[發(fā)明專利]疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭的工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510567334.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN105179108A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜善驥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杜善驥
• 主分類號(hào): F02K9/72
• 分類號(hào): F02K9/72;F02K7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭的工作方法涉及屬于航空及航天技術(shù)領(lǐng)域。用于未來空天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及空天飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

盡管航天飛機(jī)比起一次使用的運(yùn)載火箭前進(jìn)了一大步，但仍有諸如故障頻繁，費(fèi)用昂貴等許多不足。而空天飛機(jī)與航天飛機(jī)不同，它的地面設(shè)施簡(jiǎn)單，維護(hù)使用方便，操作費(fèi)用低，在普通的大型機(jī)場(chǎng)上就能水平起飛和降落，具有一般航線班機(jī)的飛行頻率。這種飛機(jī)的外型與大型超音速噴氣客機(jī)相似，更多地具有飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。，在大氣層飛行時(shí)，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(shí)現(xiàn)了高效能和低費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)估算，用它發(fā)射近地衛(wèi)星費(fèi)用只有航天飛機(jī)的1/5，而發(fā)射地球同步衛(wèi)星費(fèi)用只需1/10。疊加巨型火箭二次吸氣的方法，使火箭在大氣層內(nèi)能夠勝任便大的運(yùn)輸飛行重量并在大氣層中消耗更少的氧氣，空天飛及空天飛行器在即將到來的空間商務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，為了這個(gè)目標(biāo)我們應(yīng)努力。

發(fā)明內(nèi)容

疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭是由以下設(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(kuò)散管6、火箭燃燒室7、閥門8、點(diǎn)火處9、燃料加注點(diǎn)10、燃料加注點(diǎn)11、拉瓦爾噴嘴12、燃料加注點(diǎn)13、燃料加注點(diǎn)14、擴(kuò)散管15、外吸氣涵道16、吸氣吼17、點(diǎn)火處18、制氧吸氣管19、制氧設(shè)備20、非氧排出管21、拉瓦爾噴嘴22、真空室23、擴(kuò)散管24、火箭噴管25、火箭外殼26組成。

疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭在飛行中能夠兩次吸入空氣、能夠?qū)⒗郀枃娮煨?yīng)(請(qǐng)閱實(shí)質(zhì)審查參考資料中的拉瓦爾噴嘴部分)的技術(shù)用在火箭推進(jìn)及制造氧氣系統(tǒng)中，制造出的氧氣來滿足或補(bǔ)充頭部小火箭及火箭在太空飛行中使用氧氣的需求，這樣就可以把火箭重量減輕更多，使火箭的運(yùn)載能力再一次增加，也可以在零速起飛、主動(dòng)吸氣及使燃料與空氣混合是靠頭部小火箭驅(qū)動(dòng)射流吸氣裝置完成的，進(jìn)入太空時(shí)關(guān)閉所有的閥門8，使用傳統(tǒng)液氫及液氧燃燒方式飛行、在太空工作完畢返回大氣層，頭部小火箭再一次點(diǎn)火，使疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭返回地面，疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭是可以反復(fù)使用的火箭，疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭的拉瓦爾推進(jìn)及制氧的工作原理是依據(jù)美國(guó)工程師利用拉瓦爾噴嘴，一端建立正壓，另一端建立負(fù)壓，使乒乓球達(dá)到超聲速擊碎乒乓球拍(見實(shí)質(zhì)審查參考資料的拉瓦爾噴嘴部份)，將此技術(shù)使用在火箭推進(jìn)及制氧系統(tǒng)中，使火箭飛行的更快，火箭飛行中氧氣效率更高。

附圖說明

圖1是疊加吸氣拉瓦爾噴嘴效應(yīng)推進(jìn)及制氧火箭圖，如圖1所示，4根內(nèi)吸氣涵道2,從頭部小火箭1的前方穿入頭部小火箭1的內(nèi)部至吸氣室4穿出，這四根內(nèi)吸氣涵道是從頭部小火箭1內(nèi)部穿過的，頭部小火箭1(是需要液氧工作的傳統(tǒng)火箭)點(diǎn)火工作后，拉瓦爾噴嘴5噴射的火焰，噴入擴(kuò)散管6中，吸氣室4會(huì)產(chǎn)生真空(請(qǐng)閱實(shí)質(zhì)審查參考資料中的噴射器部分)，真空將空氣由這4根內(nèi)吸氣涵道2吸至吸氣室4、在燃料加注點(diǎn)10、燃料加注點(diǎn)11加注火箭燃料，在拉瓦爾噴嘴的火焰氣流的推動(dòng)下，空氣及火箭燃料進(jìn)入擴(kuò)散管6的大喇叭口中燃燒，產(chǎn)生的火焰氣流噴入擴(kuò)散管15(開啟此管上的閥門8)時(shí)，外吸氣涵道16生產(chǎn)的真空(請(qǐng)閱實(shí)質(zhì)審查參考資料噴射器部份),真空通過外吸氣涵道16及吸氣吼17將空氣吸入，在燃料加注點(diǎn)13、燃料加注點(diǎn)14加注燃料，被擴(kuò)散管6的火焰推入擴(kuò)散管15中，使火箭燃料與空氣在擴(kuò)散管15中混合，用點(diǎn)火處18點(diǎn)火(或擴(kuò)散管6點(diǎn)火)，在燃燒室7中燃燒，火焰經(jīng)拉瓦爾噴嘴22噴入擴(kuò)散管24中，拉瓦爾噴嘴22與擴(kuò)散管24設(shè)有間隙，因此真空室23會(huì)產(chǎn)生真空(請(qǐng)閱實(shí)質(zhì)審查參考資料中的噴射器部分)，拉瓦噴嘴22會(huì)產(chǎn)生了拉瓦爾效應(yīng)(拉瓦爾噴嘴22的正壓來自于燃燒至7,負(fù)壓來自于真空室23),因此當(dāng)火焰經(jīng)擴(kuò)散管24從火箭噴管25噴出時(shí)，使火箭飛行的更快，當(dāng)火箭飛行的速度使迎面過來的空氣產(chǎn)生的壓力達(dá)到制氧條件時(shí)，空氣經(jīng)兩根制氧吸氣管20(將此管的空氣進(jìn)口處設(shè)計(jì)成拉瓦爾噴嘴，開啟此管上的閥門8)的拉瓦爾噴嘴,撞入制氧氣設(shè)備21制氧，氧氣分離后的非氧氣體及雜質(zhì)經(jīng)非氧排出管21進(jìn)入真空室23經(jīng)擴(kuò)散管24續(xù)經(jīng)火箭噴管25排出。制氧吸氣管19的拉瓦爾噴嘴效應(yīng)的正壓來自于火箭飛行中使空氣產(chǎn)生的沖壓壓力，負(fù)壓來自于真空室23，這樣在制氧過程中就有拉瓦爾噴嘴效應(yīng)(請(qǐng)閱實(shí)質(zhì)審查參考資料中的拉瓦爾噴嘴部分)，使火箭中飛行中制氧效率更高。