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一种用于航空航天飞行器的动力推进装置及其用途制造方法及图纸

技术编号:11212837 阅读:112 留言:0更新日期:2015-03-26 23:14
本发明专利技术公开了一种用于航空航天飞行器的动力推进装置,该动力推进装置由伞面结构、旋转轴和旋转动力装置构成;伞面结构顶点向内连接有一根旋转轴,旋转轴与旋转动力装置相连。所述伞面结构是轴对称碟形面、轴对称圆锥形面或轴对称抛物面的刚性结构。本发明专利技术的动力推进装置结构简单、造价低廉、能耗极低、操纵方便、控制简单、可靠安全、能量转换高效、清洁环保节能,适用范围广,对材料的要求远远低于现有航空航天工业,运行时几乎没有废弃物,不依赖空气动力,不受空气气流或天气影响;用于宇宙探索领域时,推进器在旋转时产生的持续推动力会为航天器提供持续的加速度而不是传统火箭的初速度。

【技术实现步骤摘要】
—种用于航空航天飞行器的动力推进装置及其用途
: 本专利技术属于机械领域,涉及一种动力推进装置,尤其是一种用于航空航天飞行器的动力推进装置。
技术介绍
: 自有史以来,人类在征服大自然的漫长岁月中,早就产生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生产力和科学技术水平都很低下的时代,这种愿望只能停留在幻想的阶段。虽然人类很早就做过种种飞行的探索和尝试,但实现这一愿望还是从18世纪的热空气气球升空开始的。这比后来出现的飞机,早了 120年。自从20世纪初莱特兄弟专利技术的第一架带动力的、可操纵的飞机完成了短暂的飞行之后,人类在大气层中飞行的古老梦想才真正成为现实。飞机的诞生更激发对飞翔的狂热,由其是第二次世界大战中,飞机发挥了它无可代替的优势,更从而开辟了飞机的新纪元。在军用飞机迅猛发展过后,飞机应用到更广阔的民用领域,飞翔的梦想更得以发扬光大,真正发挥其本能作用。可以说,航空器是随着人类的梦想的萌生而诞生,又伴着科技的发展而进步,与历史与文明携手同行。经过许多前辈的艰苦探索和不懈努力,航空科学技术得到迅速发展,飞机性能不断提高。 在大气层内或太空飞行的器械都叫飞行器。飞行器分为三类:航空器、航天器、火箭/导弹。 飞行器在地球大气层内的航行活动称为航空。在大气层内飞行的飞行器称为航空器,如气球、飞艇、飞机等。气球,飞艇是利用比空气轻的氢气、氦气或者热空气在空气中的浮力于大气层内飞行,飞机则是利用与空气相互作用产生的空气动力在大气层内飞行。飞机上的发动机依靠飞机携带的燃料(汽油)和大气中的氧气工作。但是飞机飞行高度如果超过30千米,就会因为上面的空气太稀薄而托不动飞机。 在太空飞行的飞行器称为航天器,如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机、空间站等。 航空与航天是20世纪人类认识和改造自然进程中最活跃、最有影响的科学
,也是人类文明高度发展的重要标志。航天技术发展是当今世界上最引人注目的事业之一,它推动着人类科学技术的进步,使人类活动的领域由大气层内扩展到宇宙空间。航天技术是现代科学技术的结晶,是基础科学和技术科学的集成,航天技术是一个国家科学技术水平的重要标志。航天技术更是一门综合性的工程技术,主要包括:制导与控制技术,热控制技术,喷气推进技术,能源技术,空间通信技术,遥测遥控技术,生命保障技术,航天环境工程技术,火箭及航天器的设计、制造和试验技术,航天器的发射、返回和在轨技术等。由多种技术融于一体的航天系统是现代高技术的复杂大系统,不仅规模庞大,技术高新、尖端,而且人力、物力耗费巨大,工程周期长。时至今日,航天技术已被广泛应用到政治、军事、经济和科学探测等领域,已成为一个国家综合国力的象征。 航天飞行的历史是从火箭技术的历史开始的,没有火箭也就没有航天飞行。19世纪末20世纪初,现代意义上的火箭才真正蓬勃地发展起来。近代的火箭技术和航天飞行的发展,涌现出许多勇于探索的航天先驱者,其中代表人物有K.齐奥尔科夫斯基,R.戈达德,H.奥伯特。 前苏联科学家齐奥尔科夫斯基一生从事利用火箭技术进行航天飞行的研究。在他的经典著作中,对火箭飞行的思想进行了深刻的论证,最早从理论上证明了用多级火箭可以克服地心引力进入太空的论点。其主要贡献有: (I)建立了火箭运动的基本数学方程,奠定航天学的基础。 (2)首先肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置,论述了关于液氢一液氧作为推进剂用于火箭的可能性,为运载器的发展指出了方向,这些观点仅仅几十年就成为了现实。 (3)指出过用新的燃料(原子核分解的能量)来作火箭的动力;并具体地阐明了用火箭进行航天飞行的条件,火箭由地面起飞的条件,以及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。 (4)提出过许多的技术建议,如他建议使用燃气舵来控制火箭,用泵来强制输送推进剂到燃烧室中,以及用仪器来自动控制火箭等,都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。 