CN108194230B - 非燃式相变换热推力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于动力工程技术领域,具体涉及一种非燃式相变换热推力装置。其包括:喷管、导流板、喷口、尾舵、螺旋管、电热管、堵盖、冷舱、注液管、活塞、载荷舱、雷管、定时装置、炸药、贮筒、头罩、型料、尾挡、挡圈、第一螺堵、第二螺堵、第三螺堵、热舱、节流阀、节流杆、簧片、出管、注口、电热接头、密封圈、出液口。与现有技术相比较,本发明具备如下有益效果:1)技术集成度较为简约,研制、保障任务轻松;2)成本低廉,在大规模使用时经济性突出;3)对环境无污染,在制造、装调、使用各环节体现绿色理念。
Description
技术领域
本发明属于动力工程技术领域,具体涉及一种非燃式相变换热推力装置。
背景技术
现有火箭推力技术已经十分成熟,可以遂行各种人类活动,但相对多样化的需求而言,其不足也是明显的,诸如技术复杂、工业生产链条很长、特殊工艺特殊材料较多、保障任务重、成本高,污染环境,在遂行一些特殊任务时,其经济性不足,诸如,大规模空中布雷、对付大量“低空、小、慢”目标、大规模人工降雨、在低空遂行大规模抛撒任务(如金属箔片)、布放空中侦查器材等。
现有人工降雨技术由于大量使用干冰,汽化后的二氧化碳对于大气环境是不利的(温室效应增强),而且发射使用的火药对环境造成严重污染。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:针对低空的生产活动或防务目的,如何提供一种低成本且环保的推进技术手段。
(二)技术方案
为解决上述技术问题,本发明提供一种非燃式相变换热推力装置,其包括:喷管1、导流板2、喷口3、尾舵4、螺旋管5、电热管6、堵盖7、冷舱8、注液管9、活塞10、载荷舱11、雷管12、定时装置13、炸药14、贮筒15、头罩16、型料17、尾挡18、挡圈19、第一螺堵20、第二螺堵21、第三螺堵22、热舱23、节流阀25、节流杆26、簧片27、出管28、注口29、电热接头30、密封圈31、出液口32。
其中,所述喷管1和热舱23连接,导流板2与喷管1固连;尾舵4均匀分布安装在热舱23外围,热舱23与冷舱8固连,冷舱8与载荷舱11固连,载荷舱11与头罩16固连,连接方式包括断隔螺、销轴、铆接。
其中,所述喷管1和热舱23用防松螺钉连接。
其中,所述注液管9一端固定在冷舱8的盖板上,另一端固定在冷舱8的底板上;螺旋管5和电热管6固装于热舱23内,雷管12、定时装置13、炸药14、贮筒15固装于载荷舱11内;节流阀25安装在冷舱8和热舱23的堵盖7之间。
其中,所述热舱23内壁涂覆绝热耐高温涂层。
其中,所述冷舱8内壁和活塞10表面涂覆绝热耐低温涂层。
其中,所述热舱23内由注口29注入高沸点高热容低密度液体,注满后封住注口29;冷舱8内由第二螺堵21处的管口注入液氮,注满后旋紧第二螺堵21;活塞10和冷舱8端盖之间的空间由第三螺堵22处的管口注入液氦,注满后旋紧第三螺堵22;液氦在环境热量影响下汽化,汽化后的高压氦气推动活塞10运动,从而压缩冷舱8内的液氮通过节流阀25进入热舱23内的螺旋管5,螺旋管5把热舱23内的液体热量传递给液氮,液氮受热后迅速汽化,通过喷口3喷出,喷出的高压氮气在导流板2作用下,通过喷管1产生推力,导流板2的作用是减少紊流的形成,提高冲量水平。
其中,所述节流阀25用于控制冷舱8内的液氮进入热舱23,液氮流经出管28、节流杆26的节流口A方向与出管28的轴线平行时,节流阀25导通,节流杆26的节流口A方向与出管28的轴线垂直时,节流阀25截止;簧片27用于节流杆26的周向定位;所述密封圈31用于密封液氮;节流杆26的定位环B用于节流杆26的轴向定位,开口槽C用于使用工具旋转节流杆26;电热接头30用于接通电源给电热管6通电,从而加热热舱23内的液体。
其中,所述载荷舱11的作用是运载空中布放器材。
