CN104775934A

CN104775934A - 冲压制氧火箭工作方法

Info

Publication number: CN104775934A
Application number: CN201510004826.XA
Authority: CN
Inventors: 杜善骥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-06
Filing date: 2015-01-06
Publication date: 2015-07-15

Abstract

冲压制氧火箭工作方法，涉及属于航空及航天技术领域。用于空天飞机发动机、空天飞行器发动机。本发明解决了四项技术问题，第一项是建立在《吸气火箭工作方法》这一专利基础上火箭零速起飞，第二是速度产生的冲压压力时火箭进入冲压飞行状态，第三项是续能满足制氧压力时制造氧气，第四项是冲压火箭中关闭所有阀门8，使火箭燃烧室能截住每个气路通道，使火箭燃烧室满足太空飞行的条件要求，当后回时，执行逆向程序更可完成。

Description

冲压制氧火箭工作方法

技术领域

冲压制氧火箭工作方法属于航空及航天技术领域。用于空天飞机发动机及空天飞行器发动机。

背景技术

尽管航天飞机比起一次使用的运载火箭前进了一大步，但仍有诸如故障频繁，费用昂贵等许多不足。而空天飞机与航天飞机不同，它的地面设施简单，维护使用方便，操作费用低，在普通的大型机场上就能水平起飞和降落，具有一般航线班机的飞行频率。这种飞机的外型与大型超音速客机相似，更多地具有飞机的优点。在大气层飞行时，充分利用大气中的氧气。加之它可以上百次的重复使用，真正实现了高效能和低费用的优点。据估算，用它发射近地卫星费用只有航天飞机的1/5，而发射地球同步卫星费用只需1/5。，还有可能将费用降至1％，这是多么有诱惑力的巨大节省能源及金钱的好方法啊！这使空天飞机在即将到来的空间商务竞争中立于不败之地。

发明内容

1.冲压制氧火箭工作方法是由以下设备及部件组成的，头部小火箭1、内吸气涵道2(或、与外吸气涵道3)、吸气室4、拉瓦尔喷嘴5、扩散管组成6，火箭燃烧室7、阀门8、冲压吸气管道9、燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11、内吸气涵道喇叭口12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15、冲压吸气管16。

2.冲压制氧火箭工作原理，如图1所示，冲压制氧火箭的零速起飞是建立《吸气火箭工作方法》专利基础上而达到的初始速度，当火箭飞行速度能够满足冲压吸气条件时，头部小火箭1停止工作。由于高速将大气层中的空气冲压至4根内吸涵道2，续进入吸气室4，一部分空气高速射入扩散管6(扩散管上的阀门8应是常开状态)，喷入火箭燃烧室7中。另一部分空气进入冲压吸气管道16(并打开这两根管上的两个阀门8，这两根管可以及设计成扩散管状,也就是放大了的拉瓦尔喷嘴，可在空气进口处加注火箭燃料及点火),汇入扩散管6的尾部与扩散管6中的气体混合，推入后部火箭燃烧室7中。与此同时在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注火箭液体、固体燃料及催化剂、使火箭燃料及空气在扩散管中充分混合，在点火处9点火，充分混合的空气及燃料在后部火箭燃烧室内燃烧，使火箭飞行，当火箭飞行的速度能使冲压的压力达到氧气分离的条件时，开启制氧系统上的阀门8,另一部分空气经两根制氧吸气管13汇入制氧设备14，在制氧设备14中制氧，制氧后的非氧气体及杂质经非氧排出管15(开启这两根管上的阀门8，排入火箭尾部喷管的喇叭口排出。

附图说明

1. 图1是内吸气涵道冲压制氧火箭图。如图1所示，当火箭速度达到满足冲压吸气条件时，头部小火箭停止工作，由于高速将大气层的空气冲压至4根内吸气涵道2，续至吸气室4，一部分空气经过扩散管6(此管上的阀门处于常开状态，进入扩散管的空气得到了进一步压缩及减缓速度)进入箭燃烧室7。另一部分空气，经两根冲压吸气管16(将这两根管设计成扩散管状，也就是放大了的拉瓦尔喷嘴，使进入的空气得到压缩及减缓速度，开启这两根管上的阀门，如需要了可以在管口处加注燃料)空气被推入后部火箭燃烧室中7中。与此同时在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注火箭液体及固体燃料、使火箭燃料及空气在扩散管中充分混合，在点火处9点火，充分混合的空气及燃料在火箭燃烧室内燃烧，产生喷射气流，使火箭飞行，当火箭飞行的速度产生的压力能够满足制氧条件时，打开制氧系统上的阀门8,空气经制氧吸气管13、进入制氧设备14、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15(开启这两根管上的阀门8)，排入火箭尾部喷管的喇叭口排出。

