[发明专利]冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭工作方法

说明书

技术领域

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

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

冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭可以在零速起飞、主动吸气及燃料与空气的混合是靠头部小火箭1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，当火箭的速度使迎面需来的空气产生的压力能够满足冲压吸气条件时，进入冲压吸气工作方式，冲压的压力能够满足制氧条件时，在飞行中可以制造氧气，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，使冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭返回地面，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，冲压拉瓦尔喷嘴效应推进及制氧火箭的工作原理是依据美国工程师将拉瓦尔喷嘴，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)，将此技术用在火箭推进及制氧系统中，使火箭飞行的更快及制氧效率更高。

附图说明

图1是多根内吸气涵道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1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、使火箭燃料及空气进入扩散管中混合，空气经过扩散管6(此管上的阀门处于常开状态)进入箭燃烧室7。另一部分空气，由吸气室4经两根冲压吸气管16(根据需要将这两根管的空气进口处设计成拉瓦光尔喷嘴，开启这两根管上的阀门8，可以在空气进口处加注燃料及设置点火处)，在点火处9点火，空气及燃料在燃烧室7中燃烧产生的火焰气流经拉瓦尔喷嘴17，喷入扩散管19中，拉瓦尔喷嘴17与扩散管19设有间隙，真空室18会产生真空(请阅实质审查参考资料中的喷射器部份)，拉瓦喷嘴17会产生了拉瓦尔喷嘴效应(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,因此当火焰从火箭喷管20喷出后，使火箭飞行的更快，当火箭飞行的速度产生的压力能够满足制氧条件时，空气被冲压至制氧吸气管13(将此管的空气进口处设计成拉瓦尔喷嘴，开启此管上的阀门8)的拉瓦尔喷嘴、撞入制氧设备14制氧、制氧后的非氧气体及杂质经非氧气体排出管15(开启这两根管上的阀门8)，排入真空室18、经扩散管19从火箭喷管20排出，制氧吸气管13的拉瓦尔喷嘴的正压来自于被冲压进来的空气，负压来自于真空室18，为此制氧过程就有了拉瓦尔效应，因此火箭在飞行中制氧的效率会更高。