吸气制氧火箭的工作方法
【技术领域】
[0001]吸气制氧火箭的工作方法涉及属于航空及航天技术领域。用于未来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喷气客机相似，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1/10。空天飞及空天飞行器在即将到来的空间商务竞争中立于不败之地，为了这个目标我们应努力。
[0003]吸气制氧火箭的工作目的:火箭在大气层飞行中，用火箭燃料换取火箭在太空中及头部小火箭所需用的氧气，使火箭只需携带起飞及加速至制氧条件的头部小火箭所需氧气，使火箭发射的成本降至一个新的低点。
【发明内容】
[0004]吸气制氧火箭的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)、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、点火处9、燃料加注点(a) 10、燃料加注点(b) 11、内吸气涵喇叭口 12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15组成。
[0005]吸气制氧火箭工作方法的工作原理，制氧工厂氧气的制造是把空气加压后利用不同的压加及温度分离氧气或用过滤法分离法，当火箭飞行速度使迎面空气产生的压力，达到制氧所需压力时，经制氧设备使氧气液化分离或使用过滤法来分离氧气。
【附图说明】
[0006]图1是多根内吸气涵道吸气制氧火箭图，如图1所示，4根内吸气涵道2，从头部小火箭I的前方穿入头部小火箭I的内部至吸气室4穿出，这四根内吸气涵道是从头部小火箭I内部穿过的，空气经四根内吸气涵道2至吸气室4，一部分空气经扩散管6进入燃烧室7，另一部份空气经两根制氧吸气管13，汇入制氧气设备14，氧气分离后非氧气体及杂质经非氧排出管15排入经火箭尾部喷管的喇叭口排出。
[0007]图2是内外吸气涵道吸气制氧火箭图，如图2所示，4根内吸气涵道2，从头部小火箭I的前方穿入内部到外吸气涵道3 (吸气室与外吸气涵道溶合)穿出，空气经四根内吸气涵道2及外吸气涵道3，一部分空气经扩散管进入燃烧室7，另一部份空气经两根制氧吸气管13，汇入制氧气设备14，氧气分离后非氧气体及杂质经非氧排出管15排入火箭尾部喷管的喇叭排出。
[0008]图3是外吸气涵道火箭图，如附图3所示，此设计只有外吸气涵道3。空气经外吸气涵道3，一部分空气经扩散管6进入燃烧室7，另一部份空气经两根制氧吸气管13，汇入制氧气设备14，氧气分离后非氧气体及杂质经非氧排出管15排入火箭尾部喷管的喇叭口排出。
[0009]图4是树枝状内吸气涵道吸气制氧火箭图，如图4所示，I根内吸气涵道2从头部小火箭I前方正中央穿入内部到头部小火箭I尾部正中央穿出，另外的四根内吸气涵道2由头部小火箭I前方中心外侧穿入头部小火箭I内部，并在头小火箭I内部交于中央的内吸气涵道2上，以树枝状结构连接在正中央的内吸气涵道2上，在头小火箭尾部空出，空气经树枝状内吸气涵道2至吸气室4，一部分空气经扩散管进入燃烧室7，另一部份空气经两根制氧吸气管13，汇入制氧气设备14，氧气分离后非氧气体及杂质经非氧排出管15排入火箭尾部喷管喇叭口排出。
[0010]图5是吸气制氧火箭部件名细表图。
【具体实施方式】
[0011]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，由拉瓦尔喷嘴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)，真空经内吸气涵道2将空气吸入并高速喷射至扩散管6中，依据《水蒸气喷射真空泵》一文中的〈喷射器 > 工作原理，，拉瓦尔喷嘴5 (喷嘴群)的火焰以漏斗状交于一点，火焰交点与扩散管6之间设置好距离和位置(是真空产生重要指标)，此设计有拉瓦尔喷嘴效应(美国工程师玩法，乒乓球将乒乓球拍击碎。网上有此资料)，产生的真空经吸气室4、树枝状内吸气涵道2将大气层的空气吸入，吸入后的空气由于拉瓦尔喷嘴效应，以及高的速度喷入扩散管6续进入后部的火箭燃烧室7中，与此同时燃料加注点(a) 10、燃料加注点(b) 11加注火箭液体燃料、固体燃料及催剂，加注的燃料与空气中的氧气在扩散管6均匀混合，用拉瓦尔喷嘴5或火处9点火，在后部火箭燃烧室7燃烧，产生高速气流经火箭尾部喷管喷出，使火箭飞行，当火箭飞行速度产生的压力，能哆满足制氧条件时，另一部分空气经制氧吸气管13(开启这个系统上的阀门8)，将空气压入制氧设备14中制氧，制氧后的非氧气体及杂质，经非氧排出管15排入火箭尾部喷管的喇叭口排出。
