本发明公开了一种喷气发动机的子母结构喷管,属于喷气发动机。
背景技术:
1、喷气式发动机是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机,使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。喷气式发动机一共有五个主要部件,从前之后分别是:进气道,压缩机,燃烧室,燃气涡轮,尾喷管。
2、其中尾喷管一般是可收敛式,因为喷口收敛可以增加排气速度,增大推力,现在还有一种尾喷管是收敛-扩张式,这个主要用于超音速飞机,因为气体达到音速后越压缩速度越小,所以在收敛到顶的时候气体正好达到音速,此时用扩张式尾喷管可以继续增大气流速度。
3、喷气式发动机使用的主要是石油烃燃料,它根据沸点的不同分为三类:宽馏分型(沸点范围60℃~280℃),煤油型(沸点范围150℃~280℃),重馏分型(沸点范围190℃~315℃)。通常使用的是航空煤油。喷气式发动机采用燃烧煤油燃料产生高速气流来推进飞行器前进,其动能取决于喷出尾气的质量和速度,这个过程中产生的高温的大量热能被浪费了,而且喷管要求能够耐高温,因此喷管材料的制造成本很高,运行和维护成本也很高。
技术实现思路
1、为了解决以上问题,本发明提供一种喷气发动机的子母结构喷管,充分利用燃烧的热能,实现对燃油能耗的降低,同时也使得喷管材料无需耐高温材料,降低了制造、维护成本。
2、为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种喷气发动机的子母结构喷管,由母喷管和设置在母喷管内的若干子喷管构成,所述母喷管的一端连接燃烧室,另一端为扩张喷嘴,所述子喷管位于燃烧室一端的接口连接分水机构,另一端为喷嘴,喷出水蒸气。用于产生推力的气体由水蒸气和燃气尾气构成,产生推力的燃料部分被水取代,尾气温度也可控制在1000度以下。
3、进一步的,所述母喷管的扩张喷嘴内腔为收敛、扩张、二次扩张的结构,子喷管喷嘴为拉瓦尔喷嘴。
4、更进一步的,所述子喷管的喷嘴位于母喷管的二次扩张喷嘴处,子喷管的子喷嘴端面距离母喷管的母喷嘴端面留有间距。
5、进一步的,若干所述子喷管在母喷管内按圆周分布。
6、进一步的,所述母喷管内,母喷管外壁与内壁之间设置水仓,水仓的进水口通过进水管连接外部补水源,水仓的出水口通过出水管连接分水器,在出水管上设置泵阀组件,分水器上设置对应若干子喷管的分水口,水仓内壁空间构成母喷管的燃气喷管腔,在燃气喷管腔的端面设置点火装置、燃料喷头、助燃气体喷头。
7、更进一步的,若干所述子喷管在母喷管内紧贴水仓内壁呈圆周分布,且每根子喷管的管结构均跟随母喷管的内腔结构。
8、更进一步的,所述子喷管的管体位于燃烧室中,控制组件控制泵阀组件使其从水仓中吸水,水仓的进水管设置在靠近燃烧室一侧的母喷管上,水仓出水口设置在靠近喷嘴一侧的母喷管上,在水仓上设置温度传感器和压力传感器用于检测水箱内的温度和压力,控制组件根据传感器传输的温度和压力值,实时调整水路泵阀组件和燃料流量从而实时控制子喷管中的水汽比例。
9、本发明的有益技术效果是:母喷管内设置水仓,使得燃烧室被水仓包围,从而可以降低材料的耐高温需求,降低成本,由于用于产生推力的气体由水蒸气和燃气尾气构成,尾气温度可控制在1000度以下,产生推力的燃料部分被水取代,至少可节省25%以上的燃料。
1.一种喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:由母喷管和设置在母喷管内的若干子喷管构成,所述母喷管的一端连接燃烧室,另一端为扩张喷嘴,所述子喷管位于燃烧室一端的接口连接分水机构,另一端为喷嘴,喷出水蒸气,用于产生推力的气体由水蒸气和燃气尾气构成,产生推力的燃料部分被水取代,尾气温度也可控制在1000度以下。
2.根据权利要求1所述的喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:所述母喷管的扩张喷嘴内腔为收敛、扩张、二次扩张的结构,子喷管喷嘴为拉瓦尔喷嘴。
3.根据权利要求2所述的喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:所述子喷管的喷嘴位于母喷管的二次扩张喷嘴处,子喷管的子喷嘴端面距离母喷管的母喷嘴端面留有间距。
4.根据权利要求1所述的喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:所述若干所述子喷管在母喷管内按圆周分布。
5.根据权利要求1所述的喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:所述母喷管内,母喷管外壁与内壁之间设置水仓,水仓的进水口通过进水管连接外部补水源,水仓的出水口通过出水管连接分水器,在出水管上设置泵阀组件,分水器上设置对应若干子喷管的分水口,水仓内壁空间构成母喷管的燃气喷管腔,在燃气喷管腔的端面设置点火装置、燃料喷头、助燃气体喷头。
6.根据权利要求5所述的喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:若干所述子喷管在母喷管内紧贴水仓内壁呈圆周分布,且每根子喷管的管结构均跟随母喷管的内腔结构。
7.根据权利要求5所述的喷气发动机的子母结构喷管,其特征在于:所述子喷管的管体位于燃烧室中,控制组件控制泵阀组件使其从水仓中吸水,水仓的进水管设置在靠近燃烧室一侧的母喷管上,水仓出水口设置在靠近喷嘴一侧的母喷管上,在水仓上设置温度传感器和压力传感器用于检测水箱内的温度和压力,控制组件根据传感器传输的温度和压力值,实时调整水路泵阀组件和燃料流量从而实时控制子喷管中的水汽比例。
