[发明专利]一种基于真空管道加速的航天发射系统管道与发射方法

权利要求书

1.一种基于真空管道加速的航天发射系统管道，其特征在于：包括依山体(3)而建的管道(1)，管道(1)出口位于山体(3)顶部，跟水平面呈仰角α；管道(1)内设置有车辆(2)，车辆(2)上装载有火箭/航天器(4)，管道(1)配有抽真空的真空泵(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于真空管道加速的航天发射系统管道，其特征在于：所述的管道(1)为真空管道，由始发段(11)、加速段(12)和发射段(13)组成，始发段(11)和加速段(12)之间设有第一气闸门(51)，加速段(12)和发射段(13)之间设有第二气闸门(52)，始发段(11)初始端头设置入口门(111)，发射段(13)结尾端头设置出口门(131)，始发段(11)、加速段(12)和发射段(13)均配有抽真空的真空泵(6)。

3.根据权利要求1所述的一种基于真空管道加速的航天发射系统管道，其特征在于：所述的车辆(2)为真空管道交通车辆，去掉车厢，保留底盘改造而成；车辆(2)为磁悬浮车辆，搭载有火箭/航天器(4)的车辆(2)能够达到2km/s以上的高超音速。

4.根据权利要求1所述的一种基于真空管道加速的航天发射系统管道，其特征在于：所述的车辆(2)与火箭/航天器(4)之间设置成可自动分离形式，进入发射段(13)后，车辆(2)减速，火箭/航天器(4)脱离车辆(2)，在贯性作用下冲出发射段(13)的出口(131)进入天空。

5.根据权利要求1所述的一种基于真空管道加速的航天发射系统管道，其特征在于：所述的山体(3)海拔大于7000m，使发射的火箭/航天器(4)能够直接进入小于0.4atm稀薄气体空间。

6.利用权利要求2所述的一种基于真空管道加速的航天发射系统管道的发射方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：始发段(11)和加速段(12)之间的第一气闸门(51)处于关闭状态，加速段(12)和发射段(13)之间的第二气闸门(52)处于关闭状态，发射段(13)出口门(131)处于关闭状态，启动真空泵(6)，为加速段(12)和发射段(13)抽真空，直至达到所需的真空度；

步骤2：将搭载有火箭/航天器(4)的车辆(2)送入始发段(11)，关闭入口门(111)；

步骤3：给始发段(11)抽真空，直至达到所需的真空度；

步骤4：打开始发段(11)和加速段(12)之间的第一气闸门(51)，打开加速段(12)和发射段(13)之间的第二气闸门(52)；

步骤5：启动搭载有火箭/航天器(4)的车辆(2)，驶入加速段(12)并持续加速；

步骤6：搭载有火箭/航天器(4)的车辆(2)驶过第二气闸门(52)后，车辆(2)减速制动，火箭/航天器(4)脱离车辆(2)冲向出口门(131)；

步骤7：火箭/航天器(4)接近出口门(131)时，火箭/航天器(4)的气动冲压作用力冲开出口门(131)，火箭/航天器(4)冲出出口门(131)进入天空；与此同时，火箭/航天器(4)点火，开始为火箭/航天器(4)自身提供推力；

步骤8：火箭/航天器(4)冲出出口门(131)后，出口门(131)立即关闭，同时车辆(2)退回到始发段(11)；

步骤9：关闭第一气闸门(51)和第二气闸门(52)，启动真空泵(6)，对加速段(12)和发射段(13)进一步抽真空，直至达到所需的真空度，准备下一次发射任务。

7.根据权利要求6所述的发射方法，其特征在于：所述的加速段(12)末端和发射段(13)设置成具有曲率半径R的竖曲线线形，以增大其发射仰角α’，α’最大达到90°。