推力增强装置的制作方法

1.本发明涉及一种安装在各种推进器的推力产生单元以增强推进器的推进力的推力增强装置，更具体地，涉及一种通过利用文丘里效应增加流场中的流体的流量来增加推进器的整体推进力的推力增强装置。


背景技术：

2.众所周知，利用流体的反作用力的推进装置纷繁多样，例如包括船舶或潜水艇的螺杆、飞机的喷气发动机或螺旋桨推进器以及导弹和火箭发动机等。
3.安装在飞行器上的喷气发动机混合吸入的空气与燃料，在高压下引爆后，向后喷射爆炸能量，从而获得反作用力。这些反作用力使飞行器能够克服空气阻力并快速地被推进。火箭发动机通过将内部燃料与氧气混合并爆炸来输出反作用力而不利用外部空气。火箭喷射出的爆炸能量作为火箭的推进力，可使火箭高速飞行。此外，螺旋桨推进器具有将转子叶片的旋转运动转化为推力的原理。即，当转子叶片旋转时，叶片上部流体快速流动，而下部流体的速度相对较慢，因此所产生的压力差将输出使得叶片上升的力。
4.另一方面，使用喷水器的喷气艇、摩托艇和各种水上运动(hydro water sports)设备具有通过利用高压喷水时产生的反作用力在水面上行驶或漂浮在空中的原理。
5.喷气艇或摩托艇通过高速旋转叶轮并向后喷射水来获得推进力。此外，在水上运动设备中，例如，空中冲浪滑翔板(图21的42)或喷气背包(图22中的43)等通过喷嘴喷出由软管供应的高压水以获得基于反作用力的推进力。
6.为了增强利用这种反作用力获得推进力的推进器的推力，可以更高的速度喷出流体或增加喷出流量。如果在保持流体的喷出速度的状态下增加总喷出流量，则反作用力会增加，因此可以获得相应的更强的推力。
7.然而，现有的推进器的推力产生单元由于未应用旨在提高反作用力的能够增加流量的装置，因此在增强推力方面存在局限性。
8.作为与此相关的发明的背景技术，已公开韩国专利公报第1999-000795号(飞行器的推力增加装置)。
9.在安装有通过根据进气口和排气口之间的空气流速的变化所增加的动量来产生推力的喷气发动机的飞行器上，所公开的推力增加装置包括：发动机，具有至少一个压缩单元和燃烧单元，并且具有同轴连接到涡轮的管道风扇；至少一排导管，在飞行器机身的纵向方向上设置；吸嘴，在与飞行器的运动方向相反的方向上被穿孔，以便导管内的空气在飞行器运动时被吸入并排放到大气中；以及阻尼装置，用于转换气流的流动，使得在发动机的管道风扇后部流动的气流流向所述导管侧。


技术实现要素：

10.(发明所要解决的问题)
11.本发明为解决上述问题而提出，目的在于提供一种推力增强装置，该推力增强装
置通过利用文丘里效应增加最终喷出流体的流量以提高相当于所增加的流体的流量的反作用力，从而产生高效推进力。
12.(解决问题所采用的措施)
13.作为实现上述目的的课题解决手段，本发明的推力增强装置在与利用流体的反作用力获得推进力的推力产生单元联接的状态下增强推力产生单元的推力，所述推力增强装置包括：文丘里单元，吸收在所述推力产生单元的作用下流动的基础流体并使所述基础流体在内部流过，在基础流体流过的期间引起内部压降而将推力产生单元周边的周边流体吸入内部后，与基础流体一起喷射以增加总喷射流量；以及喷射引导部，设置在所述文丘里单元的内部流场，并且使得喷射到文丘里单元外部的流体直线流动。
14.并且，所述文丘里单元包括：第一文丘里，由入口部、出口部和位于入口部与出口部之间且具有小于入口部和出口部的内径的流线型颈部构成，并且与推力产生单元联接；以及第二文丘里，由入口部、出口部和位于入口部与出口部之间且具有小于入口部和出口部的内径的流线型颈部构成，并且容纳第一文丘里，使得第一文丘里的出口部位于其颈部。
15.并且，所述文丘里单元还包括：第三文丘里，由入口部、出口部和形成在入口部与出口部之间且具有小于入口部和出口部的内径的流线型颈部构成，并且容纳第二文丘里，使得第二文丘里的出口部位于其颈部。
16.另外，所述第一文丘里、第二文丘里和第三文丘里的内壁表面设置有导流器，所述导流器引导流体的流动。
17.并且，所述喷射引导部包括：直喷引导器，固定在第三文丘里的出口部侧的内部，并且具有使得被喷出的流体流过的多个直线喷射通道。
18.另外，所述第三文丘里的至少两个出口部并联形成，所述直喷引导器安装在每个出口部。
19.并且，所述喷射引导部包括多个弯曲叶片，所述弯曲叶片沿圆周方向等间隔切开所述第一文丘里、第二文丘里和第三文丘里的出口部侧的端部后，向流场内部弯曲形成。
20.并且，所述推力产生单元包括：喷水喷嘴、喷气发动机、火箭发动机、或螺旋桨推进器，用于喷出从外部供应的水。
21.另外，所述推力产生单元为涡轮风扇喷气发动机，所述文丘里单元的内部还可以安装有注水器喷嘴，所述注水器喷嘴用于喷射被涡轮风扇喷气发动机所产生的热量汽化和膨胀的水。
22.并且，作为实现上述目的的课题解决手段，本发明的由具有彼此不同的尺寸的多个文丘里组合构成且被配置为具有相同的中心轴的推力增强装置包括：文丘里单元，通过中心轴部使得基础流体流过，同时，通过引起内部压降而将周边流体吸入内部并与基础流体一起喷射，从而增加总喷射流量。
23.(发明的效果)
24.具有如上所述的配置的本发明的推力增强装置通过利用文丘里效应增加最终喷出流体的流量以提高相当于所增加的流体的流量的反作用力，从而产生高效推进力。
25.此外，由于产生高效推进力，在消耗等同的能源的前提下，速度更快，因此可延长运行时间并增加有效载荷。
26.进一步地，可保持飞行稳定性，缩小基础发动机或电机的尺寸，并且显着减少二氧
