高压压缩气体助推发射运载火箭方法

技术领域

本发明涉及一种高压压缩气体助推发射运载火箭方法，尤其是较常规发射可减少第一级火箭，较火箭回收效果更好，既能省掉繁琐回收程序，又能避免回收失误，还能重复使用多次，发射费用进一步降低的高压压缩气体助推发射运载火箭方法。

背景技术

近来有人发明了运载火箭常规发射后的第一级火箭回收技术，回收的第一级火箭可重复使用，降低了发射费用，缩短了发射周期。

但火箭回收技术仍然存在缺陷。

其一，回收程序繁琐。

其二，可靠性不高。

其三，回收的第一级火箭重复使用次数少，一般不超过5次。

如果能让运载火箭以很大初速度离地升空，那么就可以省掉运载火箭的第一级火箭。省掉第一级火箭，就相当于常规发射后回收了第一级火箭，就相当于第一级火箭的无限多次重复使用，既能省掉繁琐回收程序，又能避免回收失误，同时发射费用更低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种，较常规发射可减少第一级火箭，较火箭回收效果更好，既能省掉繁琐回收程序，又能避免回收失误，还能重复使用多次，发射费用进一步降低的高压压缩气体助推发射运载火箭方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的：

一种高压压缩气体助推发射运载火箭方法，含导管、活塞、平板车、气罐、安装体和输气装置。

该安装体为山体，该山体中设置竖直山洞和发射室。

该山洞，其为圆筒形，其上下两端均敞开，其轴线竖直。

该发射室，其为立方体形或长方体形或圆柱形，其上端与该山洞的下端相接，其轴线与该山洞的轴线重合，其水平底面的面积大于该山洞横断面的面积，其室壁上安装密封门。

该导管，其为圆筒形，其轴线坚直，其用高强度、耐磨损合金制造，其高度大于竖立的运载火箭的高度，其内表面光滑，其外径小于该山洞的内径，其内径大于该运载火箭的最大外径。

多个导管竖直首尾同轴相接，且用钢筋水泥竖直固定安装在该山洞中。

这多个导管中，位于最上面的导管的内腔中安装止动环和弹簧。

该止动环，其内径大于运载火箭的最大外径，其外圆周表面与相应位置的最上面导管中部的内圆周表面固定连接，其轴线与该导管的轴线重合。

该弹簧，其为竖直螺旋管形，其轴线与该止动环的轴线重合，其内径大于该止动环的内径，其外径小于该导管的内径，其上端与该止动环的下圆环面固定连接。

这多个导管中，位于最下面的导管，其位于该发射室中，其沿轴线分割为左半个导管和右半个导管；该左半个导管和该右半个导管在机械的操控下，既可沿径向相互分开，也可沿径向向中央靠拢结合为稳定整体；当该左半个导管和该右半个导管结合为整体后，其轴线与上方的其他导管的轴线重合，其彼此接合处不漏气，其上端与相邻的上导管的下端紧密接触且不漏气。

该活塞，其为圆筒形，其轴线竖直，其上端的端盖厚实，其下端敞开，其外径小于导管的内径，其外径大于运载火箭的最大外径，其外圆周表面上从上至下均匀分布k个活塞环槽，其轴线与这k个活塞环槽的轴线均重合；这k个活塞环槽的每个活塞环槽中都套装一个活塞环，该活塞上共安装k个活塞环。

该活塞环，其弹性好、强度高、耐磨损，其沿径向的横断面为矩形，其端口的间隙宽度为0.2-0.5毫米，其内径大于其所在的活塞环槽槽底面的外径，其外圆周表面从相应位置的该活塞的外圆周表面向外突出，其轴向厚度小于该活塞环槽的轴向宽度。

该活塞上的k个活塞环的端口的位置相互错开，当该活塞沿导管的内腔向上运动时，这 k个活塞环的外圆周表面均与该导管上布满润滑油的内圆周表面活动接触，且能阻止该导管内腔下方的压缩空气向上泄漏。

该平板车上平板的上表面水平，该活塞放置在该平板的上表面上，运载火箭竖立于该活塞的端盖上，该运载火箭的轴线与该活塞的轴线重合；该平板车，负责将该活塞和该运载火箭，通过水平平坦车道，从火箭组装车间运输至该发射室。

