一种轮缘式轴流增压泵喷推进器

本发明涉及推进，特别是涉及一种轮缘式轴流增压泵喷推进器。

背景技术：

1、近年来，随着各国军事对抗技术的发展，世界主要军事大国区域反导能力日益增强，传统基于单一介质飞行器的打击方案越来越难以实现有效突防；同时，分布式作战、多域作战等新型作战样式的出现，对飞行器在多域态势感知、多维信息融合、跨域突防攻击等方面的能力提出了更高的要求。

2、跨介质推进系统是飞行器实现兼顾空中飞行和水下航行的综合作战模式的根本支撑。由于不同介质环境下推进系统的工作原理和工作方式有较大差别，传统的推进方式不能适应多介质的工作环境，即使采用不受介质限制的固体/液体火箭发动机，其空中与水下工作特性也存在很大不同。

3、目前已有的跨介质飞行器方案大多采用两套独立的空中和水下推进系统简单组合的方式，一台在水中工作，另一台在空中工作，功能独立。另有少数方案将空中和水下两套推进系统集成在一个发动机中，在发动机内部许多机械结构，通过电控，可以让这些机械结构达到控制内外涵道启闭的目的，从而实现跨介质航行的目的。

4、国内相关研究学者在跨介质发动机上做了诸多研究，但目前还存在一些缺点，对于两套独立的空中和水下推进系统组合的方式，空中工作时，水下用发动机封闭不工作，成为死重，增加了油耗降低了航程。水下工作时，空中用发动机封闭，也成为死重，一旦渗水则整个发动机精密核心部件就会损坏，这种方式存在质量大、系统集成度低等问题，尤其不适用于小型飞行器、战术武器等对体积、质量、效费比有很高要求的飞行器。对于将空中和水下两套推进系统集成在一个发动机中的方案，其实质还是两套系统，因有燃烧室的原因，在水下运行时，必须采用复杂的机械结构，将有燃烧室的流道封住，这一部分在水下不工作，同样也形成了死重，另外其机械结构过于复杂，增大了发动机的维护成本，增加了其发生故障的概率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种轮缘式轴流增压泵喷推进器，能够减少或避免以上提到的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种轮缘式轴流增压泵喷推进器，其包括壳体和芯轴，所述壳体呈圆筒状，所述壳体围绕所述芯轴设置，所述芯轴的外表面与所述壳体的内侧面之间形成介质输送的流道；沿所述流道依次设置有风扇组件、导流板、介质增压装置和尾喷口；和

3、驱动装置，安装于所述壳体，以用于驱动所述风扇组件旋转；

4、其中，所述风扇组件安装于所述芯轴上，用于将介质吸入所述流道；

5、所述导流板固定安装于所述壳体的内侧面，并对所述芯轴进行限位，所述导流板用于控制进入所述流道的介质的流动方向；

6、所述介质增压装置包括单级或多级增压单元，各级所述增压单元沿所述第一端至第二端方向前后依次排列；任一级增压单元均包括前后交替排列的动子级和静子级；所述动子级跟随所述芯轴旋转，并与所述静子级配合，以对介质进行增压；

7、所述尾喷口设置有转向装置，用于控制所述流道内的介质的喷出。

8、可选地，所述风扇组件包括沿芯轴径向向外延伸的多个风扇叶片，所述风扇组件中的多个风扇叶片的倾斜角度可调节。

9、可选地，所述驱动装置采用电力驱动；

10、所述风扇组件的各个风扇叶片顶部固定设置有转子，各个所述转子形成环带状结构；所述壳体的外侧壁上设置有定子，所述定子与所述转子的位置一一对应设置；

11、所述转子为感应线圈或永磁体；

12、所述定子上环绕有通电线圈，所述通电线圈用于通入交变的电流以带动转子、继而带动与转子连接的风扇组件运动。

13、可选地，所述风扇组件和芯轴通过离合结构连接；通过所述离合结构选择断开或者连接所述风扇组件和芯轴之间的动力；

14、其中，所述离合结构被配置为：

15、当在空气中推进时，所述风扇组件和芯轴通过所述离合结构接合，所述风扇组件在驱动装置的作用下带动所述芯轴一起转动，将空气吸入流道内，所述芯轴带动所述介质增压装置，对空气进行压缩，空气经过压缩后从第二端喷出从而产生推力；