化碳排放量。
附图说明
27.图1和图2是用于说明根据本发明的一个实施例的推力增强装置的构造和操作原理的图。
28.图3的(a)部分和图3的(b)部分是分别示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置的直喷引导器的立体图。
29.图4是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于喷嘴的状态的剖视图。
30.图5是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于螺旋桨推进器的状态的图。
31.图6至图8是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于喷气发动机的状态的图。
32.图9和图10是用于说明根据本发明的一个实施例的推力增强装置的详细构造的图。
33.图11和图12是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置的另一个示例的图。
34.图13至图15是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置的又一个示例的图。
35.图16至图18是为了说明根据本发明的一个实施例的推力增强装置的又一个示例而示出的图。
36.图19是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置的又一个变形例的图。
37.图20的(a)部分和图20的(b)部分是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于摩托艇的状态的图。
38.图21是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于贴附于足底的喷气背包的示例的图。
39.图22是示出安装在喷气背包以将根据本发明的一个实施例的推力增强装置背在背部的示例的图。
40.图23是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于喷射艇驱动单元的状态的图。
41.图24的(a)部分和图24的(b)部分是示出使用根据本发明的一个实施例的推力增强装置的空气放大器的立体图。
42.图25的(a)部分和图25的(b)部分是示出使用根据本发明的一个实施例的推力增强装置的混合喷射器的立体图。
43.图26的(a)部分和图26的(b)部分是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于导弹和火箭发动机以及喷气发动机的状态的图。
44.图27的(a)部分和图27的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的导弹和火箭发动机以及喷气发动机的图。
45.图28的(a)部分和图28的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的鱼雷立体图。
46.图29是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的空中出租车的立
体图。
47.图30是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的空中出租车的另一个实施方式的图。
48.图31的(a)部分至图31的(c)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的潜水艇立体图。
49.图32的(a)部分和图32的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的战斗机的图。
50.图33的(a)部分和33的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的悬挂滑翔机和喷气背包结合在一起的立体图。
具体实施方式
51.以下，将参照附图更详细地描述根据本发明的一个实施例。
52.本发明的推力增强装置安装在利用被喷射的流体的反作用力获得推进力的各种推进器，用于增强推进器的推力。增强推力的方法是增加总喷射流量。
53.总喷射流量的增加意味着喷射流体质量的增加，因此推力自然会增加。
54.总喷射流量是从推进器喷出的流体的基本流量与被推力增强装置吸入的周围流体的附加流量之和。稍后将描述使用推力增强装置吸收周围流体的方法，所述方法利用文丘里原理。
55.此外，上述“各种推进器”包括利用所喷射的流体的反作用力的所有推进器。例如，可包括内燃机喷气发动机、火箭发动机、电动机螺旋桨推进器和喷水喷嘴。
56.喷水喷嘴喷射从外部供应的水，并且利用来自水的喷射力的反作用力，所述喷嘴广泛用于水上运动设备领域，稍后将参照图20至图23进行描述。此外，本螺旋桨推进器包括所有使用旋转叶片推动流体(空气或水)且通过其反作用获得推进力的所有推进器。推进器还包括内燃机和电池电机。
57.可以采用重量轻、机械性能优异的碳纤维制造此类推力增强装置。众所周知，碳纤维的重量约为钢的1/5，但强度却高出约10倍。