该气罐，其为贮存高压压缩气体的厚实坚固容器，其容积远大于该发射室和这多个导管的总容积，根据理想气体状态方程，当其贮存的高压压缩气体的体积增大到等于其、该发射室和这多个导管的总容积时，该高压压缩气体的压强减小不多。

该输气装置含泄气管、泄气阀、输气管、输气阀、进气管和进气阀。

该泄气管，其里端与该发射室连通，其外端与大气相通。

该泄气阀固定安装在该泄气管上，以控制该发射室内气体向大气的泄漏速度和泄漏量。

该输气管，其一端与该气罐连通，其另一端与该发射室连通。

该输气阀固定安装在该输气管上，以控制该气罐内高压压缩气体向该发射室的输送。

该进气管，其一端与该气罐连通，其另一端向外伸出。

该进气阀固定安装在该进气管上；该进气阀关闭时阻止该气罐内高压压缩气体通过该进气管向外泄漏，该进气阀打开时外面的压强更大的压缩气体通过该进气管进到该气罐中。

该气罐内贮存的高压压缩气体的压强足够大，该压强足够大的高压压缩气体这样产生：

先用空气压缩机将空气压缩后通过该进气管输入该气罐中，然后在该气罐内燃烧燃料，使该气罐中高压压缩气体在竖直向上作用于该活塞时产生的竖直向上压力，远大于该活塞和竖立于该活塞上的运载火箭的总重力。

该高压压缩气体助推发射运载火箭方法的使用方法是这样的：

第一步，准备：

该发射室的密封门打开；该发射室上泄气管的泄气阀关闭；该发射室中导管的左半个导管和右半个导管在机械的操控下相互分开，该平板车驼载着该活塞和竖立于该活塞上的运载火箭，从火箭组装车间运输到达该发射室的发射位，让该活塞和该运载火箭的轴线均与上方的其他导管的轴线重合；接着该左半个导管和该右半个导管在机械的操控下向中央靠拢，且组合为稳定整体，此时该活塞上的k个活塞环的外圆周表面均与该导管上布满润滑油的内圆周表面接触，但该导管的下端位于该平板车的上方；然后关闭该密封门。

第二步，发射：

打开该输气管上的输气阀，让该气罐内的高压压缩气体通过该输气管流进该发射室，并推动该活塞和该运载火箭沿这多个导管的内腔以很大的加速度共同加速上升；当该活塞与最上面的导管上的弹簧接触后便向上做减速运动直到速度减小为零，而该运载火箭脱离该活塞继续以很大速度惯性上升，此时关闭该输气阀；该运载火箭离开最上面的导管后点火继续加速上升。

第三步，让该活塞降落到该平板车上：

该泄气管上泄气阀打开，让该发射室内的气体缓慢外泄，该活塞随即缓慢下降，直到降落至该平板车上；当该活塞降落至该平板车上后，该泄气阀充分打开，让该发射室内气体的压强快速降至等于大气压强；至此，该运载火箭的发射完成，以后的发射只是上述程序的重复。

实施该高压压缩气体助推发射运载火箭方法，其较常规发射方法能减少第一级火箭，相当于常规发射后的第一级火箭回收，其不但与当前的先进的第一级火箭的回收技术异曲同工，而且效果更好，既能省掉繁琐回收程序，又能避免回收失误，还使得重复使用的次数远多于回收的第一级火箭，发射费用进一步降低。

采用这样的结构后，由于多个导管用钢筋水泥竖直固定安装在山洞中，结构非常坚固，加之导管用高强度、耐磨损合金制造，经久耐用，可发射运载火箭至少千次，分摊下来的发射费用大大降低。

