沖壓制氧火箭工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]沖壓制氧火箭工作方法屬于航空及航天技術(shù)領(lǐng)域。用于空天飛機發(fā)動機及空天飛行器發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]盡管航天飛機比起一次使用的運載火箭前進了一大步，但仍有諸如故障頻繁，費用昂貴等許多不足。而空天飛機與航天飛機不同，它的地面設(shè)施簡單，維護使用方便，操作費用低，在普通的大型機場上就能水平起飛和降落，具有一般航線班機的飛行頻率。這種飛機的外型與大型超音速客機相似，更多地具有飛機的優(yōu)點。在大氣層飛行時，充分利用大氣中的氧氣。加之它可以上百次的重復(fù)使用，真正實現(xiàn)了高效能和低費用的優(yōu)點。據(jù)估算，用它發(fā)射近地衛(wèi)星費用只有航天飛機的1/5，而發(fā)射地球同步衛(wèi)星費用只需1/5。，還有可能將費用降至1%，這是多么有誘惑力的巨大節(jié)省能源及金錢的好方法啊！這使空天飛機在即將到來的空間商務(wù)競爭中立于不敗之地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1.沖壓制氧火箭工作方法是由以下設(shè)備及部件組成的，頭部小火箭1、內(nèi)吸氣涵道2 (或、與外吸氣涵道3)、吸氣室4、拉瓦爾噴嘴5、擴散管組成6，火箭燃燒室7、閥門8、沖壓吸氣管道9、燃料加注點(a) 10、燃料加注點(b) 11、內(nèi)吸氣涵道喇叭口 12、制氧吸氣管13、制氧設(shè)備14、非氧排出管15、沖壓吸氣管16。
2.沖壓制氧火箭工作原理，如圖1所示，沖壓制氧火箭的零速起飛是建立《吸氣火箭工作方法》專利基礎(chǔ)上而達到的初始速度，當(dāng)火箭飛行速度能夠滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭I停止工作。由于高速將大氣層中的空氣沖壓至4根內(nèi)吸涵道2，續(xù)進入吸氣室4，一部分空氣高速射入擴散管6 (擴散管上的閥門8應(yīng)是常開狀態(tài))，噴入火箭燃燒室7中。另一部分空氣進入沖壓吸氣管道16 (并打開這兩根管上的兩個閥門8，這兩根管可以及設(shè)計成擴散管狀，也就是放大了的拉瓦爾噴嘴，可在空氣進口處加注火箭燃料及點火)，匯入擴散管6的尾部與擴散管6中的氣體混合，推入后部火箭燃燒室7中。與此同時在燃料加注點(a) 10、燃料加注點(b) 11加注火箭液體、固體燃料及催化劑、使火箭燃料及空氣在擴散管中充分混合，在點火處9點火，充分混合的空氣及燃料在后部火箭燃燒室內(nèi)燃燒，使火箭飛行，當(dāng)火箭飛行的速度能使沖壓的壓力達到氧氣分離的條件時，開啟制氧系統(tǒng)上的閥門8,另一部分空氣經(jīng)兩根制氧吸氣管13匯入制氧設(shè)備14，在制氧設(shè)備14中制氧，制氧后的非氧氣體及雜質(zhì)經(jīng)非氧排出管15(開啟這兩根管上的閥門8，排入火箭尾部噴管的喇叭口排出。
【附圖說明】
[0003]1.圖1是內(nèi)吸氣涵道沖壓制氧火箭圖。如圖1所示，當(dāng)火箭速度達到滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速將大氣層的空氣沖壓至4根內(nèi)吸氣涵道2，續(xù)至吸氣室4，一部分空氣經(jīng)過擴散管6(此管上的閥門處于常開狀態(tài)，進入擴散管的空氣得到了進一步壓縮及減緩速度)進入箭燃燒室7。