叠加吸气火箭工作方法
【技术领域】
[0001]叠加吸气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。
[0003]叠加火箭设计的目的是:吸气火箭是需要传统火箭来驱动射流吸气装置完成整个吸气的过程，是需要消耗氧气的，与没有叠加吸气设计的火箭相比，飞行消耗相同量的氧气，叠加吸气火箭产生的推力要比没有叠加吸气设计在许多。
【发明内容】
[0004]叠加吸气火箭工作方法:头部小火箭火焰喷射驱动第一套射流吸气装置〈由内吸气涵道2(或、与外吸涵道3)，吸气室4、拉瓦尔喷嘴5、扩散管(a)6组成〉，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，头部小火箭I (需提供液氧及燃料进行工作的传统火箭)的拉瓦尔喷嘴5喷射出的高速火焰气流，喷入扩散管(a)6中，拉瓦尔喷嘴5与扩散管(a)6之间设有间隙，在这个过程中，拉瓦尔喷嘴5与扩散(a)6管口周围会产生真空，真空通过吸气室4、内吸气涵2(或、与外吸气涵道3)将空气吸入，被拉尔喷嘴5推入扩散管(a)6中，在点火处9点火(或拉瓦尔喷嘴5点火)，燃料在扩散管(a)6的大喇叭口中燃烧，燃烧产生的动力，喷射驱动第二套射流吸气装置〈由扩散管(a)6、扩散管(b) 15、外吸气涵道(b) 16、吸气吼17组成 > 在燃料加注点(c) 13、燃料加注点(d) 14加注燃料，在点火处(b) 18<或由扩散管(a) 6的火焰点火 > 点火，在后部火箭燃烧室燃烧，在扩散管(a)6的火焰喷入扩散管(b) 15的过程中，扩散管(a)6与扩散管(b) 15之间设有间隙(是产生真空的重要指示)，这个间隙与扩散管(b)15的管口之间会产生真空，真空通过外吸气涵道(b) 16及吸气吼17将空气吸入，被扩散管(a) 6的火焰推入扩散管(b) 15中。进入后部火箭燃烧室7中燃烧，产生的动力推动火箭飞行。
【附图说明】
[0005]图1是多根内吸气涵道叠加吸气火箭图，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，第一次吸气由这4根内吸气涵道2、吸气室4进入扩散管(a)6，混入空气的燃料在扩散管(a)6燃烧后产生的高速气流，喷入扩散管(b) 15 (阀门8处于常开状态)时，生产的真空会通过外吸气涵道(b) 16及吸气吼17将空气吸入，被推入吸气室7中进行燃烧的。
[0006]图2是内外吸气涵道叠加吸气火箭图，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穿出(吸气室与外吸气涵道溶合)，第一次吸气由这4根内吸气涵道和外吸气涵道3进入扩散管(a)6，在扩散管(a)6燃料燃烧后产生的高速气流，喷入扩散管(b) 15 (阀门8处于常开状态)时，这个过程会生产真空，通过外吸气涵道(b) 16及吸气吼17将空气吸入，被推入吸气室7中。
[0007]图3是外吸气涵道叠加吸气火箭图，如附图3所示，此设计火箭只有外吸气涵道3，第一次吸气由外吸气涵道3进入扩散管(a) 6，扩散管(a) 6燃烧的燃料产生的高速气流，喷入扩散管(b) 15 (阀门8处于常开状态)时，这个过程会真空，真空通过外吸气涵道(b)16及吸气吼17将空气吸入，被推入吸气室7中。
[0008]图4是单内吸气涵道叠加吸气火箭图，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，头部小火箭I尾部拉瓦尔喷嘴5 (喷嘴群)，设在内吸气涵道2周围的头部小火箭尾部环形壁上，拉瓦尔喷嘴5 (喷嘴群)的火焰喷射以漏斗状交于一点，火焰漏斗中心会产生真空(类似于流体漩涡原理)为第一次吸气，计算好漏斗状火焰交点与扩散管(a)6的间距或位置(产生另一次真空的重要指标)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)，漏斗火焰交点与扩散管(a)6之间会产生真空为第二次吸气，火箭燃料在扩散管(a)6燃烧产生的高速气流，喷入扩散管(b) 15 (阀门8处于常开状态)时，生产的真空就是第三次吸气了，真空通过外吸气涵道(b) 16及吸气吼17将空气吸入，被推入吸气室7中。
