[发明专利]一种压缩机、内燃机和压燃喷管组合的航空发动机

说明书

本发明涉及一种发动机，具体为一种压缩机、内燃机和压燃喷管组合的航空发动机。本发明的技术方案是，一种压缩机、内燃机和压燃喷管组合的航空发动机，包括整流罩，在整流罩内从前到后依次设置有离心压缩机组、增速箱、内燃机组、压缩燃烧膨胀喷管。应用此技术的亚音速飞行器航空发动机总效率可以达到75%，远超现有的最先进的35%；造价及维护费低至其30%左右。亚音速航空发动机单机功率可以达到20000kw。

技术领域

本发明涉及一种发动机，具体为一种压缩机、内燃机和压燃喷管组合的航空发动机。

背景技术

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前，现有的主流航空发动机都有扇叶和涡轮。我们以涡扇发动机为例，简单来说，涡扇发动机有2个同心圆涵道，由风扇、压气机、燃烧室、涡轮、喷管等5部分组成。空气从涡扇发动机的进气口流入，经过压气机压缩后，在燃烧室与煤油混合燃烧，高温高压燃气经由涡轮、喷管膨胀，最后高速从尾喷口喷出。涡扇发动机的推力一部分来自喷出燃气所产生的反作用力；另一部分是涡轮驱动风扇，风扇旋转驱动空气，经由发动机外涵道喷出的反作用力。扇叶和涡轮对材料工艺要求极高，这两点使得航空发动机造价居高不下。涡轮的耐温限制，使得航空发动机的效率无法进一步提高。

发明内容

本发明为了提高发动机工作效率，降低制造维护成本，提供了一种压缩机、内燃机和压燃喷管组合的航空发动机。

本发明的技术方案是，一种压缩机、内燃机和压燃喷管组合的航空发动机，包括整流罩，在整流罩内从前到后依次设置有离心压缩机组、增速箱、内燃机组、压缩燃烧膨胀喷管。

本发明的工作原理是，在发动机的前部设置离心压缩机组对空气进行压缩，中部设置内燃机组用于燃烧和膨胀做功，通过增速箱带动离心压缩机组，同时自身排气喷射产生推力；在发动机尾部设置压缩燃烧膨胀喷管产生推力。适用于1.6~2倍音速以下的航空发动机，

如果航空发动机要求1.6~3.5倍音速，则在整流罩后部外侧设置有冲压燃烧膨胀喷管。

本发明技术方案的创新之处及经济效益：受高温合金材料限制，现有主流航空发动机燃烧温度很难超过1800℃。由于内燃机燃烧温度可以轻易超过2500℃，燃油效率高。气缸和喷管可以有效冷却，其本身温度不高（可以≤600℃），不需要特别的高温合金材料。应用此技术可以大大降低航空发动机的造价、运行及维护费用。

应用此技术的亚音速飞行器航空发动机总效率可以达到75%，远超现有的最先进的35%；造价及维护费低至其30%左右。亚音速航空发动机单机功率可以达到20000kw。低空飞行的小功率航空发动机总效率更高。3倍音速飞行的航空发动机总效率可以达到95%，也超过现有的最先进的85%；造价及维护费低至其20%左右。超音速航空发动机单机功率可以达到300000kw，推力超过30吨，而其外径≤1.6米。特别是超音速航空发动机在亚音速飞行时，效率比现有的涡扇航空发动机效率高一倍。其推重比与现有的涡扇航空发动机相当（或略大），外径和长度也相当。

附图说明

图1为本发明的一种结构（通用航空发动机（2倍音速以下））；

图2为本发明的第二种种结构（超音速航空发动机（1.6~3.5倍音速））；

图3为本发明的第三种结构（垂直起降航空发动机（2倍音速以下）起降或者悬停状态图）；

图4为本发明的第三种结构（垂直起降航空发动机（2倍音速以下）平飞状态图）；

图5为图3的A-A剖视图；

图6位本发明的工作原理图；