一种飞机飞行过程中的辅助推进装置

技术领域

本发明涉及飞机飞行领域，具体涉及一种利用高压水蒸气为飞机运行提供辅助动力的装置。

背景技术

飞机在飞行过程中，通过燃烧室里空气和燃油混合燃烧，向后排出高温高速高压气体，这些气体带动涡轮旋转为飞机提供动力。但在此过程中大量的能量以热能的形式排向大气而未被有效利用。因此利用这部分逸散的能量为飞机运行提供辅助动力是一种优选的方法。另外由于飞机载荷重量有限，携带大量燃油将导致飞机的有效载荷降低。本发明提出的一种利用高压水蒸气高速喷射辅助飞机运行的装置不仅利用了燃烧室的热量并将其转化为飞机的动能，同时利用飞行过程中持续收集的水汽并转化为高压尾喷水蒸气，在实现相同推力和持续推力时间的前提下，可一定程度减少飞机燃油的装载量，提高飞机的有效载荷。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种飞机运行过程中的辅助飞行装置。利用吸水材料的强吸水特性，在飞机运行过程中充分吸收大气层中的水，并利用发动机燃烧室逸散的热量将其加热生成高压水蒸气，进而利用高压水蒸气向后喷射的高速射流为飞机提供动力，减少飞机燃油的携带。

本发明的技术方案：一种飞机运行过程中的辅助飞行装置，由装置外壳、吸水单元、蒸发单元、抽气系统和动力系统组成，所述吸水单元包括旋转轮盘、干燥球、气体收集口、轮盘电机和电机固定架；所述蒸发单元由发动机燃烧室、真空蒸发腔室、水蒸气收集箱、导热管和真空传感器组成；所述抽气系统由真空泵，吸气泵组成，吸气泵具有单向阀口；所述动力系统由气压阀门、水蒸气喷管组成。

本发明的一种飞机运行过程中的辅助飞行装置的吸水单元中旋转轮盘呈类似跑道形，即两端为半圆形，其中间由直线连接而形成的形状，并沿与机翼水平方向安装在飞机机翼上，于发动机旁靠机身侧放置，且每个发动机旁放置一个。所述的干燥球由具有强吸水性能的干燥剂制成。所述旋转轮盘内部填充有干燥球，并将干燥球分为若干组。所述干燥球可通过轮盘电机驱动的齿轮旋转在旋转轮盘内部循环运动。所述机翼在安装本装置处的外壳表面设有开孔。所述旋转轮盘上部与机翼开孔相连的部分设置为网格状结构，在干燥球不泄露的前提下使其与大气中的水分充分接触。所述在水蒸气收集箱内部的旋转轮盘部分设置为网格状结构，在干燥球不泄露的前提下使干燥球内的水分可以充分被发动机燃烧室逸散的热量加热形成水蒸气并被水蒸气收集箱收集。在飞机运行过程中通过富含水气的大气层时，带有大量水分的空气通过气体收集口进入旋转轮盘，在轮盘电机的带动下干燥球依次收集外界空气的水分。

本发明的一种飞机运行过程中的辅助飞行装置的蒸发单元中水蒸气收集箱安装在飞机发动机燃烧室附近两侧位置，旋转轮盘下端进入蒸发真空腔室内部，真空蒸发腔室与水蒸气收集箱间由抽气泵连接，水蒸气收集箱下方接气压阀门。由于在飞机运行过程中燃烧室释放出大量的高热量气体，这部分热量可通过传热管传导至真空蒸发腔室和水蒸气收集箱，每组干燥球在进入真空蒸发腔室后先进行抽真空，当真空度达到真空传感器设定值后，导热管将燃烧室逸散的热量传导至真空蒸发腔室，干燥球中的水分蒸发生成水蒸气并被水蒸气收集箱储存；而被烘干的干燥球由轮盘电机的带动下重新转回气体收集口，进行下一循环的水汽收集。所述燃烧室逸散的热量所产生的热气流持续使水蒸气收集箱内部气体升温，使水蒸气具有超高压力。

本发明的一种飞机运行过程中的辅助飞行装置的动力系统中的气压阀门控制水蒸气收集箱内气体压力。当水蒸气收集箱内储存了足量水蒸气后继续受热，水蒸气收集箱内气体膨胀，内部压力增大，当内部压力超过气压阀门限定压力时，气压阀门打开，水蒸气收集箱内的高压水蒸气通过水蒸气喷管高速向后喷出，为飞机提供辅助动力。

