[发明专利]火箭导弹节能发射筒及节能计算法

说明书

本发明属于火箭、导弹节能发射装置及节能计算方法。它把火箭、导弹(以下总称火箭)发射初期的静止到缓缓上升阶段所浪费的大量高速喷气的动能转变为势能反过来推动火箭运动，大大提高了火箭发射初期的效率；并可将火箭体内的一部份推进剂转移到该发射筒的燃气发生器上来，减轻了火箭的负荷，在相同的推力下，又大大提高了火箭加速度，更由于减少了火箭惯性质量，有利于控制指挥；本节能计算法尤其能避免现有计算法所浪费的大量推进剂。

目前研制的火炮助推火箭，是把火箭当作炮弹放于炮管里，然后点燃炸药爆炸推动火箭从炮管里像炮弹一样猛烈发射出去，然后再开动火箭，以较高的效率进一步加速。但是，它存在着许多技术难题，由于火炮发射过程是个极为猛烈的加速过程，所以从炮管中发射的火箭所承受的载荷要比通常的火箭严重好几百倍，因此，主要的难题是：1、火箭装药在低温下一般变得特别脆，不能承受这一剧烈的加速冲击；2、火箭上的精细仪器设备，目前尚未能适应这巨大的加速冲击。(摘自何柱《火箭与导弹》北京科学出版社、1978、221页)

再举另一技术背景：第二次世界大战时纳粹德国曾研制了“超级多节远程大炮—V—3”，它是在长长的主炮身两侧布置多节火药室，各节火药室之间呈水平布置或倾斜的V型布置，发射时，最下面的火药室点火后，炮弹开始向前运动，炮弹在经过每个火药室时，各火药室都适时地点火爆炸燃烧，产生的压力相继地推动炮弹加速。这种火炮具有许多优点，例如各火药室的爆炸压力可以较低，从而炮身的耐压能力可以较低，但它的缺陷也是非常明显的，因随着炮身节数的增加，各火药室点火正时的控制越来越困难，致使各火药室的助推作用根本没有充分发挥出来，甚至只有少数几个火药室起了作用。(摘自《军事展望》2000年第一期，主办单位：中国人民解放军军事统筹学会、军事未来研究会。)

对照以上二个技术背景：火炮助推火箭是单个瞬间大爆炸给火箭猛烈大加速，造成火箭装药和仪器不能相适应；超级多节远射程大炮—V—3是多个间隔瞬间小爆炸给炮弹逐次加速，但它存在各火药室所产生的推力不能充分发挥。

本发明的目的是提供新的火箭、导弹节能发射装置和节能计算法。该装置能在满足火箭装药和仪器的苛刻条件下，大大提高火箭发射初期的效率：而节能计算法又可避免浪费大量的推进剂，又减轻了火箭惯性质量，更便于控制指挥。

本发明的目的是由被动型和主动型二个发射装置和一个计算方法实现的：

1、被动型火箭导弹节能发射筒：在一个连固于构架上的长筒(为了更大地提高火箭效率，可尽量加长发射筒长度)的底部设有一可开关的活门，当把待发射的火箭装入筒后，可把活门关闭，火箭在发射筒呈气缸与活塞般滑动配合，发射时，令火箭喷气工作，则高速喷气流受发射筒禁闭，燃气速度极低，根据质量守恒定律的连续方程ρVS=常数的原理。(摘自何柱《火箭与导弹》18页)。当喷气速度受到客观条件所减小时，其密度就相应增加，从而大大提高了气体流管的压力，也即大大提高了火箭推力室上所有压力沿推力室轴线的合力这个实质性的火箭推力；再根据动能分配规律：“如果不受外力的作用，相互作用而运动的两个物体，各自在这一系统中得到的动能与对方物体的质量成正比”。(摘自谢怀杰《火箭空气静力新探》广东经济出版社1999年版14面)。当火箭在筒里喷气运动时，可把火箭看作这一系统中的一个物体甲方，喷气分子受到发射筒的禁闭把压力作用于发射筒，把发射筒和地球(发射筒和地球相连接)组成一体，成为这一系统中另一方的物体乙方，由于乙方的质量大大大于甲方的质量，故火箭体在这一运动系统中吸收的动能就大大高于喷气分子吸收的动能。

本装置适用于尾翼可折叠的单枚火箭发射，当固定尾翼或捆绑式火箭的发射时可采用设置有气封环的开有一至几个与火箭喷口相适应的通孔的推力活塞套于火箭的尾部，推力活塞与发射筒呈汽缸与活塞配套样式，当火箭在发射筒里发射时，活塞起着禁闭燃气不致逆流喷出筒口，当活塞连同火箭射出筒口后，可用自带的降落伞将活塞慢速降落。

2、主动型火箭导弹节能发射筒，它是在被动型的基础上增设了燃气发生器，在相同的火箭射程下，将原有火箭体中的一部份推进剂转移到发射筒的燃气发生器中来，并可在适当情况下，加大发射功率，大大提高发射初速。发射火箭时，将火箭置于筒里燃气发生器上部，然后令燃气发生器产生高压燃气发射火箭，燃气压力可视火箭装药和仪器适应程度自由控制，在适当时刻再令火箭喷气飞行，它充分发挥了推进剂能量：更由于它将一部份推进剂从箭体上转移到发射筒中来，大大减轻了火箭的惯性质量，在相同的推力下，提高了加速度；并由于火箭质量减少而更便于控制飞行。