[發明專利]電熱儲能蒸汽火箭

在審

• 申請號: 201610434943.4
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN107487459A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 梅法明
• 申請（專利權）人: 梅法明
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40;F22B33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于火箭動力系統的技術領域，具體涉及由電能加熱水產生高溫高壓的水蒸汽，以極高的速度從噴管排出從而產生動力推動火箭發射。

背景技術

現代火箭的動力系統，通常是由固體或液體的化學推進劑燃燒產生熱氣，通過噴口噴出氣流，推動火箭升空。這種由發動機燃燒化學燃料推動火箭的動力系統，其結構復雜、造價高、而且火箭自身負重大。在生產、安裝、調試等過程中工藝復雜。所使用的化學推進劑均為礦物燃料，非再生性循環能源，有的燃料存在劇毒，發射時會造成嚴重污染，在生產、運輸及儲存過程中都存在污染環境的安全隱患。因此該動力系統類型的火箭，總體成本高、費用大。不利于實現低成本、大推力、無污染以及可以重復使用的運載火箭的設計要求。

目前電能是應用于各個領域的主要能源。利用電能加熱水產生高溫高壓的水蒸汽的技術也非常成熟。其結構簡單、成本低、環保無污染。而且高溫高壓的水蒸汽所產生的推進力也非常大。如當飽和水蒸汽達260℃時，其產生的推力就達47.87(kg/cm²)。當100噸的火箭起飛質量，只要設計火箭噴管截面積達到2200cm²(相當于1個直徑53厘米的噴管)即可推動其升空。

發明內容

本發明的電熱儲能蒸汽火箭動力系統，適用于一級大推力火箭的動力系統。無需發動機及燃料，只需用電與水即可發射火箭。其原理主要是由電加熱火箭內部的電熱儲能塊，再由電熱儲能塊加熱水，使其水溫不斷的升高，直到產生高溫高壓的水蒸汽。當水蒸汽達到設定的溫度及壓力值時，壓力控制閥自動打開，水蒸汽由噴管排出并產生動力推動火箭發射。火箭離地升空，即脫離并中斷電源(也可設計火箭升至數千米或更高的空中后中斷電源并脫落電源線)。此時電熱儲能塊內部溫度將高達近1000℃或更高的設計溫度。在火箭升空數分鐘內，電熱儲能塊持續不斷的散發熱量，并產生大量高溫高壓的水 蒸汽，直至將火箭推升到預定高度。隨后與二級火箭分離，并完成運載任務。

本發明相對于其它大推力火箭動力系統，其優勢在于結構簡單、生產制造方便、火箭自身負重小、載荷力大、能源使用效率高、環保無污染。因此造價低、成本費用小、經濟效益高。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是電熱儲能蒸汽火箭構造示意圖

圖2是電熱儲能蒸汽火箭帶電源線升空的構造示意圖

圖中：1.火箭箭體，2.壓力控制閥，3.蒸汽出氣孔，4.蒸汽，5.水，6.電熱儲能塊，7.電源連接器，8.蒸汽噴管，9.火箭底坐，10.電源線，11.電源連接器輔助裝置。

具體實施方式

在圖1中，電熱儲能塊(6)通過電源線(10)接通電源加熱，電熱儲能塊(6)溫度升高加熱其周圍的水(5)。水溫升高產生大量的水蒸汽(4)。當水蒸汽達到設定的壓力時，壓力控制閥(2)自動打開。蒸汽經出氣孔(3)流出，通過蒸汽噴管(8)噴出蒸氣，并生產推動力，推動火箭升空。火箭箭體(1)與火箭底坐(9)分離，同時電源連接器(7)分離并中斷電源連接。但此時電熱儲能塊(6)內部的溫度將高達近1000℃或更高的設定溫度。在火箭升空后，數分鐘內依然穩定的加熱水溫。并不停的產生大量高溫高壓的水蒸汽，直到將火箭推升至預定高度及完成運載任務。

在圖2中所示實施例與上述圖1的實施例同理。其主要是為了增加火箭能量的供應，延長供電時間，使火箭的運載能力更強，以便于到達更高的空間高度。因此在火箭升空后，電源線連接電源繼續供電。在到達數千米或更高的預定空間高度中斷電源并脫落電源線。電源線由電源連接器輔助裝置(11)輔助分離及輔助降落回地面，并回收再利用。