其中,在人工降雨的情况下,
贮筒15置于载荷舱11内,贮筒15内注入液氮,尾挡18用于封住贮筒15,挡圈19置于载荷舱11的环形槽内,用于尾挡18的定位;雷管12一端与尾挡18相连,另一端与定时装置13相连,定时装置13与炸药14相连,炸药14外面套一型料17;定时装置13、雷管12用于引爆炸药14及液氮,型料17在爆炸后用于产生凝结核,液氮在爆炸后迅速汽化,大量吸收周围热量,从而使水汽遇冷凝结。
当载荷舱11用于布放包括空中浮雷、金属箔片、侦查器材、空气采样的其他器材,可以利用爆炸索实现载荷舱11与其他部件的分离;根据载荷用途、重量、高度确定总冲量,根据总冲量计算冷舱8内液氮的注入量,根据液氮汽化吸热的多少计算高温液体的体积;由于速度低于火箭,气动加热程度及气动挠度比火箭要缓和,因此,外部表面处理及总体结构强度的实现成本低于火箭。
(三)有益效果
与现有技术相比较,本发明具备如下有益效果:
1)技术集成度较为简约,研制、保障任务轻松;
2)成本低廉,在大规模使用时经济性突出;
3)对环境无污染,在制造、装调、使用各环节体现绿色理念。
附图说明
图1是本发明结构组成示意图;
图2是局部结构图;
图3是节流阀结构图;
图4是节流杆结构图;
图5是挡圈结构图;
图6是前端内部结构图
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决上述技术问题,本发明提供一种非燃式相变换热推力装置,如图1至图6所示,其包括:喷管1、导流板2、喷口3、尾舵4、螺旋管5、电热管6、堵盖7、冷舱8、注液管9、活塞10、载荷舱11、雷管12、定时装置13、炸药14、贮筒15、头罩16、型料17、尾挡18、挡圈19、第一螺堵20、第二螺堵21、第三螺堵22、热舱23、节流阀25、节流杆26、簧片27、出管28、注口29、电热接头30、密封圈31、出液口32。
图4中节流杆的特征A是节流口A、特征B是定位环B、特征C是开口槽C。
其中,所述喷管1和热舱23连接,导流板2与喷管1固连;尾舵4均匀分布安装在热舱23外围,热舱23与冷舱8固连,冷舱8与载荷舱11固连,载荷舱11与头罩16固连,连接方式包括断隔螺、销轴、铆接。
其中,所述喷管1和热舱23用防松螺钉连接。
其中,所述注液管9一端固定在冷舱8的盖板上,另一端固定在冷舱8的底板上;螺旋管5和电热管6固装于热舱23内,雷管12、定时装置13、炸药14、贮筒15固装于载荷舱11内;节流阀25安装在冷舱8和热舱23的堵盖7之间。
其中,所述热舱23内壁涂覆绝热耐高温涂层。
其中,所述冷舱8内壁和活塞10表面涂覆绝热耐低温涂层。
其中,所述热舱23内由注口29注入高沸点高热容低密度液体,注满后封住注口29;冷舱8内由第二螺堵21处的管口注入液氮,注满后旋紧第二螺堵21;活塞10和冷舱8端盖之间的空间由第三螺堵22处的管口注入液氦,注满后旋紧第三螺堵22;液氦在环境热量影响下汽化,汽化后的高压氦气推动活塞10运动,从而压缩冷舱8内的液氮通过节流阀25进入热舱23内的螺旋管5,螺旋管5把热舱23内的液体热量传递给液氮,液氮受热后迅速汽化,通过喷口3喷出,喷出的高压氮气在导流板2作用下,通过喷管1产生推力,导流板2的作用是减少紊流的形成,提高冲量水平。
其中,所述节流阀25用于控制冷舱8内的液氮进入热舱23,其结构如图3、图4所示,液氮流经出管28、节流杆26的节流口A方向与出管28的轴线平行时,节流阀25导通,节流杆26的节流口A方向与出管28的轴线垂直时,节流阀25截止;簧片27用于节流杆26的周向定位;所述密封圈31用于密封液氮;节流杆26的定位环B用于节流杆26的轴向定位,开口槽C用于使用工具旋转节流杆26;电热接头30用于接通电源给电热管6通电,从而加热热舱23内的液体。
其中,所述载荷舱11的作用是运载空中布放器材。
其中,在人工降雨的情况下,