58.本发明的推力增强装置的基本结构是在与利用流体的反作用力获得推进力的推力产生单元联接的状态下增强推力产生单元的推力，所述推力增强装置包括：文丘里单元，吸收在所述推力产生单元的作用下流动的基础流体并使所述基础流体在内部流过，在基础流体流过的期间引起内部压降而将推力产生单元周边的周边流体吸入内部后，与基础流体一起喷射以增加总喷射流量；以及喷射引导部，设置在所述文丘里单元的内部流场，并且使得喷射到文丘里单元外部的流体直线流动。
59.图1和图2是用于说明根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的构造和操作原理的图。在图1中，喷嘴12用作推力产生单元11，而在图2中，螺旋桨推进器13用作推力产生单元。
60.参照图1，推力增强装置20安装在喷嘴12的喷出口12a处。推力增强装置20包括文丘里单元和喷射引导部。
61.文丘里单元呈圆柱形状，其中，第一文丘里21通过多个固定支撑构件26固定在喷嘴12上。第一文丘里21具有入口部21a、颈部21b和出口部21c，并且在其内部容纳喷嘴12的
喷出口12a。从喷出口12a喷射的基础流体通过第一文丘里21的颈部21b向外部排出。
62.本说明书中的“基础流体”是指通过推力发生单元11自身的操作喷出的流体。并且，后述的“附加流体”是指由于基础流体通过文丘里的颈部时产生的压降而从外部吸入文丘里内部的流体。
63.入口部21a具有预定的内径并具有向上变宽的形状，并且与喷嘴12的外周面间隔开。喷嘴12的外周面与入口部21a之间的空间是附加流体流入的通道。
64.颈部21b是内径比入口部21a和出口部21c的内径小的流线型的部分，从入口部21a流入的流体通过所述颈部21b。由于颈部21b的流动截面积比入口部21a的流动截面积窄，因此通过颈部21b的流体被加速，压力自然随着速度的增加而降低。由附图标记z指示的部分是近似低压区域部分。低压区域部分z是由于流体的加速而导致压力下降的空间，此时低压影响到周围，因此会沿箭头a的方向拉动周围的流体。
65.沿箭头a方向被吸入并流入第一文丘里21的附加流体在与基础流体混合在一起的状态下通过出口部21c排出。与从喷嘴12喷射的每单位时间的流量相比，通过出口部21c排出的单位时间的流量增加。由于单位时间内的流量增加等同于流体质量的增加，因此驱动力最终在第一文丘里21的作用下增加。理所当然地，增加的推力来自附加流体的动能。
66.出口部21c向下开口，是使得基础流体和附加流体混合后被排出的通道，即，是混合流体被排出的通道。出口部21c的直径大于颈部21b的直径。同时，多个降噪槽21e形成在出口部21c的前端。降噪槽21e可通过降低从第一文丘里21喷射的流体的前端应力来降低噪声。流场出口的降噪槽的原理属于常规原理，因此将省略其描述。
67.综上，第一文丘里21使从喷嘴12喷出的基础流体通过内部，并且在基础流体通过的过程中引起内部压力下降，从而通过将喷嘴12周围的周围流体吸入内部后，将其与基础流体一起喷射以增加总喷射流量。
68.固定支撑构件26是用于将第一文丘里21固定到喷嘴12的固定装置。只要能固定第一文丘里21，固定支撑构件26的形状或数量是可以变化的。
69.引导喷射单元固定在第一文丘里21的出口部21c侧内部，作为用于从第一文丘里21向外部喷射的流体的直线流动的构件，可包括各种形状的直喷引导器27。例如，可采用图3的(a)部分和图3的(b)部分中图示的形状。
70.在图3的(a)部分中示出的直喷引导器27由环形隔膜壳27c和固定在隔膜壳27c内部的蜂窝状隔膜构件27d组成。隔膜构件27d提供直线喷射通道27a，流体从所述直线喷射通道27a通过。混合状态的基础流体和附加流体在通过直线引导器27的过程中与隔膜构件27d碰撞并且具有直线形流线。当流体的喷射方向变直时，可获得最大的输出。
71.在图3的(b)部分中，直喷引导器27中的隔膜构件27d具有从直喷引导器27的中心沿径向延伸的形状。隔膜构件27d的作用与图3的(a)部分的蜂窝形状的隔膜构件的作用相同。
72.另一方面，图2所示的推力增强装置20具有作为推力产生单元11的螺旋桨推进器13。螺旋桨推进器13由壳体13a、电机13b和螺旋桨13c构成，用于向低压区域部分z喷射空气。从螺旋桨推进器13喷射的流体通过低压区域部分z且压力降低，并且会吸入第一文丘里21周围的流体。周围的流体被拉向箭头a的方向并与基础流体汇合。
73.图4是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20应用于喷嘴的状态的剖视
图。
74.图4所示的推力增强装置20由第一文丘里21、第二文丘里23、第三文丘里25和固定在第三文丘里25出口部侧的直喷引导器27构成。在某些情况下，直喷引导器27也可以安装在第一文丘里21和第二文丘里23的内部。
75.第一文丘里21容纳喷嘴12的下端部，并且使得喷出口12a位于其颈部21b。通过喷出口12a排出的基础流体通过颈部21b成为低压状态，周围的流体通过入口部21a流入第一文丘里21的内部。
76.第二文丘里23具有入口部23a、出口部23c和颈部23b，所述第二文丘里23容纳第一文丘里21，并且使得第一文丘里的出口部21c位于其颈部23b。从第二文丘里23喷出的流体(从喷嘴排出的基础流体与流入第一文丘里的周围流体的混合流体)通过腹部23b并成为低压状态。因此，推力增强装置20周围的流体的一部分通过入口部23a被吸入第二文丘里23的内部。
