| 权 利 要 求 1、 一种热冲压发动机， 包括通道 （1010)和加热室 （2)， 其特征在于： 所述通道（1010) 包括液体入口 （101 )和气体出口 （110)， 其中， 所述气体 出口（110)与推进喷射管（4)连接； 所述加热室（2)设置在所述通道（1010) 的液体入口（101 )和气体出口（110)之间，所述通道（1010)的液体入口（101 ) 和所述加热室（2)之间设有液体螺旋桨（12)， 所述通道（1010) 的气体出口 ( 110)和所述加热室 （2)之间设有动力涡轮（5)， 所述动力涡轮（5)对所 述液体螺旋桨（12)输出动力。 2、 根据权利要求 1所述的热冲压发动机， 其特征在于： 所述加热室 （2) 设置在所述通道（1010)上或设置在所述通道（1010) 内。 3、 如权利要求 1所述热冲压发动机， 其特征在于： 所述加热室（2)设为 内燃气化室 （201 )或外燃气化室 （202)。 4、 一种热冲压发动机， 包括縮扩通道（1 )和加热室（2)， 其特征在于： 在所述縮扩通道（1 ) 的高静压区（102)上设高压流体导出口 （103)， 在所述 縮扩通道（1 ) 的低静压区 （104)上设流体喷嘴（105)， 所述流体喷嘴（105) 的喷射方向以所述流体喷嘴（105)所在处所述流体喷嘴（105)外围的流体的 流动方向为总体指向， 所述高压流体导出口 （103)经流体连通通道（3) 与所 述流体喷嘴 （105) 连通， 所述加热室 （2)设置在所述流体连通通道（3)上 或所述加热室 （2)设置在所述流体连通通道（3) 内。 5、 如权利要求 4所述热冲压发动机， 其特征在于： 一个所述高压流体导 出口 （103) 经流体连通通道（3) 与两个或两个以上所述流体喷嘴 （105) 连 通， 所述流体喷嘴（105)并联设置或串联设置。 6、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 所述加热室 （2) 设为内燃加热室 （203)， 或所述加热室（2)设为外燃加热室 （204)。 7、如权利要求 4或 5所述热冲压发动机，其特征在于：所述縮扩通道（1 ) 的縮扩通道气体出口 （108)与推进喷射管（4)连通， 或在所述縮扩通道（1 ) 的縮扩通道气体出口 （108) 内设动力涡轮（5)， 或在所述縮扩通道（1 ) 的縮 扩通道气体出口 （108)处设动力涡轮（5)， 或所述縮扩通道（1 ) 的縮扩通道 气体出口 （108) 与活塞发动机燃烧室 （99) 连通。 8、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 在所述高压流体 导出口 （103)和所述加热室 （2)之间的所述流体连通通道 （3) 上设控制阀 (1200)。 9、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 所述热冲压发动 机还包括压气机 （6)， 所述压气机 （6) 的压气机压縮气体出口 （66) 与所述 縮扩通道 （1 ) 的縮扩通道流体入口 （109) 连通， 在所述縮扩通道 （1 ) 的縮 扩通道气体出口 （108) 内或在所述縮扩通道（1 ) 的縮扩通道气体出口 （108) 处设动力涡轮（5)， 所述动力涡轮（5)对所述压气机（6)输出动力； 在所述 动力涡轮（5)上设动力输出轴（501 ), 或所述动力涡轮（5) 的气体出口与推 进喷射管（4) 连接。 10、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 于所述縮扩通道 ( 1 ) 内在所述高压流体导出口 （103)处或在所述高压流体导出口 （103)后 方设縮扩通道燃烧室（8)。 11、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 在所述縮扩通道 ( 1 ) 的前方设増压装置（9)。 12、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 所述热冲压发动 机设在旋转结构体（20)上， 所述旋转结构体（20)对外输出旋转动力。 13、如权利要求 4或 5所述热冲压发动机，其特征在于:所述流体喷嘴 ( 105 ) 与射流泵 （30) 的动力流体喷嘴（31 ) 连通。 14、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 在所述縮扩通道 (1 ) 的縮扩通道气体出口 （108)处， 和 /或在所述高静压区 （102)上， 和 / 或在所述高压流体导出口 （103)和所述加热室（2)之间的所述流体连通通道 (3)上设冷却器 （16)。 15、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 所述热冲压发动 机还包括惯性叶轮（600)， 所述惯性叶轮（600)设在所述縮扩通道（1 ) 内， 和 /或所述惯性叶轮（600)设在所述流体连通通道 （3) 内。 