本发明的一种飞机运行过程中的辅助飞行装置的工作过程是在飞机运行过程中通过富含水气的大气层时，带有大量水分的空气通过气体收集口进入旋转轮盘，在轮盘电机的带动下干燥球依次收集外界空气的水分。由于在飞机运行过程中发动机燃烧室逸散出大量的高热量气体，这部分热量可传导至附近的真空蒸发腔室和水蒸气收集箱，高温的真空蒸发腔室将旋转轮盘下端的干燥球中的水分蒸发生成水蒸气并被水蒸气收集箱储存；而被烘干的干燥球在轮盘电机的带动下重新转回气体收集口，进行下一循环的水汽收集。燃烧室逸散出大量热气流进一步使水蒸气收集箱内部气体升温，使水蒸气具有超高压力。水蒸气收集箱内气体膨胀，收集器内部压力增大，当内部压力超过气压阀门限定压力时，气压阀门打开，水蒸气收集箱内的高压水蒸气通过水蒸气喷管高速向后喷出，进而为飞机提供辅助动力。

本发明针对现有技术的不足，提供一种利用高压水蒸气辅助飞机运行的装置。该方法无需飞机从地面携带水作为辅助动力原料，而是在飞机运行过程中实时收集空气中的水汽并利用发动机燃烧室逸散的热量使其生成高压水蒸气并为飞机提供辅助动力，可一定程度上减少燃油的携带量。

附图说明

图1为本发明一种飞机运行过程中的辅助飞行装置工作时的整体结构示意图。

图2为本发明一种飞机运行过程中的辅助飞行装置的水汽收集装置示意图。

图中：1-飞机发动机；2-水蒸气喷管；3-气压阀门；4-水蒸气收集箱；5-吸气泵；6-真空蒸发腔室；7-旋转轮盘；8-干燥球；9-轮盘电机固定架；10-轮盘电机；11-气体收集口；12-装置外壳；13-导热管；14-真空泵。

具体实施方式

以下是结合附图中本发明实施例进行描述。

请参见图1、图2所示，飞机发动机1安装在机翼上，本发明提出的一种飞机飞行过程中的辅助推进装置安装在发动机附近两侧，由装置外壳12、吸水单元、蒸发单元、抽气系统和动力系统组成，吸水单元包括旋转轮盘7、干燥球8、气体收集口11、轮盘电机10和电机固定架9；蒸发单元由发动机燃烧室、真空蒸发腔室6、水蒸气收集箱4、导热管13和真空传感器组成；所述抽气系统由真空泵14和吸气泵5组成，吸气泵5具有单向阀口；所述动力系统由气压阀门3、水蒸气喷管2组成。所述的装置外壳12内包括水蒸气收集箱4、吸气泵5、真空蒸发腔室6、旋转轮盘7、干燥球8、轮盘电机固定架9、轮盘电机10、真空泵14，尾部外侧包括水蒸气喷管2、气压阀门3，所述旋转轮盘7安装在靠近飞机发动机1一侧，轨道里装满干燥球8，所述真空泵14与真空蒸发腔室6固定连接。所述吸气泵5与水蒸气收集箱4固定连接。所述轮盘电机10与旋转轮盘7固定连接，所述水蒸气收集箱4与气压阀门3固定连接，所述气压阀门3与水蒸气喷管2固定连接。

本发明的一种飞机运行过程中的辅助飞行装置的工作过程是如图1所示，在飞机运行过程中通过富含水气的大气层时，带有大量水分的空气通过气体收集口11进入旋转轮盘7，在轮盘电机10的带动下干燥球8依次收集外界空气的水分。由于在飞机在运行过程中发动机1中的燃烧室逸散出大量的高热量气体，当真空蒸发室的真空度达到真空传感器的设定值后，导热管13将燃烧室逸散出的热量传导至附近的水蒸气收集箱4及真空蒸发室6，高温的水蒸气收集箱4通过吸气泵5将旋转轮盘7下端的干燥球8中的水分所蒸发生成得水蒸气收集至水蒸气收集箱8储存；被烘干的干燥球8在轮盘电机10的带动下重新转回气体收集口11，进行下一循环的水汽收集。发动机燃烧室1逸散出的热气流进一步使水蒸气收集箱4内部气体升温，使水蒸气具有超高压力。水蒸气收集箱4内气体膨胀，水蒸气收集箱4内部压力增大，当内部压力超过气压阀门3限定压力时，气压阀门3打开，水蒸气收集箱4内的高压水蒸气通过水蒸气喷管2高速向后喷出，进而为飞机提供辅助动力。