贮筒15置于载荷舱11内,贮筒15内注入液氮,尾挡18用于封住贮筒15,挡圈19置于载荷舱11的环形槽内,用于尾挡18的定位;挡圈19的结构如图5所示;雷管12一端与尾挡18相连,另一端与定时装置13相连,定时装置13与炸药14相连,炸药14外面套一型料17;定时装置13、雷管12用于引爆炸药14及液氮,型料17在爆炸后用于产生凝结核,液氮在爆炸后迅速汽化,大量吸收周围热量,从而使水汽遇冷凝结。
当载荷舱11用于布放包括空中浮雷、金属箔片、侦查器材、空气采样的其他器材,可以利用爆炸索实现载荷舱11与其他部件的分离;根据载荷用途、重量、高度等确定总冲量,根据总冲量计算冷舱8内液氮的注入量,根据液氮汽化吸热的多少计算高温液体的体积;由于速度低于火箭,气动加热程度及气动挠度比火箭要缓和,因此,外部表面处理及总体结构强度的实现成本低于火箭。
实施例
如图1至图6所示,本实施例包括喷管1、导流板2、喷口3、尾舵4、螺旋管5、电热管6、堵盖7、冷舱8、注液管9、活塞10、载荷舱11、雷管12、定时装置13、炸药14、贮筒15、头罩16、型料17、尾挡18、挡圈19、第一螺堵20、第二螺堵21、第三螺堵22、热舱23、节流阀25、节流杆26、簧片27、出管28、注口29、电热接头30、密封圈31、出液口32;图4中节流杆的特征A是节流口A、特征B是定位环B、特征C是开口槽C。
喷管1和热舱23用防松螺钉连接,导流板2与喷管1固连;尾舵4均匀分布安装在热舱23外围,热舱23与冷舱8固连,冷舱8与载荷舱11固连,载荷舱11与头罩16固连,连接方式可以采取断隔螺、销轴、铆接等多种形式;注液管9一端固定在冷舱8的盖板上,另一端固定在冷舱8的底板上;螺旋管5和电热管6固装于热舱23内,雷管12、定时装置13、炸药14、贮筒15固装于载荷舱11内;节流阀25安装在冷舱8和热舱23的堵盖7之间。
热舱23内壁涂覆绝热耐高温涂层,冷舱8内壁和活塞10表面涂覆绝热耐低温涂层;热舱23内由注口29注入高沸点高热容低密度液体,注满后封住注口29;冷舱8内由第二螺堵21处的管口注入液氮,注满后旋紧第二螺堵21;活塞10和冷舱8端盖之间的空间由第三螺堵22处的管口注入液氦,注满后旋紧第三螺堵22;液氦在环境热量影响下汽化,汽化后的高压氦气推动活塞10运动,从而压缩冷舱8内的液氮通过节流阀25进入热舱23内的螺旋管5,螺旋管5把热舱23内的液体热量传递给液氮,液氮受热后迅速汽化,通过喷口3喷出,喷出的高压氮气在导流板2作用下,通过喷管1产生推力,导流板2的作用是减少紊流的形成,提高冲量水平。
节流阀25用于控制冷舱8内的液氮进入热舱23,其结构如图3、图4所示,液氮流经出管28,节流杆26的节流口AA方向与出管28的轴线平行时,节流阀25导通,节流杆26的节流口AA方向与出管28的轴线垂直时,节流阀25截止;簧片27用于节流杆26的周向定位;密封圈31用于密封液氮;节流杆26的定位环BB用于节流杆26的轴向定位,开口槽CC用于使用工具旋转节流杆26;电热接头30用于接通电源给电热管6通电,从而加热热舱23内的液体。
载荷舱11的作用是运载空中布放器材,本发明以人工降雨为例,说明其作用。
贮筒15置于载荷舱11内,贮筒15内注入液氮,尾挡18用于封住贮筒15,挡圈19置于载荷舱11的环形槽内,用于尾挡18的定位;挡圈19的结构如图5所示;雷管12一端与尾挡18相连,另一端与定时装置13相连,定时装置13与炸药14相连,炸药14外面套一型料17;定时装置13、雷管12用于引爆炸药14及液氮,型料17在爆炸后用于产生凝结核,液氮在爆炸后迅速汽化,大量吸收周围热量,从而使水汽遇冷凝结。