77.第三文丘里25具有入口部25a、出口部25c和颈部25b，并且容纳第二文丘里23。(当然，第一文丘里21容纳在第二文丘里23中。)第三文丘里25容纳第二文丘里23，并且使得第二文丘里23的出口部25c位于其颈部25b。从第二文丘里23喷出的流体通过颈部25b成为低压状态，此时，周围的流体的一部分通过入口部25a流入第三文丘里25。
78.通过第一文丘里21和第二文丘里23的流体以与通过入口部25a流入的周围流体混合的状态通过直喷引导器27且被喷射到外部。通过直喷引导器27被排出的流体的单位时间流量自然大于从喷嘴12喷出的基础流体的单位时间流量。由于流体本身具有密度，因此当流量增加时，推力自然会增加。
79.导流器21f、23f和25f分别形成在第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的内壁表面。导流器21f、23f和25f用于引导通过各个文丘里的流体的流动。这些导流器21f、23f和25f可与流体的流动方向平行地形成，或者也可形成为螺旋状。
80.上述喷嘴12通过多个固定支撑构件26保持与第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的固定状态。另外，虽然图4中应用了三个文丘里，但是文丘里的应用数量可以根据需要而变化。例如，可以仅应用一个或两个文丘里，或者可以应用四个或更多个文丘里。
81.图5是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20应用于螺旋桨推进器的状态的图。
82.在下文中，与上述附图标记相同的附图标记表示具有相同功能的相同构件，并且将省略对其的重复描述。
83.如图所示，第二文丘里23设置在容纳螺旋桨推进器13的第一文丘里21的外侧。第一文丘里21的出口部21c位于第二文丘里23的颈部23b。通过第一文丘里21的流体通过第二文丘里23的颈部23b并成为低压状态，因此周围的流体在流入第二文丘里23的入口部23a后通过颈部23b被喷出外部。当然，与所吸入的周围流体的流动能相对应的推力会增加。如上所述，图中标有z的部分为低压区域。
84.图6是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20应用于喷气发动机14的状态的图。在图6至8中，省略了直喷引导器27。
85.喷气发动机14通过吸入前进方向的前方空气并对其进行压缩和爆炸来获得推进力，从喷气发动机14喷出的基础流体依次流经第一文丘里21的颈部21b、第二文丘里23的颈
部23b以及第三文丘里25的颈部25b后，被喷出到外部。从喷气发动机14喷出的基础流体为加热气体，其以与通过入口部21a、23a和25a流入的周围流体混合的状态被喷出。如上所述，可产生与流体的增加的流量相对应的推力增强效果。
86.图7和图8是示意性地示出应用于喷气发动机14的推力增强装置20的图。图7的推力增强装置20应用第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25，图8应用的是第一文丘里21。
87.图7和图8中示出的文丘里的形状与图6中的文丘里不同，然而在出口部侧形成低压区域部分z的原理和推力增强方法是相同的。
88.图9是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的变形例的图，图10是图9的推力增强装置20的分解立体图。
89.图9和10所示的推力增强装置20由一体地形成有喷射引导部21g、23g和25g的第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25构成。
90.即，第一文丘里21具有入口部21a、颈部21b和出口部21c，并且在出口部形成有喷射引导部21g。第二文丘里23也具有入口部23a、颈部23b和出口部23c，并且在出口部23c处具有喷射引导部23g。同样地，第三文丘里25也具有入口部25a、颈部25b和出口部25c，并且在出口部25c一体地具有喷射引导部25g。
91.第一文丘里21的喷射引导部21g由多个弯曲叶片21h组成，所述多个弯曲叶片21h沿圆周方向等间隔切开出口部21c的端部，并且切口部分向流场内侧弯曲形成。弯曲叶片21h引导流过颈部21b的基础流体的流动，使得基础流体与通过第二文丘里23吸入的周边流体顺利混合。
92.并且，第二文丘里23的喷射引导部23g由多个弯曲叶片23h组成，所述多个弯曲叶片23h沿圆周方向等间隔切开出口部23c的端部，并且切口部分向流场内侧弯曲形成。弯曲叶片23h引导流过颈部23b的流体的流动，使得流体与通过第三文丘里25吸入的周边流体顺利混合。
93.第三文丘里25的喷射引导部25g也具有相同的机构。即，由多个弯曲叶片25h组成，所述多个弯曲叶片23h沿圆周方向等间隔切开出口部25c的端部，并且切口部分向流场内侧弯曲形成。弯曲叶片25h引导通过第三文丘里的所有流体的流动，使得流体沿直线延伸。
94.在应用这种喷射引导部21g、23g和25g的情况下，可省略上述直喷引导器27，从而可以进一步减轻推力增强装置的重量。
95.如图4所示，所述第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25具有第一文丘里21容纳在第二文丘里23中，且第二文丘里23容纳在第三文丘里25中的排列结构。
96.图11和图12是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的另一个示例的图。
