本发明专利技术提出一种以混合火箭发动机为动力的人工影响天气飞行器，通过使用固液混合发动机为动力，发动机中的氧化剂与燃料分开储存，避免使用固体推进剂火工品，提高了人工影响天气飞行器生产、储存、运输和发射过程中的安全系数。通过使用固液混合发动机为动力，从而实现了人工影响天气飞行器低成本制造，降低了人工影响天气作业成本。通过使用固液混合发动机为动力，燃烧产物绿色清洁无毒，从而有效保护环境且不影响发射人员的健康。通过调节氧化剂充装量和选择氧化剂种类能够自由调节飞行器飞行高度，节约了能源。通过采用降落伞回收，降低飞行器坠落速度，进而使得人工影响天气飞行器发射不再受作业区人口密集度和建筑密集度影响。影响。影响。
【技术实现步骤摘要】
一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器
[0001]本专利技术属于气象飞行器和火箭发动机领域，特别涉及一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器。
技术介绍
[0002]为了避免或减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当条件下通过现代科技技术手段对局部大气的物理变化过程进行人工干预影响，调整天气状态，实现降雨、防雹、驱云等目的。目前主要采用的人工影响天气的作业方法有通过飞机、火箭或地面发生器等手段向云中播撒碘化银催化剂，改变云的微结构，使云、雾、降水等天气现象发生改变，其中火箭因具有高效率、远射程和高射高的显著优势而被广泛采用。因此设计一种基于火箭发动机的人工降雨、除雹、驱云飞行器对百姓生产作业活动和降灾具有重要意义。
[0003]技术专利《一种人工降雨消雹火箭》，专利号：ZL92238600.5公开了一种以固体火箭发动机为动力的人工降雨消雹火箭，该火箭由圆柱形壳体、弧形火箭头、安装在所述壳体尾部的尾翼、安装在所述壳体中的引火推进部分及安装在所述火箭头中的炸药部分组成，其特征在于所述壳体尾部为带有凸起环状弹带的船尾结构，所述火箭头与所述壳体间嵌入连接有其上有柱形长孔的筒形中间底，中间底靠所述火箭头的端部外表面有一凸起环形弹带装于所述火箭头内的爆炸部分由从所述火箭头顶部依次装于其中的配重物、弧形炸药块、锥形金属炸药罩、装于所述弧形炸药块中心的碘化银催化剂及公知引爆装置，装于所述中间底与锥形炸药罩间形成环形空间中的环形炸药、装于所述中间底中的筒形衬套及装于中间底上多个柱形长孔中的柱形炸药及小弧形金属炸药罩，装于所述衬套及所述锥形炸药罩内腔中的点火延时火药，依次装于所述中间底底部空腔中的中心开有小引火孔的金属垫片、环状双基药块、点火药饼组成。引火推进部分由装于所述壳体内腔中且心部具有横截面为星形的空腔的柱形双基药推进剂块及装于壳体尾部船型段中的喷管、装于推进剂内腔中且带有引火导线的公知点火头及使其定位的定位环装于喷管中的纸片及密封圈组成。所述中间底与所述推进剂块间有石棉片，所述推进剂块与所述壳体内表面间由硝基油漆布包覆层粘接，其余各部件件由普通粘接剂粘接。所述推进剂、喷管、中间底之间经配合锥度相互嵌入连接，中间底与壳体间经配合锥度相连接。所述壳体、喷管、中间底由玻璃钢制成，火箭头及尾翼由塑料制成。
[0004]由于该专利技术专利公开的人工降雨消雹火箭的动力是固体火箭发动机，该发动机中中装有大量高能固体推进剂，属于易燃、易爆火工品，潜在的存在巨大的危险性，尤其是储存、运输和发射过程中极易因静电、撞击等发生爆炸，从而威胁操作人员人身安全。火箭工作结束后，往往易残留未燃烬的固体推进剂而降落至地面，这种未燃烬的固体推进剂在自然光、微小热源条件下都易发生二次燃烧，进而引发火灾。此外，火箭工作结束后依靠重力降落而无减速降落装置，易引发高空坠物伤及人员或建筑，因此该人工降雨消雹火箭在人口或建筑密集处使用时存在严重的安全隐患。
[0005]综上所述，现有公开技术中的人工降雨消雹火箭采用固体火箭发动机为动力，该
发动机中装有大量的双基推进剂，该推进剂主要由硝化甘油和硝化纤维素制备而成，且燃料与氧化剂已均匀混合，推进剂属于易燃、易爆的火工品，因此该人工降雨消雹火箭在储存、运输和发射过程中存在极大的安全隐患，此外，该火箭工作结束后降落过程中无减速制动装置，该火箭残骸以高速坠落方式坠入大地，易造成人员伤害和建筑损毁。
技术实现思路
[0006]本专利技术提出一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器，该飞行器以混合火箭发动机为动力，因混合火箭发动机中氧化剂种类根据发射需要能选用液体氧化亚氮，也可选用高压氧气，且氧化剂与固体燃料药柱分开储存在飞行器中，因此以混合火箭发动机为动力的人工影响天气飞行器在制造、储存、运输和发射过程中都具有较高的安全性。此外，本专利技术提出的一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器带有降落伞，在火箭残骸降落过程中能够减速制动，防止火箭残骸伤害人员和损毁建筑。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器，其特征在于，包括飞行器外壳体、点火药剂，氧化剂电爆阀13、喷注器14、降落伞6、点火药包21和连接结构；