16、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 在所述流体连通 通道（3)内于所述加热室（2)的上游设压气机（6)，在所述流体连通通道（3) 内于所述加热室（2) 的下游设动力涡轮（5)， 所述动力涡轮（5)对所述压气 机（6)输出动力。 17、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 所述热冲压发动 机还包括火箭引射喷管 （500)， 所述火箭引射喷管 （500)设在所述流体连通 通道（3) 内， 和 /或所述火箭引射喷管（500)设在所述縮扩通道（1 ) 的气体 入口处， 和 /或所述火箭引射喷管（500)设在所述縮扩通道（1 ) 内， 和 /或所 述火箭引射喷管（500)设在所述縮扩通道（1 ) 的气体出口处， 所述火箭引射 喷管（500)的气体出口的气体喷射方向以所述火箭引射喷管（500)的气体出 口处的所述火箭引射喷管（500)的气体出口外围的气体流动方向为总体指向， 所述火箭引射喷管（500) 与火箭燃烧室 （900) 连通。 18、 如权利要求 4或 5所述热冲压发动机， 其特征在于： 在所述縮扩通道 ( 1 ) 内于所述流体喷嘴（105) 的后方设乏气导出口 （555)。 19、一种提高权利要求 1、 4或 5所述热冲压发动机效率和环保性的方法， 其特征在于： 调整即将开始作功的气体工质的温度到 2000K以下， 调整即将开 始作功的气体工质的压力到 15MPa以上，使即将开始作功的气体工质的温度和 压力符合类绝热关系。 |
热冲压发动机
技术领域
本发明涉及喷射推进领域， 尤其涉及一种冲压发动机。 背景技术
以空气为氧化剂源的发动机中， 除冲压发动机外， 其他所有发动机均是通 过运动部件（例如活塞、 叶轮等）对空气进行压縮， 这一过程不但要经过热功 转化机构， 而且由于运动部件的存在， 使系统复杂、 制造技术要求和成本高。 然而冲压发动机需要发动机作高速运动， 这严重影响了冲压发动机的应用。 因 此， 需要发明一种能够在低速运动状态或静止状态 ， 不通过运动部件就能对空 气进行压縮的机构。
发明内容
为了实现上述目的， 本发明的技术方案如下：
一种热冲压发动机， 包括通道和加热室， 所述通道包括液体入口和气体出 口， 其中， 所述气体出口与推进喷射管连接； 所述加热室设置在所述通道的液 体入口和气体出口之间，所述通道的液体入口 和所述燃烧室之间设有液体螺旋 桨， 所述通道的气体出口和所述燃烧室之间设有动 力涡轮， 所述动力涡轮对所 述液体螺旋桨输出动力。从所述通道的液体入 口进入所述通道的液体经所述液 体螺旋桨加压后在所述加热室的作用下气化， 气化后的气体对所述动力涡轮作 功后从所述通道的气体出口经推进喷射管喷出 ，所述热冲压发动机工作在液体 内。
选择性地， 所述加热室设置在所述通道上或设置在所述通 道内。
选择性地， 所述加热室设为内燃气化室或外燃气化室。
一种热冲压发动机， 包括縮扩通道和加热室， 在所述縮扩通道的高静压区 上设高压流体导出口， 在所述縮扩通道的低静压区上设流体喷嘴， 所述流体喷 嘴的喷射方向以所述流体喷嘴所在处所述流体 喷嘴外围的流体的流动方向为 总体指向， 所述高压流体导出口经流体连通通道与所述流 体喷嘴连通， 所述加 热室设置在所述流体连通通道上或所述加热室 设置在所述流体连通通道内。 一个所述高压流体导出口经流体连通通道与两 个或两个以上所述流体喷 嘴连通， 所述流体喷嘴并联设置或串联设置。
所述加热室设为内燃加热室， 或所述加热室设为外燃加热室。
所述縮扩通道的縮扩通道气体出口与推进喷射 管连通，或在所述縮扩通道 的縮扩通道气体出口内设动力涡轮，或在所述 縮扩通道的縮扩通道气体出口处 设动力涡轮， 或所述縮扩通道的縮扩通道气体出口与活塞发 动机燃烧室连通。
在所述高压流体导出口和所述加热室之间的所 述流体连通通道上设控制 阀。
所述热冲压发动机还包括压气机，所述压气机 的压气机压縮气体出口与所 述縮扩通道的縮扩通道流体入口连通，在所述 縮扩通道的縮扩通道气体出口内 或在所述縮扩通道的縮扩通道气体出口处设动 力涡轮，所述动力涡轮对所述压 气机输出动力； 在所述动力涡轮上设动力输出轴， 对外输出旋转动力， 或所述 动力涡轮的气体出口与推进喷射管连接， 对外输出喷气推进动力。
于所述縮扩通道内在所述高压流体导出口处或 在所述高压流体导出口后 方设縮扩通道燃烧室。
在所述縮扩通道的前方设增压装置。
所述热冲压发动机设在旋转结构体上， 所述旋转结构体对外输出旋转动 力。
所述流体喷嘴与射流泵的动力流体喷嘴连通。
在所述縮扩通道的縮扩通道气体出口处， 和 /或在所述高静压区上， 和 /或 在所述高压流体导出口和所述加热室之间的所 述流体连通通道上设冷却器。
所述热冲压发动机还包括惯性叶轮， 所述惯性叶轮设在所述縮扩通道内， 和 /或所述惯性叶轮设在所述流体连通通道内。
在所述流体连通通道内于所述加热室的上游设 压气机，在所述流体连通通 道内于所述加热室的下游设动力涡轮， 所述动力涡轮对所述压气机输出动力。
所述热冲压发动机还包括火箭弓 I射喷管，所述火箭弓 I射喷管设在所述流体 连通通道内， 和 /或所述火箭引射喷管设在所述縮扩通道的气 入口处， 和 /或 所述火箭引射喷管设在所述縮扩通道内， 和 /或所述火箭弓 I射喷管设在所述縮 扩通道的气体出口处，所述火箭引射喷管的气 体出口的气体喷射方向以所述火 箭引射喷管的气体出口处的所述火箭引射喷管 的气体出口外围的气体流动方 向为总体指向， 所述火箭引射喷管与火箭燃烧室连通。
