CN110761914A - 一种脉冲爆震发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉冲爆震发动机,包括套筒式底架、输出复合装置、爆震脉冲装置、燃料转存器和控制电箱，所述输出复合装置设置在爆震脉冲装置的一端，所述燃料转存器设置在爆震脉冲装置的另一端，所述爆震脉冲装置设置在套筒式底架的内部，所述输出复合装置包括锥形固定套和复合动力输出器，所述锥形固定套的两端设有固定支架，所述复合动力输出器包括爆震喷射轴套组、动力发生器和驱动轮盘，所述动力发生器套设在爆震喷射轴套组上。本发明的点火控制和脉冲控制器采用联动控制，可实现瞬间爆震脉冲有效排出，产生高压喷射力，采用独特的输出复合装置可实现喷射产生的反推和机械能的双输出。

Description

一种脉冲爆震发动机
技术领域
本发明涉及脉冲发动机技术领域，具体为一种脉冲爆震发动机。
背景技术
脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机，爆震燃烧产生的爆震波使可爆燃料的压力、温度迅速升高，此概念发动机主要应用在航空航天等需要较高推力的驱动领域，目前此类爆震发动机具有如下不足，1、爆震发动机产生的推力过高，而且主要应用于反向推力驱动方面，目前还没有应用到其他驱动机械，比如机动车辆动力方面的驱动机械能，2、爆震脉冲发动机的脉冲点火装置是独立的控制单元，点火装置需要采用独立的控制单元来控制燃料的脉冲点火，因此本发明提供一种脉冲爆震发动机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脉冲爆震发动机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种脉冲爆震发动机，包括套筒式底架、输出复合装置、爆震脉冲装置、燃料转存器和控制电箱，所述输出复合装置设置在爆震脉冲装置的一端，所述燃料转存器设置在爆震脉冲装置的另一端，所述爆震脉冲装置设置在套筒式底架的内部，所述输出复合装置包括锥形固定套和复合动力输出器，所述锥形固定套的两端设有固定支架，所述复合动力输出器包括爆震喷射轴套组、动力发生器和驱动轮盘，所述动力发生器套设在爆震喷射轴套组上，所述驱动轮盘套设在爆震喷射轴套组的一端，所述固定支架上设有回转孔，所述复合动力输出器通过爆震喷射轴套组和回转孔的配合安装在锥形固定套上，所述爆震脉冲装置包括燃烧腔套、脉冲控制器和点火驱动组，所述脉冲控制器设置在燃烧腔套的一端，所述点火驱动组设置在燃烧腔套的一侧，所述脉冲控制器包括脉冲底板、脉冲转子和复合连杆组，所述脉冲底板上设有凹槽回转孔，所述脉冲转子上设有转轴、脉冲压板和驱动板，所述脉冲转子通过转轴和凹槽回转孔的配合安装在脉冲底板上，所述复合连杆组上设有驱动杆，所述驱动杆上设有插销和拨轴，所述驱动板上设有套管，所述驱动板通过套管和插销的配合与驱动杆连接，所述驱动板通过惯性板和驱动杆连接，所述点火驱动组包括伸缩套管、复合活塞杆组、压缩弹簧和弹力气阻，所述复合活塞杆组套设在伸缩套管的内部，所述伸缩套管内设有隔板，所述复合活塞杆组上设有下板、上板、推轴和排气轴，所述压缩弹簧设置在下板和隔板之间，所述弹力气阻内设有阻气板和复位弹簧，所述燃料转存器包括转存腔体和压力阀组，所述压力阀组设置在转存腔体的内部一侧，所述压力阀组包括推力阀杆、导向套管和推力弹簧，所述推力阀杆套设在导向套管的内部，所述推力阀杆的一端设有排气板，所述推力阀杆的另一端设有压力块，所述推力弹簧设置在排气板和导向套管之间，所述控制电箱上设有控制按钮。
作为本发明的一种优选实施方式，所述伸缩套管上设有进气管一和进气管二，所述锥形固定套上设有排气管，所述转存腔体上设有输气管，所述排气管通过弹力气阻和进气管一连接，所述排气管通过管路和进气管二连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述套管和插销构成回转副，所述驱动杆的一端设有连接销，所述推轴的一端通过连接销和驱动杆连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述下板上设有固定孔，所述下板通过固定孔和推轴的配合安装在推轴上，所述上板的一侧和排气轴连接，所述上板的另一侧和推轴连接，所述上板上设有环形排气道，所述推轴上设有排气孔。
作为本发明的一种优选实施方式，所述燃烧腔套内设有放电器，所述推轴的一端设有连通器。
作为本发明的一种优选实施方式，所述控制按钮包括放电按钮，所述控制按钮通过电线和放电器连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述推力阀杆内设有通气道。