97.如图所示，喷气发动机14安装在第一文丘里21的内部。喷气发动机14是涡轮风扇型喷气发动机。涡轮风扇喷气发动机是一种具有两个独立的空气通道的发动机，其中一个气流通向燃烧室，另一个气流绕过燃烧室。涡轮风扇喷气发动机的推力是通过使压缩空气在燃烧室内爆炸来获得的高温流动推力与旁通流推力之和。
98.绕过燃烧室的旁通流的流速比从燃烧室喷出的流体速度相对较慢，但由于空气流量大，因此可以产生推力。
99.容纳喷气发动机14的第一文丘里21的外侧设置有第二文丘里23，第二文丘里23的外部设置有第三文丘里25，第一文丘里21出口部内侧设置有喷水单元31。所述第一文丘里21、第二文丘里23、和第三文丘里25的本身的作用和结构如上所述。
100.喷水单元31可包括环形管31a和多个注水喷嘴31b。环形管31a用于容纳通过供水管31c从外部供应的水，并将其引导至注水喷嘴31b。可以应用具有适当形状的支撑支架以将环形管31a固定到第一文丘里21。
101.注水喷嘴31b向后喷射通过环形管31a供应的水。喷射的水接受从喷气发动机14喷出的喷射气体的热量而气化膨胀。众所周知，水在加热温度为100℃时膨胀1700倍以上，在260℃时膨胀2400倍以上，在650℃时膨胀4200倍以上。
102.通过这种方式喷水以添加膨胀的水蒸气，推力进一步大幅增强。即，除了从喷气发动机14喷出的喷气气体和吸入到推力增强装置20的附加流体之外，还喷出气化的水蒸汽，因此与单独使用喷气发动机喷射喷气气体的情况相比，喷射的流体量更大且推力放大效果更大。只要能够喷水，喷水单元31的结构或喷射方式可以有多种变化。另外，喷水单元31不仅可以应用于涡轮风扇型喷气发动机，还可以应用于其他类型的喷气发动机。
103.图13至图15是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的又一个示例的图。
104.如图所示，推力增强装置20容纳螺旋桨推进器13。如上所述，螺旋桨推进器13驱动时产生的射流依次通过第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25，并且在成为低压状态后吸入外部流体。
105.如参照图2所描述的，螺旋桨推进器13由壳体、电机和螺旋桨构成，并且通过螺旋桨旋转时产生的反作用力输出推力。螺旋桨推进器13安装在第一文丘里21的入口部的内侧。在螺旋桨推进器13中产生的基础流体流过第一文丘里21的颈部21b并成为低压状态，并且在与通过入口部21a从外部流入的周边流体混合的状态下从出口部21c流出。
106.多个降噪槽21e形成在第一文丘里21的出口部21c侧的端部。如上所述，降噪槽21e可起到降低通过第一文丘里21喷射的流体所造成的噪声的作用。
107.第二文丘里23容纳第一文丘里21，并且使得第一文丘里21的出口部21c位于其颈部23b。第二文丘里23的下端部上也形成有降噪槽23e。降噪槽23e降低流过第二文丘里23的流体的噪音。
108.第三文丘里25容纳第二文丘里23，并且使得第二文丘里23的出口部23c位于其颈部25b。第三文丘里25的下端部上也形成有降噪槽25e。降噪槽25e降低从第三文丘里25喷出的流体的噪音。
109.螺旋桨推进器13与第一文丘里21以及第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25彼此间的联接通过固定支撑构件26执行。
110.另外，直喷引导器27安装在第三文丘里25的出口部25c内侧。直喷引导器27使得从第三文丘里25喷射的流体的流动直线化。
111.图16是用于说明根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的又一个示例而示出的立体图，图17是示出图16的推力增强装置20的第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的形状的剖视图。并且，图18是示出第三文丘里25的出口部25c和直喷引导器27的图。
112.图16至图18中示出的推力增强装置20的第三文丘里25具有入口部25a、颈部25b和出口部25c，出口部25c具有并联结构。即，两个出口部25c左右并排布置。通过第三文丘里25的颈部25b的流体分流成两路，在通过两侧的出口部25c后向外部喷射。同时，直喷引导器27安装在各个出口部25c以引导流体的流动。
113.尽管在图16中应用了两个出口部25c，但是根据需要，也可以应用三个或更多个。
114.图19是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的又一个变形例的剖视图。
115.图19中示出的推力增强装置20的第三文丘里25具有两个出口部25c，并且从颈部25b到出口部25c的长度比图16的第三文丘里更长。通过以这种方式延长长度，可以省略在流过颈部25b后用于向出口部25c移动的直喷引导器27。
116.图20的(a)部分和图20的(b)部分是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20应用于摩托艇41的状态的图。
117.参照附图，推力增强装置20安装在设置在摩托艇41的内部通道41b的喷出口。可以使用诸如支架等的任何合适的固定装置来实现将推力增强装置20固定到喷出口的目的。