另一部分空氣，經(jīng)兩根沖壓吸氣管16 (將這兩根管設(shè)計成擴散管狀，也就是放大了的拉瓦爾噴嘴，使進入的空氣得到壓縮及減緩速度，開啟這兩根管上的閥門，如需要了可以在管口處加注燃料)空氣被推入后部火箭燃燒室中7中。與此同時在燃料加注點(a) 10、燃料加注點(b) 11加注火箭液體及固體燃料、使火箭燃料及空氣在擴散管中充分混合，在點火處9點火，充分混合的空氣及燃料在火箭燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生噴射氣流，使火箭飛行，當(dāng)火箭飛行的速度產(chǎn)生的壓力能夠滿足制氧條件時，打開制氧系統(tǒng)上的閥門8，空氣經(jīng)制氧吸氣管13、進入制氧設(shè)備14、制氧后的非氧氣體及雜質(zhì)經(jīng)非氧氣體排出管15(開啟這兩根管上的閥門8)，排入火箭尾部噴管的喇叭口排出。
2.圖2是內(nèi)、外吸氣涵道沖壓制氧火箭圖。如附圖2所示，當(dāng)火箭速度達到滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速可將大氣層的空氣沖壓到4根內(nèi)吸氣涵道2及外吸氣涵道3 (吸氣室4與外涵道3溶合一體)，高速射入擴散管6，噴入后部火箭燃燒室7中，另一部分空氣，經(jīng)兩根沖壓吸氣管16 (將這兩根管設(shè)計成擴散管狀，也就是放大了的拉瓦爾噴嘴，使進入的空氣得到壓縮根據(jù)需要也可以在管口處加注燃料、減緩速度和將空氣及燃料混合，并開啟這兩根固管道上的閥門8)，空氣被推入后部火箭燃燒室7中，與此同時在燃料加注點(a) 10、燃料加注點(b) 11加注火箭液體、固體燃料及催化劑，使火箭燃料及空氣在擴散管中充分混合，在點火處9點火，在火箭燃燒室7內(nèi)燃燒，使火箭飛行，當(dāng)火箭的速度產(chǎn)生的沖壓壓力能夠滿足制氧所需壓力時，打開制氧系統(tǒng)的所有閥門8，空氣經(jīng)制氧吸氣管13、進入制氧設(shè)備14、制氧后的非氧氣體及雜質(zhì)經(jīng)非氧氣體排出管15 (開啟這兩根管上的閥門)排入火箭尾部噴管的喇叭口排出。
3.圖3是外吸氣涵道沖壓制氧火箭圖。如圖3所示，當(dāng)火箭速度能滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，高速度產(chǎn)生的壓力，將大氣層的空氣沖壓到外吸氣涵道3，高速噴入擴散管6，續(xù)進入火箭燃燒室7中，另一部分空氣，進入兩根沖壓吸氣管道16 (將這兩根管設(shè)計成擴散管狀，也就是放大了的拉瓦爾噴嘴，可根據(jù)需要在管口處加注燃料，使進入的空氣得到進一步壓縮，減緩速度以及將空氣及火箭燃料均勻混合，并開啟這兩根管道上的閥門8)，推入后部火箭燃燒室7中，與此同時在燃料加注點(a)10、燃料加注點(b)ll加注火箭液體、固體燃料及催化劑、在點火處9點火，充分混合的空氣及燃料在火箭燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生噴射氣流，使火箭飛行，當(dāng)火箭的速度產(chǎn)生的壓力，能滿足制氧條件時，打開制氧系統(tǒng)的所有閥門8，空氣經(jīng)制氧吸氣管13、進入制氧設(shè)備14、制氧后的非氧氣體及雜質(zhì)經(jīng)非氧氣體排出管15(開啟這兩根管上的閥門8)排入火箭尾部噴管的喇叭口處排出。
4.圖4是樹枝狀吸氣涵道沖壓制氧火箭圖。如圖4所示，當(dāng)火箭速度達到滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，高速度使空氣產(chǎn)生的壓力，將大氣層的空氣沖壓至5根樹枝狀內(nèi)吸氣涵道2中，經(jīng)內(nèi)吸氣涵道喇叭口 12，空氣被壓