作为本发明的一种优选实施方式，所述转存腔体的一端设有接入管，所述转存腔体的另一端设有配合板。
作为本发明的一种优选实施方式，所述爆震喷射轴套组内设有喷气道，所述排气轴内设有排气道。
作为本发明的一种优选实施方式，所述脉冲底板上设有脉冲孔二，所述脉冲压板上设有脉冲孔一，所述动力发生器的外边侧设有主叶片，所述动力发生器的内腔设有副叶片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、具有高强喷射推进力，同时具有旋转机械能输出，目前的脉冲爆震发动机主要用于航空航天高压喷射推进领域，此复合功能动力输出可适应于其他动力场所。
2、点火控制和脉冲控制器采用联动控制，燃烧装置内的燃料处于高压状态，高压燃料可实现点火、脉冲爆震同步发生，可实现瞬间爆震脉冲有效排出产生高压喷射力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的输出复合装置剖视的结构示意图；
图3为本发明的爆震脉冲装置剖视的结构示意图；
图4为本发明的燃料转存器剖视的结构示意图；
图5为本发明的压力阀组的结构示意图；
图6为本发明的点火驱动组剖视的结构示意图；
图7为本发明的脉冲控制器的结构示意图；；
图中：1-套筒式底架、2-输出复合装置、3-爆震脉冲装置、4-燃料转存器、5-控制电箱、6-锥形固定套、7-复合动力输出器、8-固定支架、9-爆震喷射轴套组、10-动力发生器、11-驱动轮盘、12-燃烧腔套、13-脉冲控制器、14-点火驱动组、15-脉冲底板、16-脉冲转子、17-复合连杆组、18-凹槽回转孔、19-转轴、20-脉冲压板、21-驱动板、22-驱动杆、23-插销、24-拨轴、25-套管、26-惯性板、27-伸缩套管、28-复合活塞杆组、29-压缩弹簧、30-弹力气阻、31-隔板、32-下板、33-上板、34-推轴、35-排气轴、36-阻气板、37-复位弹簧、38-转存腔体、39-压力阀组、40-推力阀杆、41-导向套管、42-推力弹簧、43-排气板、44-进气管二、45-压力块、46-排气管、47-连接销、48-环形排气道、49-放电器、50-连通器、51-接入管、52-喷气道、53-排气道、54-输气管、55-配合板、56-通气道、57-脉冲孔一、58-脉冲孔二、59-主叶片、60-副叶片、61-进气管一。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：
一种脉冲爆震发动机，包括套筒式底架1、输出复合装置2、爆震脉冲装置3、燃料转存器4和控制电箱5，所述输出复合装置2设置在爆震脉冲装置3的一端，所述燃料转存器4设置在爆震脉冲装置3的另一端，所述爆震脉冲装置3设置在套筒式底架1的内部，所述输出复合装置2包括锥形固定套6和复合动力输出器7，所述锥形固定套6的两端设有固定支架8，所述复合动力输出器7包括爆震喷射轴套组9、动力发生器10和驱动轮盘11，所述动力发生器10套设在爆震喷射轴套组9上，所述驱动轮盘11套设在爆震喷射轴套组9的一端，所述固定支架8上设有回转孔，所述复合动力输出器7通过爆震喷射轴套组9和回转孔的配合安装在锥形固定套6上，所述爆震脉冲装置3包括燃烧腔套12、脉冲控制器13和点火驱动组14，所述脉冲控制器13设置在燃烧腔套12的一端，所述点火驱动组14设置在燃烧腔套12的一侧，所述脉冲控制器13包括脉冲底板15、脉冲转子16和复合连杆组17，所述脉冲底板15上设有凹槽回转孔18，所述脉冲转子16上设有转轴19、脉冲压板20和驱动板21，所述脉冲转子16通过转轴19和凹槽回转孔18的配合安装在脉冲底板15上，所述复合连杆组17上设有驱动杆22，所述驱动杆22上设有插销23和拨轴24，所述驱动板21上设有套管25，所述驱动板21通过套管25和插销23的配合与驱动杆22连接，所述驱动板21通过惯性板26和驱动杆22连接，所述点火驱动组14包括伸缩套管27、复合活塞杆组28、压缩弹簧29和弹力气阻30，所述复合活塞杆组28套设在伸缩套管27的内部，所述伸缩套管27内设有隔板31，所述复合活塞杆组28上设有下板32、上板33、推轴34和排气轴35，所述压缩弹簧29设置在下板32和隔板31之间，所述弹力气阻30内设有阻气板36和复位弹簧37，所述燃料转存器4包括转存腔体38和压力阀组39，所述压力阀组39设置在转存腔体38的内部一侧，所述压力阀组39包括推力阀杆40、导向套管41和推力弹簧42，所述推力阀杆40套设在导向套管41的内部，所述推力阀杆40的一端设有排气板43，所述推力阀杆40的另一端设有压力块45，所述推力弹簧42设置在排气板43和导向套管41之间，所述控制电箱5上设有控制按钮。
