或螺旋桨获得反作用力而产生推力。该类推力发动机系统由于发动机与变速、传动等系统匹配和传动，不可避免地带来大量能量损耗，发动机系统复杂，质量、体积大，零部件多，维护、维修频繁。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种采用新的推力产生方式、可直接产生推力的螺旋式推力发动机，可克服现行航空航天普遍使用的推力发动机系统效率低、结构复杂、材料要求苛刻、制造工艺难度大、成本高的缺陷；可克服车船推力发动机系统须变速、传动机构，体积质量大的缺陷；结构更简单，使用寿命更长，拥有更小的能量损耗。

本发明的技术方案是：一种螺旋式推力发动机，包括发动机壳体以及高压工质发生装置，还包括固设于发动机壳体内的螺旋式推力发生器，所述螺旋式推力发生器包括一轴芯以及固设于轴芯侧面以其轴为旋转轴沿轴向螺旋前进从其前端延伸至后端的一螺旋叶片，且螺旋叶片内沿与轴芯密闭贴合，外沿与发动机壳体密闭贴合，螺旋叶片相邻叶身与轴芯之间对应形成一槽，整个螺旋叶片在轴芯上形成从其前端面延伸至后端面连通前后端面且其槽横截面面积从前至后呈等比差渐进增大的一螺旋式变容导质槽，高压工质发生装置的工质输出端位于螺旋式推力发生器前端面的前方，螺旋式变容导质槽的前端开口与其工质输出端连通。

作为优选，所述螺旋式变容导质槽槽深固定不变，其槽宽呈等比差增大。

作为优选，所述螺旋式变容导质槽槽宽固定不变，其槽深呈等比差增大。

作为优选，前述高压工质发生装置为喷气式发动机的燃烧室，可优选为涡轮喷气式发动机的燃烧室，所述螺旋式推力发生器设于燃烧室与涡轮机之间，连接压缩机与涡轮机的轴活动贯穿螺旋式推力器轴芯的前后端面并与其同轴线。