动能武器及其操作方法.pdf

本发明公开了一种动能武器及其操作方法，所述动能武器包括含氧气体液化物供给单元、燃料供给单元、燃烧室和动能载体发射管，所述含氧气体液化物供给单元与所述燃烧室连通，所述燃料供给单元与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连通。本发明公开的所述动能武器，大幅度提高武器的威力，减少武器平台的重量。

权利要求书
1.  一种动能武器，包括含氧气体液化物供给单元(1)、燃料供给单元(2)、 燃烧室(3)和动能载体发射管(4)，其特征在于：所述含氧气体液化物供给 单元(1)与所述燃烧室(3)连通，所述燃料供给单元(2)与所述燃烧室(3) 连通，所述动能载体发射管(4)与所述燃烧室(3)连通。

2.  如权利要求1所述动能武器，其特征在于：在所述含氧气体液化物供 给单元(1)与所述燃烧室(3)的连通通道上设含氧气体液化物控制阀(5)。

3.  如权利要求1所述动能武器，其特征在于：所述含氧气体液化物供给 单元(1)供给的气体液化物为液氧或为液化空气。

4.  如权利要求1所述动能武器，其特征在于：所述含氧气体液化物供给 单元设为空气液化单元或设为空气液化生产液氧单元。

5.  一种动能武器，包括压缩空气供给单元、燃料供给单元(2)、燃烧室 (3)和动能载体发射管(4)，其特征在于：所述压缩空气供给单元与所述燃 烧室(3)连通，所述燃料供给单元(2)与所述燃烧室(3)连通，所述动能 载体发射管(4)与所述燃烧室(3)连通，所述压缩空气供给单元的出口压力 大于5MPa。

6.  如权利要求5所述动能武器，其特征在于：在所述压缩空气供给单元 与所述燃烧室(3)的连通通道上设压缩空气控制阀。

7.  一种动能武器，包括固体氧供给单元、燃料供给单元(2)、燃烧室(3) 和动能载体发射管(4)，其特征在于：所述固体氧供给单元与所述燃烧室(3) 连通，所述燃料供给单元(2)与所述燃烧室(3)连通，所述动能载体发射管 (4)与所述燃烧室(3)连通。

8.  如权利要求7所述动能武器，其特征在于：在所述固体氧供给单元与 所述燃烧室(3)的连通通道上设固体氧控制阀。

9.  一种动能武器，包括含氧气体固化物供给单元、燃料供给单元(2)、 燃烧室(3)和动能载体发射管(4)，其特征在于：所述含氧气体固化物供给 单元与所述燃烧室(3)连通，所述燃料供给单元(2)与所述燃烧室(3)连 通，所述动能载体发射管(4)与所述燃烧室(3)连通。

