[发明专利]涡旋冷真空航空发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种综合的高效的新一代航空发动机。包括有充分符合流体力学的三维涡旋力工作原理，有创新的热机涡旋冷激发真空能及三控制六程序原理、有新型的涡旋热功直接转换原理，及其新型的构造装置。突破性地提高热机的热能效率(C₀(传统热机热能)+C_e(涡旋热机真空热能))和热机工作效率、航空发动机工作效率。

背景技术

航空发动机始于1913年法国雷恩·洛兰提出了冲压发动机设计并获得专利。1930年英国弗兰克·惠特尔获得喷气发动机专利，11年后他设计的发动机首次飞行，成为涡轮喷气发动机的鼻祖。二战后，随时间的推移，技术革新出现，不断满足了快速发展的亚音速民航机，大型运输机和高速度、高灵活的战斗机等不同性能要求的航空器。由此，出现了许许多多各种型号的涡轮(涡喷/涡扇)发动机。鉴于航空发动机制造的综合性、复杂性、苛求性，这对航空发动机的设计、制造、安装提出了极高的要求，成为工业强国的一个重要标志，一个国家的“名片”。

我国的航空发动机起步晚，虽有足够的长进，但整体的关键技术缺少自主知识产权，大多停留在抄袭、仿制、改进阶段上，总是落在人家的后面；加上现有传统的涡轮/涡扇发动机由于其力学原理、热机效率、发动机构造均已达到极限，再难提高。这些因素一直是制约中国航空工业发展的重要因素。中国航空事业迫切需要另辟蹊径，建立有一颗自主、优异、独立、强劲“中国芯”的新一代航空发动机，快速发展我国的航空事业。

发明内容

本发明的目的是要提出一种新型的、综合的、高效的、性能优异的航空发动机。其中主要的有：(1)充分符合流体力学(纳维-斯托克斯NS方程)原理产生三维涡旋力，转为强劲的旋转力和推进力。(2)通过降低热机的起端点(真空、负压、低温)的涡旋冷真空激发真空能原理，显著提高热机热能效率。(3)热膨胀以涡旋方式直接进行热功转换，有效提高热机工作效率。(4)新型的航空发动机构件设计制造装置，提高航空发动机的工作效率。具体地说，是通过三维涡旋力工作方式和三控制六程序方式进行：涡旋汲气冷真空的冷激发真空能、真空进气、吸气(混合燃油、空气)加压、燃烧爆炸热膨胀、热膨胀的涡旋直接热功转换。实现热机显著的高热效率(C₀(传统热机热能)+C_e(涡旋热机真空热能))(可达85％)，热机独特的热工作效率，发动机的高效工作效率(可达190％)的卓越性能。

本发明的三维涡旋航空发动机其特征有：

1、整体的综合工作理念。其特征在于所说的涡旋冷真空航空发动机的三维涡旋力工作原理，热机的涡旋冷汲气激发真空能，及其三控制六程序方式，热膨胀的涡旋直接热功转换，即(A)-(C)-(B)三个不同功能的机体，组成一个新一代型、综合的、高效的发动机整体，即“三机一体”。

2、三维涡旋力工作原理。其特征在于所说的涡旋冷真空航空发动机的三维涡旋力工作原理。其中有(A，B)机体，由旋转筒体与多片(奇数)弧形螺旋叶片组成封闭三维涡旋多叶道，叶道在(主动或被动)旋转中，叶片与气流体之间产生连续的、长距离、长时间地加速度，按(纳维-斯托克斯NS方程)力学规律，产生环向切向力、径向向心力、轴向推进力，转化强大的旋转力矩和轴向的压力(推进力)或吸力。

3、热机涡旋冷真空原理。其特征在于所说的涡旋冷真空航空发动机热机中的前端(A)是涡旋、进气(混合燃油、空气)加压；中端(C)球形燃烧器的热膨胀以真空、负压、低温为起端点，产生高热能效率的高温、高压、高速气流；后端(B)对进入的热膨胀气流以涡旋热功交换转化为动能作功。其具有突破性的真空热机原理是：(B)机在热膨胀涡旋做功后自动转为涡旋冷真汲气，使(C)燃烧室达到低于热能“界变”值，即“压力(P_o)，体积(V_o)，温度(T_o)”，产生负值的“负压力(P_e)、真空度体积(V_e)、低温度(T_e)”，加大了热机起(P_max)终(p_e)点的差值，实现冷激发真空能，产生显著的热机热能效率：

(C)(涡旋冷真空热机热能)＝C₀(传统热机热能)+C_e(涡旋热机真空热能)