[0008]所述飞行器外壳体包括头锥1、伞舱圆筒7、氧化剂储箱11、推力室前封头14、推力室壳体16和尾翼19，且头锥1、伞舱圆筒7、氧化剂储箱11、推力室前封头14、推力室壳体16和尾翼19依次连接；
[0009]所述头锥1和伞舱圆筒7之间通过火药隔板隔开，自头锥1端部起，头锥1内部依次装有锥形火药、催化剂和火药引燃器4；
[0010]所述伞舱圆筒7和氧化剂储箱11之间通过伞舱隔板8和弹簧9隔开，伞舱圆筒7内装有降落伞，弹簧初始状态为压缩状态；伞舱隔板中心处开有通孔，降落伞的伞绳通过该中心通孔和弹簧9后与氧化剂储箱11头部连接；
[0011]所述氧化剂储箱11内部储存氧化剂，其底端通过排放嘴与氧化剂电爆阀13入口连接；能够通过调节氧化剂的种类和/或存储量调节飞行器的飞行高度；
[0012]所述推力室前封头14一端与氧化剂电爆阀13出口连接，另一端与喷注器15连接；且氧化剂电爆阀13和推力室前封头14外部通过连接结构进行连接；
[0013]所述推力室壳体16内部同轴装有绝热层管17，绝热层管17内部同轴装有固体燃料药柱，且固体燃料药柱为环形药柱；
[0014]所述喷管20前端与推力室壳体16后端连接，推力室壳体16后端两侧设有尾翼19；尾翼19沿推力室壳体16外壁周向均布。
[0015]本专利技术进一步的技术方案是：所述头锥1前半段为锥形，后半段为圆筒形，头锥末端内壁加工有内螺纹；锥形火药为中空结构，锥形火药装入前半段锥形头部并与前半段锥形头部紧密贴合，且依次在锥形火药中空结构内放入催化剂和火药引燃器，通过火药隔板将锥形火药、碘化银催化剂和火药引燃器封装在头锥中，并通过密封胶粘接。
[0016]本专利技术进一步的技术方案是：所述推力室前封头14靠近氧化剂储箱11的一端为凹形，且圆心朝向推力室壳体16内腔，凹腔轴线处为推力室氧化剂入口，且凹腔上设有点火药包21。
[0017]本专利技术进一步的技术方案是：所述推力室壳体16内径与所述绝热层管17外径相
同，绝热层管17内径与所述固体燃料药柱外径相同，绝热层管17长度与所述固体燃料药柱18长度相同。
[0018]本专利技术进一步的技术方案是：所述喷管20内部为拉瓦尔喷管构型，其中前半段为圆锥形渐缩结构，中间为直径不变的圆柱孔，后半段为圆锥形渐扩结构；喷管20外轮廓后端连接有长围裙，且围裙呈现弧形翅片状，四只翅片状围裙沿所述喷管20的后端外轮廓均匀分布，在每组翅片的前后段各有两通孔。
[0019]本专利技术进一步的技术方案是：所述尾翼19的翼面为薄片直角梯形，底座为弧形翅片状；尾翼19的底座前段和后段均各有两通孔，所述尾翼19共有4支且几何尺寸、材料完全相同，所述4支尾翼与所述喷管20后端的围裙通过铆钉连接，且所述尾翼19的翼尖朝向头锥。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器，其特征在于，包括飞行器外壳体、点火药剂，氧化剂电爆阀(13)、喷注器(14)、降落伞(6)、点火药包(21)和连接结构；所述飞行器外壳体包括头锥(1)、伞舱圆筒(7)、氧化剂储箱(11)、推力室前封头(14)、推力室壳体(16)和尾翼(19)，且头锥(1)、伞舱圆筒(7)、氧化剂储箱(11)、推力室前封头(14)、推力室壳体(16)和尾翼(19)依次连接；所述头锥(1)和伞舱圆筒(7)之间通过火药隔板隔开，自头锥(1)端部起，头锥(1)内部依次装有锥形火药、催化剂和火药引燃器(4)；所述伞舱圆筒(7)和氧化剂储箱(11)之间通过伞舱隔板(8)和弹簧(9)隔开，伞舱圆筒(7)内装有降落伞，弹簧初始状态为压缩状态；伞舱隔板中心处开有通孔，降落伞的伞绳通过该中心通孔和弹簧(9)后与氧化剂储箱(11)头部连接；所述氧化剂储箱(11)内部储存氧化剂，其底端通过排放嘴与氧化剂电爆阀(13)入口连接；能够通过调节氧化剂的种类和/或存储量调节飞行器的飞行高度；所述推力室前封头(14)一端与氧化剂电爆阀(13)出口连接，另一端与喷注器(15)连接；且氧化剂电爆阀(13)和推力室前封头(14)外部通过连接结构进行连接；所述推力室壳体(16)内部同轴装有绝热层管(17)，绝热层管(17)内部同轴装有固体燃料药柱，且固体燃料药柱为环形药柱；所述喷管(20)前端与推力室壳体(16)后端连接，推力室壳体(16)后端两侧设有尾翼(19)；尾翼(19)沿推力室壳体(16)外壁周向均布。2.如权利要求1所述的一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器，其特征在于，所述头锥(1)前半段为锥形，后半段为圆筒形，头锥末端内壁加工有内螺纹；锥形火药为中空结构，锥形火药装入前半段锥形头部并与前半段锥形头部紧密贴合，且依次在锥形火药中空结构内放入催化剂和火药引燃器，通过火药隔板将锥形火药、碘化银催化剂和火药引燃器封装在头锥中，并通过密封胶粘接。3.如权利要求1所述的一种基于混合火箭发动机的人工影响天气飞行器，其特征在于，所述推力室前封头(14)靠近氧化剂储箱(11)的一端为凹形，且圆心朝向推力室壳体(16)内腔，凹腔轴线处为推力室氧化剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡松启，王印，刘林林，张研，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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