10.  如权利要求9所述动能武器，其特征在于：在所述含氧气体固化物供 给单元与所述燃烧室(3)的连通通道上设含氧气体固化物控制阀。

说明书动能武器及其操作方法
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种动能武器，本发明还涉及所述动 能武器的操作方法。
背景技术
无论是枪还是炮其推进剂均是火药，目前最高级的火药的能量密度大约在 每公斤400万焦耳左右，而汽油、柴油、煤油、碳粉等燃料的能量密度大约在 每公斤4000万焦耳左右，即便考虑到这些燃料燃烧时需要氧气，它们的能量 密度仍然大幅度高于火药。因此，如果能发明一种用燃料做推进剂的武器会大 幅度提高武器的威力，减少武器平台的重量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
方案1：一种动能武器，包括含氧气体液化物供给单元、燃料供给单元、 燃烧室和动能载体发射管，所述含氧气体液化物供给单元与所述燃烧室连通， 所述燃料供给单元与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连 通。
方案2：在方案1的基础上，在所述含氧气体液化物供给单元与所述燃烧 室的连通通道上设含氧气体液化物控制阀。
方案3：在方案1的基础上，所述含氧气体液化物供给单元供给的气体液 化物为液氧或为液化空气。
方案4：在方案1的基础上，所述含氧气体液化物供给单元设为空气液化 单元或设为空气液化生产液氧单元。
方案5：一种动能武器，包括压缩空气供给单元、燃料供给单元、燃烧室 和动能载体发射管，所述压缩空气供给单元与所述燃烧室连通，所述燃料供给 单元与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连通，所述压缩空 气供给单元的出口压力大于5MPa。
方案6：在方案5的基础上，在所述压缩空气供给单元与所述燃烧室的连 通通道上设压缩空气控制阀。
方案7：一种动能武器，包括固体氧供给单元、燃料供给单元、燃烧室和 动能载体发射管，所述固体氧供给单元与所述燃烧室连通，所述燃料供给单元 与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连通。
方案8：在方案7的基础上，在所述固体氧供给单元与所述燃烧室的连通 通道上设固体氧控制阀。
方案9：一种动能武器，包括含氧气体固化物供给单元、燃料供给单元、 燃烧室和动能载体发射管，所述含氧气体固化物供给单元与所述燃烧室连通， 所述燃料供给单元与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连 通。
方案10：在方案9的基础上，在所述含氧气体固化物供给单元与所述燃烧 室的连通通道上设含氧气体固化物控制阀。
方案11：在方案9的基础上，所述含氧气体固化物供给单元供给的气体固 化物为固化空气。
方案12：一种动能武器，包括高压氧气供给单元、燃料供给单元、燃烧室 和动能载体发射管，所述高压氧气供给单元与所述燃烧室连通，所述燃料供给 单元与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连通，所述高压氧 气供给单元的出口压力大于5MPa。
方案13：在方案12的基础上，在所述高压氧气供给单元与所述燃烧室的 连通通道上设高压氧气控制阀。
方案14：一种动能武器，包括过氧化氢供给单元、燃料供给单元、燃烧室 和动能载体发射管，所述过氧化氢供给单元与所述燃烧室连通，所述燃料供给 单元与所述燃烧室连通，所述动能载体发射管与所述燃烧室连通。
方案15：在方案14的基础上，在所述过氧化氢供给单元与所述燃烧室的 连通通道上设过氧化氢控制阀。
方案16：在方案1至15中任一方案的基础上，在所述燃料供给单元与所 述燃烧室的连通通道上设燃料控制阀。
方案17：在方案1至15中任一方案的基础上，所述燃料供给单元供给的 燃料为汽油、柴油、煤油、重油、乙醇、甲醇、丙三醇、碳粉或为粉末石蜡。
方案18：在方案1至15中任一方案的基础上，所述燃料供给单元供给的 燃料为液体燃料、气体燃料、粉末状固体燃料或为多孔状固体燃料。
方案19：一种动能武器，包括燃烧室和动能载体发射管，所述燃烧室与所 述动能载体发射管连通设置，在所述燃烧室上设工质导入开口，在所述工质导 入开口处设工质控制阀。
方案20：在方案1至15或方案19中任一方案的基础上，所述动能武器还 包括动能载体，所述动能载体设置在所述动能载体发射管内。
方案21：在方案1至15或方案19中任一方案的基础上，所述动能武器还 包括动能载体和自动装载装置，所述自动装载装置将所述动能载体自动装入所 述动能载体发射管内。
方案22：在方案1至15或方案19中任一方案的基础上，所述动能载体发 射管内设螺旋线。
方案23：在方案1至15或方案19中任一方案的基础上，所述动能载体发 射管的长径比大于4。
方案24：一种方案19至23中任一方案所述动能武器的操作方法，包括以 下步骤：
第一步：向与所述动能载体发射管连通的所述燃烧室内注入氧化剂和还原 剂，向所述动能载体发射管内装入所述动能载体；
第二步：使所述燃烧室内的氧化剂和还原剂发生燃烧化学反应。
方案25：在方案24的基础上，所述还原剂为汽油、柴油、煤油、重油、 乙醇、甲醇、丙三醇、碳粉或为粉末石蜡。
方案26：在方案24的基础上，所述还原剂为液体燃料、气体燃料、粉末 状固体燃料或为多孔状固体燃料。
方案27：在方案24的基础上，所述氧化剂设为含氧气体液化物、压缩空 气、固体氧、含氧气体固化物、高压氧气或设为过氧化氢。
方案28：在方案27的基础上，所述还原剂为汽油、柴油、煤油、重油、 乙醇、甲醇、丙三醇、碳粉或为粉末石蜡。