采用这样的结构后，由于活塞上安装k个活塞环，类似于柴油机活塞上安装多个活塞环，不但密封性能好，而且可防止活塞卡死，工作可靠性大大提高。

采用这样的结构后，由于利用高压压缩气体推动活塞和运载火箭加速上升，没有火焰，温度几乎不升高，安全性大大提高。

采用这样的结构后，由于止动环和弹簧安装在最上面的导管上，加速距离为最大值，运载火箭在离开导管时速度可达最大值。

采用这样的结构后，由于高压压缩气体不是直接推运载火箭，而是推活塞，解决了密封防止漏气的难题。

采用这样的结构后，由于发射室设置泄气管和泄气阀，使得位于最上面导管中的活塞能缓慢下降到平板车上，解决了完好回收活塞的技术难题。

采用这样的结构后，运载火箭在发射室升空时，不必移走平板车，较常规发射大大简化了操作程序。

采用这样的结构后，由于采用在气罐内燃烧燃料的办法进一步增大气罐内压缩气体的压强，解决得到高压压缩气体的技术难题。

采用这样的结构后，较常规发射，运载火箭可减少第一级火箭，相当于常规发射的第一级火箭回收，其不但与当前的先进的第一级火箭的回收技术异曲同工，而且效果更好，既能省掉繁琐回收程序，又能避免回收失误，还使得重复使用的次数远多于回收的第一级火箭，发射费用进一步降低。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是高压压缩气体助推发射运载火箭方法的竖直剖面示意图，但山洞、气罐和输气装置没有画出，位于发射室的导管上的左半个导管和右半个导管已分离。

图2是高压压缩气体助推发射运载火箭方法的竖直剖面示意图，但山洞、气罐和输气装置没有画出，位于发射室的导管上的左半个导管和右半个导管已组合为整体。

图3是山洞、气罐、发射室和输气装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种高压压缩气体助推发射运载火箭方法，含导管2、活塞6、平板车9、气罐10、安装体和输气装置。

如图3所示，该安装体为山体，该山体中设置竖直山洞8和发射室5。

如图3所示，该山洞8，其为圆筒形，其上下两端均敞开，其轴线竖直。

如图3所示，该发射室5，其为立方体形或长方体形或圆柱形，其上端与该山洞8的下端相接，其轴线与该山洞8的轴线重合，其水平底面的面积大于该山洞8横断面的面积，其室壁上安装密封门。

如图1、图2所示，该导管2，其为圆筒形，其轴线坚直，其用高强度、耐磨损合金制造，其高度大于竖立的运载火箭1的高度，其内表面光滑，其外径小于该山洞8的内径，其内径大于该运载火箭1的最大外径。

多个导管2竖直首尾同轴相接，且用钢筋水泥竖直固定安装在该山洞8中。

如图1、图2所示，这多个导管2中，位于最上面的导管2的内腔中安装止动环3和弹簧4。

如图1、图2所示，该止动环3，其内径大于运载火箭1的最大外径，其外圆周表面与相应位置的最上面导管2中部的内圆周表面固定连接，其轴线与该导管2的轴线重合。

如图1、图2所示，该弹簧4，其为竖直螺旋管形，其轴线与该止动环3的轴线重合，其内径大于该止动环3的内径，其外径小于该导管2的内径，其上端与该止动环3的下圆环面固定连接。

如图1、图2所示，这多个导管2中，位于最下面的导管2，其位于该发射室5中，其沿轴线分割为左半个导管2a和右半个导管2b。该左半个导管2a和该右半个导管2b在机械的操控下，既可沿径向相互分开，也可沿径向向中央靠拢结合为稳定整体。当该左半个导管2a和该右半个导管2b结合为整体后，其轴线与上方的其他导管2的轴线重合，其彼此接合处不漏气，其上端与相邻的上导管2的下端紧密接触且不漏气。

如图2所示，该活塞6，其为圆筒形，其轴线竖直，其上端的端盖厚实，其下端敞开，其外径小于导管2的内径，其外径大于运载火箭1的最大外径，其外圆周表面上从上至下均匀分布k个活塞环槽6a，其轴线与这k个活塞环槽6a的轴线均重合。这k个活塞环槽6a 的每个活塞环槽6a中都套装一个活塞环7，该活塞6上共安装k个活塞环7。

如图2所示，该活塞环7，其弹性好、强度高、耐磨损，其沿径向的横断面为矩形，其端口的间隙宽度为0.2-0.5毫米，其内径大于其所在的活塞环槽6a槽底面的外径，其外圆周表面从相应位置的该活塞6的外圆周表面向外突出，其轴向厚度小于该活塞环槽6a的轴向宽度。

如图2所示，该活塞6上的k个活塞环7的端口的位置相互错开，当该活塞6沿导管2的内腔向上运动时，这k个活塞环7的外圆周表面均与该导管2上布满润滑油的内圆周表面活动接触，且能阻止该导管2内腔下方的压缩空气向上泄漏。

