开式水冷却分流发动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110905689A(43)申请公布日2020.03.24(21)申请号201811078639.6(22)申请日2018.09.17(71)申请人高荣江地址010050内蒙古自治区呼和浩特市光明路铁路信号厂小区2号楼3单元3楼30号(72)发明人高荣江(51)Int.Cl.F02K7/10(2006.01)F02K3/02(2006.01)F02C3/04(2006.01)F02C3/14(2006.01)F02C7/12(2006.01)F02K9/42(2006.01)F02K1/78(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称开式水冷却分流发动机(57)摘要一种开式水冷却分流发动机。用增加高压空气流量、增设分流喷管和采用开式水冷却等措施，在总体结构质量相同的情况下，使功率和推力比通常涡轮发动机增加19倍以上，不加力推量比达到122以上；加力推量比达到244以上；耗油率降低6.88倍以上。本发动机可以轻松进入3Ma以上状态巡航，也可以进行出入大气层飞行或近空间飞行。CN110905689ACN110905689A权利要求书1/1页1.一种航空用开式水冷却分流发动机，由高压气流发生器和分流喷管两大部分组成，两个分流喷管单独对称安装在高压气流发生器的两边，高压气流发生器为变型的涡喷发动机；从压气机的最末端，同时给两个分流燃烧室和高压气流发生器燃烧室供相同压力的高压气流；高压气流发生器不直接产生推力，而是把全部燃烧产生的可用功都给了压气机，用以产生比高压气流发生器自身燃烧用量多1.5倍以上的高压气流量，在分流燃烧室内和超过高压气流发生器自身燃烧用量多4.5倍的燃料混合燃烧，产生出比高压气流发生器可用功直接变为推力大19倍以上的功率和推力；分流喷管由冲压进气管、高压输气管气、流功能转换阀、分流燃烧室、推力喷管、可调尾喷口、长效点火装置和燃料供应系统等主要部分组成。其特征在于3个燃烧室都采用了开式水冷却方式进行冷却；涡轮机构也采用了开式水冷却方式进行冷却；发动机增加了高压水蒸喷管。2.根据权利要求1所述的开式水冷却分流发动机，其特征在于进入高压气流发生器的空气流量可以全部参加燃烧做功，产生的可用功比分流发动机要多2倍以上，使压气机产生更多高压气流。3.根据权利要求1所述的开式水冷却分流发动机，其特征在于开式水冷却燃烧室，既能产生高压燃气，又能产生高压水蒸汽；发动机的推力是高压燃气和高压水蒸汽共同产生的。4.根据权利要求1所述的开式水冷却分流发动机，其特征在于耗水率低于耗油率，用水可以替代部分燃油。5.根据权利要求1所述的开式水冷却分流发动机，其特征在于本发动机具有极好的加速性，发动机推力增加的速度，几乎和驾驶员操作油门的速度同步。6.根据权利要求1所述的开式水冷却分流发动机，其特征在于本发动机进入工作状态后，可以一直工作在最佳增压比状态，不受发动机推力大小变化的影响。7.根据权利要求1所述的开式水冷却分流发动机，其特征在于在各冷却剂的进口和出口之间单独并入循环泵，用以消除膜态沸腾带来的危险。2CN110905689A说明书1/3页开式水冷却分流发动机技术领域[0001]本发明属航空发动机领域。背景技术[0002]专利号为2012382617·5的发明专利一分流式燃气涡轮发动机，以下简称分流发动机。由于其进入高压气流发生器燃烧室的高压气流，不能全部参加燃烧做功，因而使分流发动机的优势大部分没有发挥出来。本发明在分流发动机的基础上对其燃烧室和涡轮的冷却方式做了较大的改进，使其性能在原有的基础上有了飞跃性提高。发明内容[0003]本发明的目的是：提供一种开式水冷却分流发动机。该发动机的燃烧室，既能产生高压燃气，又能产生高压水蒸汽。在用水冷却燃烧室和涡轮机构的过程中，使大量的有害高温废热通过冷却水的吸收蒸发，变为发动机的二次推力。使开式水冷却分流发动机的推力比通常涡轮发动机大19倍以上；不加力推重比达到了122以上；加力推重比达到244以上；耗油率比通常涡轮发动机低6.88倍以上。[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是：把分流发动机各燃烧室的壁，用内、外两层管式冷却水套进行贴壁包裹，采用向水套中喷入高压水雾流的方法，对燃烧室壁进行冷却。具体做法：适当加大燃烧室的结构尺寸，增大燃烧室的吸热面积；在管式冷却水套的外侧，再加一层固体隔热层。由于水和水蒸汽的冷却能力比通常燃气涡轮发动机的高压气冷方式大10几倍，而且进入高压气流发生器燃烧室的高压气流，全部参加燃烧做功，只增加了两倍的发热量，冷却能力大于发热量，因此，采用开式水冷方式可以满足进入发动机的全部高压气流量都参加燃烧做功的情况下，对冷却能力的要求。[0005]所谓开式水冷却方式，就