专利名称：一种太空运输飞机的制作方法
技术领域：
本发明一种太空运输飞机，属于太空卫星运输发射技术领域。
背景技术：
现有的运输飞机都是靠抽取空气中的气流来实现加速减速，但是当运输飞机飞得越高空气越稀薄，飞出大气层外后运输飞机就会失去动力来源；运载火箭完全使用推进剂做推力，没有完全利用大气层内的气流，造成了大量的资源浪费，而且火箭在使用过一次后就会坠毁，不能够重复使用
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种可重复使用的太空运输飞机，可在大气层外飞行将卫星送上轨道，还能够节省大量的推进剂。为了解决上述技术问题，所采用的技术方案是一种太空运输飞机，包括机体、驾驶舱、推进剂箱、高压氧气瓶、高压天然气瓶、液体天然气箱、动力组件、液氧空温式气化装置和液态天然气空温式气化装置，机体的前端设有驾驶舱，机体外面的尾部上安装有液氧空温式气化装置和液态天然气空温式气化装置，机体中间的内部为中空密封并安装有推进剂箱、动力组件、液氧炉式汽化器、液态天然气炉式汽化器、第一明火液氧汽化器、第二明火液氧汽化器、高压氧气瓶、高压天然气瓶和液体天然气箱，机体内部安装有四个减速喷气发动机，所述四个减速喷气发动机的出气口伸出到机体的下方，机体的两个机翼上各安装有两个加力涡轮喷气发动机，其中靠近机体中间的两个加力涡轮喷气发动机与机体内部相通，四个脉冲发动机分别安装在机体尾端的上、下、左、右四个方向，所述四个脉冲发动机均与高压氧气瓶和高压天然气瓶连通；
所述推进剂箱为多个液氧储箱构成；
所述动力组件的结构为活塞式发动机的输出轴上安装有第一泵、第二泵、第三泵和第四泵；
第二泵和第四泵的入口均与推进剂箱内的液氧储箱连通，第二泵的出口与第一明火液氧汽化器连通，第四泵的出口与第二明火液氧汽化器连通，第一明火液氧汽化器和第二明火液氧汽化器均与高压氧气瓶和高压天然气瓶连通；
液氧炉式汽化器的结构为混合室底座的上方安装有导热圆筒，所述导热圆筒上安装有螺旋状的气化管，混合室底座的下面开有两个入气口分别与高压氧气瓶和高压天然气瓶连通，混合式底座的上面设有火嘴，所述火嘴位于导热圆筒的内部；
所述液态天然气炉式汽化器与液氧炉式汽化器的结构相同；
第一泵的入口与推进剂箱内的液氧储箱连通，第一泵的出口与液氧空温式气化装置的入口连通，液氧空温式气化装置的出口与液氧炉式汽化器的气化管入口连通，所述液氧炉式汽化器的气化管出口与高压氧气瓶连通；
第三泵的入口与液体天然气箱连通，第三泵的出口与液态天然气空温式气化装置的入口连通，液态天然气空温式气化装置的出口与液态天然气炉式汽化器的气化管入口连通，所述液态天然气炉式汽化器的气化管出口与高压天然气瓶连通。所述的脉冲发动机为中空且一端设有开口的球形，所述脉冲发动机的开口端相对的位置安装有一个火花塞，脉冲发动机的两侧设有高压氧气入气口和高压天然气入气口，高压氧气入气口与高压氧气瓶连通，高压天然气入气口与高压天然气瓶连通。所述的第一明火液氧汽化器和第二明火液氧汽化器的结构为一端开口的球形内部设有液氧通道，所述液氧通道通过液氧入口与推进剂箱的液氧储箱连通，所述开口端设有混合空间，所述混合空间与高压氧气瓶和高压天然气瓶连通，混合空间上设有火嘴。本发明与现有技术相比所具有的有益效果是本发明在机体中间安装有推进剂箱，在大气层内时，直接使用空气做推进剂，到了空气稀薄区和真空中可用推进剂箱自带液氧进行气化后使用，实现了将卫星送上轨道或将货物送上空间站的作用的同时还节省了大量的推进剂；本发明尾部安装的四个脉冲发动机可控制本发明转向，同时四个减速喷气发动机可在本发明降落时实现减速，使其靠机翼滑行降落到机场，补充足够的液氧和液态天 然气后即可重新使用，极大地降低了消耗成本。