[发明专利]一种用于航空航天飞行器的动力推进装置及其用途

说明书

技术领域：

本发明属于机械领域，涉及一种动力推进装置，尤其是一种用于航空航天飞行器的动力推进装置。

背景技术：

自有史以来，人类在征服大自然的漫长岁月中，早就产生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生产力和科学技术水平都很低下的时代，这种愿望只能停留在幻想的阶段。虽然人类很早就做过种种飞行的探索和尝试，但实现这一愿望还是从18世纪的热空气气球升空开始的。这比后来出现的飞机，早了120年。自从20世纪初莱特兄弟发明的第一架带动力的、可操纵的飞机完成了短暂的飞行之后，人类在大气层中飞行的古老梦想才真正成为现实。飞机的诞生更激发对飞翔的狂热，由其是第二次世界大战中，飞机发挥了它无可代替的优势，更从而开辟了飞机的新纪元。在军用飞机迅猛发展过后，飞机应用到更广阔的民用领域，飞翔的梦想更得以发扬光大，真正发挥其本能作用。可以说，航空器是随着人类的梦想的萌生而诞生，又伴着科技的发展而进步，与历史与文明携手同行。经过许多前辈的艰苦探索和不懈努力，航空科学技术得到迅速发展，飞机性能不断提高。

在大气层内或太空飞行的器械都叫飞行器。飞行器分为三类：航空器、航天器、火箭/导弹。

飞行器在地球大气层内的航行活动称为航空。在大气层内飞行的飞行器称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。气球，飞艇是利用比空气轻的氢气、氦气或者热空气在空气中的浮力于大气层内飞行，飞机则是利用与空气相互作用产生的空气动力在大气层内飞行。飞机上的发动机依靠飞机携带的燃料(汽油)和大气中的氧气工作。但是飞机飞行高度如果超过30千米，就会因为上面的空气太稀薄而托不动飞机。

在太空飞行的飞行器称为航天器，如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机、空间站等。

航空与航天是20世纪人类认识和改造自然进程中最活跃、最有影响的科学技术领域，也是人类文明高度发展的重要标志。航天技术发展是当今世界上最引人注目的事业之一，它推动着人类科学技术的进步，使人类活动的领域由大气层内扩展到宇宙空间。航天技术是现代科学技术的结晶，是基础科学和技术科学的集成，航天技术是一个国家科学技术水平的重要标志。航天技术更是一门综合性的工程技术，主要包括：制导与控制技术，热控制技术，喷气推进技术，能源技术，空间通信技术，遥测遥控技术，生命保障技术，航天环境工程技术，火箭及航天器的设计、制造和试验技术，航天器的发射、返回和在轨技术等。由多种技术融于一体的航天系统是现代高技术的复杂大系统，不仅规模庞大，技术高新、尖端，而且人力、物力耗费巨大，工程周期长。时至今日，航天技术已被广泛应用到政治、军事、经济和科学探测等领域，已成为一个国家综合国力的象征。

航天飞行的历史是从火箭技术的历史开始的，没有火箭也就没有航天飞行。19世纪末20世纪初，现代意义上的火箭才真正蓬勃地发展起来。近代的火箭技术和航天飞行的发展，涌现出许多勇于探索的航天先驱者，其中代表人物有K.齐奥尔科夫斯基，R.戈达德，H.奥伯特。

前苏联科学家齐奥尔科夫斯基一生从事利用火箭技术进行航天飞行的研究。在他的经典著作中，对火箭飞行的思想进行了深刻的论证，最早从理论上证明了用多级火箭可以克服地心引力进入太空的论点。其主要贡献有：

(1)建立了火箭运动的基本数学方程，奠定航天学的基础。

(2)首先肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置，论述了关于液氢一液氧作为推进剂用于火箭的可能性，为运载器的发展指出了方向，这些观点仅仅几十年就成为了现实。

(3)指出过用新的燃料(原子核分解的能量)来作火箭的动力；并具体地阐明了用火箭进行航天飞行的条件，火箭由地面起飞的条件，以及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。

(4)提出过许多的技术建议，如他建议使用燃气舵来控制火箭，用泵来强制输送推进剂到燃烧室中，以及用仪器来自动控制火箭等，都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。

美国的火箭专家、物理学家和现代航天学奠基人之一戈达德博士在1910年开始进行近代火箭的研究工作，他在1919年发表的《达到极大高度的方法》的论文中，阐述了火箭飞行的数学原理，指出火箭必须具有7.9km/s以上的速度才能克服地球的引力，并研究了利用火箭把有效载荷送至月球的几种可能方案。

德国的奥伯特教授在他1923年出版的《飞向星际空间的火箭》一书中不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理，而且还说明火箭只要能产生足够的推力，便能绕地球轨道飞行。同齐奥尔科夫斯基和戈达德一样，他也对许多推进剂的组合进行了广泛的研究。