爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭工作方法
【技术领域】
[0001]爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及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]爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭可以在零速起飞、主动吸气及燃料(炸药)加注及与空气混合是靠头部小火箭I (是需要用液氧工作的传统火箭)驱动射流吸气装置(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6为射流吸气装置)完成的(请阅实质审查参考资料中的喷射器部份)，当火箭的速度使迎面而来的空气产生的压力能够满足冲压吸气条件时，头部小火箭停止工作，进入冲压吸气工作方式，压力能够满足氧气液化制氧条件时，可以进入拉瓦尔喷嘴效应状态制造氧气，进入太空时关闭所有的阀门8，使用传统液氢及液氧工作方式飞行、在太空工作完毕返回大气层，头部小火箭再一次点火，启动爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭返回地面，爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭是可以反复使用的火箭，由于使用的火箭推进剂是炸药，因此可以获得更大的速度，爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭工作原理是依据美国工程师利用拉瓦尔喷嘴，一端建立正压，另一端建立负压，使乒乓球达到超声速击碎乒乓球拍(见实质审查参考资料的拉瓦尔喷嘴部份)，将此技术应用在火箭推进及制氧系统中，使火箭飞行的推进及制氧更加强劲。
【附图说明】
[0004]图1是多根内吸气涵道爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭图，如图1所示，当火箭速度产生的压力，能够满足冲压吸气条件时，头部小火箭I停止工作，由于高速将大气层的空气冲压至4根内吸气涵道2，续至吸气室4，在燃料加注点10、燃料加注点11加注火箭液体及固体燃料(炸药)，空气与火箭燃料(炸药)在扩散管6(此管上的阀门8处于常开状态)中混合、另一部分空气由吸气室4经两根冲压吸气管16(可将这两根管设计成拉瓦尔喷嘴，开启这两根管上的阀门8，根据需要了可以在空气进口处加注火箭燃料〈炸药〉及设置点火处)，汇入扩散管6大喇叭口处，在点火处9点火，汇入燃烧室7中产生爆轰，爆震波经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17会产生拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)，拉瓦尔喷嘴17的正压来自于燃烧室7，负压来自于真空室18，因此当产生了拉瓦尔喷嘴效应的爆震波从火箭喷管20喷出时，使火箭飞行的更快。当火箭飞行的速度使空气产生的压力能够满足制氧条件时，打开制氧系统上的所有阀门8，空气经制氧吸气管13(将此管的空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)、进入制氧设备14制氧、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15，接入真空室18、经扩散管19、续经火箭喷管20排出，制氧吸气管13 (拉瓦尔喷嘴)的正压，来源于冲压空气，其负压来自于真空室18，此时制氧吸气管13(将此管空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)会产生拉瓦尔效应，因此空气会急高的速度撞入制氧设备制氧。
[0005]图2是多根内吸气涵道、单个外吸气涵道爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭图，如附图2所示，当火箭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)，在燃料加注点10、燃料加注点11加注火箭液体及固体燃料(炸药)，空气与火箭燃料(炸药)在扩散管6(此管上的阀门8处于常开状态)中混合、另一部分空气由吸气涵道3经两根冲压吸气管16(可将这两根管前端空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴，开启这两根管上的阀门8，如需要了可以在空气进口处加注火箭燃料〈炸药〉及设置点火处)，汇入扩散管6大喇叭口处，在点火处9点火，汇入燃烧室7中产生爆轰，爆震波经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17会产生拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)，拉瓦尔喷嘴17的正压来自于燃烧室7，负压来自于真空室18，因此当爆震波从火箭喷管20喷出时，使火箭飞行的更快。当火箭飞行的速度使空气产生的压力能够满足制氧条件时，打开制氧系统上的所有阀门8，空气经制氧吸气管13(将此管的空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)、进入制氧设备14制氧、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15，接入真空室18、经扩散管19、续经火箭喷管20排出，制氧吸气管13 (拉瓦尔喷嘴)的正压，来源于冲压空气，其负压来自于真空室18，此时制氧吸气管13(将此管空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)会产生拉瓦尔效应，因此空气会急高的速度撞入制氧设备制氧。