[0009]图5是树枝状内吸气涵道叠加吸气火箭图，如图5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4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，并在头小火箭内部交于正中央的内吸气涵道2上，以树枝状结构连接的正中央的内吸气涵道2上，至头部小火箭I尾部拉瓦尔喷嘴5 (喷嘴群)穿出，拉瓦尔喷嘴5 (喷嘴群)设在内吸气涵道周围的头部小火箭I尾部环形壁上，拉瓦尔喷嘴5 (喷嘴群)的火焰喷射以漏斗状交于一点，拉瓦尔喷嘴火焰以漏斗状喷射，其中心会产生真空(原理相当于液体漩涡)是第一次吸气，并设置好交点于扩散管的距离或位置(制造真空的重要指标)，射入扩散管(a) 6后产生真空为第二次吸气，，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)，点燃后的火箭燃料在扩散管(a)6中燃烧，产生的高速气流喷入扩散管(b) 15 (阀门8处于常开状态)时，生产的真空会通过外吸气涵道(b) 16及吸气吼17将空气吸入，被推入燃烧室7中燃烧，产生的气流推动火箭飞行。
[0010]图6是叠加吸气火箭的火箭部件名细表图。
【具体实施方式】
[0011]叠加吸气火箭工作方法。其组成由头部小火箭1、内吸气涵道2(或、与外吸涵道3)，吸气室4、拉瓦尔喷嘴5、扩散管(a)6、后部火箭燃烧室7、阀门8、点火处(a)9、燃料加注点(a) 10、燃料加注点(b) 11、内吸气涵道喇叭口 12、燃料加注点(c) 13、燃料加注点(d)这14、扩散管(b) 15、外吸气涵道(b) 16、吸气吼17、点火处(b) 18组成。
[0012]叠加吸气火箭工作方法的工作原理，头部小火箭I点火后，产生高温、高压的气体，依据《水蒸气喷射真空泵》一文中的〈喷射器 > 工作原理，通过拉瓦尔喷嘴5高速喷入扩散管(a)6中，在这一过程中拉瓦尔喷嘴5与扩散管(a)6之间设有间隙并且间隙与扩散管管口周围会产生真空，真空通过吸气室4、内吸气涵道2(或、与外吸气涵道3)将大气层的空气吸入，在燃料加注点(a) 10、燃料加注点(b)ll加注液体、固体燃料及催化剂，在点火处
(a)9点火(或由拉瓦尔喷嘴5喷出的火焰点火)，在扩散管(a)6内燃烧，高速喷入扩散管
(b)15中，扩散管(a)6与扩散管(b) 15之间设有隙间(是产生真空的重要指示)，间隙与扩散管(b) 15管口周围会产生真空，真空通过外吸气涵道(b) 16及吸气吼17将空气吸入，吸入后的空气被扩散管(a)6推入扩散管(b) 15中，续推入后部火箭燃烧室中，于此同时燃料加注点(c) 13、燃料加注点(d) 14加注火箭液体、固体火箭燃料及催化剂，在点火处18点火(或用扩散管<a>6的火焰点燃)，在后部火箭燃烧室燃烧，推动火箭飞行。叠加吸气火箭工作方法的重要的目标是，在大气层内以少的氧气消耗，获取大的火箭推力或制造巨型火箭。
[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.叠加吸气火箭工作方法，其包括头部小火箭1、内吸气涵道2(或外吸涵道3)，吸气室4、拉瓦尔喷嘴5扩散管(a)6、后部火箭燃烧室7、阀门8、点火处(a)9、燃料加注点(a) 10、燃料加注点(b) 11、内吸气涵道喇叭口 12、燃料加注点(c) 13、燃料加注点(d)这14、扩散管(b) 15、外吸气涵道(b) 16、吸气吼17、点火处(b)18，由1_18组成的叠加吸气火箭工作方法，使火箭飞行时以更少的氧气消耗，产生更大的火箭推力(与没有叠加火箭相比)。
2.在扩散管(a)6中设置点火处/扩散管(a)6的大喇叭口内作为燃料室。
3.吸气吼17设计为I个吼、吸气吼17设计为多个吼。
4.吸气涵道(b)16设计为倒环形圆锥状，也可以纵向隔板隔离成多个小室。
5.依据《水蒸气喷射真空泵》一文中的〈喷射器> 工作原理，产生的真空使火箭在大气层中完成吸气，为箭燃烧飞行提供氧。
6.在扩散管(a)6的尾部建立一个燃烧室，使燃烧室拉瓦尔喷嘴喷入扩散管(b)15。
7.在扩散管(b)15的尾部设计点火处18/扩散管(a) 6喷出的火焰，给火箭燃烧室7点火。
8.叠加冲压可理解为:2级吸气冲压，多级吸气冲压/点火处理18的位置设置。
9.据“射流器”原理产生的真空/多个头部小火箭、驱动多个拉瓦尔喷嘴5、火焰喷入多个扩散管出)、火焰喷入多个扩散管(b) 15、为一个火箭燃烧室7提供氧及燃料，火焰喷入一个火箭尾部喷管。
【专利摘要】叠加吸气火箭工作方法，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。叠加吸气火箭工作方法，是利用《射流真空工作原理》来完成初始飞行及吸气的，由头部小火箭驱动射流吸气装置产生第一次吸气及燃烧，产生更大的动力，驱动第二套射流吸气装置产生第二次吸气，在燃烧室燃烧后，产生非常大的推力时，推动火箭飞行，火箭叠加吸气的设计与没有叠加设计火箭区别是，在飞行中消耗同等数量的氧气，前者会产生大得多的火箭推力，这一目的是航天人努力目标。
【IPC分类】F02K7-12
【公开号】CN104675558
【申请号】CN201510003208
【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