美国的火箭专家、物理学家和现代航天学奠基人之一戈达德博士在1910年开始进行近代火箭的研究工作,他在1919年发表的《达到极大高度的方法》的论文中,阐述了火箭飞行的数学原理,指出火箭必须具有7.9km/s以上的速度才能克服地球的引力,并研究了利用火箭把有效载荷送至月球的几种可能方案。 德国的奥伯特教授在他1923年出版的《飞向星际空间的火箭》一书中不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理,而且还说明火箭只要能产生足够的推力,便能绕地球轨道飞行。同齐奥尔科夫斯基和戈达德一样,他也对许多推进剂的组合进行了广泛的研究。 航空航天技术为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。它涉及人力资源配置,设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业。是国家,民族,乃至整个人类发展的高度追求。从1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功算起,迄今仅40余年,航天技术取得了如此巨大的成就是前所未有的,产生了巨大的社会效益与经济效益。 现有技术的不足: 1、无论是航空器还是航天器,使用的动力原理虽然是作用力与反作用力,但都高度依赖于外部物质的存在。比如航空器依赖空气,航天器依赖燃烧的气体。失去或耗尽外部物质(空气或燃料),即失去升力或动力来源。燃料的总量也决定了其活动半径; 2、利用外部物质的效率低下,也显著受到外部物质及环境变化的影响。如航空器受空气气流变化影响,航天器燃料及助燃剂状态受气候温度影响较大; 3、飞行器造价高昂,运行费用畸高。特别是航天器,造价昂贵,发射一次需要长期准备,动辄耗资数亿乃至数十亿元,而且最要命的是发射一次有效载荷与发射单元之间不成比例,即每一次发射的主要荷载都是燃料和助燃剂部分,一次耗尽无法回收,浪费惊人。需要举国国力的支持才能实现一次发射计划; 4、飞行速度受限,飞机的飞行速度受飞行器飞行原理或飞行模式的影响,要么速度较快而不能垂直起落需要借助滑行起飞和降落跑道,要么可以垂直起降但飞行速度受到影响如直升机。火箭的飞行速度更受到燃料和自重的限制,而且发射完后大部分航天器只能由发射时获得的初速度大小不同,进入不同的轨道惯性飞行。即使调整其飞行速度、轨道或姿态也是在非常有限的范围内,一旦离开预定轨道意味着不受控制而失效坠落或任其自生自灭; 5、燃料利用率低下。无论是航空器或航天器高度依赖燃料的燃烧热能,有效能量利用率极端低下。 6、飞行区域受到限制。如飞机只能在大气层内活动,火箭运送荷载只能到预定轨道即完成使命被彻底抛弃成为太空垃圾;迄今为止,人类探索空间的有效活动,均停留在太阳系内屈指可数的几个点; 7、无论是航空器或者航天器,对环境的影响都是巨大的,对外太空对污染也是严重的; 8、迄今为止,还没有一个真正意义上的兼顾航天和航空的飞行器,即使航天飞机或最新研发的空天飞机也是只能在近地活动。也没法逃脱地球引力的约束; 9、特别需要指出的是,传统航天器这种靠发射初速度来决定入轨模式是非常高耗、极端低效,甚至可以说是非常笨拙的飞行模式,是不可持续的。
技术实现思路
: 本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种用于航空航天飞行器的动力推进装置,该动力推进装置通过简单结构将旋转能转换成推进能。 本专利技术的目的是通过以下技术方本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于航空航天飞行器的动力推进装置,其特征在于:由伞面结构、旋转轴和旋转动力装置构成;伞面结构连接有一根旋转轴,旋转轴与旋转动力装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于航空航天飞行器的动力推进装置,其特征在于:由伞面结构、旋转轴和旋转动力装置构成;伞面结构连接有一根旋转轴,旋转轴与旋转动力装置相连。2.如权利要求1所述的动力推进装置,其特征在于:所述伞面结构以旋转轴为中轴线严格对称,伞面与中轴的夹角不等于90°。3.如权利要求1所述的动力推进装置,其特征在于:所述伞面结构是轴对称碟形面、轴对称圆锥形面或轴对称抛物面的刚性结构。4.如权利要求1所述的动力推进装置,其特征在于:所述旋转轴叠装多个的伞面结构形成伞面结构组。5.如权利要求1所述的动力推进装置,其特征在于:所述旋转动力装置是电动机、发动机、轮机或其他一切能产生旋转动力的设备。6.如权利要求1所述的动力推进装置,其特征在于:所述伞面结构由串珠锥构成,串珠锥由偶数对完全相同的刚性球在一个平面上排列成一个圆,穿过此圆中心有一根旋转轴并垂直于该平面,旋转轴顶部分别伸出同等数量的刚性连接杆与各刚性球体穿心相连并与旋转轴保持一...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱江谢勇白建廷
申请(专利权)人:朱江
类型:发明
国别省市:陕西;61

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