118.摩托艇41使用驱动单元41a和叶轮(未示出)获得推进力，并且具有内部通道41b。内部通道是用于产生反作用力的水通过的通道，其一端通向摩托艇的底部，另一端向后开口。另一端是用于喷水的喷出口。叶轮(未示出)安装在内部通道41b。
119.当利用驱动单元41a旋转叶轮时，摩托艇下部的水在叶轮的作用下被抽出并通过内部通道41b喷射到摩托艇的后方，摩托艇41在此时产生的反作用力下被推进。
120.本实施例的推力增强装置20安装在内部通道41b的喷出口。在叶轮的作用下通过内部通道向后方喷出的水(基础流体)流过推力增强装置20内部的颈部并成为低压状态，此时，周围的水(附加流体)被吸入到推力增强装置20的内部并排放到后方。从推力增强装置20喷出的水是由在叶轮的作用下被喷出的水和被吸入到推力增强装置20的内部水混合而成的。由于通过推力增强装置20排放的水的流量相比叶轮或泵送水的流量增加，因此动量增加并且推力增加。
121.图20的(a)部分和图20的(b)部分中示出的推力增强装置20可以单独应用第一文丘里21，也可以应用第一文丘里21和第二文丘里23，或者，可以由第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25组合构成。
122.图21的(a)部分是示出现有的喷水背包和空中冲浪滑翔板的图，图21的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的喷水背包和空中冲浪滑翔板的图。
123.如图所示，一般的喷水背包和空中冲浪滑翔板42呈现板的形式，以便用户站在上面，并且下部具有喷嘴42a。喷嘴42a通过软管41c连接到摩托艇41。从摩托艇41泵送的水通过软管41c供应到喷嘴42a，并且喷射到喷嘴42a的下部以提供反作用力。喷水背包和空中冲浪滑翔板42通过接收从喷嘴42a喷出的水的反作用力支撑用户。
124.参照图21的(b)部分，可以看出推力增强装置20安装在喷嘴42a上。喷嘴42a的推力增强装置20可以通过包括固定支架在内的任何固定装置(未示出)来实现。
125.推力增强装置20使从喷嘴42a喷射的水向下流过，并且根据文丘里原理将周围的空气吸入内部。推力增强装置20周围的空气流入推力增强装置20的内部，从推力增强装置
20喷出的最终喷出流量增加且总推力相应地增加。
126.图22是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20应用于喷气背包43的示例的图。
127.喷气背包43是需要用户像背着背包一样背在背上的水上运动装备。通过软管从外部供应的水通过喷嘴42a向下喷射并提升喷气背包43。
128.如图所示，本实施例的推力增强装置20安装在喷嘴43a上，使得从喷嘴43a喷射的水流过且吸入周围的空气。如上所述，可以通过上述适当的固定方式将推力增强装置20固定在喷嘴43a上。
129.吸入的空气作为附加流体与水混合后向下喷出。此时，推力增强装置20周围的空气流入推力增强装置20的内部，从推力增强装置20喷出的最终喷出流量增加且总推力相应地增加。
130.图23是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于喷射艇驱动单元45的状态的图。喷射艇驱动单元45安装在喷射板的尾部，是提供推进力的部分。喷射艇驱动单元45的驱动原理与参照图20描述的摩托艇的驱动原理相同。
131.如图所示，推力增强装置20安装在喷射艇驱动单元45的喷嘴45b的后部。叶轮45d位于喷嘴45b的内部，通过从叶轮轴45a传递的旋转力旋转，并且通过喷嘴45b向后喷水。
132.当叶轮45d运行时，喷射艇驱动单元的水被吸到上部并在流过喷嘴45b后通过推力增强装置20向后排放。当水通过推力增强装置20时，周边流体通过流入通道45c流入推力增强装置20并增加推力。
133.图24的(a)部分和图24的(b)部分是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于空气放大器(air amplification device)46的图。图24的(b)部分是图24的(a)部分的空气放大器的后视图。
134.如图所示，可以通过将推力增强装置20联接到空气放大器46的方式提高空气放大器46的性能。空气放大器46由空气外壳46a、供气管46b、流入口46c和流出口46e构成，当通过供气管46b压入空气时，可基于文丘里效应通过流入口46c吸入外部空气。通过流入口46c被吸入空气外壳46a的空气通过供气管46b与通过供气管46b流入的空气结合并通过流出口46e从第一文丘里21喷出。
135.通过流出口46e喷出的空气在流经第二文丘里23和第三文丘里25之后，被排放到推力增强装置20的外部。同时，周围的空气通过第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的入口部21a、23a和25a被吸入推力增强装置20并与干流(从流出口46e排出的流体的流动)汇合。
136.图25的是应用根据本发明的一个实施例的推力增强装置20的混合喷射器(mixing eductor)47的立体图。
137.混合喷射器47具有流体供给口47a和延伸管47c。流体供给口47a和延伸管47c彼此间隔并且在它们之间提供流入通道47b。延伸管47c的本体为文丘里管。