16、当在水中推进时，所述风扇组件和芯轴通过所述离合结构分离，所述风扇组件在驱动装置的作用下，驱动水流产生推力。

17、可选地，所述驱动装置与所述芯轴传动连接，所述风扇组件固定安装于所述芯轴上。

18、可选地，任一级动子级均与所述芯轴的外表面连接，任一级静子级均与所述壳体的内侧面固定连接；所述动子级包括沿芯轴径向向外延伸的多个动子叶片，且各动子叶片的根部连接于所述芯轴的外表面；任一级所述动子级的多个动子叶片呈环状分布。

19、可选地，任一级所述动子级的多个动子叶片与所述芯轴的外表面固定连接；

20、所述静子级包括沿芯轴径向内延伸的多个静子叶片，且各静子叶片的根部连接于所述壳体的内侧面；所述任一级所述静子级的多个静子叶片呈环状分布。

21、可选地，任一级所述动子级的多个动子叶片的根部与一环状件固定连接，所述环状件可转动地嵌套于所述芯轴上。

22、可选地，各所述增压单元的介质流动截面逐级收敛。

23、可选地，所述导流板包括沿芯轴径向向外延伸的多个导流叶片，所述导流板的中心处可转动地嵌套于所述芯轴的外表面。

24、本申请提供的一种轮缘式轴流增压泵喷推进器，其含有单一流道，流道的前方设置有风扇组件，往后依次为导流板和介质增压装置。在空中推进的时候，风扇组件通过驱动装置驱动转动，将空气吸入流道内，芯轴随风扇组件一起转动，带动介质增压装置，对空气进行压缩，空气经过压缩后从尾喷口喷出从而产生推力；在水下推进的时候，风扇组件通过驱动装置驱动转动，将水流从尾喷口喷出从而产生推力。

25、本申请提供的一种轮缘式轴流增压泵喷推进器，具有以下优点：

26、1、通过调节转速即可实现在空中部分和水下部分中的不同介质的高效推进工作。

27、2、结构简单，无需燃烧室，采用单流道轴流增压推进，以解决在水下推进时燃烧室部分必然成为死重的问题。

28、3、体积与质量较小，且采用电能为动力能源，适合于小型飞行器、战术武器等对体积、质量、经济性有很高要求的飞行器。

29、4、结构简单，没有太多的机械装置相互作用，维护与管理较为方便。

技术特征：

1.一种轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，所述风扇组件包括沿芯轴径向向外延伸的多个风扇叶片，所述风扇组件中的多个风扇叶片的倾斜角度可调节。

3.根据权利要求1或2所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，所述驱动装置采用电力驱动；

4.根据权利要求3所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，所述风扇组件和芯轴通过离合结构连接；通过所述离合结构选择断开或者连接所述风扇组件和芯轴之间的动力；

5.根据权利要求1或2所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，所述驱动装置与所述芯轴传动连接，所述风扇组件固定安装于所述芯轴上。

6.根据权利要求1所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，任一级动子级均与所述芯轴的外表面连接，任一级静子级均与所述壳体的内侧面固定连接；所述动子级包括沿芯轴径向向外延伸的多个动子叶片，且各动子叶片的根部连接于所述芯轴的外表面；任一级所述动子级的多个动子叶片呈环状分布。

7.根据权利要求6所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，任一级所述动子级的多个动子叶片与所述芯轴的外表面固定连接；

8.根据权利要求6所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，任一级所述动子级的多个动子叶片的根部与一环状件固定连接，所述环状件可转动地嵌套于所述芯轴上。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，各所述增压单元的介质流动截面逐级收敛。

10.根据权利要求1所述的轮缘式轴流增压泵喷推进器，其特征在于，所述导流板包括沿芯轴径向向外延伸的多个导流叶片，所述导流板的中心处可转动地嵌套于所述芯轴的外表面。

技术总结
本发明公开了一种轮缘式轴流增压泵喷推进器，涉及推进技术领域，包括壳体、芯轴和驱动装置，所述壳体呈圆筒状，所述壳体围绕所述芯轴设置，所述芯轴的外表面与所述壳体的内侧面之间形成介质输送的流道；沿所述流道依次设置有风扇组件、导流板、介质增压装置和尾喷口；驱动装置用于驱动所述风扇组件旋转。本申请抛弃原有航空发动机中的燃烧室，采用单流道轴流增压推进，解决在水下推进时燃烧室部分必然成为死重的问题，通过调节转速等方式实现在空中部分和水下部分中不同介质的高效推进工作。

技术研发人员：胡五龙,孙其健,姜子健,唐佳,孙乾华,吴新江,吴卫国
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23