CN107532575A - 一种用于空间真空推进的超高速旋转系统 - Google Patents
一种用于空间真空推进的超高速旋转系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107532575A CN107532575A CN201580077773.2A CN201580077773A CN107532575A CN 107532575 A CN107532575 A CN 107532575A CN 201580077773 A CN201580077773 A CN 201580077773A CN 107532575 A CN107532575 A CN 107532575A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed
- gas
- angular momentum
- momentum
- rotating speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005497 interstellar gas Effects 0.000 claims 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
- B64G1/409—Unconventional spacecraft propulsion systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03H99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
一种用于空间真空推进的超高转速旋转涡轮机系统。该系统达到超高角速度，并且使用稀疏气体分子，电子，光子以及辐射作为弹射材料来产生推进。该系统连续充电电能以保持超高角动量。感兴趣的系统通过释放量的推进剂气体和通过叶片的桨距来控制速度以及向前和向后的方向。该系统将通过电能获得的超高转角角动量转换为线性动量，使气体和重量轻的物质达到极大的速度。该系统工作在气体压力和相关质量(被动推进)的下端以及高速(加大的)的转速。
Description
摘要：一种用于空间真空推进的超高转速旋转涡轮机系统。该系统达到超高角速度，并且使用稀疏气体分子、电子、光子以及辐射作为弹射材料来产生推进。该系统连续充电以保持超高角动量。感兴趣的系统通过释放量的推进剂气体和通过叶片的桨距来控制速度以及向前和向后的方向。该系统将通过电能获得的超高转角角动量转换为线性动量，使气体和重量轻的物质达到极大的速度。该系统工作在气体压力和相关质量(被动推进)的下端以及高速(极大的)的转速。
背景技术
本发明一般涉及超高转速旋转涡轮机系统的系统和方法。更具体地说，本发明涉及一种使用超高转速旋转涡轮机系统在空间中加速，行进和减速的系统和方法。
本发明旨在满足对空间可控推进系统的需求。当前的推进系统是基于强大的化学燃烧或较不强大的等离子体离子推进器。离子推进器的输入功率为1-7千瓦，排气速度为20-50公里/秒，推力为20-250毫牛顿，效率为60-80％(1)基于化学燃料的内燃机可提供53,000至95,000磅力(240至420kN)(2)。
另一方面，具有涡轮机的典型喷气发动机使用具有内部涡轮梁结构的中空钛风扇叶片，以在低重量下实现强度，刚度和鲁棒性。刀片转速可以到的3300转/分钟，速度为1730公里/小时，远高于声速。
在叶片中设计了激光钻孔，用于金属刀片在熔点下进行冷却。
在这样的系统中，气流大约为每秒1,440公斤(3,170磅)，总压力比>＝52：http://en.wikipedia.org/wiki/Rolls-Royce_Trent(2)。
喷气系统的当前排气速度在起飞时在飞机背面约为250mph。
等离子体离子系统的排气速度约为20-50公里/秒。然而，它们在推力的下端约为20-250百万牛顿。据Edgar Choueiri称，离子推进器的输入功率为1-7千瓦，排气速度为20-50公里/秒，推力为20-250毫瓦，效率为60-80％。(2)
目前，空间推进设计基于没有涡轮机系统的火箭室。该专利申请旨在满足对空间中的超高转速推进系统的需求。有可用的商用电动机，转速范围为500.000至1.000.000(4)。
高速旋转装置在地球上存在两个限制。首先，摩擦力阻碍高速旋转，重力作用在单向力作用下阻碍了高速旋转动力学中力的对称性。然而，在空间上，这两个关于旋转运动的障碍已经过时了。理论上，高转速涡轮机的叶片尖端可以加速，直到光速的理论极限给予旋转系统所需的能量。在绝对真空和重力不足的空间数量级下，可以实现更高的转速动态。理论上，在真空中的涡轮机系统中，气体可以与叶片尖端的角速度相关。我们可以说，气体分子可以在1米刀片周长的10.000.000rpm系统内达到10.000.000米/分钟的速度。10.000.000米/分钟转换为每小时600.000公里的速度。以该速度排出的10kg气体可以使100公斤的航天器达到60.000公里/小时的速度。
从字面上看，太空中的气体速度没有限制。超新星爆炸将大部分或全部的恒星物质以大约10％的光速驱动，即约30,000公里/秒。这些喷射是高超声速的：假定星际介质的典型温度为0 000K，马赫数最初可以>1000。(4)
鉴于材料科学和3D印刷技术的最新发展，毫无疑问，高耐热，强材料可用于超高涡轮机结构。
感兴趣的发明在某种意义上是独特的和创造性的，即与化学能量驱动的大气压系统不同，所提出的系统电动驱动到空间中的超高RPM水平，并以天文速度被动地排出气体和其他轻质材料以产生推进。
Claims (14)
1.一个超高转速的涡轮旋转系统，由电动机在空间真空和零重力下驱动，按照对数比例为106，107，108rpm及以上工作。
2.该系统在恒定能量输入时与真空中和零重力中的目标高转速和角动量相关。
3.该系统在旋转叶片之间具有内部气室，其中以受控的方式释放推进材料，热和冷气体，等离子体，辐射。
4.该系统具有速度控制和方向控制。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，速度和方向由叶片间距调节来控制，并且其中所述叶片可旋转大于垂直于所述旋转轴线的90度，从而允许反向推力而不改变所述角动量的方向。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，速度由排放到所述气室中的气体量(每次喷射质量)，等离子体，离子以及所述带电和不带电材料控制。
7.该系统具有朝向转子后端的压缩设计，将气体推到具有最高角动量的叶片尖端。
8.对于特定应用，高速旋转刀片可以被镜子和特殊的反射材料覆盖，以使光子，带电粒子和星风的辐射沿相反方向偏转，从而沿着另一个方向推动固体动量。
9.对于特定应用，叶片可被磁化以驱动空间中的磁场和电场的推进。
10.对于特定应用，具有空的内部气室的系统使用分散的星际气体物质(主要是氢气)，并且通过后端吸收通过发动机正面开口的星际气体。
11.该系统具有模块化的重量调节，其中重量包可以在三轮摩尔零旋转状态下在旋转系统上被添加和提取，以微调转速和角动量动态。
12.该系统在行星气氛条件下用作破碎装置，因为通过前端进入的稀疏气氛增加了系统的角动量。
13.该系统用于弹弓方法，作为使用行星最外部，薄的气氛的附加推进手段。
14.在太空车上使用至少两个转轮旋转，以消除天文角动量并使空间车辆稳定。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TRPCT/TR2015/953963 | 2015-03-13 | ||
| TR2015953963 | 2015-03-13 | ||
