[发明专利]爆轰冲压火箭工作方法

说明书

技术领域

爆轰冲压火箭工作方法涉及属于航空及航天技术领域。用于未来空天飞机发动机及空天飞行器发动机，美国宇航局研制的X-43A超音速实验飞机,成功完成了速度约为10马赫(即每小时11260公里)的试验飞行。这一速度创下了新的世界纪录。

背景技术

高超音速飞行时(Ma>6.0)，进气道出口温度迅速增加，例如飞行马赫数Ma＝6.0,燃烧室进口的马赫数若仍然限制在Ma＝0.2左右时，则相应的气流温度大约为1600K,飞行马赫数Ma＝10时，气流在燃烧室进口的温度可高达3600K。这样高的温度，气流对发动机壁面的单位热流量很大；燃烧室进口空气的温度很高，燃料燃烧所放出热量的相当一部分可能消耗在燃烧产物的离解上，使燃烧效率很低；进气道和尾喷管中气流的压力变化很大，气流动能损失会很大；由于尾喷管进口与出口的压力比很大，且燃气在其中停留的时间太短，离解的产物来不及复合，离解所消耗的热量收回的很少。上述因素都说明，高超音速飞行时如果仍然采用亚音速燃烧，冲压发动机的性能将严重的恶化，若飞行马赫数Ma＝10,采用煤油作燃料的亚燃冲压发动机将不能产生推力。如果减小气流在进气道中的减速增压程度，使进气道出口保持超声速流动，同时使燃烧室的整个燃烧过程都在超音速条件下进行，就有可能减小向发动机壁面的热流；减小进气道和尾喷管中的动能损失；减小燃烧产物离解所造成的热能损失。因此高超音速飞行时，要使发动机具有满意的性能，应该采用超声速燃烧冲压发动机，即爆轰冲压火箭发动机。

发明内容

爆轰冲压火箭简而言之：就是将炸药爆炸强度在可控制的状态下作为冲压火箭(已审报专利,在进行中)的推进剂，使火箭在超高声速飞行中，有足够的推力、并能够在飞行中冲压吸气，减少携带氧气爆轰冲压火箭的组成：由头部小火箭1、内吸气涵道2(或、与外吸涵道3、吸气室4、拉瓦尔喷嘴5、扩散管(a)6、火箭燃烧室7、阀门8、冲压吸气管9、燃料加注点(a)10、燃料加注点b11、内吸气涵道喇叭12、点火药处13。

附图说明

图1是多根内吸气涵道爆轰冲压火箭图，如图所示：当火箭达到某个速度时，头部小火箭以外的传统火箭燃料停止供给，空气经4根内吸气涵道2，进入吸气室4，喷入扩散管6中，将不同种类的液体、固体炸药、氧化剂及催化剂通过燃料加注点(a)10及燃料加注点(b)11加入，在点火处13点火，点火后的物料在扩散管6将爆轰调整至初始爆炸状态，喷入火箭燃烧室7爆炸达到最大值，爆震波推动火箭飞行，与此同时另一部分空气经冲压吸气管9，并开启个系统上的阀门8(如果需要可在这根管上空气进口处加注火箭推进剂<炸药>及设置点火处)，汇入扩散管6的大喇叭口，至燃烧室7爆轰，以极高的速度由火箭尾部喷管喷出，推动火箭飞行。

图2是爆轰冲压火箭图，如图所示：当火箭飞行速度达到某个值，头部小火箭以外的传统火箭燃料停止供给，空气从4根内吸涵道2和外吸气涵道3，进入扩散管6，在燃料加注点(a)10、燃料加注点(b)11加注爆轰火箭炸药，用点火处13点火，将炸药爆轰的速度调整至穿过扩散管6时为初始状态，进入燃烧室7爆炸达到最大值，与此同时另一部分空气经冲压吸气管9，并打开这根管上的阀门8(如果需要可在这根管上的空气进口处加注火箭推进剂<炸药>、设置点火处)与扩散管6的大喇叭口尾部汇合至燃烧室7，在燃烧室爆炸达到最大值，爆轰波推动火箭飞行。

图3是内外吸气涵道爆轰冲压火箭图，如图所示：当火箭飞行速度达到某个值，头部小火箭以外的传统火箭燃料停止供给，空气经内、外吸气涵道进入扩散管6,将不同种类的液体、固体炸药、氧化剂及催化剂通过燃料加注点(a)10及燃料加注点(b)11加入，用点火处13点燃，当被点燃爆轰物料经过扩散管6时调整到初始爆炸状态，喷入火箭燃烧室7爆炸达到最大值，与此同时另一部分空气经冲压吸气管9，并开启这根管上的阀门8(如果需要可在这根管上空气进口处加注火箭炸药及设置点火处)，汇入扩散管6的大喇叭口尾部，至燃烧室7爆炸，以极高的速度由火箭尾部喷管喷出，爆震波推动火箭飞行。

图4是单根内吸气涵道爆轰冲压火箭图，如图所示：当火箭飞行速度达到某个值，头部小火箭以外的传统火箭燃料停止供给，空气经内吸气涵道2,进入扩散管6中，与此同时将不同种类的液体、固体炸药、氧化剂及催化剂通过燃料加注点(a)10及燃料加注点(b)11加入，在点火处13点火，点燃的爆炸物料在扩散管6调整至初始爆炸状态，喷入火箭燃烧室7爆炸达到最大值，爆震波推动火箭飞行。