作为本发明的一种优选实施方式，所述伸缩套管27上设有进气管一61和进气管二44，所述锥形固定套6上设有排气管46，所述转存腔体38上设有输气管54，所述排气管46通过弹力气阻30和进气管一61连接，所述排气管46通过管路和进气管二44连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述套管25和插销23构成回转副，所述驱动杆22的一端设有连接销47，所述推轴34的一端通过连接销47和驱动杆22连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述下板32上设有固定孔，所述下板32通过固定孔和推轴34的配合安装在推轴34上，所述上板33的一侧和排气轴35连接，所述上板33的另一侧和推轴34连接，所述上板33上设有环形排气道48，所述推轴34上设有排气孔。
作为本发明的一种优选实施方式，所述燃烧腔套12内设有放电器49，所述推轴34的一端设有连通器50。
作为本发明的一种优选实施方式，所述控制按钮包括放电按钮，所述控制按钮通过电线和放电器49连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述推力阀杆40内设有通气道56。
作为本发明的一种优选实施方式，所述转存腔体38的一端设有接入管51，所述转存腔体38的另一端设有配合板55。
作为本发明的一种优选实施方式，所述爆震喷射轴套组9内设有喷气道52，所述排气轴35内设有排气道53。
作为本发明的一种优选实施方式，所述脉冲底板15上设有脉冲孔二58，所述脉冲压板20上设有脉冲孔一57，所述动力发生器10的外边侧设有主叶片59，所述动力发生器10的内腔设有副叶片60。
工作原理：首先将控制箱5通过电线接入外部电源，由外部电源脉冲爆震发动机提供电能，并接入管51接入外部雾化燃料，由外部雾化燃料向发动机提供燃料，手动按下放电按钮，随着转存腔体38内部雾化燃料的增多，压力增大，压力阀组39内的压力块45受压开始向右运动，推力弹簧42压缩，排气板43离开配合板55，具有压力的燃料通过通气道56进入燃烧腔套12内，同时具有压力的燃料通过输气管54输送道弹力气阻30内，随着燃烧腔套12内雾化燃料的压力的逐渐提升，弹力气阻30内的雾化燃料的压力同时提升，并推动阻气板36向左运动，复位弹簧37开始压缩，下板32和隔板31内的空气增压，并推动复合活塞杆组28向下运动，推轴34上的连通器50和放电器49接触，放电器49通电产生电击，此时燃烧腔套12内的雾化燃料迅速爆燃产生大量冲击力，推轴34上向下运动的同时带动驱动杆22向下运动到极限，驱动杆22上的插销23在套管25内相对转动，进而驱动板21旋转使脉冲压板20上的脉冲孔一57和脉冲底板15上的脉冲孔二58相对应，巨大的冲击力经过脉冲孔一57和脉冲孔二58进入到锥形固定套7内，巨大的冲击气流冲击复合动力输出器7，动力发生器10外表面的主叶片59和气流的相互作用带动复合动力输出器7开始旋转，气流继续流动到动力发生器10的内腔内，并和内腔内副叶片60相互作用进一步提高复合动力输出器7的转速，至此高速旋转可通过驱动轮盘11转化成普通机械所需要的机械能，这样就实现了爆震的机械能转化，动力发生器10内腔的高压冲击气流开始通过喷气道52排出产生反向推力，这样同样具有爆震反向推力的功能，锥形固定套6内的一部分爆震气流通过排气管46进入进气管二44，从而使爆震气流进入隔板31和上板33组成的密闭空间，密闭空间内压力暴增开始推动复合活塞杆组28向上运动，压缩弹簧29收缩，排气道53与外界联通，爆震气流排出，同时连通器50和放电器49分离，放电器49断电停止电击，复合活塞杆组28的向上运动带动驱动杆22向上运动，驱动板21继续旋转只是脉冲孔一57和脉冲孔二58错位，至此燃烧腔套12内重新进入闭合状态，等待下一轮循环，从而实现脉冲爆震动力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种脉冲爆震发动机,其特征在于：包括套筒式底架(1)、输出复合装置(2)、爆震脉冲装置(3)、燃料转存器(4)和控制电箱(5)，所述输出复合装置(2)设置在爆震脉冲装置(3)的一端，所述燃料转存器(4)设置在爆震脉冲装置(3)的另一端，所述爆震脉冲装置(3)设置在套筒式底架(1)的内部，所述输出复合装置(2)包括锥形固定套(6)和复合动力输出器(7)，所述锥形固定套(6)的两端设有固定支架(8)，所述复合动力输出器(7)包括爆震喷射轴套组(9)、动力发生器(10)和驱动轮盘(11)，所述动力发生器(10)套设在爆震喷射轴套组(9)上，所述驱动轮盘(11)