王新民與汪一平關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的討論（四）

2014.10.17. 汪一平回答

王老前輩：我們慢慢或許能夠找到共同的探索點(diǎn)。可能是你還來(lái)不及了解我的東西，認(rèn)為不好理解和應(yīng)用?，F(xiàn)將我了解的發(fā)動(dòng)機(jī)知識(shí)系統(tǒng)整理一下（資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)文章），附上幾個(gè)附件。對(duì)照本人的發(fā)動(dòng)機(jī)改革關(guān)鍵點(diǎn)作進(jìn)一步解釋。供你參考。

本人的發(fā)動(dòng)機(jī)亮點(diǎn)是對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)作進(jìn)一步提高。即保留原發(fā)動(dòng)機(jī)“雙燃室”組合發(fā)動(dòng)機(jī)原理等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上。有高速氣流（適應(yīng)于5馬赫以上）在涵道壓氣（擴(kuò)大機(jī)體中部有穩(wěn)定氣流、冷卻燃燒室外壁）作用，在機(jī)體尾端（弧形開(kāi)始縮小處）形成第二個(gè)燃燒室，噴入燃料及點(diǎn)火再燃燒的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)功能。再對(duì)渦扇/渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)（適應(yīng)于0-5馬赫范圍）部分，有如下關(guān)鍵性的改造：

（a）對(duì)壓氣轉(zhuǎn)子及渦輪盤(pán)子（移至燃燒室外的旋轉(zhuǎn)筒體）用數(shù)學(xué)模式改造為本人稱“正、反向渦葉”。解決高效的進(jìn)氣壓縮與排氣利用為的旋轉(zhuǎn)等問(wèn)題。

（b）原燃燒室內(nèi)移出渦輪后，原空間成為純?nèi)紵覉A形空腔，空腔內(nèi)沒(méi)有渦輪葉盤(pán)等構(gòu)造，沒(méi)有阻礙物，圓形空腔使進(jìn)入的燃料充分混合燃燒。解決中低速下高效的燃燒與避免渦輪葉盤(pán)材料的高溫灼烤。

（c）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施：進(jìn)氣加壓，維持燃燒室前氣流穩(wěn)定，內(nèi)冷負(fù)壓（拉大最大與最小熱力值差距），可控（低溫低壓低密度）激發(fā)新的熱能的效果（理論上熱效率值由近50%提高到100%）。解決高效的燃燒值。

（D）動(dòng)力發(fā)電一體化，省卻發(fā)電機(jī)，減輕飛機(jī)體重。其中：調(diào)節(jié)反向渦葉徑向半徑可設(shè)計(jì)不同的沖（壓）旋（轉(zhuǎn)）比，當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心為全閉合時(shí)，即為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心為全開(kāi)時(shí)，有最大沖壓力。

本人的專利說(shuō)明書(shū)僅表示申請(qǐng)受保護(hù)的發(fā)明部件的功能及相互關(guān)系，其他不受保護(hù)的部件或利用原部件是不需說(shuō)明。有需要時(shí)才作詳盡介紹。因此，本人提出的“超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)”不要誤會(huì)為你所說(shuō)的單－的純“沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)”，是個(gè)高速與中低速組合的發(fā)動(dòng)機(jī)。

有了統(tǒng)一認(rèn)識(shí)后，并提供參考的附件，下面簡(jiǎn)單回答或許就方便得多：

（1）問(wèn)、我不知道火箭發(fā)動(dòng)機(jī)還有人在空腔內(nèi)做進(jìn)一步“文章”，有這個(gè)必要嗎？不但增加阻力，任何材料在高溫下無(wú)法承受，有設(shè)想也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

答：是有人在空腔內(nèi)做進(jìn)一步“文章”，如哈爾濱搞在波動(dòng)力的“飛蝶”。本人的發(fā)動(dòng)機(jī)也是在空腔內(nèi)做進(jìn)一步“文章”。這里本人提出空腔內(nèi)“文章”，是指原渦輪/渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒室內(nèi)移出渦輪，原空間成為純?nèi)紵覉A形空腔，空腔內(nèi)沒(méi)有渦輪葉盤(pán)，沒(méi)有阻礙物，使進(jìn)入的燃料充分混合燃燒。解決中低速下高效的燃燒及避免（已移出）渦輪葉盤(pán)材料的高溫灼烤。有利于選擇材料處理、加工制造，延長(zhǎng)材料安全使用及壽命。

（2）問(wèn)、現(xiàn)在世界各國(guó)都在研究沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，亦即在高速運(yùn)行中在燃燒室前自然形成高壓氣流，進(jìn)入燃燒室，膨脹后產(chǎn)生巨大推力，也就是最近頻頻在軍事電視臺(tái)介紹的超高音速（5馬赫以上超高巡航導(dǎo)彈，）省卻了前面壓氣機(jī)部分（包括各種葉片螺及盤(pán)等結(jié)構(gòu)件），這可能是飛行器中頂尖項(xiàng)目了。所以在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)空腔再做文章，請(qǐng)見(jiàn)諒我孤陋寡聞沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)。