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图I为本发明的结构示意图。图2为本发明的侧视结构示意图。图3为本发明中的脉冲发动机的结构示意图。图4为本发明中的第一明火液氧汽化器和第二明火液氧汽化器的结构示意图。图5为本发明中的液氧经过液氧空温式气化装置和液氧炉式汽化器后进入高压氧气瓶的示意图。图中1为机体，2为驾驶舱，3为推进剂箱，4为高压氧气瓶，5为高压天然气瓶，6为液体天然气箱，7为液氧空温式气化装置，8为液态天然气空温式气化装置，9为脉冲发动机，10为活塞式发动机，11为液氧炉式汽化器，12为第一泵，13为第二泵，14为第一明火液氧汽化器，15为液态天然气炉式汽化器，16为第三泵，17为第四泵，18为第二明火液氧汽化器，19为混合室底座，20为火花塞，21为高压氧气入气口，22为高压天然气入气口，23为液氧通道，24为混合空间，25为液氧入口，26为加力涡轮喷气发动机，27为减速喷气发动机。
具体实施例方式如图I一5所示，本发明一种太空运输飞机，包括机体I、驾驶舱2、推进剂箱3、高压氧气瓶4、高压天然气瓶5、液体天然气箱6、动力组件、液氧空温式气化装置7和液态天然气空温式气化装置8，机体I的前端设有驾驶舱2，机体I外面的尾部上安装有液氧空温式气化装置7和液态天然气空温式气化装置8，机体I中间的内部为中空密封并安装有推进剂箱3、动力组件、液氧炉式汽化器11、液态天然气炉式汽化器15、第一明火液氧汽化器14、第二明火液氧汽化器18、高压氧气瓶4、高压天然气瓶5和液体天然气箱6，机体I内部安装有四个减速喷气发动机27，所述四个减速喷气发动机27的出气口伸出到机体I的下方，机体I的两个机翼上各安装有两个加力涡轮喷气发动机26，其中靠近机体I中间的两个加力涡轮喷气发动机26与机体I内部相通，四个脉冲发动机9分别安装在机体I尾端的上、下、左、右四个方向，所述四个脉冲发动机9均与高压氧气瓶4和高压天然气瓶5连通；
所述推进剂箱3为多个液氧储箱构成；
所述动力组件的结构为活塞式发动机10的输出轴上安装有第一泵12、第二泵13、第三泵16和第四泵17 ；
第二泵13和第四泵17的入口均与推进剂箱3内的液氧储箱连通，第二泵13的出口与第一明火液氧汽化器14连通，第四泵17的出口与第二明火液氧汽化器18连通，第一明火液氧汽化器17和第二明火液氧汽化器18均与高压氧气瓶4和高压天然气瓶5连通；
液氧炉式汽化器11的结构为混合室底座19的上方安装有导热圆筒，所述导热圆筒上安装有螺旋状的气化管，混合室底座19的下面开有两个入气口分别与高压氧气瓶4和高压·天然气瓶5连通，混合式底座19的上面设有火嘴，所述火嘴位于导热圆筒的内部；
所述液态天然气炉式汽化器15与液氧炉式汽化器11的结构相同；
第一泵12的入口与推进剂箱3内的液氧储箱连通，第一泵12的出口与液氧空温式气化装置7的入口连通，液氧空温式气化装置7的出口与液氧炉式汽化器11的气化管入口连通，所述液氧炉式汽化器11的气化管出口与高压氧气瓶4连通；
