一种航天器上的CL喷管，把收缩管、CL燃气流加速增压管和扩张管依次机械连接，根据“流体在管中运动时，截面积小处流速大，截面积大处流速小”的原理，把收缩管制成反喇叭型截面积逐渐缩小的金属管，之后，把燃气流在管中做第一次增压加速运动后，并达跨音速；根据“F·t＝ΔW·V公式，流体在截面积相同管内运动时，管长流速快”的原理，把燃气流在截面积相同的管中进行第二次增压和加速运动后并达数倍音速；根据“流体在管中运动时，截面积小处流速小，截面积大处流速大”的反原理，把扩张管制成正喇叭型截面积逐渐扩大的金属管，把燃气流继续在管中进行第三次提速后，并达数十倍音速。
A CL nozzle on a spacecraft
A spacecraft on the CL nozzle, the CL gas flow acceleration and pressure pipe expansion pipe connected with the mechanical tensing pipe, according to the motion of the fluid in the pipe, small cross-sectional velocity, cross-sectional area at small flow principle \, after the shrinkage control inverse horn type sectional area gradually reduced metal the gas flow in the pipe, pipe in the first pressurized and accelerated after exercise, and reached the transonic; according to the\ F - t - V = W formula of fluid in motion the same sectional area tube length, velocity principle \, the gas flow in the cross-sectional area of the same tube second booster and after the accelerated movement and up to several times the speed of sound; according to the motion of the fluid in the pipe, the cross-sectional area of the small flow rate is small, the cross-sectional area at high velocity anti principle\, the expansion tube is horn shaped sectional area gradually expanded metal tube, the gas flow to After third speeds in the pipe, it reaches several times the speed of sound.
【技术实现步骤摘要】
—种航天器上的CL喷管所属
本专利技术涉及一种航天器发动机上燃气流增大装置，尤其是一种能把燃气流速度和压力同时增大的CL喷管。
技术介绍
目前，公知的拉瓦尔喷管是火箭发动机和航空发动机最常用的构件，由两个锥形管构成，其中一个为收缩管，另一个为扩张管。拉瓦尔喷管是推力室的重要组成部分。喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底。箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部，穿过窄喉后由后半部逸出。这一架构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化，使气流从亚音速到音速，直至加速至跨音速。所以，人们把这种喇叭形喷管叫跨音速喷管。由于它是瑞典人拉瓦尔专利技术的，因此也称为“拉瓦尔喷管”。分析一下拉瓦尔喷管的原理。火箭发动机中的燃气流在燃烧室压力作用下，经过喷管向后运动，进入喷管的Al，在这一阶段，燃气运动遵循“流体在管中运动时，截面小处流速大，裁面大处流速小”的原理，因此气流不断加速，当到窄喉时，流速已经超过了音速，而跨音速的流体在运动时却不再遵循“截面小处流速大，截面大处流速小”的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快，在A2，燃气流的速度被进一步加速，为2-3公里/秒，相当于音速的7-8倍，这样就产生了巨大的推力。拉瓦尔喷管实际上起到了一个“流速增大器”的作用。其实，不仅仅是火箭发动机，飞弹的喷管也是这样的喇叭形状的，所以拉瓦尔喷管在武器上有着非常广泛的应用。(选自百度百科拉瓦尔喷管)但是，拉瓦尔喷管把燃气流从反喇叭型的收缩管Al处，加压提速到窄喉管处时把燃气流提速到跨音速，随后却没有把这高压高速的燃气流再继续进行加压提速，而是采取了减压提速过程，导致燃气流对航天器反作用力的降低，并影响了航天器的速度和浪费燃料。
技术实现思路