138.因此，当向流体供给口47a供给流体时，流体通过延伸管47c被排出到外部，此时在延伸管47c的内部形成低压，并且外部流体流经流入通道47b被吸入延伸管47c。
139.在流经所述延伸管47c后，流体依次流过第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25，并且在与通过入口部21a、23a和25a流入的周边流体混合的状态下被喷出。通过第三
文丘里25的出口部喷出的流体的流量理所当然地会比通过流体供给口47a流入的流体的流量增加。
140.图26的(a)部分和图26的(b)部分是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置应用于吸气式火箭发动机(sabre-synergetic air breathing rocket engine)48的状态的图。
141.根据本实施例的推力增强装置20也可以应用于吸气式火箭发动机48。通过将推力增强装置20应用于吸气式火箭发动机48，可以增强推力，例如，可以提高速度并扩大射程。换句话说，可以用更少的燃料将吸气式火箭发动机48发射得更远。
142.如图所示，本实施例的推力增强装置20围绕吸气式火箭发动机48。即，第一文丘里21围绕吸气式火箭发动机48，第二文丘里23围绕第一文丘里21，并且第三文丘里25围绕第二文丘里23。
143.此外，直喷引导器27固定到位于吸气式火箭发动机48的后端的喷嘴48a的后部。直喷引导器27固定在第三文丘里25的出口部内侧，并且引导射流的流线。从喷嘴48a喷射的高温流体依次通过第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的颈部21b、23b和25b，之后通过直喷引导器27喷射到外部。此时，理所当然地，外部空气通过第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的入口部21a、23a和25a流入内部，并且在与从喷嘴喷射的气体混合后被喷出。
144.图27的(a)部分和图27的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的导弹和火箭发动机的图。
145.参照附图，可以看出推力增强装置20安装在导弹和火箭发动机49的喷嘴49a的后部。推力增强装置20在混合从喷嘴49a喷射的的高温气体和从周围吸入第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的附加流体混合的状态下向后喷出。通过应用推力增强装置20，可以提高导弹和火箭发动机49的推力。
146.图28的(a)部分和图28的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的鱼雷的立体图。
147.如图所示，推力增强装置20安装在鱼雷51的后端部。当然，鱼雷本身的推进发动机(未示出)位于推力增强装置20的前方。鱼雷的推进发动机是螺旋桨推进器。
148.推力增强装置20的第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25使得从推进发动机喷射的基础流体流过，即，使得水流过并向后方喷出。当喷射流体通过第一文丘里、第二文丘里和第三文丘里时，周围的水通过入口部21a、23a和25a流入内部并且与基础流体一起被喷射。基础流体和附加流体以混合的状态被喷出，因此如上所述，推力将增加。
149.图29是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的空中出租车53的立体图。
150.参照附图，四个推力增强装置20设置在用户乘坐的搭乘单元53a的周围，每个推力增强装置20的内部安装有螺旋桨推进器13。搭乘单元53a和推力增强装置20通过连接臂53b连接。螺旋桨推进器13朝向竖直方向的上部，按照与无人机相同的原理使空中出租车53升降和前后移动。
151.推力增强装置20受到螺旋桨推进器13运行时产生的向下流动的影响而被向下引导。通过螺旋桨推进器13向下部喷射的流体依次通过过第一文丘里21、第二文丘里23和第
三文丘里25，此时，外部空气通过入口部21a、23a和25a被吸入推力增强装置20的内部，接着与从螺旋桨推进器13喷出的基础流体一起被排出。
152.图30的(a)部分和图30的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的空中出租车53的另一个实施方式的图。
153.图30的(a)部分所示的空中出租车53包括供用户乘坐的搭乘单元53a、设置在搭乘单元53a两侧的推力增强装置20以及安装在推力增强装置20的内侧的螺旋桨推进器13。
154.连接臂53b设置在搭乘单元53a的两侧。连接臂53b沿与搭乘单元53a相反的方向水平延伸，延伸端部与推力增强装置20联接。推力增强装置20可在被连接臂53b支撑的状态下沿箭头k的方向或反方向旋转。
155.当驱动容纳在推力增强装置20的螺旋桨推进器13时，由螺旋桨推进器13向下喷射的空气依次流过第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25，并且通过下部喷出。此时，周围的空气通过入口部21a、23a和25a被吸入推力增强装置20，并且在与由螺旋桨推进器13喷出的基础流体混合的状态下被喷出。