在所述縮扩通道内于所述流体喷嘴的后方设乏 气导出口。
一种提高所述热冲压发动机效率和环保性的方 法，调整即将开始作功的气 体工质的温度到 2000K以下，调整即将开始作功的气体工质的压 到 15MP a 以 上， 使即将开始作功的气体工质的温度和压力符合 类绝热关系。
本发明的原理是， 在所述通道内或所述通道上设气化室的结构中 ， 由所述 通道的液体入口进入所述通道内的液体在所述 气化室的作用下发生气化形成 气体工质，此气体工质从所述通道的气体出口 喷出获得喷气推进动力或此气体 工质推动动力涡轮对外输出旋转动力； 在设有所述流体连通通道的结构中， 在 流体为气体的情况下， 所述高静压区内的一部分气体流入所述流体连 通通道 内， 此气体在所述加热室的作用下升温膨胀后自所 述流体喷嘴喷出的同时， 使 所述縮扩通道内的其他气体被加速进入高静压 区，所述高静压区内的另一部分 气体自所述縮扩通道气体出口喷出获得喷气推 进动力或此气体推动动力涡轮 对外输出旋转动力； 在设有所述流体连通通道的结构中， 在流体为液体的情况 下，此液体在所述流体喷嘴喷出的高温气体的 作用下被气化后进入所述高静压 区， 所述高静压区内的一部分气体流入所述流体连 通通道内， 此气体在所述加 热室的作用下升温膨胀后自所述流体喷嘴喷出 ，所述高静压区内的另一部分气 体自所述縮扩通道气体出口喷出获得喷气推进 动力或此气体推动动力涡轮对 外输出旋转动力。
本发明中， 所谓总体指向是指两股流体流之间的夹角小于 90度。
本发明中， 所谓的冷却器是指一切可以对气体进行降温的 装置， 例如散热 器、 混合式降温器（与冷流体混合降低气体温度的 装置）等， 其目的是对即将 被压縮的气体、 在压縮过程中的气体和已经被压縮的气体进行 降温。
本发明中， 所谓作功机构是指活塞作功机构或动力透平等 作功机构， 其作 用是利用由燃烧室来的工质进行膨胀作功；所 谓作功机构燃烧室是指为所述作 功机构提供工质的燃烧室。 本发明中，所谓的串联设置是指在流体流动的 流动流上处于上下游关系的 设置方式， 所谓的并联设置是指在流体流动的流动流上处 于同一流动界面上， 不存在上下游关系的设置方式。
本发明中， 所谓的后方是指在流体流动的流动流上处于下 游的位置； 所谓 的前方是指在流体流动的流动流上处于上游的 位置。
本发明中， 所谓的上游是指在流体流动的流动流上处于来 流方向的位置， 当把流体流动的流动流比作河流时， 所谓的上游相当于河流的上游； 所谓的下 游是指在流体流动的流动流上处于去流方向的 位置， 当把流体流动的流动流比 作河流时， 所谓的下游相当于河流的下游。
本发明中， 当所述流体连通通道连通的所述低静压区处于 同一个所述流体 连通通道连通的所述高静压区的上游时， 利用了正反馈作用， 提高对气体的压 縮作用以及提高对流体的加速作用；所谓正反 馈作用是指所述热冲压发动机运 动速度越快， 所述通道和所述縮扩通道内的工质流动速度越 快， 所述静压区的 压力也越大； 所述流体连通通道内的压力越大， 从所述流体喷嘴喷出的工质速 度也就越快， 从所述流体喷嘴喷出的工质速度越快， 所述静压区的压力也就越 大， 所述静压区的压力越大， 所述流体连通通道内的压力也就越大。
本发明中， 在所述热冲压发动机启动时， 所述通道在液体中具有一定的初 速度， 或液体以一定的初速度向所述通道内流入。
本发明中， 在所述热冲压发动机启动时， 所述縮扩通道在液体中具有一定 的初速度， 或液体以一定的初速度向所述縮扩通道内流入 ； 或所述流体连通通 道中的流体具有一定的初速度。
本发明中， 在所述热冲压发动机启动时， 所述縮扩通道在气体中具有一定 的初速度， 或气体以一定的初速度向所述縮扩通道内流入 ； 或所述流体连通通 道中的气体具有一定的初速度。
本发明中， 所述热冲压发动机可以设为鱼雷发动机； 所述热冲压发动机可 以设为在水下工作的发动机。
本发明中，所述热冲压发动机设为鱼雷发动机 是指用本发明所公开的热冲 压发动机代替鱼雷的发动机。 本发明中，所述乏气导出口是指将经射流泵做 功膨胀后与被引射气体没有 混合或混合程度较小的温度较高的气体（即乏 气）导出的气体出口， 设置所述 乏气导出口的目的是为了将经所述加热室加热 后再经所述流体喷嘴喷射出的 对所述縮扩通道入口处的气体进行了引射作功 但没有混合或没有完全混合的 气体导出， 以提高所述热冲压发动机的效率。
本发明中， 不设所述流体连通通道的热冲压发动机适用于 水下工作； 设置 所述流体连通通道的所述热冲压发动机适用于 水下工作，也适用于在大气中工 作。 当设置所述回流管的所述热冲压发动机在大气 中工作时， 可以用作一切大 气层飞行器的发动机， 包括飞机发动机、 导弹发动机等。
本发明中所述的加热器可以设为锅炉。
本发明中， 所谓的火箭引射喷管是指以引射为目的的火箭 喷管。设置所述 火箭引射喷管的目的是为了启动所述热冲压发 动机，或在特殊情况下作为辅助 手段增加所述热冲压发动机的输出功率，或在 特殊情况下作为辅助手段保证所 述热冲压发动机正常工作。
