[发明专利]一种无需雾化装置或喷雾装置的双组元火箭发动机

说明书

本专利意图提供一种无需雾化装置和喷雾装置的液体火箭发动机的设计方案，介绍了一种燃料经由气化装置后进入燃烧过程的流程，此外附加了一些其他的注意事项，还介绍了气化装置的具体结构，引入了混合室的概念，给出了热力学循环的两种可能，最后还提供了一些关于开关机，保证安全性能，介绍了对于这种火箭发动机而言如何改变推力大小和方向，提出了对液泵和气泵的新要求，列举了一些该发动机的优缺点.摘要附图为说明书附图中的图1。技术领域是液体双组元火箭发动机；液体双组元火箭发动机的运行方式。

背景：

目前的主流火箭发动机大多包含雾化器或广义而言的液滴发生装置，需要对微小液滴的生成进行复杂的考量才能保证百分之98到百分之99的燃烧比率，根据一些报道：无需雾化设备直接基于气化混合后的燃烧推力系统很难有大的发展，而本专利所介绍的发动机是一种基于基本物理理论和自然科学常识的基础上尽可能的优化气气混合式发动机

如专利US4879874；US4901525；US5267437所阐述的液体发动机中，燃料或被增压或被部分气化

在专利CN1201075C所阐述的液体发动机中，集约并再组织了很多其它发动机中本该与燃烧室和推力室相互独立的组成部分，虽然质量得以减轻，但对制造工艺提出了更高的要求

专利US5918460中披露了一种液体火箭发动机，采用了气化液氧的方式供给燃烧室

而本专利不仅气化了燃料也气化了氧化剂，且保证了在燃烧室中燃烧的绝大多数都是气态混合物，而非液滴混合物燃烧或单一组分氧化剂与周围的气体燃料燃烧或单一组分燃料或周围的气态氧化剂燃烧

技术领域：

双组元液体火箭发动机，发动机中包含气化设备，包含冷却发动机的热力学循环过程

说明部分：

这是一种无需雾化装置或喷雾装置的双组元火箭发动机。

在本专利中提及的泵及涡轮在绝大多数情况下指的是相同的概念。

本专利主要是为液氧甲烷供给系统所设计的。

为了贴合实际需要，本专利的使用者应该根据实际情况来制造发动机并设置各环节的具体参数。

基于工艺简便的考量，本发动机不采用燃烧室和推力室內铸沟道的设计方案。

推荐使用液氧甲烷作为燃料和氧化剂，基于多次启动的考量，还需提供吹除用的惰性气体储箱。

由于实际制造时可能会考虑不同的燃料及氧化剂组合的方案，因此气化室的稳态工作温度可能也会有所不同。

该发动机的工作方式大体由图1所给出，燃料(2，13)和氧化剂(1，14)由泵(4，15)送入气化室 (5，17)，经气化室气化的气体由气泵(6，18)加速送至混合室(9，21，30)，混合室的混合物在燃烧室内燃烧(11，23，32)，产生的高温高压气体由推力室(12，24，36)排出，另一方面，冷凝管(7，19)收集在管壁凝结的液滴，液滴经过冷却液(8，22)，在通过液泵加速送至燃烧室和推力室旁为了能给燃烧室和推力室降温，这些冷凝液又重新被送入燃料泵中，如此一来便达成了一种热力学循环。

此外这种，发动机和目前常用的发动机的另一个主要区别是，它在燃烧室上方还有气体混合室如图 4，5所示的设计，燃料从混合室两端进入，而氧化剂位于混合室顶端，由此实现燃料和氧化剂的充分混合，本专利不对组装时燃料管和混合室的注入倾角进行规范。

该发动机燃烧室(32)和推力室(36)的总体布局如图4所示，这种设置对应的是流程图1，31和34接冷凝液管(37和38)与泵(4，15)相连，如果采用图2所示的流程则是一段接气化室入口，另一端接气泵，此外还设置了燃烧室喉部紧固中空罗圈(35，41)，冷却液在其中流动给管壁降温。