專利名稱：超音速噴氣發(fā)動機混合動力裝置的運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械工程設(shè)計，具體講，涉及設(shè)計發(fā)動機，更為具體地講，涉及飛機超音速動力裝置的運行方法。
背景技術(shù)：
在本技術(shù)中已知一種超音速噴氣動力裝置的運行方法，它包括在進口對空氣進行動力壓縮、將壓縮空氣送入加力燃燒室、在空氣中激勵湍流和將熱量加入至空氣中，以及在尾噴管中膨脹燃燒產(chǎn)物。參見由伊諾齊姆采夫·N.V.著、莫斯科國家國防工業(yè)出版社1949年出版的“飛機燃氣渦輪發(fā)動機”第50頁。
進行沖壓式噴氣發(fā)動機的現(xiàn)有技術(shù)方法的問題包括其在亞音速飛行速度下的低效率、飛行速度變換動力不充足，以及由于發(fā)動機大的擴張引起的液壓壓力的大量損失。
包括渦輪噴氣發(fā)動機的超音速噴氣動力裝置的另一種常規(guī)運行方法包括在進口對空氣進行動力壓縮、通過一個由發(fā)動機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的壓縮機對全部空氣進行增壓、將壓縮空氣送入燃燒室和將熱量加入至空氣中，以及在驅(qū)動發(fā)動機和尾噴管中膨脹燃燒產(chǎn)物(伊諾齊姆采夫·N.V.著、莫斯科國家國防工業(yè)出版社1949年出版的“飛機燃氣渦輪發(fā)動機”第55頁)。
現(xiàn)有技術(shù)方法的缺點在于，在馬赫數(shù)低于1和高于3時動力裝置的效率低下，以及要求對飛行速度進行急劇改變時動力不足。
還知道一種超音速混合噴氣動力裝置的運行方法，此種超音速混合噴氣動力裝置包括沖壓式渦輪噴氣發(fā)動機和沖壓噴氣發(fā)動機，此運行方法包括在進口對空氣進行動力壓縮、采用由發(fā)動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的風扇對空氣進行增壓、將壓縮空氣送入加力燃燒室、在空氣中激勵湍流和將熱量加入至空氣中，以及在尾噴管中膨脹燃燒產(chǎn)物，其中部分壓縮空氣被送至驅(qū)動發(fā)動機的進氣歧管中(庫爾齊納·R.I.著、莫斯科機械工業(yè)出版1977年出版的“高超音速飛行速度的噴氣發(fā)動機”第141頁)。上述最相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)在亞音速飛行速度下承受著由于渦輪發(fā)電機組效率低下導致的動力裝置的低效率、以及在亞音速和超音速飛行速度下飛行器的低動力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于改進動力裝置和飛機兩者的效率，并提供優(yōu)異的飛行器動力，從而提高飛機的可靠性和飛行安全性。
以上目的是通過一種運行超音速混合噴氣動力裝置的方法而實現(xiàn)的，該方法包括在進口對空氣進行動力壓縮、應(yīng)用由裝備有進氣歧管的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的風扇對空氣進行增壓、將壓縮空氣送入加力燃燒室、在空氣中激勵湍流和將熱量加入至空氣中，以及在尾噴管中膨脹燃燒產(chǎn)物，一部分壓縮空氣被送入至驅(qū)動發(fā)動機的進氣歧管中，其中驅(qū)動發(fā)動機是往復式二沖程發(fā)動機，在超音速飛行狀態(tài)，在保持風扇的壓力比接近1的同時，輸送給風扇的功率下降。
為達到本發(fā)明的目的，在亞音速飛行狀態(tài)下，增加至加力燃燒室內(nèi)壓縮空氣中的熱量被切斷。
可采用風扇在壓縮空氣中激勵湍流，湍流狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)風扇的旋轉(zhuǎn)速度加以改變。
一種替代的方法是，可采用風扇的整流葉片在壓縮空氣中激勵湍流，湍流狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)整流葉片的入射角加以改變。
輸送給風扇的功率可通過對發(fā)動機進氣歧管節(jié)流而降低。
附圖概述

圖1表示了一臺為實施本發(fā)明提出的方法的動力裝置的示意圖。
最佳實施例的說明詳細參看附圖1，動力裝置包括一個形狀為超音速進氣裝置的進口1；一個風扇2，它可以是具有整流葉片3的多級風扇；一個往復式二沖程發(fā)動機4，它具有一個與風扇2相連接的軸；一個裝有節(jié)流葉片6的發(fā)動機進氣歧管5；一個具有燃料供給裝置8的加力燃燒室7；和一個尾噴管9。
本發(fā)明提出的方法在動力裝置中以下述方式實現(xiàn)。在飛行中，裝填在進口1中的空氣被壓縮并被風扇2增壓，該風扇由往復式發(fā)動機4加以旋轉(zhuǎn)，部分壓縮空氣被送入至進氣歧管5中以便在發(fā)動機中提供一個熱力學過程。被風扇2壓縮和湍流的大部空氣被送入加力燃燒室7，并且在起飛和破壞飛行狀態(tài)，熱量通過例如向其中噴入和燃燒燃料被加入至空氣中。燃燒產(chǎn)物進而在尾噴管9中膨脹以產(chǎn)生排氣推力。