本发明中， 所谓的惯性叶轮是指具有一定转动惯量的叶轮 机构， 它在气流 作用下发生旋转，旋转的速度因流量变化而变 化，但由于其自身存在转动惯量， 所以其转速变化会滞后气体流动速度的变化， 它的目的是维持气流流动的平稳 性， 增加所述热冲压发动机的易控性， 以保持所述热冲压发动机的平稳工作； 其工作原理是当气体流速突然增加时，所述惯 性叶轮会将气体流动动能的一部 分变成自身的旋转动能， 从而减缓气体流动速度的激增， 当气体流速突然减小 时， 所述惯性叶轮会将自身的旋转动能变成推动气 体流动的能量， 从而减缓气 体流动速度的锐减。在实际实施中， 要根据实际情况确定该所述惯性叶轮的尺 寸、 形状以及转动惯量的大小。
本发明中， 所述惯性叶轮可以设为经离合器与启动马达连 接， 所述惯性叶 轮作为所述热冲压发动机的启动压气机使用。
本发明中， 流体流速发生变化时会引起静压的变化（所谓 静压是指在与流 体流动方向相垂直的方向上的压强）， 从而形成静压高低不同的区域， 所谓的 低静压区是指静压低的区域， 所谓高静压区是指静压高的区域。 本发明中，图 43是气体工质的温度 T和压力 P的关系图， 0-A-H所示曲线 是通过状态参数为 298K和 0. 1 MPa的 0点的气体工质绝热关系曲线； B点为气 体工质的实际状态点， E-B-D所示曲线是通过 B点的绝热关系曲线， A点和 B 点的压力相同； F-G所示曲线是通过 2800K和 10MPa (即目前内燃机中即将开 始作功的气体工质的状态点） 的工质绝热关系曲线。
本发明中， 图 43中的 P = C7^i中的 是气体工质绝热指数， 尸是气体工质 的压力， Γ是气体工质的温度， C是常数。
本发明中， 所谓的类绝热关系包括下列三种情况： 1 .气体工质的状态参数 (即工质的温度和压力）点在所述工质绝热关 曲线上， 即气体工质的状态参 数点在图 43中 0"A- H所示曲线上； 2.气体工质的状态参数（即工质的温度和 压力） 点在所述工质绝热关系曲线左侧， 即气体工质的状态参数点在图 43中 0-A-H所示曲线的左侧； 3.气体工质的状态参数 （即工质的温度和压力） 点在 所述工质绝热关系曲线右侧， 即气体工质的状态参数点在图 43中 0"A-H所示 曲线的右侧，但是气体工质的温度不高于由此 气体工质的压力按绝热关系计算 所得温度加 1000K的和、 加 950K的和、 加 900K的和、 加 850K的和、 加 800K 的和、 加 750K的和、 加 700K的和、 加 650K的和、 加 600K的和、 加 550K的 和、 加 500K的和、 加 450K的和、 加 400K的和、 加 350K的和、 加 300K的和、 加 250K的和、 加 200K的和、 加 190K的和、 加 180K的和、 加 170K的和、 加 160K的和、加 150K的和、加 140K的和、加 130K的和、加 120K的和、加 1 10K 的和、 加 100K的和、 加 90K的和、 加 80K的和、 加 70K的和、 加 60K的和、 加 50K的和、 加 40K的和、 加 30K的和或不高于加 20K的和， 即如图 43所示， 所述气体工质的实际状态点为 B点， A点是压力与 B点相同的绝热关系曲线上 的点， A点和 B点之间的温差应小于 1000Κ、 900Κ、 850Κ、 800Κ、 750Κ、 700Κ、 650Κ、 600Κ、 550Κ、 500Κ、 450Κ、 400Κ、 350Κ、 300Κ、 250Κ、 200Κ、 190Κ、 180Κ、 1 70Κ、 160Κ、 150Κ、 140Κ、 130Κ、 120Κ、 1 10Κ、 100Κ、 90Κ、 80Κ、 70Κ、 60Κ、 50Κ、 40Κ、 30Κ或小于 20Κ。
本发明中，所谓类绝热关系可以是上述三种情 况中的任何一种，也就是指: 即将开始作功的气体工质的状态参数（即气体 工质的温度和压力）点在如图 43 所示的通过 B点的绝热过程曲线 E-B-D的左侧区域内。
本发明中， 所谓的即将开始作功的气体工质是指即将膨胀 作功的气体工 质。
本发明中， 将即将开始作功的气体工质的状态参数（即气 体工质的温度和 压力） 符合类绝热关系的发动机系统 （即热动力系统） 定义为低熵发动机。
本发明中， 调整所述冷却器的冷却强度， 调整所述加热室的加热强度， 调 整所述加热室气体出口的流动阻力，使所述加 热室出口处的气体工质的温度和 压力符合类绝热关系。
本发明中， 调整所述冷却器的冷却强度， 调整所述縮扩通道高静压区的气 体的温度和压力， 进而调整即将开始作功的气体工质的温度到 2000K以下， 调 整即将开始作功的气体工质的压力到 15MPa以上。
本发明中， 即将开始作功的气体工质是指作功机构燃烧室 内的气体工质。 本发明中，所谓的流体连通通道是指将所述高 静压区内的气体流送到所述 低静压区内的连通通道，其作用是利用高静压 区和低静压区的静压压差将工质 输送到所述流体喷嘴； 所谓的控制阀可以是受控阀或自由逆止阀， 所谓自由逆 止阀是指靠压差打开或关闭的单向阀，其作用 是防止所述流体连通通道内的流 体倒流。
本发明中， 所谓的通道是指流体流道的空间， 例如管道等。