156.图31的(a)部分至图31的(c)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的潜水艇55的立体图。
157.如图所示，推力增强装置20安装在潜水艇55的后端部。推力增强装置20使从安装在潜水艇的螺旋桨结构喷出的水通过并额外产生反作用力以增加潜水艇55的推进力。
158.附图标记55a是入口通道。入口通道55a是潜水艇周围的水流入第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25的入口部21a、23a和25a的通道。
159.图32的(a)部分和图32的(b)部分是示出根据本发明的一个实施例的推力增强装置20应用于战斗机57的图。
160.如图所示，推力增强装置20也可以安装在战斗机57的喷气发动机的后部。推力增强装置20增加战斗机本身的喷气发动机的推力，从而提高战斗机的最大速度和推进力。
161.此外，如图32的(b)部分所示，通过在将外部空气引入发动机的部分应用第一文丘里21、第二文丘里23和第三文丘里25，可以向发动机供应更多流量的空气。
162.图33的(a)部分和33的(b)部分是示出应用了根据本发明的一个实施例的推力增强装置的喷气背包(图22的43)和悬挂滑翔机59联接在一起的立体图。
163.参照附图可知，为悬挂滑翔机59提供推进力的喷气背包43的喷嘴12上安装有推力增强装置20。
164.喷嘴12是从外部喷射通过软管供给的水的喷嘴，两个喷嘴被对称地设置。
165.安装在喷嘴12的推力增强装置20具有与参考图22描述的安装在喷气背包43的推力增强装置20相同的结构，并且通过相同的原理增加推进力。附图标记59c是外部空气流入推力增强装置20的通道。
166.以上虽然通过具体实施例对本发明进行了详细描述，但本发明不限于上述实施例，在本发明的技术思想范围内，可以通过具有常规知识的人员进行多种变型。

技术特征：
1.一种在与利用流体的反作用力获得推进力的推力产生单元联接的状态下增强推力产生单元的推力的推力增强装置，所述推力增强装置包括：文丘里单元，吸收在所述推力产生单元的作用下流动的基础流体并使所述基础流体在内部流过，在基础流体流过的期间引起内部压降而将推力产生单元周边的周边流体吸入内部后，与基础流体一起喷射以增加总喷射流量；以及喷射引导部，设置在所述文丘里单元的内部流场，并且使得喷射到文丘里单元外部的流体直线流动。2.根据权利要求1所述的推力增强装置，其中，所述文丘里单元包括：第一文丘里，由入口部、出口部和位于入口部与出口部之间且具有小于入口部和出口部的内径的流线型颈部构成，并且与推力产生单元联接；以及第二文丘里，由入口部、出口部和位于入口部与出口部之间且具有小于入口部和出口部的内径的流线型颈部构成，并且容纳第一文丘里，使得第一文丘里的出口部位于其颈部。3.根据权利要求2所述的推力增强装置，其中，所述文丘里单元还包括：第三文丘里，由入口部、出口部和形成在入口部与出口部之间且具有小于入口部和出口部的内径的流线型颈部构成，并且容纳第二文丘里，使得第二文丘里的出口部位于其颈部。4.根据权利要求3所述的推力增强装置，其中，所述第一文丘里、第二文丘里和第三文丘里的内壁表面设置有导流器，所述导流器引导流体的流动。5.根据权利要求3所述的推力增强装置，其中，所述喷射引导部包括：直喷引导器，固定在第三文丘里的出口部侧的内部，并且具有使得被喷出的流体流过的多个直线喷射通道。6.根据权利要求5所述的推力增强装置，其中，所述第三文丘里的至少两个出口部并联形成，所述直喷引导器安装在每个出口部。7.根据权利要求3所述的推力增强装置，其中，所述喷射引导部包括：多个弯曲叶片，在沿圆周方向等间隔切开第一文丘里、第二文丘里和第三文丘里的出口部侧的端部后，向流场内部弯曲形成。8.根据权利要求1所述的推力增强装置，其中，所述推力产生单元包括：喷水喷嘴、喷气发动机、火箭发动机、或螺旋桨推进器，用于喷出从外部供应的水。9.根据权利要求1所述的推力增强装置，其中，所述推力产生单元为涡轮风扇喷气发动机，所述文丘里单元的内部还安装有注水器喷嘴，所述注水器喷嘴用于喷射被涡轮风扇喷气发动机所产生的热量汽化和膨胀的水。10.一种由具有彼此不同的尺寸的多个文丘里组合构成且被配置为具有相同的中心轴
的推力增强装置，所述推力增强装置包括：文丘里单元，通过中心轴部使得基础流体流过，同时，通过引起内部压降而将周边流体吸入内部并与基础流体一起喷射，从而增加总喷射流量。

技术总结
本发明涉及一种推力增强装置。作为在与利用流体的反作用力获得推进力的推力产生单元联接的状态下增强推力产生单元的推力的装置，所述推力增强装置包括：文丘里单元，吸收在所述推力产生单元的作用下流动的基础流体并使所述基础流体在内部流过，在基础流体流过的期间通过引起内部压降而将推力产生单元周边的周边流体吸入内部后，与基础流体一起喷射以增加总喷射流量；以及喷射引导部，设置在所述文丘里单元的内部流场，并且使得喷射到文丘里单元外部的流体直线流动。具有如上所述的配置的本发明的推力增强装置通过利用文丘里效应增加最终喷出流体的流量以提高相当于增加的流体的流量的反作用力，从而产生高效推进力。从而产生高效推进力。从而产生高效推进力。


技术研发人员：金盛宇
受保护的技术使用者：金盛宇
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2023/9/22