[发明专利]连续爆轰叠加冲压火箭工作方法

说明书

技术领域

连续爆轰叠加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。

发明内容

连续爆轰叠加冲压火箭简而言之：就是将炸药爆炸的强度在可控制的状态下作为叠加冲压火箭(已审报专利,在进行中)的推进剂，使火箭在超高声速飞行中制氧，连续爆轰叠加冲压火箭的组成：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、点火处a9、燃料加注点(a)10、燃料加注点b11、内吸气涵道喇叭口燃料加注点(b)12、燃料加注点c13、燃料加注点d14、扩散管b15、外吸气涵道b16、吸气吼17、点火处b18、冲压吸气管19，能够在零速飞、速度能满足冲压条件时可以冲压吸气(停止头部小火箭的驱动吸气方式)，当飞出大气层关闭所有的阀门8，进入燃烧液氢、液氧飞行传统模式，在太空工作完成后返回大气层，头部小火箭再次点火驱动吸气，启动爆轰叠加冲压火箭，重新返回地面，此火箭是可以反复使用的火箭。

相同的火箭，叠加与没有叠加相比在大气层中消耗相同数量的液氧飞行时，叠加火箭的推力可以大几倍甚至于大十几倍，叠加火箭适应于建造大推力火箭，由于火箭推进剂是使用的炸药，速度可达高超声速飞行。

附图说明

图1是连续爆轰叠加冲压火箭图，如图所示，头部小火箭1点燃后(是需要提供液氧及传统火箭燃料的传统火箭)，将高速火焰气流喷入扩散管a6中，吸气室4产生负压,将空气由4根内吸气涵道2,将空气吸至吸气室4后被压入扩散管a6中，这四根内吸气涵道是从头部小火箭1内部穿过的,在燃料加点a10、燃料加注点b11加注火箭推进剂，在点火处a9点火后，物料在扩散管a6大喇叭口处产生爆轰,产生的高速火焰喷入扩散管b15中，外吸气涵道b16会产生负压，将空气由吸气孔17及外吸气涵道b16吸入，在燃料加注点c13、燃料加注点d14加注火箭推进剂，与空气混合的火箭推进剂被推入扩散管b15中，在处火处b18(或利用扩散管a6的火焰点火)点火，混合空气的火箭推进剂进入燃烧室7中产生爆轰，另一部分空气经吸气孔17、冲压吸气管19(开启这根管上的阀门8，根据需要可以在冲压吸气管b15空气进口处加注火箭推进剂及设置点火处),汇入扩散管b15的大喇叭口，续进入燃料室7燃烧，在火箭尾部喷管喷出，推动火箭飞行。