本发明中， 所谓縮扩通道是指具有縮扩区域的通道； 所谓縮扩区域是指所 述通道的流通截面积由大变小或由小变大的区 域； 所谓縮扩通道包括文丘里 管、 冲压发动机进气道等； 所谓冲压发动机进气道是指冲压发动机中的将 高速 气体转换成高压气体的进气通道。
本发明中， 所谓气化室是指一切可以将进入通道内的液体 进行气化的空间 或装置， 包括内燃气化室、外燃气化室等，其能源可以 是燃料， 也可以是电能、 微波等； 所谓内燃气化室是指将氧化剂、 还原剂和需要被气化的液体注入燃烧 室内，在氧化剂和还原剂发生燃烧化学反应的 产物直接与需要被气化的液体混 合，将热量传递给需要被气化的液体的同时发 生气化过程或临界化过程或超超 临界化过程或达到更高的压力和温度状态的过 程的装置； 所谓的外燃气化室是 指气化锅炉；
本发明中，所谓加热室是指一切可以将进入通 道内的气体进行加热升温的 空间或装置， 包括内燃加热室、 外燃加热室等， 其能源可以是燃料， 也可以是 电能、微波等； 所谓内燃加热室是指内燃燃烧室； 所谓的外燃加热室是指加热 锅炉； 所述喷射管可以是拉瓦尔喷管， 或其他类型的喷管； 所谓的增压装置是 将气体进行增压的装置， 它与压气机的区别在于， 其出口处的压力较低， 其目 的在于增加所述縮扩通道内的气体的流动速度 。
本发明中， 所谓的射流泵是指通过动力流体引射非动力流 体， 两流体相互 作用从一个出口排出的装置， 所谓的射流泵可以是气体射流泵（即喷射泵） ， 也可以是液体射流泵； 所谓的射流泵可以是传统射流泵， 也可以是非传统射流 泵。
本发明中， 所谓的传统射流泵是指由两个套装设置的管构 成的， 向内管提 供高压动力流体， 内管高压动力流体在外管内喷射， 在内管高压动力流体喷射 和外管的共同作用下使内外管之间的其他流体 （从外管进入的流体）沿内管高 压动力流体的喷射方向产生运动的装置； 所谓射流泵的外管可以有縮扩区， 外 管可以设为文丘里管， 内管喷嘴可以设为拉瓦尔喷管， 所谓的縮扩区是指外管 内截面面积发生变化的区域； 所述射流泵至少有三个接口或称通道， 即动力流 体喷嘴、 射流泵低压流体入口和射流泵流体出口。
本发明中，所谓的非传统射流泵是指由两个或 两个以上相互套装设置或相 互并列设置的管构成的， 其中至少一个管与动力流体源连通， 并且动力流体源 中的动力流体的流动能够引起其他管中的流体 产生定向流动的装置；所谓射流 泵的管可以有縮扩区， 可以设为文丘里管， 管的喷嘴可以设为拉瓦尔喷管， 所 谓的縮扩区是指管内截面面积发生变化的区域 ；所述射流泵至少有三个接口或 称通道， 即动力流体喷嘴、射流泵低压流体入口和射流 泵流体出口； 所述射流 泵可以包括多个射流泵动力流体喷嘴，在包括 多个射流泵动力流体喷嘴的结构 中，所述射流泵动力流体喷嘴可以布置在所述 射流泵低压气体入口的管道中心 区， 也可以布置在所述射流泵低压气体入口的管道 壁附近， 所述射流泵动力流 体喷嘴也可以是环绕所述射流泵低压气体入口 管道壁的环形喷嘴。 本发明中， 所述射流泵包括多级射流泵， 多股射流泵和脉冲射流泵等。 本发明中， 根据压縮领域和发动机领域的公知技术， 在必要的地方设置必 要的部件、 单元或系统。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的热冲压发动机在没有运动部件的 前提下，就可以产生喷射推 进动力或旋转动力。
附图说明
图 1是本发明实施例 1的结构示意图；
图 2是本发明实施例 2的结构示意图；
图 3是本发明实施例 3的结构示意图；
图 4是本发明实施例 4的结构示意图；
图 5是本发明实施例 5的结构示意图；
图 6是本发明实施例 6的结构示意图；
图 7是本发明实施例 7的结构示意图；
图 8是本发明实施例 8的结构示意图；
图 9是本发明实施例 9的结构示意图；
图 10是本发明实施例 10的结构示意图；
图 11是本发明实施例 11的结构示意图；
图 12是本发明实施例 12的结构示意图；
图 13是本发明实施例 13的结构示意图；
图 14是本发明实施例 14的结构示意图；
图 15是本发明实施例 15的结构示意图；
图 16是本发明实施例 16的结构示意图；
图 17是本发明实施例 17的结构示意图；
图 18是本发明实施例 18的结构示意图；
图 19是本发明实施例 19的结构示意图；
图 20是本发明实施例 20的结构示意图；
图 21是本发明实施例 21的结构示意图； 图 22是本发明实施例 22的结构示意图；
图 23是本发明实施例 23的结构示意图；
图 24是本发明实施例 24的结构示意图；
图 25是本发明实施例 25的结构示意图；
图 26是本发明实施例 26的结构示意图；
图 27是本发明实施例 27的结构示意图；
图 28是本发明实施例 28的结构示意图；
图 29是本发明实施例 29的结构示意图；
图 30是本发明实施例 30的结构示意图；
图 31是本发明实施例 31的结构示意图；
图 32是本发明实施例 32的结构示意图；
图 33是本发明实施例 33的结构示意图；
图 34是本发明实施例 34的结构示意图；
图 35是本发明实施例 35的结构示意图；
图 36是本发明实施例 36的结构示意图；
图 37是本发明实施例 37的结构示意图；
图 38是本发明实施例 38的结构示意图；