2. 图2是内、外吸气涵道冲压制氧火箭图。如附图2所示，当火箭速度达到满足冲压吸气条件时，头部小火箭停止工作，由于高速可将大气层的空气冲压到4根内吸气涵道2及外吸气涵道3(吸气室4与外涵道3溶合一体)，高速射入扩散管6，喷入后部火箭燃烧室7中，另一部分空气，经两根冲压吸气管16(将这两根管设计成扩散管状，也就是放大了的拉瓦尔喷嘴，使进入的空气得到压缩根据需要也可以在管口处加注燃料、减缓速度和将空气及燃料混合，并开启这两根固管道上的阀门8)，空气被推入后部火箭燃烧室7中，与此同时在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注火箭液体、固体燃料及催化剂，使火箭燃料及空气在扩散管中充分混合，在点火处9点火，在火箭燃烧室7内燃烧，使火箭飞行，当火箭的速度产生的冲压压力能够满足制氧所需压力时，打开制氧系统的所有阀门8,空气经制氧吸气管13、进入制氧设备14、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15(开启这两根管上的阀门)排入火箭尾部喷管的喇叭口排出。

3. 图3是外吸气涵道冲压制氧火箭图。如图3所示，当火箭速度能满足冲压吸气条件时，头部小火箭停止工作，高速度产生的压力，将大气层的空气冲压到外吸气涵道3，高速喷入扩散管6，续进入火箭燃烧室7中，另一部分空气，进入两根冲压吸气管道16(将这两根管设计成扩散管状，也就是放大了的拉瓦尔喷嘴，可根据需要在管口处加注燃料，使进入的空气得到进一步压缩，减缓速度以及将空气及火箭燃料均匀混合，并开启这两根管道上的阀门8)，推入后部火箭燃烧室7中，与此同时在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注火箭液体、固体燃料及催化剂、在点火处9点火，充分混合的空气及燃料在火箭燃烧室内燃烧，产生喷射气流，使火箭飞行，当火箭的速度产生的压力，能满足制氧条件时，打开制氧系统的所有阀门8,空气经制氧吸气管13、进入制氧设备14、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15(开启这两根管上的阀门8)排入火箭尾部喷管的喇叭口处排出。

4. 图4是树枝状吸气涵道冲压制氧火箭图。如图4所示，当火箭速度达到满足冲压吸气条件时，头部小火箭停止工作，高速度使空气产生的压力，将大气层的空气冲压至5根树枝状内吸气涵道2中，经内吸气涵道喇叭口12，空气被压缩及减速高速喷入扩散管6中，依据《水蒸气喷射真空泵》一文中的<喷射器>工作原理，燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11及吸气室4会产生真空并在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注火箭液体及固体燃料、，也会产生拉瓦尔喷嘴效应(美国工程师玩法，乒乓球将乒乓球拍击碎。网上有此资料)，经扩散管6的空气高速射入后部火箭燃烧室中，使火箭飞行，当火箭的速度能够满足冲压吸气条件时，另一部分空气经两根冲压吸气管道16(这两根管设计成扩散管状，也就是放大了的拉瓦尔喷嘴，也可以依据需要在这两根管的前部<扩散管小喇叭口管口处>加火箭燃料，并开启这两个管道上的阀门8),汇入扩散管6中，续被推入后部火箭燃烧室7中，在点火处9点火，充分混合的空气及燃料在后部火箭燃烧室内燃烧，使火箭飞，当火箭的速度产生的压力，能够满足制氧条件时，打开制氧系统的两个阀门8,空气经制氧吸气管13、进入制氧设备14、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15、排入火箭尾部喷管的喇叭口处排出。