[0006]图3是单个外吸气涵道爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭图，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I停止工作，由于高速度使空气冲压至外吸气涵道3，在燃料加注点10、燃料加注点11加注火箭液体及固体燃料(炸药)，空气与火箭燃料(炸药)在扩散管6(此管上的阀门8处于常开状态)中混合、另一部分空气由吸气涵道3经两根冲压吸气管16(可将这两根管空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴，开启这两根管上的阀门8，如需要了可以在空气进口处加注火箭燃料〈炸药〉及设置点火处)，汇入扩散管大喇叭口，在点火处9点火，在燃烧室7中产生爆轰，爆震波经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17会产生拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)，拉瓦尔喷嘴17的正压来自于燃烧室7，负压来自于真空室18，因此当爆震波从火箭喷管20喷出时，使火箭飞行的更快。当火箭飞行的速度使空气产生的压力能够满足制氧条件时，打开制氧吸气管13 (将此管设计成拉瓦尔喷嘴状)上的阀门8，空气经制氧吸气管13撞入制氧设备14制氧、制氧后的非氧气体及杂质经非氧排出管15(开启此管上的阀门8)接入真空室18、经扩散管19、续经火箭喷管20排出。拉瓦尔效应制氧原理是这样的:制氧吸气管13 (拉瓦尔喷嘴)的正压，来源于冲压空气，其负压来自于真空室18，此时制氧吸气管13 (将此管空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)会产生拉瓦尔效应，因此空气会以急高的速度撞入制氧设备制氧。
[0007]图4是多根枝叉树枝状内吸气涵道爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭图，如图4所示，当火箭速度满足冲压吸气条件时，头部小火箭I停止工作，空气被冲压至5根树枝状内吸气涵道2中，经拉瓦尔喷嘴12，在燃料加注点10、燃料加注点11加注火箭液体及固体燃料(炸药)，空气与火箭燃料(炸药)在扩散管6 (此管上的阀门8处于常开状态)中混合、另一部经两根冲压吸气管16 (可将这两根管设计成拉瓦尔喷嘴，开启这两根管上的阀门8，如需要了可以在空气进口处加注火箭燃料〈炸药〉及设置点火处)，汇入扩散管大喇叭口，在点火处9点火，在燃烧室7中产生爆轰，爆震波经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17会产生拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)，拉瓦尔喷嘴17的正压来自于燃烧室7，负压来自于真空室18，因此当爆震波从火箭喷管20喷出时，使火箭飞行的更快。当火箭飞行的速度使空气产生的压力能够满足制氧条件时，打开制氧系统上的所有阀门8，空气经制氧吸气管13(将此管的空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)、进入制氧设备14制氧、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15，接入真空室18、经扩散管19、续经火箭喷管20排出排出，制氧吸气管13 (拉瓦尔喷嘴)的正压，来源于冲压空气，其负压来自于真空室18，此时制氧吸气管13 (将此管空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)会产生拉瓦尔效应，因此空气会急高的速度撞入制氧设备制氧。
[0008]图5是拉瓦尔喷嘴效应爆轰冲压制氧火箭设备、部件名细表。
【具体实施方式】
[0009]爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭工作方法由以下设备及部件的组成，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6。火箭燃烧室7、阀门8、点火处9、燃料加注点10、燃料加注点11、拉瓦尔喷嘴12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15，冲压吸气管16、拉瓦尔喷嘴17、真空室18、扩散管19、火箭喷管20、火箭外壳21。