为了克服现有航天器上拉瓦尔喷管燃气流压力降低、速度慢和反作用力小的不足，本专利技术提供一种航天器上的CL喷管，其喷管在原发动机功率和燃料量不变的情况下，把原燃气流的压力和速度再次提高，而且增加对航天器的反作用力，同时节省燃料。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案是，把CL喷管的收缩管、CL燃气流加速增压管和扩张管依机械连接；其中，收缩管剖面与CL燃气流加速增压管前端和CL燃气流加速增压管后端与扩张管剖面分别机械连接；收缩管是反喇叭型截面积逐渐缩小的耐高压耐高温金属管，CL燃气流加速增压管是长L、周长C和截面积前后相等的耐高压耐高温金属管，扩张管是正喇叭型截面积逐渐扩大的耐高压耐高温金属管；收缩管剖面、CL燃气流加速增压管前端、CL燃气流加速增压管后端和扩张管剖面内截面积均相等。根据“流体在管中流动时，裁面积小处流速大，裁面积大处流速小”的原理把收缩管制造成反喇叭型内截面积逐渐缩小的耐高压耐高温金属管，当燃气流运动到反喇叭型收缩管的窄喉处时，第一次把速度提到跨音速VI，并且燃气流压力到Pl ;之后根据F.T= AW.V公式，流体在截面积相同管中运动时，管长流速快的原理，(注:管长到一定量时，速度与管长成反比)把CL燃气流加速增压管制造成:长L、周长C和截面积相同耐高温耐高压金属管，其管截面积与收缩管剖面和扩张管剖面与喉管处截面积相同并机械连接。当收缩管的跨音速燃气流通过CL燃气流加速增压管后，第二次把燃气流增压并加速到数倍音速V3，(其中F是高压跨音速气流，t是燃气流在管中运动时间，M是燃气流量，V是燃气流速度)。最后运用恰恰相反的“流体在管中运动时，截面积大处流速大，截面积小处流速小”的原理，把扩张管制造成截面积逐渐扩大的正喇叭型耐高温耐高压的金属管，当燃气流通过扩张管A2后，第三次把燃气流加速到数+倍音速V4。CL喷管的第二种制造结构是把收缩管、扩张和CL燃气流加速增压管依次机械连接；CL喷管的第三种制造结构是把CL燃气流加速增压管、收缩管和和扩张管依次机械连接。改变CL燃气流加速增压管的周长C，长度L和截面积可获得不同大小的燃气流压力和速度与不同规格型号的航天器配套使用。本专利技术的有益效果是，CL喷管是把收缩管产生的跨音速燃气流再一次在CL燃气流加速增压管内增加其压力和提高速度达数倍音速，之后，把数倍音速的燃气流推进扩张管，使其在管内第三次加速，并达到数十倍音速，达到为航天器燃气流加速、增压、加大推力和节省燃料的目的。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进步说明:图1是拉瓦尔喷管的解折图图2是本专利技术的第一实施例，收缩管和扩张管中间装有CL燃气流加速增压管的CL喷管图3是本专利技术的第二实施例，扩张管后装有CL燃气流加速增压管的CL喷管。图4是本专利技术的第三实施例，收缩管前装有CL燃气流加速增压管的CL喷管。图5是装在航天器上的CL喷管。图1、收缩管，2、扩张管，3、燃气流，4、喉管，5、收缩管前端A16、扩张管后端A2，8、喉管截面积最小处，10,CL燃气流加速增压管，IUCL燃气流加速增压管前端，12,CL燃气流加速增压管后端，13、CL燃气流加速增压管剖线，14、喉管剖割线，15、收缩管剖面，16、扩张管剖面，17、燃气流跨音速PV点，19、CL燃气流加速增压燃气流A3，20、CL燃气流加速增压管后端燃气流压力P3，21、CL燃气流加速增压管后端燃气流速度V3，22、燃气流通过CL喷管后的压力P4，23、燃气流通过CL喷管后的速度V4，24、拉瓦尔喷管燃气流速度V2，25、原拉瓦尔喷管燃气力P2，26、扩张管后端，27、燃气流通过CL加速增压管后的燃气流速度V5，28、燃气流通过CL燃气流加速增压管后的燃气流压力P5，29、收缩管前端，30、燃烧剂箱及输送系统，31、氧化剂葙及输送系统,32、喷注器,33、拉瓦尔喷管,34、航天器外壳,35、燃烧室,36、CL喷管，38、喉管处燃气流压力Pl，39、喉管处燃气流速度Vl，40、收缩管AO处燃气流初速度，41、收缩管A处燃气流压力PO。【具体实施方式】在图1中，拉瓦尔喷管是把收缩管(I)和扩张管(2)机械连接，当拉瓦尔喷管工作时，燃气流(3)进入截面积逐渐缩小的反喇叭型收缩管(I)内，其到达喉管(4)处时，把燃气流压力达到Pl (38)并把燃气流速度提至跨音速Vl (39)，这些高压高速燃气流直接流入截面积逐渐扩大的正喇叭型扩张管(2)，其燃气流速度进一步加速，并达到数倍音速V2 (24)，燃气流压力从Pl (38)降到P2 (25)。在图2所示实施例中，CL喷管把收缩管(I)、CL燃气流加速增压管(10)和扩张管(2)依次机械连接。其中，收缩管剖面(15)与CL燃气流加速增压管前端(11)和CL燃气流加速增压管后端(12)与扩张管剖面(16)分别机械连接；收缩管(I)是反喇叭型截面积逐渐缩小的耐高压耐高温金属管，CL燃气流加速增压管(10)是长L、周长C和截面积前后相等的耐高压耐高温金属管，扩张管(2)是正喇叭型截面积逐渐扩大的耐高压耐高温金属管；收缩管剖面(15)、CL燃气流加速增压管前端(11)、CL燃气流加速增压管后端(12)和扩张管剖面(16)内截面积均相等。当CL喷管工作时，燃气流(3)进入反喇叭型收缩管(I)内，其管内截面积逐渐缩小，燃气流遵循“流体在管内运动时，截面积小处流速大，截面积大处流速小”的原理，当把燃气流运动到截面积小的喉管(4)处时，其燃气流度达到跨音速V1 (39)，其燃气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种航天器上的CL喷管，把收缩管(1)、CL燃气流加速增压管(10)和扩张管(2)依次机械连接，其特征是：收缩管剖面(15)与CL燃气流加速增压管前端(11)和CL燃气流加速增压管后端(12)与扩张管剖面(16)机械连接。
【技术特征摘要】
1.一种航天器上的CL喷管，把收缩管(I)、CL燃气流加速增压管(10)和扩张管(2)依次机械连接，其特征是:收缩管剖面(15)与CL燃气流加速增压管前端(11)和CL燃气流加速增压管后端(12)与扩张管剖面(16)机械连接。2.根据权利要求1所述的一种航天器上的CL喷管，其特征是:收缩管(I)是一反喇叭型截面积逐渐缩小的耐高温耐高压金属管；CL燃气流加速增压管(10)是一长L、截面积和周长C前后相等的耐高温耐高压金属管，扩张管(2)是一正喇叭型截面积逐渐扩大的耐高温耐...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔廉，
申请(专利权)人：崔廉，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。