拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法
【技術領域】
[0001]拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法屬于航空及航天技術領域。用于空天飛機發(fā)動機及空天飛行器發(fā)動機。
【背景技術】
[0002]盡管航天飛機比起一次使用的運載火箭前進了一大步，但仍有諸如故障頻繁，費用昂貴等許多不足。而空天飛機與航天飛機不同，它的地面設施簡單，維護使用方便，操作費用低，在普通的大型機場上就能水平起飛和降落，具有一般航線班機的飛行頻率。這種飛機的外型與大型超音速客機相似，更多地具有飛機的優(yōu)點。在大氣層飛行時，充分利用大氣中的氧氣。加之它可以上百次的重復使用，真正實現(xiàn)了高效能和低費用的優(yōu)點。據(jù)估算，用它發(fā)射近地衛(wèi)星費用只有航天飛機的1/5，而發(fā)射地球同步衛(wèi)星費用只需1/10。，這使空天飛機在即將到來的空間商務競爭中立于不敗之地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法是由以下設備及部件組成:頭部小火箭
1、內(nèi)吸氣涵道2 (或、與外吸氣涵道3)、吸氣室4、拉瓦爾噴嘴5、擴散管組成6，火箭燃燒室7、閥門8、沖壓吸氣管道9、燃料加注點10、燃料加注點11、拉瓦爾噴嘴12、點火處13、拉瓦爾噴嘴、真空室、擴散管、火箭噴管、火箭外殼、拉瓦爾噴嘴14、真空室15、擴散管16、火箭噴管17、火箭外殼18。
[0004]拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法，涉及屬于航空及航天技術領域，用于空天飛機及空天飛行器發(fā)動機，可以在零速起飛、主動吸氣是靠頭部小火箭(是需要液氧進行工作的傳統(tǒng)火箭)驅動射流吸氣裝置(內(nèi)吸氣涵道2〈或、與外吸氣涵道3>、吸氣室4、拉瓦噴嘴5、擴散管6稱其射流吸氣裝置)完成的(請閱實質(zhì)審查參考資料的噴射器部份)，由于火箭的推進劑是炸藥、因此火箭可獲得很大的速度，有被動沖壓吸氣功能及拉瓦爾噴嘴效應推進功能，拉瓦爾噴嘴效應推進功能來源于美國工程師利用拉瓦爾噴嘴，一端建立正壓，另一端建立負壓，使乒乓球達到超聲速擊碎乒乓球拍(請閱實質(zhì)審查參考資料的拉瓦爾噴嘴部份)，將此技術使用在火箭推進系統(tǒng)中，使火箭飛行的速度更快。
【附圖說明】
[0006]圖1是多根內(nèi)吸氣涵道2拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭圖，如圖1所示，當火箭速度使迎面而來的空氣，產(chǎn)生的壓力能滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速度將大氣層中的空氣沖壓經(jīng)4根內(nèi)吸氣涵道2，續(xù)至吸氣室4，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭燃料(炸藥)，一部分空氣經(jīng)過擴散管6 (此管上的閥門處于常開狀態(tài)，)進入火箭燃燒室7，另一部分空氣，經(jīng)兩根沖壓吸氣管9(根據(jù)需要可以在空氣進口處加注火箭燃料〈炸藥 > 及設置點火處)匯入擴散管15中，在點火處13點火后，在火箭燃燒室7中燃燒，火焰氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，此時真空室15會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料中的噴射器部份)，與此同時拉瓦爾噴嘴14會產(chǎn)生拉瓦爾噴嘴效應，拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7、負壓來自于真空室15，因此火焰氣流經(jīng)火箭噴管17會以更高的速度噴出，使火箭飛行的更快。
[0007]圖2是多根內(nèi)吸氣涵2及單個外吸氣涵道3拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭圖，如附圖2所示，當火箭速度達到?jīng)_壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速將大氣層的空氣沖壓到4根內(nèi)吸氣涵道2及外吸氣涵道3 (吸氣室與外涵道溶合一體)，高速進入擴散管6，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭燃料(炸藥)，續(xù)進入火箭燃燒室7中，另一部分空氣，經(jīng)兩根沖壓吸氣管9 (可以將這兩根管設計成拉瓦爾噴嘴，根據(jù)需要可以在這兩根管的空氣進口處加注火箭燃料〈炸藥〉，并開啟這兩根管道上的閥門8)，匯入擴散管6的尾部，在點火處13點火，在燃燒室7中燃燒，氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，真空室14會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料的噴射器部份)，拉瓦噴嘴14會產(chǎn)生了拉瓦爾噴嘴效應，拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7，負壓來自于真空室15，因此當火焰從火箭噴管17以超高聲速噴出后，使火箭飛行的更快。