图 39是图 38的 A-A向剖视图；
图 40是本发明实施例 39的结构示意图；
图 41是本发明实施例 40的结构示意图；
图 42是本发明实施例 41的结构示意图；
图 43是气体工质的压力 P和温度 T的关系图，
图中：
1縮扩通道、 2加热室、 3流体连通通道、 4推进喷射管、 5动力涡轮、 6压气机、 8縮扩通道燃烧室、 9增压装置、 12液体螺旋桨、 16冷却器、 20旋转结构体、 30射流泵、 31动力流体喷嘴、 99活塞发动机燃烧室、 66压气机压縮气体出口、 102高静压区、 103高压流体导出口、
101通道液体入口、 1 10通道气体出口、 104低静压区、 105流体喷嘴、 201内燃气化室、 202外燃气化室、 203内燃加热室、 204外燃加热室、 200气化室、 1010通道、 108縮扩通道气体出口、 109縮扩通道流体入口、 501动力输出轴、 600惯性叶轮、 900火箭燃烧室、 500火箭引射喷管、 555乏气导出口、 1200控制阀、 5555 乏气导出管。
具体实施方式
实施例 1
如图 1所示的热冲压发动机， 包括通道 1010和加热室 2， 所述通道 10 包括液体入口 101和气体出口 110， 其中， 所述气体出口 1 10与推进喷射管 4 连接； 所述加热室 2设置在所述通道 1010的液体入口 101和气体出口 110之 间， 所述通道 1010的液体入口 101和所述加热室 2之间设有液体螺旋桨 12， 所述通道 1010的气体出口 110和所述加热室 2之间设有动力涡轮 5，所述动力 涡轮 5对所述液体螺旋桨 12输出动力，从所述通道 1010的液体入口 101进入 所述通道 1010的液体经所述液体螺旋桨 12加压后在所述加热室 2的作用下气 化， 气化后的气体对所述动力涡轮 5作功后从所述通道 1010的气体出口 110 经推进喷射管 4喷出， 使所述热冲压发动机获得相反方向的推力； 所述热冲压 发动机工作在液体内。
具体实施时， 所述加热室 2可设置在所述通道 1010上或设置在所述通道 1010内； 还可将加热室壁设成波纹状， 以增加传热面积、 提高效率。
为了提高所述热冲压发动机的效率和环保性， 在具体实施时， 可通过调整 进入加热室内的液体的量和对加热室内液体的 加热强度，进而调整即将开始作 功的气体工质的温度到 2000K 以下， 调整即将开始作功的气体工质的压力到 15 Pa以上， 使即将开始作功的气体工质的温度和压力符合 类绝热关系， 以大 幅度提高所述热冲压发动机的效率和环保性。
实施例 2
如图 2所示的热冲压发动机， 其与实施例 1的区别在于： 所述加热室 2设 为了内燃气化室 201， 具体地用在了鱼雷上作为鱼雷的动力装置， 也即本发明 所谓的鱼雷发动机。
实施例 3 如图 3所示的热冲压发动机， 其与实施例 2的区别在于： 所述内燃气化室 201设为了外燃气化室 202。
实施例 4
如图 4所示的热冲压发动机， 包括縮扩通道 1和加热室 2， 在所述縮扩通 道 1的高静压区 102上设高压流体导出口 103， 在所述縮扩通道 1的低静压区 104上设流体喷嘴 105， 所述流体喷嘴 105的喷射方向以所述流体喷嘴 105所 在处所述流体喷嘴 105外围的流体的流动方向为总体指向，所述高 压流体导出 口 103经流体连通通道 3与所述流体喷嘴 105连通，所述加热室 2设置在所述 流体连通通道 3上或所述加热室 2设置在所述流体连通通道 3内。
为了提高所述热冲压发动机效率和环保性， 在具体实施时， 可通过调整进 入加热室内的气体的量和对进入加热室内气体 的加热强度（比如控制燃料的喷 入量）进行控制， 使即将开始作功的气体工质的温度和压力符合 类绝热关系， 以大幅度提高所述热冲压发动机的效率和环保 性。不仅如此， 还可以调整燃料 的热值（例如使用不同浓度的酒精水溶液作为 燃料）达到调整燃料的放热量和 燃烧化学反应后工质摩尔数的目的，使即将开 始作功的气体工质的温度和压力 符合类绝热关系。
实施例 5
如图 5所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 一个所述高压流 体导出口 103经流体连通通道 3与 3个所述流体喷嘴 105连通，所述流体喷嘴 105并联设置。
实施例 6
如图 6所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 一个所述高压流 体导出口 103经流体连通通道 3与 3个所述流体喷嘴 105连通，其中两个所述 流体喷嘴 105并联设置， 另一个与前两个串联设置。
实施例 7
如图 7所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 一个所述高压流 体导出口 103经流体连通通道 3与 2个所述流体喷嘴 105连通，所述的两个流 体喷嘴 105分别设置在不同的低静压区 104中。 实施例 8
如图 8所示的热冲压发动机， 其与实施例 1的区别在于： 所述加热室 2设 为内燃气化室 201。
实施例 9
如图 9所示的热冲压发动机， 其与实施例 1的区别在于： 所述加热室 2设 为外燃气化室 202。
