[发明专利]电磁推进燃气喷气发动机

说明书

喷气发动机的点火，旨在用放电产生的热能点燃燃气。本专利利用了电磁推进原理，能使燃气被点燃的同时，使燃气受到一个电磁力--H、A洛仑兹力。使用本专利的推进技术，燃气就受到两个力的叠加。

一、依据依萨克，牛顿等三定律：喷气发动机受到与燃气喷出力量大小相等方向相反的反作用力。

二、燃气本身还受到一个作为电磁载体的等离子态的电磁力。H、A洛仑兹力。这个力的反作用力，即是叠加在喷气发动机的电磁推力。

显然，喷气发动机受到两个力的推进，相较之下，同样燃料消耗，本专利技术会使发动机发出更大的功率。

法国人雷恩·罗兰(Rene Lorin)一九一三年曾获得一喷气推进发动机的专利。这种机器实际上是一种气动热力涵道。它没有任何旋转部件，只包括一个扩散型进气涵道和一个收敛型或收敛扩张型出口。限于当时的技术，未能投入实际使用。受到两个问题的困扰，除却耐高温材料问题而外，主要还在于燃气燃烧产生的压力是各向同性的。虽然发动机结构限制了燃气喷出的方向，但在喷气的排出口和新鲜空气的进气口这一几何直通通道上，进气口应具备气动上的单向性。即：在进气口，新鲜空气能畅快进入燃烧室，而工作燃气却不能往进气口反喷。这是牛顿的作用与反作用力的第三定律，使发动机产生定向推力的前提。洛兰的发动机要在发动机本身高速运动的情形下，在进气口处产生了强大的空气压力(①强迫进气；②阻止反喷)下，才能连续工作，产生推力。当然，它不能在相对空气静止的情形下工作……

本世纪三十年代，弗兰克，惠特尔(Frakn Wittle)用燃气轮机技术解决了罗兰的进气口单向性的问题，使喷气技术真正进入了实用的时代。惠特尔的燃气涡轮技术的要点在于使燃气推动涡轮，而与涡轮同轴的压气涡轮迫使空气进入气动涵道入口。惠特尔成功地利用了人类机巧的思维和双手，解决了罗兰的难题。时至今日，惠特尔的技术派生出的技脉，得以一统航空、航天事业之动力天下。

在喷气发动机家族中饶有兴味的是所谓脉冲喷气发动机。这是罗兰机械式单向进气而阻反喷的最简单结构：在进气口有一套叫做“节气活门”的机构。进气时活门开放，喷油燃烧时，压力增大，反喷的燃气压力迫使活门关闭。…这有点象我国南方农村抓螃蟹的芭篓，竹编入口有“倒须”，螃蟹能进不能出…。空气和燃气在进口处能进不能出。图一。它采用间歇燃烧原理，气动热力涵道的进气口有很多进气活门，构成阵列。不工作时活门在弹簧力的作用下，总是在开启位置上，空气可自然进入涵道的燃烧室。当喷油点火时，燃气压力在进气位置产生反喷，迫使活门关闭。膨胀后的燃气向后喷出，排气造成压降，活门在弹力下又自动打开…。这种过程周而复始，循环进行。可以想到这种喷气发动机是间歇工作的，不象惠特尔的燃气涡轮，是连续工作的。

回忆三种解决罗兰单向导气和阻止反喷的技术方案可以比较各自的优缺点和实施的可行性。

一、由外部能源迫使气动热力涵道向前运动，空气被迫进入进气道。当空气流经这一扩散形涵道时，速度动能降低，压力增加。…它是靠燃油的燃烧来增加其总能量的。比如，空，空导弹的动力装置。反喷单向导气是以气动热力涵道在外力作用下向前运动实现的。

二、涡轮喷气发动机，是以燃气涡轮带动压气机，经进气口压入空气实现单向进气的同时，结构上的原因，而使反喷得以消除。

三、用活门来实现单向进气和防反喷的方式就是脉冲喷气发动机了。

四、这就是本专利所要使用的方法，将燃烧的电磁理论与电磁推进技术使低能，大电流离子加速器技术用于气动热力涵道，设计出有别于现行喷气性能更好，结构简捷造价更低，可靠性更高的喷气发动机。

考查置气体中两刚性平行导体构成的物理系统。就宏观电磁学看，它是一个开路系统，图二。比如在空气中的两平行导体，就电器而言，空气是绝缘体，通电于两导体D，C的两端。其间，产生静电场。使燃气在电场中燃烧，比如在其间燃一天然气，这个开路系统就有了电流，成为一个闭路系统--燃气的燃烧使开路系统连通为闭路系统，这已是众所周知的事实。从微观上讲，系统通电其间的气体分子便处于受激励的状态。增加极间电压，可使这些受激态的分子内电子和能相应地增高。在特定的电压下(所谓击穿电压下)，气体内电子会因动能的增加而越过其气体分子表面势垒，单独逸出，受到电场的加速而碰撞，其它气体分子，使之电离。…在们所讨论的系统中，当平行导体的电压在该燃气气体的击穿电压之前，其间产生碰撞电离的形势会高速扩散。