[0008]圖3是單個內(nèi)外吸氣涵道拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭圖，如圖3所示，當火箭速度達到?jīng)_壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速將大氣層的空氣沖壓到外吸氣涵道3，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭燃料(炸藥)，進入擴散管6，續(xù)進入火箭燃燒室7中，另一部分空氣，被沖壓至兩根沖壓吸氣管道9(可以將這兩根管設計成拉瓦爾噴嘴，根據(jù)需要可在這兩根管的空氣進口處加注火箭燃料(炸藥)及設置點火處，并開啟這兩根管道上的閥門8)，匯入擴散管6的尾部大喇叭口處，與擴散管6的物料一同進入火箭燃燒室7中，在點火處13點火，在燃燒室7中燃燒，火焰氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，真空室14會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料的噴射器部份)，使得拉瓦噴嘴14產(chǎn)生了拉瓦爾噴嘴效應(請閱實質(zhì)審查參考燃料中的拉瓦爾噴嘴部份)，拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7，負壓來自于真空室15，因此當火焰從火箭噴管18以超高聲速噴出后，使火箭飛行的更快。
[0009]圖4是單根內(nèi)吸氣涵道(噴嘴群)拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭圖，如圖4所示，當火箭速度達到?jīng)_壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速將大氣層的空氣沖壓至單內(nèi)吸氣涵道2中，經(jīng)拉瓦爾噴嘴12，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭液體。固體燃料(炸藥)及催劑，進入擴散管6，在點火處13點火，在火箭燃燒室7中產(chǎn)生爆轟，火焰氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，真空室14會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料的噴射器部份)，使得拉瓦噴嘴14產(chǎn)生了拉瓦爾噴嘴效應，拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7，負壓來自于真空室15，因此當火焰從火箭噴管17以超高聲速噴出后，使火箭飛行的更快。
[0010]圖5是多根枝叉樹枝狀內(nèi)吸氣涵道拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭圖，如圖5所不，當火箭速度達到?jīng)_壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，由于高速將大氣層的空氣沖壓至5根樹枝狀內(nèi)吸氣涵道2中，經(jīng)拉瓦爾噴嘴12，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭液體、固體燃料(炸藥)及催化劑、使火箭燃料(炸藥)及空氣在擴散管6中混合，高速進入擴散管6中，與此同時另一部分空氣經(jīng)兩根沖壓吸氣管道9 (這兩根管設計成拉瓦爾噴嘴，也可以根據(jù)需要在這兩根管的空氣進口處加火箭燃料(炸藥)并設置點火處，并開啟這兩個管道上的閥門8)，使這部分空氣匯入擴散管6 (大喇叭口處)，在點火處13點火，進入火箭燃燒室7中產(chǎn)生爆轟，火焰氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，真空室14會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料的噴射器部份)，使得拉瓦噴嘴14產(chǎn)生了拉瓦爾噴嘴效應，拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7，負壓來自于真空室15，因此當火焰從火箭噴管17以超高聲速噴出后，使火箭飛行的更快。
[0011]圖6是拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭設備及部件名細表。
【具體實施方式】