答：本人提的內(nèi)容符合組合式動(dòng)力的概念，即有雙燃燒室的“超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)”。這種方案的馬赫數(shù)范圍是0－15，用于可在地面起降的有人駕駛空天飛機(jī)。國(guó)外已經(jīng)研究過(guò)的組合式超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)主要有渦輪/超燃沖壓和火箭/超燃沖壓等。本人提出的雙燃燒室的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)叫“雙向渦波/渦葉內(nèi)冷負(fù)壓發(fā)動(dòng)機(jī)”。

組合發(fā)動(dòng)機(jī)可能成為21世紀(jì)從地面起降的可重復(fù)使用的空天飛機(jī)的動(dòng)力。超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)正是包括中國(guó)在內(nèi)世界各國(guó)研究的方向?？赡懿皇悄闼f(shuō)的單一“沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)”。但是，在中低馬赫數(shù)范圍內(nèi)的“渦輪/渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)”研究上，目前國(guó)外尚無(wú)人提出合理的數(shù)學(xué)模式，仃留在（不連續(xù)渦扇的）“平方和”階段上，新穎的數(shù)學(xué)模式應(yīng)該是（連續(xù)渦葉的）“和平方” 。顯然，事實(shí)證明也是：“和平方”大于“平方和”的作用。這是中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)可以領(lǐng)先世界發(fā)動(dòng)機(jī)的自信力。

（3）問(wèn)、你設(shè)想把發(fā)動(dòng)作為轉(zhuǎn)子來(lái)發(fā)電的想法很新型，但僅能發(fā)電用，和航空發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)楹娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)主要需求是得到的是強(qiáng)大的推力，如果對(duì)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)又要增加一套電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。

答：本人受俄羅斯在2013年10月中旬，在大型民航客機(jī)的航空氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)際招際要求的條件影響而提出的發(fā)明設(shè)想，實(shí)施“動(dòng)力發(fā)電一體化”省卻了發(fā)電機(jī)，減輕機(jī)重。（其中：有調(diào)節(jié)反向渦葉徑向半徑，可設(shè)計(jì)不同的沖（壓）旋（轉(zhuǎn)）比以適應(yīng)不同機(jī)型。當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心為全閉合時(shí)（反向渦葉徑向半徑最大時(shí)），即為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心為全開(kāi)時(shí)（反向渦葉徑向半徑最小時(shí)），有最大沖壓力，并帶動(dòng)螺旋槳。不僅取消了發(fā)電機(jī)，也取消了電動(dòng)機(jī)（安全備用的除外）。解決了你老前輩擔(dān)心的問(wèn)題。

（4）問(wèn)、關(guān)于葉片的氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，需要在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上做成實(shí)物，在風(fēng)動(dòng)中吹，測(cè)出不同風(fēng)速及壓力下各種邊緣數(shù)據(jù)，包括大小葉片及不同的級(jí)壓比，葉尖和筒體高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦流及效率的遞減，

答：合理地解決數(shù)學(xué)模型后，也解決自控加工問(wèn)題，用3D打印機(jī)可以方便地做出精確的葉片模型。在風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，以最低的費(fèi)用、最小的時(shí)間，測(cè)出不同風(fēng)速及壓力下各種邊緣數(shù)據(jù)，包括大小葉片及不同的級(jí)壓比，葉尖和筒體高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的渦流及效率的遞減。

（5）問(wèn)、因此要制作很多很多的葉片實(shí)物，據(jù)我知道國(guó)家級(jí)基礎(chǔ)研究所目前尚沒(méi)有列為課題，因?yàn)槿狈Y金支持。受知識(shí)水平限止，我沒(méi)有辦法一一回答你所提出的問(wèn)題，請(qǐng)見(jiàn)諒。

答：據(jù)2013年5月媒體報(bào)導(dǎo)：中科院有關(guān)研究所向國(guó)家申請(qǐng)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造的“國(guó)家自然基金”。中航集團(tuán)里也有著名專家指出：數(shù)學(xué)模型不解決，對(duì)葉片型式排列組合方式試驗(yàn)，不會(huì)有滿意成果，勞民傷財(cái)。合理的數(shù)學(xué)模型顯示：三維渦旋流有五個(gè)未知元素，五個(gè)未知元素中又有各自的動(dòng)量與動(dòng)能（公轉(zhuǎn)＋自旋），加上一維的時(shí)間，有十一未知量，排列組合的數(shù)量將是億萬(wàn)次的天文數(shù)字，測(cè)定結(jié)果要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間（不含葉片制造的時(shí)間）才出來(lái)，包括國(guó)外也是如此。本人在解決數(shù)學(xué)模型后，將成立自已的“數(shù)學(xué)與動(dòng)力研究所”，爭(zhēng)取有實(shí)力感興趣的企業(yè)合作。熱誠(chéng)地歡迎王老前輩及有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)行家合作、支持，共同申請(qǐng)發(fā)動(dòng)機(jī)制造的“國(guó)家自然基金”，期望能早日落實(shí)國(guó)家資金支持。

謝謝你在百忙之中，耐心地審查和提問(wèn)，對(duì)我是很大的鼓勵(lì)與支持。我很滿足。歡迎繼續(xù)提問(wèn)。祝好！汪一平2014.10.17

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