专利名称：等离子体复合加力涡轮风扇喷气航空发动机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种航空发动机，特别是一种等离子体复合加力涡轮风扇喷气航空发动机。
背景技术：
目前歼击机的航空发动机采用涡轮风扇喷气发动机，其燃料采用航空煤油，其巡航和加力燃料消耗都很大，一次加油其航程(不加力)达3000-6000公里，如完成更远的航程只能空中加油，同时由于载油量大，影响其作战的机动性。现有结构的航空发动机最大的飞行速度为马赫数达Ma5，其发动机排气中的含有大量的二氧化硫、碳氢化合物等环境污染物，对大气污染比较严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种等离子体复合加力涡轮风扇喷气航空发动机，利用到空中取空气做工质，显著节省航空煤油，实现歼击机的高超音速飞行，发动机排气中的二氧化硫、碳氢化合物等环境污染物显著降低，减少对大气的污染。
本发明的目的是这样实现的它包括低压风扇、高压压气机、燃烧室、涡轮、尾喷口，其特征是在发动机的涡轮轴内设置内锥体轴心涵道，在轴心涵道的前端固装有叶轮，在涡轮轴上组装纳米永磁钢转子，在纳米永磁钢转子的外周组装超导材料定子，组成航空发电机，在内锥体轴心涵道的后端组装电弧等离子体发生器，在涡轮的后方流道外周设置电源螺旋体导流排，航空发电机输出端通过导流排供电给电弧等离子体发生器。
上述的电弧等离子体发生器设置有一个阴级和一个阳极，在阴极上设置有碳酸钾水解液流道，流道的后端设有碳酸钾水解液喷射孔。
本发明与现有技术比较具有如下优点1、由于加力工质利用取之不尽的空间的空气，在战机载油三吨的情况下，估算航程可达9000公里，节省航空煤油50％以上。
2、由于加力等离子体受到磁加速，致使发动机尾喷口处，燃气流体高温高速增大推力值，实现歼击机的高超音速飞行。
3、发动机排气中的二氧化硫、碳氢化合物等环境污染物显著降低，减少对大气的污染。
4、由于发动机尾喷发燃气中尚具电学性质，即具有相当量的等离子体，地面对飞机雷达探测的电磁波，遇有机尾等离子体尾气，会被干扰、散射，致使返回波失真，具有飞机隐身效果。
5、在发动机运转时，发电机可发出大功率电能400千瓦，可用于激光武器电源，激光武器捕捉目标快，高温、高速、高压激光强力束能可击毁敌方多种飞行器。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的电弧等离子体发生器结构示意图。
图3是本发明的发电机结构示意图。
图4是本发明的电源螺旋体导流排结构示意图。
具体实施例方式
见图1-5，本发明的具体结构如下它采用现有涡轮喷气发动机的低压风扇1、高压压气机2、燃烧室3、涡轮4、尾喷口5结构，其创新的技术要点是在发动机的涡轮轴6内设置内锥体轴心涵道，在轴心涵道的前端进口处固装由带扭角的叶片组成的叶轮11，从锥前进口进入的气体增压1.2个大气压，经内锥体压缩至4.2个大气压，并在涡轮轴6的轴尾外装有动密封叶轮12，保证压缩空气不外泄，并在轴尾端开有气孔13，将空气压输给等离子体发生器9。在涡轮轴6上组装纳米永磁钢转子8，选用超导材料Nb12AL2Ge，比铜导体材料电流密度高三倍。在纳米永磁刚转子8的外周组装超导材料定子7，定子7应用纳米晶高强永磁材料Sm2Fe17N3a/Fe，最大磁能积880Km3，焦耳/m3，高出通用发电机永磁钢ALSr铁氧体磁积能24.8三倍。纳米永磁刚转子8和超导材料定子7组成发电机，发出大功率电能源输送给电弧等离子体发生器9。在涡轮轴6内锥体轴心涵道的后端组装电弧等离子体发生器9，电弧等离子体发生器9设置有一个阴级20和一个阳极14，阴级20和阳极14之间设置绝缘体19。在阴极20上设置有碳酸钾水解液流道16，流道的后端设有碳酸钾水解液喷射孔15。碳酸钾水解液流道16的前端通过泵体17连接碳酸钾水解液容器18。在涡轮的后方流道外周设置电源螺旋体导流排10，导流排10是板状螺旋形导体，发电机输出端通过导流排10供电给电弧等离子体发生器9。