如图1、图2所示，该平板车9上平板9a的上表面水平，该活塞6放置在该平板9a的上表面上，运载火箭1竖立于该活塞6的端盖上，该运载火箭1的轴线与该活塞6的轴线重合。该平板车9，负责将该活塞6和该运载火箭1，通过水平平坦车道，从火箭组装车间运输至该发射室5。

如图3所示，该气罐10，其为贮存高压压缩气体的厚实坚固容器，其容积远大于该发射室5和这多个导管2的总容积，根据理想气体状态方程，当其贮存的高压压缩气体的体积增大到等于其、该发射室5和这多个导管2的总容积时，该高压压缩气体的压强减小不多。

如图3所示，该输气装置含泄气管11、泄气阀12、输气管13、输气阀14、进气管15 和进气阀16。

如图3所示，该泄气管11，其里端与该发射室5连通，其外端与大气相通。

如图3所示，该泄气阀12固定安装在该泄气管11上，以控制该发射室5内气体向大气的泄漏速度和泄漏量。

如图3所示，该输气管13，其一端与该气罐10连通，其另一端与该发射室5连通。

如图3所示，该输气阀14固定安装在该输气管13上，以控制该气罐10内高压压缩气体向该发射室5的输送。

如图3所示，该进气管15，其一端与该气罐10连通，其另一端向外伸出。

如图3所示，该进气阀16固定安装在该进气管15上；该进气阀16关闭时阻止该气罐10内高压压缩气体通过该进气管15向外泄漏，该进气阀16打开时外面的压强更大的压缩气体通过该进气管15进到该气罐10中。

该气罐10内贮存的高压压缩气体的压强足够大，该压强足够大的高压压缩气体这样产生：

如图3所示，先用空气压缩机将空气压缩后通过该进气管15输入该气罐10中，然后在该气罐10内燃烧燃料，使该气罐10中高压压缩气体在竖直向上作用于该活塞6时产生的竖直向上压力，远大于该活塞6和竖立于该活塞6上的运载火箭1的总重力。

该高压压缩气体助推发射运载火箭方法的使用方法是这样的：

第一步，准备：

如图1、图2、图3所示，该发射室5的密封门打开。该发射室5上泄气管11的泄气阀12关闭。该发射室5中导管2的左半个导管2a和右半个导管2b在机械的操控下相互分开，该平板车9驼载着该活塞6和竖立于该活塞6上的运载火箭1，从火箭组装车间运输到达该发射室5的发射位，让该活塞6和该运载火箭1的轴线均与上方的其他导管2的轴线重合。接着该左半个导管2a和该右半个导管2b在机械的操控下向中央靠拢，且组合为稳定整体，此时该活塞6上的k个活塞环7的外圆周表面均与该导管2上布满润滑油的内圆周表面接触，但该导管2的下端位于该平板车9的上方。然后关闭该密封门。

第二步，发射：

如图2、图3所示，打开该输气管13上的输气阀14，让该气罐10内的高压压缩气体通过该输气管13流进该发射室5，并推动该活塞6和该运载火箭1沿这多个导管2的内腔以很大的加速度共同加速上升。当该活塞6与最上面的导管2上的弹簧4接触后便向上做减速运动直到速度减小为零，而该运载火箭1脱离该活塞6继续以很大速度惯性上升，此时关闭该输气阀14。该运载火箭1离开最上面的导管2后点火继续加速上升。

第三步，让该活塞6降落到该平板车9上：

如图2、图3所示，该泄气管11上泄气阀12打开，让该发射室5内的气体缓慢外泄，该活塞6随即缓慢下降，直到降落至该平板车9上。当该活塞6降落至该平板车9上后，该泄气阀12充分打开，让该发射室5内气体的压强快速降至等于大气压强。至此，该运载火箭 1的发射完成，以后的发射只是上述程序的重复。

实施该高压压缩气体助推发射运载火箭方法，其较常规发射方法能减少第一级火箭，相当于常规发射后的第一级火箭回收，其不但与当前的先进的第一级火箭的回收技术异曲同工，而且效果更好，既能省掉繁琐回收程序，又能避免回收失误，还使得重复使用的次数远多于回收的第一级火箭，发射费用进一步降低。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明。本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。