实施例 10
如图 10所示的热冲压发动机， 其与实施例 1 的区别在于： 所述加热室 2 设为外燃气化室 202， 所述通道 1010设为縮扩通道。
实施例 11
如图 11所示的热冲压发动机， 其与实施例 1 的区别在于： 所述加热室 2 设为内燃气化室 201。
实施例 12
如图 12所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述加热室 2 设为内燃加热室 203。
实施例 13
如图 13所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述加热室 2 设为外燃加热室 204。
实施例 14
如图 14所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 在所述縮扩通 道 1的縮扩通道气体出口 108内设动力涡轮 5，所述动力涡轮 5对外输出动力。
实施例 15
如图 15所示的热冲压发动机，其与实施例 4的区别在于：所述縮扩通道 1 的縮扩通道气体出口 108与推进喷射管 4连通。
实施例 16
如图 16所示的热冲压发动机，其与实施例 4的区别在于：所述縮扩通道 1 的縮扩通道气体出口 108与活塞发动机燃烧室 99连通。
实施例 17 如图 17所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 在所述高压流 体导出口 103和所述加热室 2之间的所述流体连通通道 3上设控制阀 1200。
实施例 18
如图 18所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述热冲压发 动机还包括压气机 6,所述压气机 6的压气机压縮气体出口 66与所述縮扩通道 1的縮扩通道流体入口 109连通， 在所述縮扩通道 1 的縮扩通道气体出口 108 内或在所述縮扩通道 1的縮扩通道气体出口 108处设动力涡轮 5， 所述动力涡 轮 5对所述压气机 6输出动力； 在所述动力涡轮 5上设动力输出轴 501， 对外 输出旋转动力。
实施例 19
如图 19所示的热冲压发动机， 其与实施例 18的区别在于： 在所述高压流 体导出口 103的下游设有縮扩通道燃烧室 8。
实施例 20
如图 20所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述热冲压发 动机还包括压气机 6,所述压气机 6的压气机压縮气体出口 66与所述縮扩通道 1的縮扩通道流体入口 109连通， 在所述縮扩通道 1 的縮扩通道气体出口 108 内或在所述縮扩通道 1的縮扩通道气体出口 108处设动力涡轮 5， 所述动力涡 轮 5对所述压气机 6输出动力，所述动力涡轮 5的气体出口与推进喷射管 4连 接。
实施例 21
如图 21所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 于所述縮扩通 道 1内在所述高压流体导出口 103处设縮扩通道燃烧室 8。
实施例 22
如图 22所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 于所述縮扩通 道 1内在所述高压流体导出口 103的后方设縮扩通道燃烧室 8。
实施例 23
如图 23所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 在所述縮扩通 道 1的前方设增压装置 9。 实施例 24
如图 24所示的热冲压发动机， 其与实施例 23的区别在于： 于所述縮扩通 道 1内在所述高压流体导出口 103的后方设縮扩通道燃烧室 8。
实施例 25
如图 25所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述热冲压发 动机设在旋转结构体 20上， 所述旋转结构体 20对外输出旋转动力。
实施例 26
如图 26所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述流体喷嘴 105与射流泵 30的动力流体喷嘴 31连通， 以进一步增加所述热冲压发动机的 进气量以提高效率。
实施例 27
如图 27所示的热冲压发动机， 其与实施例 12的区别在于： 在所述縮扩通 道 1的縮扩通道流体入口 109处和流体喷嘴 105内设惯性叶轮 600， 在所述高 静压区 102上和在所述高压流体导出口 103和所述内燃加热室 203之间的所述 流体连通通道 3上设冷却器 16。
在具体实施时， 可通过调整进入所述内燃加热室 203内的气体的量（比如 在进入内燃加热室 203前的所述连通通道 3上设控制阀对进入所述内燃加热室 203 内的气体的量进行控制） 以及通过所述冷却器 16对进入所述内燃加热室 203内的气体的温度进行控制和对进入所述内燃 加热室 203内气体的温度即加 热室的加热强度（比如控制燃料的喷入量）进 行控制， 使即将开始作功的气体 工质的温度和压力符合类绝热关系，以大幅度 提高所述热冲压发动机的效率和 环保性。
实施例 28