[0010]如图4所示:头部小火箭I点火后，产生高温、高压的火焰气体，从拉瓦尔喷嘴5(喷嘴群)的火焰以漏斗状喷射，交于一点，漏斗状火焰中心会产生真空(原理近似于流体漩涡)，将空气经树枝状内吸气涵道2、拉瓦尔喷嘴12经吸气室4吸入，燃料加注点10、燃料加注点11加注火箭液体、固体燃料(炸药)及催剂，被拉瓦尔喷嘴5(喷嘴群)的火焰气流推入扩散管6混合，吸气室4会产生真空(请阅实质审查参考资料中的喷射器部份)，可增强空气的吸入及拉瓦尔喷嘴火焰的喷射强度，在点火处9点燃，在燃烧室7中产生爆震产生的爆震波经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17产生了拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)，拉瓦尔喷嘴17的正压来自于燃烧室7，负压来自于真空室18，因此当爆震波从火箭喷管20喷出时，使火箭飞行的更快。当火箭速度满足冲压吸气条件时，头部小火箭I停止工作，火箭的高速度使空气冲压至5根树枝状内吸气涵道2中，经拉瓦尔喷嘴12，在燃料加注点10、燃料加注点11加注火箭液体及固体燃料(炸药)，空气与火箭燃料(炸药)在扩散管6(此管上的阀门8处于常开状态)中混合、另一部分空气经两根冲压吸气管16(可将这两根管设计成拉瓦尔喷嘴，开启这两根管上的阀门8，如需要了可以在空气进口处加注火箭燃料〈炸药〉及设置点火处)，汇入扩散管大喇叭口，在点火处9点火，在燃烧室7中产生爆轰，爆震波经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17会产生拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)，拉瓦尔喷嘴17的正压来自于燃烧室7，负压来自于真空室18，因此当爆震波从火箭喷管20喷出时，使火箭飞行的更快。当火箭飞行的速度使空气产生的压力能够满足制氧条件时，打开制氧系统上的所有阀门8，空气经制氧吸气管13(将此管的空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)、进入制氧设备14制氧、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15，接入真空室18、经扩散管19、续经火箭喷管20排出，制氧吸气管13(拉瓦尔喷嘴)的正压，来源于冲压空气，其负压来自于真空室18，此时制氧吸气管13 (将此管空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴)会产生拉瓦尔效应，因此空气会急高的速度撞入制氧设备制氧。
[0011]进入太空后关闭所有阀门8，使用液氢及液氧飞行方式。
[0012]爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭所使用的火箭推进剂是炸药，因此可以获得更大的推速及推力，在此基础上将拉瓦尔喷嘴效应(请阅实质审查参考资料中的拉瓦尔喷嘴部份)技术使用在火箭推进系统中，会使火箭产生更高的速度，当空气冲压的压力能够满足制氧条件时，火箭在飞行中可以制造氧气。此火箭可以零速起飞，进入太空时关闭所有的阀门8，使用传统液氢及液氧燃烧方式飞行、在太空工作完毕返回大气层，头部小火箭再一次点火驱动射流吸气装置主动吸气，使爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭返回地面，拉瓦尔喷嘴效应爆轰冲压火箭是可以反复用使的火箭。
【主权项】
1.爆轰冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭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 (或拉瓦尔喷嘴5〈喷嘴群〉)、扩散管6，火箭燃烧室7、阀门8、点火处9、燃料加注点10、燃料加注点11、拉瓦尔喷嘴12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15、冲压吸气管16，拉瓦尔喷嘴17、真空室18、扩散管19、火箭喷管20、火箭外壳21。2.火箭在飞行中利用冲压的压力来制造氧气/拉瓦尔喷嘴12的位置设置/制氧吸气管16上设置的阀门8/非气排出管15上设置的阀门8/制氧吸气管13上设置的阀门8/扩散管6上的阀门8设计/加注点10及燃料加注点11位置的设置/拉瓦尔喷嘴12可以设计成可伸缩的拉瓦尔喷嘴/冲压吸气管16可以设计成管状、拉瓦尔喷嘴状、在空气进口处设置燃料加注点及点火处/。3.头部小火箭I驱动射流吸气装置(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6称为射流吸气装置)产生真空(请阅实质审查参考资料的喷射器部分)，为吸气火箭在大气层中吸入空气/拉瓦尔喷嘴效应装置(拉瓦尔喷嘴17、真空室18、扩散管19称为拉瓦尔效应装置)的设计，利用在火箭推进系统中/拉瓦尔喷嘴效应装置利用在火箭飞行制氧系统中/冲压吸气管16的进气管，接至树枝状内吸气涵2的枝叉上，制氧吸气管13的进气，接至树枝状内吸气涵2的枝叉上/当火箭速度使空气冲压的压力能够满足冲压吸气条件时，头部小火箭I停止工作，进入被动冲压吸气方式/吸气火箭飞出大气层进入太空，关闭所有的阀门8使火箭燃烧室7能满足太空飞行要求/将炸药在可控制爆炸强度的条件下作为火箭推进剂。4.多根内吸气涵道-------1枚头部小火箭1-------1个吸气室4-----1个拉瓦尔喷嘴5------1个扩散管6-------1个燃料加注点10、燃料加注点11-------1个冲压吸气管16------1个点火处9------1个制氧吸气管13-----1个制氧设备14-------1个非氧排出管15------1个火箭燃烧室7-------1个拉瓦尔喷嘴17-----1个真空室18------1个扩散管19-------1个火箭喷管20/多根内吸气涵道-------多枚头部小火箭1-------1个吸气室4-----1个拉瓦尔喷嘴5------1个扩散管6-------1个燃料加注点10、燃料加注点11-------1个冲压吸气管16------1个点火处9------1个制氧吸气管13-----1个制氧设备14-------1个非氧排出管15------1个火箭