[发明专利]一种液态空气加力助推火箭发动机设备及方法

权利要求书

1.一种液态空气加力助推火箭发动机设备，其特征在于，包括以下部分：

液态空气储箱(2)：用以装载液态空气；

超低温液体泵(9)：用以在火箭发动机运行时将液态空气输送到液态空气喷嘴(6)喷出，和火箭发动机喷出的超高温、超音速的尾焰气体相混合；

液态空气喷嘴(6)：用以在火箭发动机运行时将液态空气喷出到火箭发动机后部的加力膨胀段和火箭发动机喷出的超高温、超音速的尾焰气体相混合；

加力膨胀段：用以吸入外界气体，喷入液态空气，吸入火箭发动机喷出的超高温、超音速的尾焰气体，实现推力；

所述液态空气储箱(2)通过超低温液体泵(9)密封连接所述液态空气喷嘴(6)；所述液态空气喷嘴(6)设置在火箭发动机后端，加力膨胀段内部前端。

2.根据权利要求1所述的液态空气加力助推火箭发动机设备，其特征在于，所述加力膨胀段包括加力段进气喉(5)、混合膨胀段(7)及加速扩张段(8)；所述加力段进气喉(5)设置在火箭发动机尾部上下端，加力膨胀段前端的迎风面；所述混合膨胀段(7)设置在加力膨胀段的中部；所述加速扩张段(8)设置在加力膨胀段的后部。

3.根据权利要求1所述的液态空气加力助推火箭发动机设备，其特征在于，所述加力段进气喉(5)为用以在火箭吸入空气的加力段进气喉(5)。

4.根据权利要求1所述的液态空气加力助推火箭发动机设备，其特征在于，所述混合膨胀段(7)为向内凹进的混合膨胀段(7)。

5.根据权利要求1所述的液态空气加力助推火箭发动机设备，其特征在于，所述加速扩张段(8)为面为向外扩张的加速扩张段(8)。

6.一种液态空气加力助推火箭发动机方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，所述液态空气储箱(2)内装有液态空气；

S2，所述液态空气储箱(2)中的液态空气在火箭发动机运行时喷出；

S3，所述加力段进气喉(5)吸入一些空气；

S4，所述液态空气储箱(2)喷出的液态空气和火箭发动机喷出的超高温、超音速尾焰气体在加力膨胀段混合；

S5，所述液态空气喷嘴(6)喷出的液态空气、从外界吸入的空气，同火箭发动机喷出的超高温、超音速的尾焰气体相混合，实现推力。

7.根据权利要求6所述的液态空气加力助推火箭发动机方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：在所述液态空气储箱(2)内装液态空气，密封所述液态空气储箱(2)。

8.根据权利要求6所述的液态空气加力助推火箭发动机方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：火箭发动机在启动以后，火箭发动机向后喷出高温高速气流，高温高速气流将带动加力段进气喉(5)、混合膨胀段(7)及加速扩张段(8)的气流一起流动，此时，液态空气储箱(2)中的液态空气通过管路输送到液态空气喷嘴(6)，由液态空气喷嘴(6)喷成雾状和高速气流相遇，超低温的液态空气遇到超高温的气流，迅速吸热，由液体变成气体，体积膨胀，在膨胀过程中，随着气流超高速流动，经过混合膨胀段(7)，变成气体，在加速扩张段(8)实现和原有的超高温气体混合后变成低温的高速气体，不断加速，实现推理增加。