冲压制氧火箭工作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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I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】
[0003]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)ll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