在起飛和亞音速飛行情況下，往復式發(fā)動機4的軸在其額定功率下運行以提供由風扇2產(chǎn)生的最高壓力比。
進口1中的壓力比隨飛行速度增加而增加，為保持動力裝置中的最佳壓力比，并限制加力燃燒室7中氣體的溫度，往復式發(fā)動機4的功率例如通過采用節(jié)流葉片6限制壓縮空氣流入進氣歧管5而加以減少，從而將動力裝置的運行從發(fā)動機一壓縮模式切換至沖壓式噴氣發(fā)動機模式。與大部分相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中已知的自動旋轉(zhuǎn)模式相反，這里采用風扇2保持壓力比接近于1不會對進口中的壓縮空氣的運動產(chǎn)生阻力，只有少部分發(fā)動機功率被消耗用于驅(qū)動風扇2。應(yīng)指出的是，應(yīng)用燃氣輪機作為驅(qū)動發(fā)動機以實施本發(fā)明提出的方法時，由于其穩(wěn)定和有效運行的范圍狹窄而不能提供一個可接收的動力裝置效率。此外，由于應(yīng)用風扇2可急劇地增加壓力比，使用往復式發(fā)動機在寬的范圍內(nèi)具有優(yōu)異加速性能可實質(zhì)上提高沖壓式噴氣發(fā)動機的動力。這種情況下，在飛行狀態(tài)急劇變化時，加力燃燒室7進口處壓力增加將防止喘振，而在沖壓式噴氣發(fā)動機中在此情況下會出現(xiàn)喘振。
往復式發(fā)動機的優(yōu)異效率通過切斷對加力燃燒室7的燃料供應(yīng)將動力裝置切換至超高旁路風扇發(fā)動機模式也為飛機在亞音速飛行時提供了獨特的效率。這樣的運行狀態(tài)在例如當特殊裝置的空中靜止偵察、或當動力裝置在商用飛機中使用時是必不可少的。
應(yīng)用風扇2和整流葉片3在裝填的空氣中激勵湍流的可能性使得加力燃燒室7的長度可大大減少，同時確保裝填于其中的空氣能完全燃燒。
因此，本發(fā)明能確保飛機在從起飛至高超音速飛行的所有飛行狀態(tài)下具有最高效率，而且由于顯著地提高了飛機動力以及往復式發(fā)動機的簡單設(shè)計，從而提高了飛機的可靠性和安全性。
權(quán)利要求
1.一種超音速混合噴氣動力裝置的運行方法，它包括在進口對空氣進行動力壓縮；應(yīng)用風扇對空氣增壓，該風扇由裝有進氣歧管的發(fā)動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；將壓縮空氣送入加力燃燒室；在空氣中激勵湍流和給空氣加熱；以及在尾噴管中膨脹燃燒產(chǎn)物，部分壓縮空氣被送入至驅(qū)動發(fā)動機的進氣歧管中；其中所述驅(qū)動發(fā)動機是往復式二沖程發(fā)動機，在超音速飛行狀態(tài)下，在保持風扇的壓力比接近1的同時，輸送給風扇的功率下降。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在亞音速飛行狀態(tài)時，增加至加力燃燒室內(nèi)壓縮空氣的熱量被切斷。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用風扇在壓縮空氣中激勵湍流，湍流狀態(tài)通過調(diào)節(jié)風扇旋轉(zhuǎn)速度而加以改變。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過風扇的整流葉片在壓縮空氣中激勵湍流，湍流狀態(tài)可通過調(diào)節(jié)整流葉片的入射角加以改變。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輸送給風扇的功率可通過對發(fā)動機進氣歧管節(jié)流而加以降低。
全文摘要
一種超音速混合噴氣動力裝置的運行方法包括在進口對空氣進行動力壓縮；應(yīng)用風扇對空氣增壓，該風扇由裝有進氣歧管的發(fā)動機進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；將壓縮空氣送入加力燃燒室；在空氣中激勵湍流和給空氣加熱；以及在尾噴管中膨脹燃燒產(chǎn)物，部分壓縮空氣被送入至驅(qū)動發(fā)動機的進氣歧管中，其中所述驅(qū)動發(fā)動機是往復式二沖程發(fā)動機，在超音速飛行狀態(tài)下，在保持風扇的壓力比接近1的同時，輸送給風扇的功率下降。
文檔編號F02K3/08GK1239534SQ97180222
公開日1999年12月22日 申請日期1997年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月4日
發(fā)明者耶夫蓋尼·尼古拉耶維奇·扎哈洛夫, 根尼亞·喬 申請人:耶夫蓋尼·尼古拉耶維奇·扎哈洛夫, 根尼亞·喬