套设在爆震喷射轴套组(9)的一端，所述固定支架(8)上设有回转孔，所述复合动力输出器(7)通过爆震喷射轴套组(9)和回转孔的配合安装在锥形固定套(6)上，所述爆震脉冲装置(3)包括燃烧腔套(12)、脉冲控制器(13)和点火驱动组(14)，所述脉冲控制器(13)设置在燃烧腔套(12)的一端，所述点火驱动组(14)设置在燃烧腔套(12)的一侧，所述脉冲控制器(13)包括脉冲底板(15)、脉冲转子(16)和复合连杆组(17)，所述脉冲底板(15)上设有凹槽回转孔(18)，所述脉冲转子(16)上设有转轴(19)、脉冲压板(20)和驱动板(21)，所述脉冲转子(16)通过转轴(19)和凹槽回转孔(18)的配合安装在脉冲底板(15)上，所述复合连杆组(17)上设有驱动杆(22)，所述驱动杆(22)上设有插销(23)和拨轴(24)，所述驱动板(21)上设有套管(25)，所述驱动板(21)通过套管(25)和插销(23)的配合与驱动杆(22)连接，所述驱动板(21)通过惯性板(26)和驱动杆(22)连接，所述点火驱动组(14)包括伸缩套管(27)、复合活塞杆组(28)、压缩弹簧(29)和弹力气阻(30)，所述复合活塞杆组(28)套设在伸缩套管(27)的内部，所述伸缩套管(27)内设有隔板(31)，所述复合活塞杆组(28)上设有下板(32)、上板(33)、推轴(34)和排气轴(35)，所述压缩弹簧(29)设置在下板(32)和隔板(31)之间，所述弹力气阻(30)内设有阻气板(36)和复位弹簧(37)，所述燃料转存器(4)包括转存腔体(38)和压力阀组(39)，所述压力阀组(39)设置在转存腔体(38)的内部一侧，所述压力阀组(39)包括推力阀杆(40)、导向套管(41)和推力弹簧(42)，所述推力阀杆(40)套设在导向套管(41)的内部，所述推力阀杆(40)的一端设有排气板(43)，所述推力阀杆(40)的另一端设有压力块(45)，所述推力弹簧(42)设置在排气板(43)和导向套管(41)之间，所述控制电箱(5)上设有控制按钮。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述伸缩套管(27)上设有进气管一(61)和进气管二(44)，所述锥形固定套(6)上设有排气管(46)，所述转存腔体(38)上设有输气管(54)，所述排气管(46)通过弹力气阻(30)和进气管一(61)连接，所述排气管(46)通过管路和进气管二(44)连接。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述套管(25)和插销(23)构成回转副，所述驱动杆(22)的一端设有连接销(47)，所述推轴(34)的一端通过连接销(47)和驱动杆(22)连接。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述下板(32)上设有固定孔，所述下板(32)通过固定孔和推轴(34)的配合安装在推轴(34)上，所述上板(33)的一侧和排气轴(35)连接，所述上板(33)的另一侧和推轴(34)连接，所述上板(33)上设有环形排气道(48)，所述推轴(34)上设有排气孔。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述燃烧腔套(12)内设有放电器(49)，所述推轴(34)的一端设有连通器(50)。
6.根据权利要求5所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述控制按钮包括放电按钮，所述控制按钮通过电线和放电器(49)连接。
7.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述推力阀杆(40)内设有通气道(56)。
8.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述转存腔体(38)的一端设有接入管(51)，所述转存腔体(38)的另一端设有配合板(55)。
9.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述爆震喷射轴套组(9)内设有喷气道(52)，所述排气轴(35)内设有排气道(53)。
10.根据权利要求1所述的一种脉冲爆震发动机，其特征在于：所述脉冲底板(15)上设有脉冲孔二(58)，所述脉冲压板(20)上设有脉冲孔一(57)，所述动力发生器(10)的外边侧设有主叶片(59)，所述动力发生器(10)的内腔设有副叶片(60)。
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