方案29：在方案27的基础上，所述还原剂为液体燃料、气体燃料、粉末 状固体燃料或为多孔状固体燃料。
本发明中，所谓的“含氧气体液化物”是指含有氧气的气体经液化所产生 的液体，例如液氧、液化空气等。
本发明中，所谓的“含氧气体固化物”是指含有氧气的气体经固化所产生 的固体，例如固化空气等。
根据本领域的公知常识，氧在55K时形成雪花状的固体氧。本发明中，所 述固体氧可直接与碳粉等燃料混合后装入所述燃烧室。
本发明中，所述过氧化氢包括过氧化氢水溶液。
本发明中，所谓的“氧化剂”是指能与燃料发生燃烧化学反应的物质，例 如含氧气体液化物、压缩空气、固体氧、含氧气体固化物、高压氧气、过氧化 氢等。
本发明中，所谓的“还原剂”是指燃料，可以是液体燃料、气体燃料、粉 末状固体燃料或为多孔状固体燃料，例如汽油、柴油、煤油、重油、乙醇、甲 醇、丙三醇、碳粉或粉末石蜡等。
本发明中，所述动能载体是指可设置在所述动能载体发射管内的与所述动 能载体发射管具有一定配合关系的，具有一定质量的物体，相当于子弹和炮弹。
本发明中，所述动能载体发射管是指发射所述动能载体的承压加速导向 管，相当于枪管、炮管等。
本发明中，在所述燃烧室上设置的所述工质导入开口的数量可以选择性地 设为一个、两个或者更多；所述氧化剂和所述还原剂可选择性地从同一个所述 工质导入开口注入所述燃烧室，也可以从不同的所述工质导入开口注入所述燃 烧室。
本发明中，所述压缩空气供给单元的出口压力大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、 9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、 19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、 29MPa或大于30MPa。
本发明中，所述高压氧气供给单元的出口压力大于5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、 9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、 19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、 29MPa或大于30MPa。
本发明中，所述动能载体发射管的长径比大于4、4.5、5、5.5、6、6.5、 7、7.5、8、8.5、9、9.5或大于10。
本发明中，某个数值A以上和某个数值A以下均包括本数A。
本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部 因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。 传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之 百的转换成功，这一定律是正确的，但又是片面的。可以用通俗的语言将热定 义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为： 任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分 析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程， 例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植 物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的 植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能 高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做 功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到 树木的生长过程。
本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质 的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低 的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度 降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低， 例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中 等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于 甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微， 其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发 散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效 提高生成物的做功能力的。
距离增加是熵增加的过程，冷热源之间的距离也影响效率，距离小效率高， 距离大效率低。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的 部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下:
本发明公开的所述动能武器，大幅度提高武器的威力，减少武器平台的重 量。
