[发明专利]电热储能蒸汽火箭

说明书

技术领域

本发明属于火箭动力系统的技术领域，具体涉及由电能加热水产生高温高压的水蒸汽，以极高的速度从喷管排出从而产生动力推动火箭发射。

背景技术

现代火箭的动力系统，通常是由固体或液体的化学推进剂燃烧产生热气，通过喷口喷出气流，推动火箭升空。这种由发动机燃烧化学燃料推动火箭的动力系统，其结构复杂、造价高、而且火箭自身负重大。在生产、安装、调试等过程中工艺复杂。所使用的化学推进剂均为矿物燃料，非再生性循环能源，有的燃料存在剧毒，发射时会造成严重污染，在生产、运输及储存过程中都存在污染环境的安全隐患。因此该动力系统类型的火箭，总体成本高、费用大。不利于实现低成本、大推力、无污染以及可以重复使用的运载火箭的设计要求。

目前电能是应用于各个领域的主要能源。利用电能加热水产生高温高压的水蒸汽的技术也非常成熟。其结构简单、成本低、环保无污染。而且高温高压的水蒸汽所产生的推进力也非常大。如当饱和水蒸汽达260℃时，其产生的推力就达47.87(kg/cm²)。当100吨的火箭起飞质量，只要设计火箭喷管截面积达到2200cm²(相当于1个直径53厘米的喷管)即可推动其升空。

发明内容

本发明的电热储能蒸汽火箭动力系统，适用于一级大推力火箭的动力系统。无需发动机及燃料，只需用电与水即可发射火箭。其原理主要是由电加热火箭内部的电热储能块，再由电热储能块加热水，使其水温不断的升高，直到产生高温高压的水蒸汽。当水蒸汽达到设定的温度及压力值时，压力控制阀自动打开，水蒸汽由喷管排出并产生动力推动火箭发射。火箭离地升空，即脱离并中断电源(也可设计火箭升至数千米或更高的空中后中断电源并脱落电源线)。此时电热储能块内部温度将高达近1000℃或更高的设计温度。在火箭升空数分钟内，电热储能块持续不断的散发热量，并产生大量高温高压的水 蒸汽，直至将火箭推升到预定高度。随后与二级火箭分离，并完成运载任务。

本发明相对于其它大推力火箭动力系统，其优势在于结构简单、生产制造方便、火箭自身负重小、载荷力大、能源使用效率高、环保无污染。因此造价低、成本费用小、经济效益高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是电热储能蒸汽火箭构造示意图

图2是电热储能蒸汽火箭带电源线升空的构造示意图

图中：1.火箭箭体，2.压力控制阀，3.蒸汽出气孔，4.蒸汽，5.水，6.电热储能块，7.电源连接器，8.蒸汽喷管，9.火箭底坐，10.电源线，11.电源连接器辅助装置。

具体实施方式

在图1中，电热储能块(6)通过电源线(10)接通电源加热，电热储能块(6)温度升高加热其周围的水(5)。水温升高产生大量的水蒸汽(4)。当水蒸汽达到设定的压力时，压力控制阀(2)自动打开。蒸汽经出气孔(3)流出，通过蒸汽喷管(8)喷出蒸气，并生产推动力，推动火箭升空。火箭箭体(1)与火箭底坐(9)分离，同时电源连接器(7)分离并中断电源连接。但此时电热储能块(6)内部的温度将高达近1000℃或更高的设定温度。在火箭升空后，数分钟内依然稳定的加热水温。并不停的产生大量高温高压的水蒸汽，直到将火箭推升至预定高度及完成运载任务。

在图2中所示实施例与上述图1的实施例同理。其主要是为了增加火箭能量的供应，延长供电时间，使火箭的运载能力更强，以便于到达更高的空间高度。因此在火箭升空后，电源线连接电源继续供电。在到达数千米或更高的预定空间高度中断电源并脱落电源线。电源线由电源连接器辅助装置(11)辅助分离及辅助降落回地面，并回收再利用。