如图 28所示的热冲压发动机， 其与实施例 12的区别在于： 在所述流体连 通通道 3的高压流体导出口 103内设惯性叶轮 600， 在所述低静压区 104上和 所述高压流体导出口 103和所述内燃加热室 203之间的所述流体连通通道 3上 设冷却器 16。
实施例 29 如图 29所示的热冲压发动机， 其与实施例 12的区别在于： 在所述流体连 通通道 3的内燃加热室 203的入口处设惯性叶轮 600， 在所述縮扩通道气体出 口 108处，和在所述高压流体导出口 103和所述内燃加热室 203之间的所述流 体连通通道 3上设冷却器 16。
实施例 30
如图 30所示的热冲压发动机， 其与实施例 12的区别在于： 在所述流体连 通通道 3的内燃加热室 203的出口处设惯性叶轮 600， 在所述高压流体导出口 103和所述内燃加热室 203之间的所述流体连通通道 3上设冷却器 16。
实施例 31
如图 31所示的热冲压发动机， 其与实施例 30的区别在于： 所述惯性叶轮 600设置在所述流体连通通道 3的流体喷嘴 105内。
实施例 32
如图 32所示的热冲压发动机， 其与实施例 12的区别在于： 在所述流体连 通通道 3内于所述内燃加热室 203的上游设压气机 6， 在所述流体连通通道 3 内于所述内燃加热室 203的下游设动力涡轮 5， 所述动力涡轮 5对所述压气机 6输出动力， 在所述高压流体导出口 103和所述内燃加热室 203之间的所述流 体连通通道 3上设冷却器 16。
实施例 33
如图 33所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述流体连通 通道 3设置在所述縮扩通道 1内，并且在所述流体连通通道 3内于所述加热室 2的上游设压气机 6， 在所述流体连通通道 3内于所述加热室 2的下游设动力 涡轮 5， 所述动力涡轮 5对所述压气机 6输出动力， 所述高压流体导出口 103 的下游设有縮扩通道燃烧室 8。
实施例 34
如图 34所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述热冲压发 动机还包括火箭引射喷管 500， 所述火箭引射喷管 500设在所述流体连通通道 3内， 所述火箭引射喷管 500的气体出口的气体喷射方向以所述火箭引射 喷管 500的气体出口处的所述火箭引射喷管 500的气体出口外围的气体流动方向为 总体指向， 所述火箭引射喷管 500与火箭燃烧室 900连通。
具体实施时，所述火箭引射喷管 500还可以设在所述縮扩通道 1的气体入 口处， 和 /或所述火箭引射喷管 500设在所述縮扩通道 1内， 和 /或所述火箭引 射喷管 500设在所述縮扩通道 1的气体出口处， 以使所述热冲压发动机更易启 动、 更高效。
实施例 35
如图 35所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述流体喷嘴 105设为环绕所述縮扩通道 1的气体入口的管道壁的环形喷嘴， 所述流体连通 通道 3和所述加热室 2设置在所述縮扩通道 1的管道壁内。
实施例 36
如图 36所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 将所述流体喷 嘴 105设置在处于所述高静压区 102下游的所述低静压区 104内，在所述縮扩 通道 1内在低静压区 104后方设縮扩通道燃烧室 8， 巧妙地形成了传统冲压发 动机的嵌套结构。
实施例 37
如图 37所示的热冲压发动机， 其与实施例 4的区别在于： 所述流体连通 通道 3设置在所述縮扩通道 1内， 于所述縮扩通道 1中在高静压区 102内， 在 所述高压流体导出口 103后方设縮扩通道燃烧室 8。
实施例 38
如图 38和 39所示的热冲压发动机， 其与实施例 15的区别在于： 在所述 縮扩通道 1内于所述流体喷嘴 105的后方设乏气导出口 555， 所述乏气导出口 555处的乏气经乏气导出管 5555在推进喷射管 4前排出縮扩通道 1外，以提高 所述热冲压发动机的效率；在乏气导出口 555处即中心 A处，乏气的浓度最浓， B处乏气的浓度比 A处低， 径向离乏气导出口 555的距离越大， 乏气的浓度越 低、 被压縮的新鲜空气的浓度越高。
实施例 39
如图 40所示的热冲压发动机， 其与实施例 15的区别在于： 在所述縮扩通 道 1内于所述流体喷嘴 105的后方设乏气导出口 555， 所述乏气导出口 555处 的乏气通过乏气导出管 5555经推进喷射管 4排出， 以提高所述热冲压发动机 的效率。
实施例 40
如图 41所示的热冲压发动机， 其与实施例 38的区别在于： 在所述缩扩通 道 1内在所述高压流体导出口 103的后方设縮扩通道燃烧室 8， 以使所述热冲 压发动机具有更高的功率。
实施例 41
如图 42所示的热冲压发动机， 其与实施例 39的区别在于： 在所述縮扩通 道 1内在所述高压流体导出口 103的后方设縮扩通道燃烧室 8， 以使所述热冲 压发动机具有更高的功率。
显然， 本发明不限于以上实施例， 根据本领域的公知技术和本发明所公开 的技术方案， 可以推导出或联想出许多变型方案， 所有这些变型方案， 也应认 为是本发明的保护范围。