附图说明
图1：实施例1的结构示意图；
图2：实施例6的结构示意图；
图3：实施例7的结构示意图。
图中：1含氧气体液化物供给单元，2燃料供给单元，3燃烧室，4动能载 体发射管，5含氧气体液化物控制阀，6过氧化氢控制阀，7工质导入开口，8 工质控制阀，9燃料控制阀，10过氧化氢供给单元。
具体实施方式
实施例1
一种动能武器，如图1所示，包括含氧气体液化物供给单元1、燃料供给 单元2、燃烧室3和动能载体发射管4，所述含氧气体液化物供给单元1与所 述燃烧室3连通，所述燃料供给单元2与所述燃烧室3连通，所述动能载体发 射管4与所述燃烧室3连通；在所述含氧气体液化物供给单元1与所述燃烧室 3的连通通道上设含氧气体液化物控制阀5。
作为可变换的实施方式，可选择性地使所述含氧气体液化物供给单元1供 给的气体液化物为液氧或为液化空气。
作为可变换的实施方式，可选择性地使所述含氧气体液化物供给单元1设 为空气液化单元或设为空气液化生产液氧单元。
作为可变换的实施方式，所述的含氧气体液化物控制阀5可不设。
实施例2
一种动能武器，包括压缩空气供给单元、燃料供给单元2、燃烧室3和动 能载体发射管4，所述压缩空气供给单元与所述燃烧室3连通，所述燃料供给 单元2与所述燃烧室3连通，所述动能载体发射管4与所述燃烧室3连通，所 述压缩空气供给单元的出口压力大于5MPa。在所述压缩空气供给单元与所述燃 烧室3的连通通道上设压缩空气控制阀。
作为可变换的实施方式，所述的压缩空气控制阀可不设。
实施例3
一种动能武器，包括固体氧供给单元、燃料供给单元2、燃烧室3和动能 载体发射管4，所述固体氧供给单元与所述燃烧室3连通，所述燃料供给单元 2与所述燃烧室3连通，所述动能载体发射管4与所述燃烧室3连通；在所述 固体氧供给单元与所述燃烧室3的连通通道上设固体氧控制阀。
作为可变换的实施方式，所述的固体氧控制阀可不设。
实施例4
一种动能武器，包括含氧气体固化物供给单元、燃料供给单元2、燃烧室 3和动能载体发射管4，所述含氧气体固化物供给单元与所述燃烧室3连通， 所述燃料供给单元2与所述燃烧室3连通，所述动能载体发射管4与所述燃烧 室3连通。在所述含氧气体固化物供给单元与所述燃烧室3的连通通道上设含 氧气体固化物控制阀。所述含氧气体固化物供给单元供给的气体固化物为固化 空气。
作为可变换的实施方式，所述的含氧气体固化物控制阀可不设。
实施例5
一种动能武器，包括高压氧气供给单元、燃料供给单元2、燃烧室3和动 能载体发射管4，所述高压氧气供给单元与所述燃烧室3连通，所述燃料供给 单元2与所述燃烧室3连通，所述动能载体发射管4与所述燃烧室3连通，所 述高压氧气供给单元的出口压力大于5MPa。在所述高压氧气供给单元与所述燃 烧室3的连通通道上设高压氧气控制阀。
作为可变换的实施方式，所述的高压氧气控制阀可不设。
实施例6
一种动能武器，如图2所示，包括过氧化氢供给单元10、燃料供给单元2、 燃烧室3和动能载体发射管4，所述过氧化氢供给单元10与所述燃烧室3连通， 所述燃料供给单元2与所述燃烧室3连通，所述动能载体发射管4与所述燃烧 室3连通。在所述过氧化氢供给单元10与所述燃烧室3的连通通道上设过氧 化氢控制阀6。在所述燃料供给单元2与所述燃烧室3的连通通道上设燃料控 制阀9。
作为可变换的实施方式，所述的过氧化氢控制阀6可不设。
作为可变换的实施方式，实施例1至6及其可变换的实施方式均可选择性 地在所述燃料供给单元2与所述燃烧室3的连通通道上设燃料控制阀9。
作为可变换的实施方式，实施例1至6及其可变换的实施方式均可选择性 地使所述燃料供给单元2供给的燃料为汽油、柴油、煤油、重油、乙醇、甲醇、 丙三醇、碳粉或为粉末石蜡。
作为可变换的实施方式，实施例1至6及其可变换的实施方式均可选择性 地使所述燃料供给单元2供给的燃料为液体燃料、气体燃料、粉末状固体燃料 或为多孔状固体燃料。
实施例7
一种动能武器，如图3所示，包括燃烧室3和动能载体发射管4，所述燃 烧室3与所述动能载体发射管4连通设置，在所述燃烧室3上设工质导入开口 7，在所述工质导入开口7处设工质控制阀8。
作为可变换的实施方式，实施例1至7及其可变换的实施方式均可选择性 地使所述动能武器具有动能载体，所述动能载体设置在所述动能载体发射管4 内。
作为可变换的实施方式，实施例1至7及其可变换的实施方式均可选择性 地使所述动能武器还具有动能载体和自动装载装置，所述自动装载装置将所述 动能载体自动装入所述动能载体发射管4内。
作为可变换的实施方式，实施例1至7及其可变换的实施方式均可选择性 地使所述动能载体发射管4内设螺旋线。
作为可变换的实施方式，实施例1至7及其可变换的实施方式均可选择性 地使所述动能载体发射管4的长径比大于4。
实施例8
一种实施例1所述动能武器的操作方法，包括以下步骤：
第一步：向与所述动能载体发射管4连通的所述燃烧室3内注入氧化剂和 还原剂，向所述动能载体发射管4内装入所述动能载体；
第二步：使所述燃烧室3内的氧化剂和还原剂发生燃烧化学反应。
作为可变换的实施方式，可选择性地使所述还原剂为汽油、柴油、煤油、 重油、乙醇、甲醇、丙三醇、碳粉或为粉末石蜡。
作为可变换的实施方式，可选择性地使所述还原剂为液体燃料、气体燃料、 粉末状固体燃料或为多孔状固体燃料。
作为可变换的实施方式，可选择性地使所述氧化剂设为含氧气体液化物、 压缩空气、固体氧、含氧气体固化物、高压氧气或设为过氧化氢。
实施例1至7及其可变换的实施方式中所述的动能武器均可替代本实施例 中所述的动能武器。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开 的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认 为是本发明的保护范围。