[0012]进入太空后关闭火箭上的所有阀门8，使火箭燃烧室7能满足太空飞行需要。
[0013]《水蒸气喷射真空泵》及〈喷射器> 的资料，网上可以搜到。
【主权项】
1.吸气制氧火箭的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)、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、点火处9、燃料加注点(a) 10、燃料加注点(b) 11、内吸气涵喇叭口 12、制氧吸气管13、制氧设备14、非氧排出管15组成，1-15组成的火箭，可以在飞行中将大气层中的氧气吸入供飞行使用，又可以在飞行中制造氧气，供在大气层飞行使用氧气的补充及飞出大气层后太空飞行使用。
2.吸气制氧火箭的工作方法个头部小火箭1，设有多个拉瓦尔喷嘴5、喷射至多根扩散管6、来为多个火箭燃烧室7提供氧气、燃烧后火焰气流汇入后部火箭燃烧室7的I个尾部喷管。
3.吸气制氧火箭的工作方法:I个头部小火箭1，设有多个拉瓦尔喷嘴5、喷射至I根扩散管6中、来为I个火箭燃烧室7提供氧气的方法/吸气制氧火箭的工作方法中个头部小火箭1、设有多个拉瓦尔喷5、喷射至多根扩散管6中、来为I个火箭燃烧室7提供氧气的方法。
4.由多个头部小火箭1、多个拉瓦尔喷嘴5的火焰、喷射至I根扩散管6中、汇入I个火箭燃烧室7燃烧使火箭飞行，/由多个头部小火箭1、多个拉瓦尔喷嘴6、喷射至多根扩散管6中、汇入I个火箭燃烧室7燃烧，使火箭飞行。
5.由I个头部小火箭1、多个拉瓦尔喷嘴5的火焰、喷射至多根扩散管6中、来完成为多个后部火箭燃烧室7提供氧气、燃烧后火焰汇入I个火箭尾部喷管喷射高速气流/由多个头部小火箭1、多个拉瓦尔喷嘴5、喷射至多根扩散管6中、来完成为多个后部火箭燃烧室7提供氧气、燃烧后火焰汇入I个火箭尾部喷管喷射高速气流。
6.由多个头部小火箭1、多个拉瓦尔喷嘴5、喷射至多根扩散管6中、来完成为多个后部火箭燃烧室7提供氧气，各燃烧室火箭喷管以管束状汇入I个火箭尾部喇叭喷管中、喷管喷射高速气流使火箭飞行/内吸气涵道设计为管状。
7.利用头部小火箭I喷出的火焰为喷入扩散管的燃料点火/内吸气涵道设计为喇叭口状。
8.可将头部小火箭隔成数个小、形成多个头部小火箭/多枚头部小火箭1、驱动多个射流吸气装置用管道连通、上一级的排气作为次级的吸气的多级增压系统、为一个火箭燃烧室7提供氧气的方法/多枚头部小火箭1，驱动多个射流吸气装置用管道连通，上一级的排气作为次级的吸气多级增压系统，为一个火箭燃烧室7提供氧气的方法。
9.头部小火箭I上的拉瓦尔喷嘴5，可以为管状，截面可为三角形，多边形/在吸气火箭工作方法中，内吸气涵道由头部小火箭I的内部穿过的设计方法/在燃料加注点(a) 10/燃料加注点(b) 11加注火箭燃料。
【专利摘要】吸气制氧火箭的工作方法，涉及属于航空及航天技术领域。用于空天飞机发动机、空天飞行器发动机及导弹。通常工厂里的氧气制造是将空气加压液化后通过不同的压力和温度来分离氧气，也可以经过滤法来分离氧气，这两利方法都需要足够的压力才能使氧气分离，火箭飞行只要能达到足的速度，就可以产生足够的压力来分离氧气。
【IPC分类】F02K7-12, F02K9-72
【公开号】CN104675557
【申请号】CN201510001347
【发明人】杜善骥
【申请人】杜善骥
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月4日