第三泵16的入口与液体天然气箱6连通，第三泵16的出口与液态天然气空温式气化装置8的入口连通，液态天然气空温式气化装置8的出口与液态天然气炉式汽化器15的气化管入口连通，所述液态天然气炉式汽化器15的气化管出口与高压天然气瓶5连通。所述的脉冲发动机9为中空且一端设有开口的球形，所述脉冲发动机9的开口端相对的位置安装有一个火花塞20，脉冲发动机9的两侧设有高压氧气入气口 21和高压天然气入气口 22，高压氧气入气口 21与高压氧气瓶4连通，高压天然气入气口 22与高压天然气瓶5连通。所述的第一明火液氧汽化器14和第二明火液氧汽化器18的结构为一端开口的球形内部设有液氧通道23，所述液氧通道23通过液氧入口 25与推进剂箱3的液氧储箱连通，所述开口端设有混合空间24，所述混合空间24与高压氧气瓶4和高压天然气瓶5连通，混合空间24上设有火嘴。工作过程
当本发明在大气层内飞行时，加力涡轮喷气发动机26依靠大气层中的气流来给本发明施加动力；
当本发明飞行到空气稀薄区或大气层外时，开启活塞式发动机10，两边的传动轴带动其上安装的第一泵12、第二泵13、第三泵16和第四泵17开始运行；
第一泵12从推进剂箱3内的液氧储箱抽取液氧使其流入液氧空温式气化装置7内进行第一次空温汽化，然后流入液氧炉式汽化器11的气化管内，由于液氧炉式汽化器11的混合室底座19内有从高压氧气瓶4和高压天然气瓶5内通入的混合气体，点燃其上的火嘴，火焰可向上为导热圆筒加热并将热量传递给气化管加温，使气化管内的液氧汽化流出，最后进入闻压氧气瓶4内储存，如图5所不；
同时，液体天然气箱6内的液态天然气流经第三泵16、液态天然气空温式气化装置8、液态天然气炉式汽化器15后进入高压天然气瓶5储存,其汽化过程与液氧汽化过程相同；如此可保证本发明有足够的气体使用；第二泵13从推进剂箱3内的液氧储箱抽取液氧并使其通过液氧入口 25流入第一明火液氧汽化器14的液氧通道23内，混合空间24连通高压氧气瓶4和高压天然气瓶5使其内部充满可燃混合气体，点燃火嘴，将从液氧通道23内喷出的液氧瞬间汽化后使其充满本发明中部的密闭空间内，为两个与中部空间相通的加力涡轮喷气发动机26及减速喷气发动机27供气，第四泵17和第二明火液氧汽化器18的工作过程与第一明火液氧汽化器14相同；
本发明尾端安装的四个脉冲发动机9由高压氧气瓶4和高压天然气瓶5提供可燃混合气，点燃火花塞20，可燃混合气燃烧给脉冲发动机9提供动力，四个方向上的脉冲发动机9各自启动可控制本发明向不同方位转向；
本发明中的四个减速喷气发动机27在上升过程中是关闭的，在实现将卫星送上轨道或将物资运送到空间站的任务后进行降落操作，在进入大气层后由于重力作用本发明会高速下降，此时开启四个减速喷气发动机27，减速喷气发动机27抽取机体I内部的气体向下
喷出实现减速，靠机翼滑行到机场降落，补充足够的液氧和液态天然气后便可重新使用。上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
权利要求
1.一种太空运输飞机，包括机体(I)、驾驶舱(2)、推进剂箱(3)、高压氧气瓶(4)、高压天然气瓶(5)、液体天然气箱(6)、动力组件、液氧空温式气化装置(7)和液态天然气空温式气化装置(8)，其特征在于机体(I)的前端设有驾驶舱(2)，机体(I)外面的尾部上安装有液氧空温式气化装置(7 )和液态天然气空温式气化装置(8 )，机体(I)中间的内部为中空密封并安装有推进剂箱(3)、动力组件、液氧炉式汽化器(11)、液态天然气炉式汽化器(15)、第一明火液氧汽化器(14)、第二明火液氧汽化器(18)、高压氧气瓶(4)、高压天然气瓶(5)和液体天然气箱(6)，机体(I)内部安装有四个减速喷气发动机(27)，所述四个减速喷气发动机(27)的出气口伸出到机体(I)的下方，机体(I)的两个机翼上各安装有两个加力涡轮喷气发动机(26)，其中靠近机体(I)中间的两个加力涡轮喷气发动机(26)与机体(I)内部相通，四个脉冲发动机(9)分别安装在机体(I)尾端的上、下、左、右四个方向，所述四个脉冲发动机(9)均与高压氧气瓶(4)和高压天然气瓶(5)连通； 