[发明专利]一种滑轮组式火箭弹射发射方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种滑轮组式火箭弹射发射方法及装置，包括绳索牵引、分配动滑轮组、配备助力源、数据模拟、数据代入等，并设置由发射架、绳索、动滑轮组以及重物等构成的装置，通过重物的自重使运载火箭加速运动，并在运载火箭达到初速度值后，解除运载火箭上的绳索，并点火发射。本发明将运载火箭通过牵引的方式，在火箭点火前预加速至一定的初速度，以实现节约火箭燃料进而提升火箭的有效载荷。

技术领域

本发明实施例涉及航空航天技术领域，具体涉及一种滑轮组式火箭弹射发射方法及装置。

背景技术

现有的火箭弹射方式主要是压缩空气弹射、燃气发射、蒸汽弹射、助推火箭弹射、电磁弹射等。由于由于运载火箭质量巨大，目前在用的弹射方式只有助推火箭一种。电磁弹射作为一种可行的技术方案目前仍处于技术开发阶段。

助推火箭的弹射方式存在性能极限，限制了运载火箭的运力提升。而运载火箭电磁弹射技术目前因电气设备功率限制等原因暂时无法进入实用阶段。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种滑轮组式火箭弹射发射方法及装置，以解决现有技术中助推火箭的弹射方式对运载火箭运力提升较低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种滑轮组式火箭弹射发射方法，其特征在于，所述滑轮组式火箭弹射发射方法包括以下步骤：

S1、采用绳索牵引，并于运载火箭发射架的一侧布置动滑轮组，将绳索的一端通过可控制分离的连接装置固定于运载火箭上，并将绳索的另一端通过动滑轮组与重物连接；

S2、分配动滑轮组包含的多个动滑轮，使动滑轮组沿竖直方向分为呈相对设置的上滑轮组和下滑轮组，并采用自外向内的绕线方式，将绳索远离运载火箭的一端依次绕在动滑轮组的动滑轮上，同时设动滑轮组的动滑轮数量为n，绕线数为N，则取N＝n+1；

S3、配备助力源，包括于动滑轮组的下方设置重物，将重物连接于下滑轮组的底端，通过重物受自重作用带动绳索牵引运载火箭沿竖直向上的方向预加速，同时设重物的质量为m，运载火箭的质量为M；

S4、数据模拟，包括设运载火箭的运动距离为S₁，运动时间为t₁，运动速度为v₁，运动加速度为a₁；

以及重物的运动距离为S₂，运动时间为t₂，运动速度为v₂，运动加速度为a₂；

基于忽略绳索、滑轮的重力和摩擦力的条件下，受力分析并取得：t₁＝t₂，S₁＝NS₂，v₁＝Nv₂，a₁＝Na₂；

另基于速度位移公式v²＝2as可得：

从而得出：

进一步得出加速度公式：以及

S5、数据代入，包括根据动滑轮的数量n，确定绕线数N，并根据运载火箭的质量M，按一定倍增比例确定重物的质量m，分别将绕线数N、运载火箭质量M以及重物质量m代入步骤S4的加速度公式并赋值，以分别确定运载火箭和重物的加速度；

并再次基于速度位移公式v²＝2as，分别设定运载火箭和重物的运动距离并赋值，以分别确定运载火箭和重物的初速度；