当载荷舱11用于布放其他器材,诸如空中浮雷、金属箔片、侦查器材、空气采样等,可以利用爆炸索实现载荷舱11与其他部件的分离;根据载荷用途、重量、高度等确定总冲量,根据总冲量计算冷舱8内液氮的注入量,根据液氮汽化吸热的多少计算高温液体的体积。由于速度低于火箭,气动加热程度及气动挠度比火箭要缓和,因此,外部表面处理及总体结构强度的实现成本低于火箭。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种非燃式相变换热推力装置,其特征在于,其包括:喷管(1)、导流板(2)、喷口(3)、尾舵(4)、螺旋管(5)、电热管(6)、堵盖(7)、冷舱(8)、注液管(9)、活塞(10)、载荷舱(11)、雷管(12)、定时装置(13)、炸药(14)、贮筒(15)、头罩(16)、型料(17)、尾挡(18)、挡圈(19)、第二螺堵(21)、第三螺堵(22)、热舱(23)、节流阀(25)、节流杆(26)、簧片(27)、出管(28)、注口(29)、电热接头(30)、密封圈(31);
所述喷管(1)和热舱(23)连接,导流板(2)与喷管(1)固连;尾舵(4)均匀分布安装在热舱(23)外围,热舱(23)与冷舱(8)固连,冷舱(8)与载荷舱(11)固连,载荷舱(11)与头罩(16)固连,连接方式包括断隔螺、销轴、铆接;
所述注液管(9)一端固定在冷舱(8)的盖板上,另一端固定在冷舱(8)的底板上;螺旋管(5)和电热管(6)固装于热舱(23)内,雷管(12)、定时装置(13)、炸药(14)、贮筒(15)固装于载荷舱(11)内;节流阀(25)安装在冷舱(8)和热舱(23)的堵盖(7)之间;
所述喷管(1)和热舱(23)用防松螺钉连接;
所述热舱(23)内壁涂覆绝热耐高温涂层;
所述冷舱(8)内壁和活塞(10)表面涂覆绝热耐低温涂层;
所述热舱(23)内由注口(29)注入高沸点高热容低密度液体,注满后封住注口(29);冷舱(8)内由第二螺堵(21)处的管口注入液氮,注满后旋紧第二螺堵(21);活塞(10)和冷舱(8)端盖之间的空间由第三螺堵(22)处的管口注入液氦,注满后旋紧第三螺堵(22);液氦在环境热量影响下汽化,汽化后的高压氦气推动活塞(10)运动,从而压缩冷舱(8)内的液氮通过节流阀(25)进入热舱(23)内的螺旋管(5),螺旋管(5)把热舱(23)内的液体热量传递给液氮,液氮受热后迅速汽化,通过喷口(3)喷出,喷出的高压氮气在导流板(2)作用下,通过喷管(1)产生推力,导流板(2)的作用是减少紊流的形成,提高冲量水平;
所述节流阀(25)用于控制冷舱(8)内的液氮进入热舱(23),液氮流经出管(28)、节流杆(26)的节流口(A)方向与出管(28)的轴线平行时,节流阀(25)导通,节流杆(26)的节流口(A)方向与出管(28)的轴线垂直时,节流阀(25)截止;簧片(27)用于节流杆(26)的周向定位;所述密封圈(31)用于密封液氮;节流杆(26)的定位环(B)用于节流杆(26)的轴向定位,开口槽(C)用于使用工具旋转节流杆(26);电热接头(30)用于接通电源给电热管(6)通电,从而加热热舱(23)内的液体;
所述载荷舱(11)的作用是运载空中布放器材;
在人工降雨的情况下,
贮筒(15)置于载荷舱(11)内,贮筒(15)内注入液氮,尾挡(18)用于封住贮筒(15),挡圈(19)置于载荷舱(11)的环形槽内,用于尾挡(18)的定位;雷管(12)一端与尾挡(18)相连,另一端与定时装置(13)相连,定时装置(13)与炸药(14)相连,炸药(14)外面套一型料(17);定时装置(13)、雷管(12)用于引爆炸药(14)及液氮,型料(17)在爆炸后用于产生凝结核,液氮在爆炸后迅速汽化,大量吸收周围热量,从而使水汽遇冷凝结;
在载荷舱(11)用于布放空中浮雷、金属箔片、侦查器材、空气采样器材的情况下,利用爆炸索实现载荷舱(11)与其他部件的分离;根据载荷用途、重量、高度确定总冲量,根据总冲量计算冷舱(8)内液氮的注入量,根据液氮汽化吸热的多少计算高温液体的体积;由于速度低于火箭,气动加热程度及气动挠度比火箭要缓和,因此,外部表面处理及总体结构强度的实现成本低于火箭。
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