本发明创新的部件结构设计功用说明1、锥体轴心涵道及前端的增压叶轮11由于电弧等离子体发生所需工质来自空间空气要求流量7公斤/秒，压力达到4.2大气压。内锥体涡轮轴6功用在10000转/分转速下，其中内锥体压缩压力达3个大气压，锥前涡轮轴6内的带扭角叶片组成的叶轮11增压到1.2大气压。压缩空气通过在轴尾处装有的动密封叶轮12，将空气输压给等离子体发生器9。
2、由纳米永磁钢转子8和超导材料定子7构成的发电机，发出大功率电能源输送给电弧等离子体发生器9。发电机发电原理导体切割磁场相对运动，产生电动势，其功率大小与磁通密度和电流密度成正比。
3、电弧等离子体发生器9电弧等离子体发生器9的钨、铈阳极和铂铜合金阴极同时输入正负电能时，产生高达6000℃电弧，致使通过高温电弧的空气工质电离成高温10000-30000℃具有电学性能的等离子体。当电弧等离子体发生器9开启同时，输入碳酸钾(K2CO3)水解液到阴极14头部，在对阴极14冷却并吸热后从阴极后端的喷射孔15向主机燃气喷发，低电离电位钾致使主机燃气部分等离子体化，(此种等离子体属燃烧等离子体)，也还可使主机燃气温度升高100℃。
4、电源螺旋体导流排10加装在电弧等离子体发生器9后区的多圈螺旋体导流排10，通负电流到阴极14，此螺旋体导流排10在有电流通过时产生洛仑兹力，此种力对具电学性能等离子体流具有磁加速功能，产生推力增益，磁约束可有高温燃气不对加力筒体烧损功用。
权利要求
1.一种等离子体复合加力涡轮风扇喷气航空发动机，它包括低压风扇、高压压气机、燃烧室、涡轮、尾喷口，其特征是在发动机的涡轮轴内设置内锥体轴心涵道，在轴心涵道的前端固装有叶轮，在涡轮轴上组装纳米永磁钢转子，在纳米永磁钢转子的外周组装超导材料定子，组成航空发电机，在内锥体轴心涵道的后端组装电弧等离子体发生器，在涡轮的后方流道外周设置电源螺旋体导流排，航空发电机输出端通过导流排供电给电弧等离子体发生器。
2.根据权利要求1所述的等离子体复合加力涡轮风扇喷气航空发动机，其特征是电弧等离子体发生器设置有一个阴级和一个阳极，在阴极上设置有碳酸钾水解液流道，流道的后端设有碳酸钾水解液喷射孔。
全文摘要
一种等离子体复合加力涡轮风扇喷气航空发动机，它包括低压风扇、高压压气机、燃烧室、涡轮、尾喷口，其特征是在发动机的涡轮轴内设置内锥体轴心涵道，在轴心涵道的前端固装有叶轮，在涡轮轴上组装纳米永磁钢转子，在纳米永磁钢转子的外周组装超导材料定子，组成航空发电机，在内锥体轴心涵道的后端组装电弧等离子体发生器，在涡轮的后方流道外周设置电源螺旋体导流排，航空发电机输出端通过导流排供电给电弧等离子体发生器。本发明能利用空间的空气作为加力工质，节省燃油50％以上，燃气流体高温高速，实现歼击机的高超音速飞行，减少对大气的污染，具有飞机隐身效果，其发电机可用于激光武器电源，激光武器捕捉目标快，高温、高速、高压激光强力束能可击毁敌方多种飞行器。
文档编号F02K9/97GK101042096SQ20061004615
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者陈世钟, 陈北江 申请人:陈世钟