发明名称 轨道、超轨道及次轨道飞行用之火箭动力空气展开助升之增压航具
摘要 本发明揭示一种火箭动力空气展开助升之增压航具(air-deployed,lift-assisted booster vehicle简称ALBV),用以携带小酬载至轨道、超轨道或次轨道高度及速度。 ALBV系予固着在一知之母机下方,并在发射高度及速度自其抛下,对ALBV之上升轨迹贡献重大之总能量。ALBV具有机翼产生有助航具上升之空气动力升力,并有尾翅于航具在可感知之大气层时执行姿态控制。在抛下发射后,利用空气动力控制执行一项创新之"垂直-S"操纵,使ALBV在一近乎理论上之最佳轨迹上爬升。在较佳之实施例,机翼及尾翅于航具脱离可感知之大气层而空气动力升力停止时予以抛弃。本发明代表对于先前技艺轨道酬载发射方法之一项戏剧性改进,因为与完全相同之地面发射航具比较,它使所能携带之有效酬载几乎增加一倍。附注:本案已向美国申请专利,申请日期:1988年3月11日,案号:07/167,189号。
申请公布号 TW138876 申请公布日期 1990.08.01
申请号 TW078101776 申请日期 1989.03.10
申请人 奥比特科学公司 发明人 安东尼奥.L.伊莱亚斯
分类号 B64D7/08 主分类号 B64D7/08
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号白宫企业大楼一一一二室
主权项 1﹒一种适合藉由飞行中之母机予以释放而发射之火箭增压航具,包含:供推进及提供上述航具轨迹控制之推力装置:提供上述航具空气动力升力及轨迹控制之可消耗机翼装置;以及以可释放方式随上述母机携带上述航具之携带装置;其中上述机翼装置于上述航具被携带装置由母机释放后之第一顶定期间提供轨迹控制,以及上述推力装置于第一顶定期间后提供轨迹控制。2﹒一种如申请专利范围第1项所述之火箭增压航具,其中上述第一预定期间系予决定为在由母机释放时开始而在空气动力控制变为实际无效时结束之时间。3﹒一种如申请专利范围第1项所述之火箭增压航具,另包含用以使机翼装置与航具分开之分离装置。4﹒一种如申请专利范围第3项所述之火箭增压航具,其中上述航具另包含第一及第二级,以及上述推力装置另包含分别由上述第一级及第二级所携带之第一级推力装置及第二级推力装置,上述机翼装置系予固着上述第一级,并且上述分离装置另包含使第一级及固着之机翼装置与上述第二级分开之装置。5﹒一种如申请专利范围第4项所述之火箭增压航具,其中上述航具另包含一第三级,上述推力装置另包含由上述第三级所携带之第三级推力装置,并且上述分离装置包含使第二级与第三级分开之装置。6﹒一种如申请专利范围第5项所述之火箭增压航具,其中上述第三级另包含用以随航具携带酬载之酬载装置。7﹒一种如申请专利范围第1项所述之火箭增压航具,其中上述附着装置以可释放方式将航具附着至母机下侧。8﹒一种如申请专利范围第1项所述之火箭增压航具,其中上述机翼装置包含提供空气动力升力之主机翼装置及于上述第一顶定期间执行姿态控制之辅助机翼装置。9﹒一种如申请专利范围第1项所述之火箭增压航具,另包含用以随航具携带酬载之酬载装置。10﹒一种如申请专利范围第4项所述之火箭增压航具,其中上述第一级推力装置具有固定推力方向,而上述第三级推力装置具有可变推力方向。11﹒一种如申请专利范围第4项所述之火箭增压航具,其中上述第一级推力装置具有固定推力方向,而上述第二级推力装置具有多个不同之可选择推力方向。12﹒一种使火箭增压般具与飞行中之母机分开而在空中发射此航具之方法,其中上述般具具有提供空气动力升力及轨迹控制之可控制机翼装置以及用以推进上述航具之推力装置,此方法包含下列步骤:以可分离方式将上述航具安装至上述母机;将上述航具飞行至一发射位置;在发射位置使航具与母机分离;启动上述推力装置以推进上述航具;控制上述机翼装置使航具有一供第一时间期间之正攻角以使航具在上述第一时间期间之至少一部份以增大之升角爬升;以及控制上述机翼装置使般具在经过第一时间期间后有一负攻角以使航具以减小之角度爬升。13﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中在航具以增大之升角爬升以后,上述机翼装置予以控制以使航具以减小之升角爬升直到完成大体水平姿态。14﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,上述发射位置系在预定之位置及方位。15﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述第一时间为在发射后航具与母体分开一段安全距离即行开始并在一予以选择为使航具上之尖峰空气动力负荷减至最小之时间结束之期间。16﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,另包含在一已经过上述第一时间期间后之时间抛弃机翼装置之步骤。17﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,另包含在航具达到大气密度小于一预定値之高度后抛弃机翼装置之步骤。18﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述航具系予安装在母机之机翼下面并由该母机予以抛落。19﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述航具系予安装在母机内部并由该母机予以抛落。20﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述机翼装置在第二时间期间执行轨迹控制,上述推力装置则在第二时间期间以后执行轨迹控制。21﹒如申请专利范围第20项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述第二时间期间为在发射时开始并在空气动力控制变成无效时结束之时间期间。22﹒如申请专利范围第21项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,另包含在经过上述第二时间期间后使机翼装置与航具分开之步骤。23﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述航具在释放后之升角决不超过45度。24﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,另包含确使航具之最大升角为最平浅角度对航具产生可接受之最大空气动力负荷之步骤。25﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,另包含使航具在其希望之上升轨迹之方向飞行之步骤,因而母机在发射时之总能量对航具在希望上升轨迹之能量具有助益。26﹒一种由母机在空中发射火箭航具之方法,其中上述航具具有提供空气动力升力及轨迹控制之可控制空气动力机翼装置以及用以推进上述航具之推力装置,此方法包含下列步骤:由上述母机发射上述航具;藉机翼装置所提供之升力及控制以及推力装置所提供之推进增加航具之高度至一轨迹上之预定点:以及在上述预定点抛弃上述机翼装置。27﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述预定点系在大气密度变为小于一预定値之高度。28﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述预定点为动压力小于一预定値之处。29﹒一种适合藉由飞行中之母机释放供空中发射之火箭压航具,包含:可消耗机翼装置,用以为上述航具由母机发射后提供空气动力升力及轨迹控制以沿一预定之上升轨迹举升及导引上述航具;以及推力装置,用以沿该轨迹推进上述航具;以及附着装置,供以可释放方式将上述航具附着至上述母机;其中上述机翼装置提供航具之轨迹控制至该轨迹上动压力小于一第一预定値之点。30﹒一种如申请专利范围第29项中所述之火箭增压航具;其中上述第一预定値为上述机翼装置之空气动力控制变为实际无效之动压力。31﹒一种如申请专利范围第29项中所述之火箭增压航具,另包含用以使机翼装置与航具分开之分离装置。32﹒一种如申请专利范围第29项中所述之火箭增压航具,其中上述推力装置在达到轨迹上之上述点以后提供轨迹控制。33﹒一种如申请专利范围第29项中所述之火箭增压航具,其中上述航具另包含由上述第一及第二级所分别携带之第一及第二级推力装置,上述机翼装置系予附着至上述第一级,并且另包含用以使第一级及固着之机翼装置与第二级分开之分开装置。34﹒一种如申请专利范围第29项中所述之火箭增压航具,其中上述附着装置以可释放方式将航具附着至母机之下面。35﹒一种藉使火箭航具与飞行中之母机分开而在空中飞射该航具之方法,其中上述航具具有用以提供空气动力升力及轨迹控制之可控制机翼装置及用以推进上述航具之推力装置,此方法包含下列步骤;以可分离方式将上述航具安装至上述母机;将上述航具飞行至发射位置;在发射位置由母机释放航具;启动推力装置以沿一上升轨迹推进上述航具;控制上述机翼装置使航具有一正攻角以使航具以增大之升角沿上述上升轨迹爬升至上述上升轨迹上之一预定点;以及控制上述机翼装置使航具有一负攻角以使航具以减小之升角沿上述上升轨迹爬升超过上述预定点。36﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,其中上述预定点系予选择为使航具上之空气动力负荷减至最小。37﹒如申请专利范围第12项中所述由一母机在空中发射火箭增压航具之方法,另包含在航具上之动压力变为小于一预値以后抛弃上述机翼装置之步骤。38﹒一种藉使火箭具由飞行中之母机分开而在空中发射此航具之方法,其中上述航具具有提供空气动力升力及轨迹控制之可控制机翼装置以及推进及提供航具轨迹控制之可控制推力装置,此方法包含下列步骤以可分离方式将航具安装至母机;将航具飞行至发射位置;在发射位置使航具与母机分离;启动推力装置以推进上述航具;控制机翼装置以沿一希望之轨迹导引上述航具,直到动压力小于一预定値;消耗上述机翼装置;以及控制推力装置以沿希望之轨迹推进并导引航具超过消耗机翼装置之处。图示简单说明图1为发明火箭航具第一较佳实施例之侧视图;图2为发明火箭航具第一较佳实施例之部份剖面平面图;图3为发明火箭航具第一较佳实施例之正视图;图4为一种代表性母机有本发明之火箭航具与其固着之上视图;图5为该母机有本发明之火箭航具与其固着之侧视图;图6为该母机有本发明之火箭航具与其固着之正视图;以及图7为示意图,示本发明火箭航具之发射方法。
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