[0012]拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法的原理:如圖1所示，頭部小火箭I點火后(是需要液氧的傳統(tǒng)火箭)，產(chǎn)生高溫、高壓的火焰流經(jīng)拉瓦爾噴嘴5高速射入擴散管6中，在這一過程中拉瓦爾噴嘴與擴散管之間設有間隙并且間隙與擴散管管口周圍會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料噴射器部份)，真空通過吸氣室4、內(nèi)吸氣涵道2將空氣吸入，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭液體、固體燃料(炸藥)及催化劑，吸入后的空氣被拉瓦爾噴嘴5的火焰氣流推入擴散管6中，加注的燃料與空氣在擴散管6中均勻混合，用火處13點火或拉瓦爾噴嘴5的火焰點火，在火箭燃燒室7產(chǎn)生爆轟，火焰經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，真空室15會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料中的噴射器部份)，會使拉瓦爾噴嘴14產(chǎn)生拉瓦爾噴嘴效應(請閱實質(zhì)審查參考資料中的拉瓦爾噴嘴部份)產(chǎn)生高速氣流噴射使火箭飛行。當火箭速度達到?jīng)_壓吸氣條件時，頭部小火箭停止工作，于由高速將大氣層的空氣沖壓到4根內(nèi)吸氣涵道2中、續(xù)進入吸氣室4中、進入擴散管6，在燃料加注點10、燃料加注點11加注火箭液體、固體燃料(炸藥)及催化劑，使火箭燃料(炸藥)及空氣在擴散管6中充分混合，在點火處13點火，進入火箭燃燒室7燃燒，另一部分空氣，經(jīng)兩根沖壓吸氣管9(可以將這兩根管設計成拉瓦爾噴嘴、并開啟兩根管道上的閥門8，如需要也可以在沖壓吸氣道9空氣進口處加注燃料〈炸藥〉及設置點火處)，匯入擴散管6的尾部(擴散管大喇叭口處)，在點火處13點火，匯入火箭燃燒室7中產(chǎn)生爆轟，火焰氣流經(jīng)拉瓦爾噴嘴14噴入擴散管16中，真空室14會產(chǎn)生真空(請閱實質(zhì)審查參考資料的噴射器部份)，使得拉瓦噴嘴14產(chǎn)生了拉瓦爾噴嘴效應，拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7，負壓來自于真空室15，因此當火焰從火箭噴管18以超高聲速噴出后，使火箭飛行的更快，其工作原理來源于美國工程師利用拉瓦爾噴嘴，一端建立正壓，另一端建立負壓，使乒乓球達到超聲速擊碎乒乓球拍(請閱實質(zhì)審查參考資料的拉瓦爾噴嘴部份)，將此技術使用在火箭推進系統(tǒng)中，使火箭飛行的速度更快。
[0013]拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法是可以使火箭在零速起飛、主動吸氣及使加注的燃料(炸藥)與空氣充分混合是靠頭部小火箭(需要液氧工作的傳統(tǒng)火箭)驅動射流吸氣裝置(內(nèi)吸氣涵道2〈或、與外吸氣涵道3〉、吸氣室4、拉瓦爾噴嘴5、擴散管6稱其為射流吸氣裝置)完成的，當沖壓火箭的速度能夠滿足沖壓吸氣條件時，頭部小火箭I停止工作，進入沖壓吸氣工作方式，并將拉瓦爾噴嘴效應技術使用在火箭推進系統(tǒng)中，進入太空時關閉所有的閥門8，使用傳統(tǒng)液氫及液氧燃燒方式飛行、在太空工作完畢返回大氣層，頭部小火箭再一次點火，啟動拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭返回地面，拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭是可以反復用使的火箭。
【主權項】
1.拉瓦爾噴嘴效應爆轟沖壓火箭的工作方法是由以下設備及部件組成的，頭部小火箭1、內(nèi)吸氣涵道2 (或、與外吸氣涵道3)、吸氣室4、拉瓦爾噴嘴5、擴散管6，后部火箭燃燒室7、閥門8、沖壓吸管道9、燃料加注點10、燃料加注點11、內(nèi)吸涵道喇叭口 12、點火處13、拉瓦爾噴嘴14、真空室15、擴散管16、火箭噴管17、火箭外殼18。2.拉瓦爾噴嘴14的火焰噴入擴散管16中，真空室15產(chǎn)生真空，拉瓦爾噴嘴14產(chǎn)生拉瓦爾噴嘴效應，即拉瓦爾噴嘴14的正壓來自于燃燒室7、負壓來自于真空室15，將此技術用在火箭推進系統(tǒng)中，與美國工程師利用拉瓦爾噴嘴，一端建立正壓，另一端建立負壓，使乒乓球達到超聲速擊碎乒乓球拍(見實質(zhì)審查參考資料的拉瓦爾噴嘴部份)原理相同。3.沖壓吸氣管9可以設計為拉瓦爾噴嘴狀/沖壓吸氣管9可以是I根、也可以是多根/拉瓦爾噴嘴12的位置設置/沖壓吸氣管9空氣進入口處加注火箭燃料，當沖壓火箭飛出大氣層后，關閉所有閥門8，使火箭燃燒室7具備太空飛行條件。4.在擴散管6的范圍內(nèi)設置點火處，沖壓吸吸氣管9吸氣后匯入擴散管6的大喇叭口范圍內(nèi)/沖壓吸吸氣管9吸氣后匯入火箭燃燒室7中/沖壓吸氣管9范圍內(nèi)選擇一個點火處，沖壓吸氣管設置閥門8/可控炸藥爆炸效能的炸藥作為火箭推進劑。5.單根內(nèi)吸氣涵道2(帶拉瓦爾噴嘴群)---------1枚頭部小火箭1-------1個吸氣室4-------1個拉瓦爾噴嘴5------1個擴散管6---------1個沖壓吸氣管9------1個燃料加注點10、燃料加注點11------1個拉瓦爾噴嘴12-------1個點火處13-------1個燃料室7--------1個拉瓦爾噴嘴14------1個真空室15-------1個擴散管16------1個火箭噴管17/單根內(nèi)吸氣涵道2 (帶拉瓦爾噴嘴群)---------多枚頭部小火箭1-------1個吸氣室4-------1個拉瓦爾噴嘴5------1個擴散管6-