[发明专利]用于借助喷气发动机驱动转子的方法

说明书

转子系统由布置在转子的尖端处的喷气发动机驱动，所述转子包括在旋转轴线上旋转的结构。由喷气发动机产生的喷气流产生与转子半径正交的推力以推动旋转。提出的方法包括利用存在于转子中的固有离心力将气体燃料输送到发动机的方法。来自源储存器的液化燃料被蒸发成气态，并受到离心力的作用，从而使其径向向外移动到爆震型喷气发动机。这些方法还包括用于将燃料与氧化剂混合并处理燃料或/和燃料混合物以提高其爆震能力的特殊工艺。

技术领域

本发明主要涉及通过将燃料的化学能转化为转子的旋转动能的喷气驱动转子的领域，更具体地涉及通过脉冲爆震发动机或位于转子系统尖端的发动机来操作喷气驱动转子的方法。

背景技术

自20世纪初以来，已经开发了通过喷气推进转子旋转的方法。这些方法的主要应用是将转子用作飞机的推进螺旋桨。这些主要是在直升机系统中飞行的载具。在这种情况下，喷气推力源放置在转子的末端，并且由于其产生的喷气推力，使转子旋转。与通过附接的旋转轴旋转转子的方法相比，该方法提供了许多优点。内燃机和变速器用于使轴旋转。在这种情况下，会产生反作用力矩，该反作用力矩使飞行器沿与转子的旋转方向相反的方向旋转。这个力矩需要被补偿，这是以各种方式来完成的，具体地说是使用尾桨，这使得变速器设计更加复杂。内燃机和变速器的重量会超过100千克，并且取决于螺旋桨尺寸和飞机的重量。

奥地利工程师Ludwig Wittgenstein)提出了一种方法，该方法中气体和空气通过转子叶片的尖端送入燃烧室，在那里混合，并由于离心力而被加热到点燃的程度。然而，在实践中，该方法没有实施，因为烃气体或氢气和空气的混合物的点火温度为400至600℃，并且需要在大于30atm的压力下达到，这需要非常大的离心力。由于转子速度的可变性，不可能使这种过程可靠。

喷气驱动转子的另一种解决方案是使用从转子尖端的喷嘴排出的冷喷气。例如，使用将空气泵送到位于转子内部的空气管道中的燃气涡轮发动机。该压缩机重量为90千克，每小时煤油消耗为110千克，这使得该方法的整体效率较低。

将位于转子尖端的喷气发动机作为转子旋转的方法的解决方案，该发动机被认为是最简单的装置，并且是动力装置中重量最小的。

在这种尖端喷气发动机的一个实例中，使用的是重量约为5-8千克的冲压发动机。这种方法有几个问题:

-仅在一定范围的转子速度下有效工作，这为进入发动机的空气提供了足够的压缩水平，但同时也不允许气流从叶片上分离，这大大降低了转子的提升力(由于转子尖端的亚音速，这种限制使冲压发动机无法有效工作)

-在转子旋转过程中，排气后的燃烧产物进入进气口，从而降低了冲压发动机的效率

-冲压发动机在200g区域内离心力作用下的重量使其对转子结构强度的要求很高

-由于高压喷气发动机燃烧室中液体燃料和空气的离心混合物的作用以及组件密度的差异而分层，从而降低了燃烧效率

-在发动机发生故障的情况下，它们对迎面而来的气流的抵抗力使其难以自转着陆

-冲压发动机运行期间的高水平的噪音

为了产生所需的推力，爆燃喷气发动机需要大量空气和燃料的超音速流速。这是由于这种燃烧的低热力学循环效率和燃烧产物的低流出速率。

曾尝试使用更有效的喷气发动机配置。最高效的喷气发动机是涡轮喷气发动机。然而，由于这样的发动机的重量和尺寸很大，只要它在离心力的作用下在转子的尖端处工作，就证明使用它的尝试是不成功的。此外，旋转涡轮机和压缩机产生了陀螺力矩，这些力矩要么由飞轮补偿，这进一步增加了重量并降低了该方法的效率，要么被传递到转子轴承结构并大大减少了整个系统的资源。