5.图5是冲压制氧火箭设备/部件明细表图

具体实施方式

1.冲压制氧火箭工作方法由以下设备及部件的组成，头部小火箭1、内吸气涵道2(或、与外吸气涵道3)、吸气室4、拉瓦尔喷嘴5、扩散管6。火箭燃烧室7、阀门8、点火处9、燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11、内吸气涵道喇叭口12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15，冲压吸气管16。

2.如图5所示：头部小火箭1点火后，产生高温、高压的火焰气体，从拉瓦尔喷嘴5(喷嘴群)的火焰以漏斗状喷射，交于一点，漏斗状火焰中心会产生真空(原理近似于流体漩涡)，将空气经树枝状内吸气涵道2吸入吸气室4中，并高速喷射至扩散管6中，依据《水蒸气喷射真空泵》一文中的<喷射器>工作原理，，这一过程会产生真空，拉瓦尔喷嘴5(喷嘴群)的火焰以漏斗状交于一点，火焰交点与扩散管6之间设置好距离和位置(是真空产生重要指标)，此设计有拉瓦尔喷嘴效应(美国工程师玩法，乒乓球将乒乓球拍击碎。网上有此资料)，产生拉瓦尔喷嘴效应，将吸入的空气及燃料以更高的速度喷入扩散管6续进入火箭燃烧室7中，与此同时燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注火箭液体、固体燃料及催剂，加注的燃料与空气中的氧气在扩散管6均匀混合，在点火处9点燃，使混入氧气的燃料点燃后在火箭燃烧室7燃烧，产生高速气流喷射使火箭飞行，当飞行速度能够满足冲压吸条件时，头部小火箭停止工作，一部分空气及燃料，经吸气室4进入扩散管6中，在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注燃料，进入火箭燃烧室7、另一部分空气经两根冲压吸气管16(开启这系统上的阀门8,可将冲压吸气管设计成拉瓦尔喷嘴状，如果需要也可以在这两个管口处加注火箭燃料)汇入扩散管6与扩散管6中气体混合，在点火处9点火后，在燃料室7中燃烧，使火箭飞行，当火箭速度产生的冲压压力能够满足制氧气条件时，另一部份空气，经制氧吸气管13(开启这个两根管上的阀门8),将空气压入制氧设备14,制氧后的非氧气体及杂质，经非氧排出管15(开启这两个管上的阀门8)排入火箭尾部喷管的喇叭口处排出。

3.进入太空后关闭所有阀门8,使燃烧室7能满足太空飞行需要。

1.《水蒸气喷射真空泵》及<喷射器>的资料，网上可以搜到。

2.此设计有拉瓦尔喷嘴效应(美国工程师玩法，乒乓球将乒乓球拍击碎。网上有此资料)。

Claims

1.冲压制氧火箭工作方法是由以下设备及部件组成的，头部小火箭1、内吸气涵道2(或、与外吸气涵道3)、吸气室4、拉瓦尔喷嘴5、扩散管6，火箭燃烧室7、阀门8、点火处9、燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11、内吸涵道喇叭口12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15、冲压吸气管16。由1－16设备及部件组成的利用火箭冲压制氧工作方法使火箭能在零速起飞、达到冲压吸气，大气层中制氧、可在太空中使用制备的氧气，完成太空的工作，能够重新点燃头部小火箭，重新启动火箭飞行自如的反回地面。

2.火箭在飞行中，利用冲压的压力来制造氧/内吸气涵道喇叭口的设计。

3.内吸气涵道喇叭口的设计/非气排出管15上设置的阀门8。

4.制氧吸气管13上设置的阀门8/加注点(a)10及燃料加注点(b)11产生真空后，形成拉瓦尔喷嘴效应。

5.冲压吸气管16的进气，接至树枝状内吸气涵2的枝叉上/制氧吸气管13的进气，接至树枝状内吸气涵2的枝叉上。

6.当火箭速度使冲压的压力能够满足冲压吸气条件时，头部小火箭1停止工作/当火箭的速度使冲压的压力能够满足冲压条件时，制氧系统开始制氧。

7.吸气火箭飞出大气层进入太空，关闭阀门8使后部火箭燃烧室7能满足太空飞行要求。

8.利用“射流器”原理，产生真空使用在火箭在大气层中吸气/制氧吸气管13可以是1根设置，也可以是多根设置。