所述推进剂箱(3)为多个液氧储箱构成； 所述动力组件的结构为活塞式发动机(10)的输出轴上安装有第一泵(12)、第二泵(13)、第三泵(16)和第四泵(17)； 第二泵(13)和第四泵(17)的入口均与推进剂箱(3)内的液氧储箱连通，第二泵(13)的出口与第一明火液氧汽化器(14)连通，第四泵(17)的出口与第二明火液氧汽化器(18)连通，第一明火液氧汽化器(17)和第二明火液氧汽化器(18)均与高压氧气瓶(4)和高压天然气瓶(5)连通； 液氧炉式汽化器(11)的结构为混合室底座(19)的上方安装有导热圆筒，所述导热圆筒上安装有螺旋状的气化管，混合室底座(19)的下面开有两个入气口分别与高压氧气瓶(4)和高压天然气瓶(5)连通，混合式底座(19)的上面设有火嘴，所述火嘴位于导热圆筒的内部； 所述液态天然气炉式汽化器(15)与液氧炉式汽化器(11)的结构相同； 第一泵(12)的入口与推进剂箱(3)内的液氧储箱连通，第一泵(12)的出口与液氧空温式气化装置(7)的入口连通，液氧空温式气化装置(7)的出口与液氧炉式汽化器(11)的气化管入口连通，所述液氧炉式汽化器(11)的气化管出口与高压氧气瓶(4)连通； 第三泵(16)的入口与液体天然气箱(6)连通，第三泵(16)的出口与液态天然气空温式气化装置(8)的入口连通，液态天然气空温式气化装置(8)的出口与液态天然气炉式汽化器(15)的气化管入口连通，所述液态天然气炉式汽化器(15)的气化管出口与高压天然气瓶(5)连通。
2.根据权利要求I所述的一种太空运输飞机，其特征在于所述的脉冲发动机(9)为中空且一端设有开口的球形，所述脉冲发动机(9)的开口端相对的位置安装有一个火花塞(20)，脉冲发动机(9)的两侧设有高压氧气入气口(21)和高压天然气入气口(22)，高压氧气入气口(21)与高压氧气瓶(4)连通，高压天然气入气口(22)与高压天然气瓶(5)连通。
3.根据权利要求I或2所述的一种太空运输飞机，其特征在于所述的第一明火液氧汽化器(14)和第二明火液氧汽化器(18)的结构为一端开口的球形内部设有液氧通道(23),所述液氧通道(23)通过液氧入口(25)与推进剂箱(3)的液氧储箱连通，所述开口端设有混合空间(24)，所述混合空间(24)与高压氧气瓶(4)和高压天然气瓶(5)连通，混合空间(24)上设有火嘴。
全文摘要
本发明一种太空运输飞机，属于太空卫星运输发射技术领域；所要解决的技术问题是提供一种可重复使用的太空运输飞机，可在大气层外飞行将卫星送上轨道，还能够节省大量的推进剂；采用的技术方案是机体外面的尾部上安装有液氧空温式气化装置和液态天然气空温式气化装置，机体中间的内部为中空密封并安装有推进剂箱、动力组件、液氧和液态天然气的炉式汽化器、明火液氧汽化器、高压氧气瓶、高压天然气瓶和液体天然气箱，机体内部安装有四个减速喷气发动机，机体的两个机翼上各安装有两个加力涡轮喷气发动机，四个脉冲发动机分别安装在机体尾端的上、下、左、右四个方向；本发明主要用于太空运输。
文档编号B64G1/42GK102837830SQ201210354369
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月22日 优先权日2012年9月22日
发明者邵仲伦, 邵旭平 申请人:邵仲伦