[发明专利]以活塞发动机为压气机的空气喷射发动机及其应用

说明书

技术领域

本发明所涉及的是一种空气喷射发动机及其应用，具体讲是一种以活塞发动机为压气机的空气喷射发动机及其应用。

背景技术

我们知道，所有空气喷射发动机都必须将空气压缩后才能与燃料混合燃烧。目前所使用的空气喷射发动机主要有涡喷、涡轮发动机和冲压喷气发动机。

涡喷、涡轮发动机的压气机是一组与涡轮同轴的叶片，它将迎面进入的空气旋转压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气；高温高压的燃气首先在涡轮内膨胀，推动涡轮旋转，去带动压气机；然后燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，提高燃气的速度，使燃气以较高的速度喷出，产生推力。这种发动机的不足之处在于：由于涡轮、压气机以及轴承等配件均为在高温下运行的动构件，其加工工艺要求极为严格和复杂，所使用的制造材料也十分昂贵，因此大大增加了发动机的制造成本和研发制造周期。另外，由于这种发动机的进气速度和压力是不断变化的，使得发动机的设计和构造变得十分复杂，并进一步提高了其制造成本和研发制造周期。

冲压喷气发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速，使空气提高静压的一种空气喷气发动机。它通常由进气道(又称扩压器)、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压发动机没有压气机(也就不需要燃气涡轮)，所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。冲压发动机的构造简单、重量轻、推重比大、成本低。但因没有压气机，不能在静止的条件下起动，所以不宜作为普通飞机的动力装置，而常与别的发动机配合使用，成为组合式动力装置。如冲压发动机与火箭发动机组合，冲压发动机与涡喷发动机或涡扇发动机组合等。安装组合式动力装置的飞行器，在起飞时开动火箭发动机、涡喷或涡扇发动机，待飞行速度足够使冲压发动机正常工作的时，再使用冲压发动机而关闭与之配合工作的发动机；在着陆阶段，当飞行器的飞行速度降低至冲压发动机不能正常工作时，又重新起动与之配合的发动机。如果冲压发动机作为飞行器的动力装置单独使用时，则这种飞行器必须由其他飞行器携带至空中并具有一定速度时，才能将冲压发动机起动后投放。所以，目前冲压发动机或组合式冲压发动机一般用于导弹和超音速或亚音速靶机上。

发明内容

为克服上述各种发动机的不足之处，本发明设计了一种以活塞发动机为压气机的空气喷射发动机及其应用。其设计方案是：

1、用活塞发动机中活塞的运动，直接或间接压缩进入气缸中的空气，并将压缩后的空气与燃料在燃烧室中混合燃烧后经喷管喷出，使其产生所需的推动力。

2、上述进入气缸中的空气为迎面气流冲压后的高压空气。

3、用活塞发动机与冲压喷气发动机组合构成“冲压/活塞喷气发动机”。

4、上述活塞发动机的构造为：用间隔一定距离并固定串联在一起的两个活塞(1)和(2)或(15)和(16)、以及设在它们之间的密封隔断(3)或(17)将气缸分为两个燃烧腔室(4)和(5)或(18)和(19)以及两个空气压缩室(6)和(7)或(25)和(26)，且活塞(1)和(2)以及(15)和(16)之间互为反行程运动；通过燃气加压推动活塞运动，使两个活塞交错完成其整个工作循环过程。

5、除上述冲压方法外，还可通过增加气缸直径或增加气缸长度从而增加活塞做功行程的方法，以增加单台活塞发动机的单位时间产气量；或增加活塞发动机的数量，以增加活塞发动机单位时间的总产气量。

6、可将燃气喷管设置在飞行器的各个方向上，从而使飞行器获得垂直起降、悬停和灵活变向的能力。

7、可将燃气通过飞行器旋翼末端的喷口沿切向喷出，从而使旋翼获得较高的旋转动力和速度。

8、可将这种发动机应用于各种舰船和车辆。

这种以活塞发动机为压气机的空气喷射发动机的优点在于：1.可大大降低发动机的制造成本和设计、研发、制造周期；2.可以使飞行器获得垂直起降和灵活变向的能力；3.可使直升机的旋翼获得较高的旋转动力和速度；4.可将其用于船舶和车辆。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例之一的工作原理图。

图2是本发明实施例之二的工作原理图。

图3是本发明实施例之三的工作原理图。