[實用新型]一種渦輪爆震發動機

有效

• 申請號: 201420085645.5
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN203730136U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王慶
• 申請（專利權）人: 王慶
• 主分類號: F02C7/00
• 分類號: F02C7/00;F02C3/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

技術領域

本實用新型涉及一種渦輪爆震發動機，屬于發動機技術領域，尤其是主要應用于飛行器的渦輪發動機技術領域。

背景技術

爆震發動機（PDE，Pulse?Detonation?Engine）是一種基于爆震燃燒的新概念發動機。爆震燃燒產生的爆震波使可爆燃料的壓力、溫度迅速升高（壓力可高達100個大氣壓，溫度可達2000℃）。因此，爆震燃燒的發動機可以不用傳統的壓氣機和渦輪部件就達到對氣體進行壓縮的目的，使結構大大簡化，成本大大降低。此外，由于爆震波的傳播速度極快，達到每秒幾千米，因此，整個燃燒過程接近定容燃燒，由于定容燃燒的熱循環效率大大高于定壓燃燒（普通的發動機都是定壓燃燒），達到49%（定壓燃燒效率為27%），因此，采用爆震燃燒的推進系統可大大改善性能。當爆震頻率很高時（達到80～100Hz），就可以產生連續的推力。

PDE的用途很多，它可作為導彈、靶機、誘餌機、無人駕駛飛機、無人戰斗機的動力，也可用于槳尖噴氣旋翼機，將來還可能用于軍民用飛機甚至太空飛行器推進，作為登月飛行器、星際旅游飛行器或入軌飛行器的動力，將給空間運輸帶來一次革命。預計，PDE將首先用于下一代超音速巡航導彈上。

爆震發動機的爆震管的設計十分重要，傳統的爆震發動機的爆震管通常是一根直圓管，其中心軸線不變，爆震管一般很長，熱循環效率不高。中國專利文獻公布號為CN102042121A的實用新型專利申請文件公開了一種多管脈沖爆震發動機的爆震管結構，它包括至少2個爆震管，所有爆震管的中心軸線沿圓周方向均勻分布，沿圓周方向相鄰的兩個爆震管采用圓弧形聯焰管相連通，聯焰管內徑與爆震管內徑之比為1/3～1，聯焰管中心軸線距爆震管燃料噴口的距離為爆震管內徑的2～4倍，在每個聯焰管管壁中間位置安裝有點火器。該實用新型能在采用小能量點火的前提下提高多管脈沖爆震發動機中單管的點火能量，縮短同樣點火條件下單管DDT距離，并能減小燃氣反傳對吸氣式多管脈沖爆震發動機的不利影響，提高多管工作的同步性。然而這種結構單管的工作效率依然不高，且聯焰管和聯焰孔的設計也增加了結構的復雜性。

另外，現有的爆震發動機還有高頻相應差，各工作循環銜接難以連續等問題。因此，現有的爆震發動機還有很多值得改進的地方。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種渦輪爆震發動機，以提高渦輪發動機工作頻率，簡化發動機結構，以克服現有技術的不足。

為實現本實用新型的目的，本實用新型采用了這樣的技術方案：本實用新型的渦輪爆震發動機包括渦輪部，渦輪部與常規的渦輪增加發動機的結構類似，作用是將空氣壓縮成高壓氣體以增強爆燃的效果。通常由靜止的導向葉片和轉動的工作葉輪組成。當然，本實用新型的發動機同樣設置了進氣結構和燃燒室等部件，采用的都是常規現有技術。本實用新型除了具有常規渦輪發動機的一般結構外，它還在渦輪部和尾噴口之間設有一個爆震部，爆震部與渦輪部在同一渦軸上，爆震部前后各設有一塊相互平行的爆震部前板和爆震部后板，并且爆震部還設有三根螺旋纏繞在渦軸上的爆震管，三根爆震管的環向間距為120°，且在渦軸上同向螺旋設置。燃油與空氣混合并經渦輪加壓后進入爆震部的爆震管中點燃，并發生爆震，由于三根爆震管采用了螺旋方式布置，燃料在發生爆震時還提供了一個極大的旋轉動力，從而產生強大的推力。其產生的推力是常規渦輪發動機的數倍，從而大大提高了發動機的工作頻率。

進一步的，三根爆震管設置在爆震部前板和爆震部后板之間，且三根爆震管在爆震部后板上的環向位置各相對于爆震部前板轉動了120°。三根爆震管在渦軸上每轉動120°完成一個工作循環，一個工作循環的過程通常經過進氣——密閉——爆燃三個步驟。

另外，在爆震部的前后兩端還分別設有兩塊平行于所述爆震部前板和爆震部后板的前擋板和后擋板；在前擋板上設有進氣口，在后擋板上設有尾噴管口，尾噴管口連接一根尾噴管。在所述前擋板上還設有火花塞，在所述后擋板上還設有可調廢氣排氣口。火花塞用于點燃爆震管中的已被加壓的燃料空氣混合物，而可調廢氣排氣口用于排出爆震產生的廢氣。