离心喷气管.pdf

本发明涉及一种喷气推进装置，具体是指一种可用于飞机、火箭、鱼雷、导弹等产品上的离心喷气管。
    目前，飞机、火箭、鱼雷、导弹等产品上普遍采用尾部喷气管，它们的推进主要借助于喷气装置所产生的喷气气流。但已往的尾喷管多是喇叭形态，内表面又是光滑的，气流与之摩擦产生的旋涡边界层的旋涡频率不高，半径也不一致，在喇叭口中离心放大又降低了加速度，所以动能的利用率不高，加速的效果还不够大。但如果认为飞机、火箭将气流吹在外界的大气上，产生地反作用力，将它们加速推向前进的，那就错了。是高速、高压、高温气流与尾喷管摩擦、周围的阻力大，当中产生了加速度，因而在周围产生了一层旋涡边界层将飞机和火箭推向前进的。这层旋涡的旋转方向既垂直于管壁，也垂直于当中的流束，既与管壁的前进方向相同，又与当中气流后喷的方向相同。而旋涡都是以加速度旋转的：a＝V2/R。所以它既能将管壁自动离心加速向前推进;又能将当中流束自动离心加速向后喷出。

    实践早已证明，喇叭式喷气口能将流体自动加速喷出。它的原理已往都是按照“流速快、静压低”的伯努利定理进行解释的，然而这种解释是不通的。假如喇叭口里的静压低，它就不会自动加速将气流向外喷出，而是自动加速将气流从外向内吸入。那么，测得的压力为什么很低呢？这是错把测试管的压力当作喇叭管的压力了。流体在测试管口受到摩擦，产生了一个旋涡，旋涡都是以加速度旋转的，只有旋转才能产生加速度。测试管口旋涡的加速度a，与流体速度V的平方成正比，与测试管口半径R的大小成反比：a＝V2/R。因而它能产生一个很大的离心加速度，使这个旋涡变成高真空。它不断摩擦、不断产生、不断脱落流走，就将测试管抽成了高真空，因而测得的压力很低。假如喇叭口是个玻璃管，这是可凭肉眼观察到的，当然必须在低速的条件下。伯努利定理，只是实验现象的忠实记录，他并不明白这种现象的本质。假如我们将测试管连接在一个封闭的容器上，就会将这个容器抽成真空，它就是实验室里常用的水流抽气泵。假如我们将测试管连接在一个开放的容器内，它就能将容器里的药水抽上来，喷出去，这就是我们常用的喷雾器。流速越快，测试管里的压力就越低，但是喇叭口里的压力就越高。那么，喇叭口为什么能将流体自动加速呢？这是因为流体在喉颈处受到了约束压力，周围增加了摩擦力，而中心产生了加速度，出了喉颈口向四面八方旋转，形成了环状旋涡。不断摩擦、不断产生，就形成了一层环状旋涡边界层，但因喇叭口是光滑的，所以它产生的环状旋涡频率不高，半径不小，方向、大小、速度也不一致，在喇叭口里又离心放大减速，因而它的效率还不够高。

    本发明的目的在于提供一种能更充分地利用喷气气流的能量以加大推进力、并节约燃料的离心喷气管。

    以下结合附图说明本发明的技术方案。

    图1是本发明的原理示意图。

    图1中箭头所示的方向代表气流运动方向，图1中的圆框内为局部放大图。

    本发明的技术方案是将传统的喇叭形尾喷管改为直圆筒管状，并且在其内表面制造一层环状的、波浪形的、规律的峰和谷，与气流剪切摩擦，就能产生频率高、半径小、加速度大、方向一致谐转的离心边界层。离心边界层就是发生气流旋涡运动的界面。它的峰要锐利，它的谷要园滑，峰高为直径的3%，峰距为峰高的3倍。这样我们就可以得到更大的离心加速度，增加射程和航程。降低产生推力的临界压力，节约燃料，扩大喷气发动机的应用范围。爆竹没有喇叭口，然而它的加速度很大，就是因为它的尾喷管纸壁对气流的摩擦力大，产生的离心边界层频率高、半径小、加速度大的缘故。本发明的内表面上环状的、波浪形的、规律的峰和谷，能使气流在其表面形成无数小型涡列，将气流的滑动摩擦变为滚动摩擦，把紊乱的旋涡运动变为谐转的旋涡运动，将垂直正面的阻力反向而变为动力，能达到减阻加速及降低噪音、克服音障之目的。

    本发明不仅可以用做飞机、火箭、导弹、鱼雷等产品的尾喷管，使飞机、火箭、导弹、鱼雷产生更大的加速度，使它们飞得更快，并降低产生推力的临界压力，节约更多的燃料;也能用做蒸汽轮机的离心喷气管、水电站的离心流水管，使之充分利用蒸汽或水流的能量，并发出更多的电能;也可用作高烟囱的离心内表面，使烟囱高度降低，但对烟气的抽吸力增大;还可做石油、化工所用的各式离心管道。本发明对国防建设和经济建设具有很多用途。