| PCT/IB2015/052107 WO2016147032A1 (en) | 2015-03-13 | 2015-03-23 | An ultra-high rpm rotatory system for propulsion in the vacuum of space |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107532575A true CN107532575A (zh) | 2018-01-02 |
Family
ID=52808090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580077773.2A Pending CN107532575A (zh) | 2015-03-13 | 2015-03-23 | 一种用于空间真空推进的超高速旋转系统 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107532575A (zh) |
| RU (1) | RU2017132304A (zh) |
| WO (1) | WO2016147032A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111516910A (zh) * | 2019-02-02 | 2020-08-11 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种在月球上的飞行方法以及月球飞行装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10300621B4 (de) * | 2003-01-10 | 2008-08-21 | Georg Emanuel Koppenwallner | Strahlantriebsverfahren z.B. für ein Segelflugzeug |
| DE102007055507A1 (de) * | 2007-11-21 | 2009-06-04 | Georg Emanuel Koppenwallner | Schräglippenspirale |
| EP2253852A1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-11-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Compressor assembly with an active magnetic bearing |
| US10240613B2 (en) * | 2013-05-14 | 2019-03-26 | Dresser-Rand Company | Supersonic compressor with structural arrangement to increase pressure energy in a discharge process fluid received from a centrifugal impeller |
-
2015
- 2015-03-23 CN CN201580077773.2A patent/CN107532575A/zh active Pending
- 2015-03-23 RU RU2017132304A patent/RU2017132304A/ru not_active Application Discontinuation
- 2015-03-23 WO PCT/IB2015/052107 patent/WO2016147032A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016147032A1 (en) | 2016-09-22 |
| RU2017132304A (ru) | 2019-04-15 |
| RU2017132304A3 (zh) | 2019-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9296288B2 (en) | Hybrid radiant energy aircraft engine | |
| US10794271B2 (en) | Altitude augmentation system | |
| US20200039657A1 (en) | Variable Cycle Hybrid Power and Propulsion System for Aircraft | |
| US20120167551A1 (en) | Electric turbine bypass fan and compressor for hybrid propulsion | |
| JP2015137092A (ja) | パラレルハイブリット方式によるマルチローター航空機 | |
| EP3315716A1 (en) | Rotary device and method of using the same | |
| US20160377029A1 (en) | Helicon yield plasma electromagnetic ram-scramjet drive rocket ion vector engine | |
| GB2565886B (en) | Electric engine | |
| WO2017036657A1 (en) | Gas turbine | |
| CN107532575A (zh) | 一种用于空间真空推进的超高速旋转系统 | |
| US20220090560A1 (en) | Helicon yield plasma electromagnetic ram-scramjet drive rocket ion vector engine | |
| US20050178919A1 (en) | System and method for an ambient atmosphere ion thruster | |
| US20180347550A1 (en) | Device providing non-inertial propulsion while conserving propellant mass and method therefor | |
| US20140099201A1 (en) | Energy Recovery of Accelerating Slipstream | |
| US20050178920A1 (en) | Spacecraft propulsion system | |
| EP2038172B1 (en) | Gyroscopic apparatus | |
| US20200354054A1 (en) | A vertical take off and landing flying machine | |
| WO2009041928A4 (en) | Spacecraft propulsion system with gyroscopic mechanism | |
| JP6591549B2 (ja) | 推進システム | |
| US20200025180A1 (en) | Device providing non-inertial propulsion while conserving propellant mass and method therefor | |
| RU2005120143A (ru) | Способ транспортировки в космос и возвращения обратно объектов сложной конфигурации и гиперзвуковой ракетостат для его осуществления | |
| Veeranjaneyulu et al. | Similitude analysis and model fabrication of aeriel hoverboard | |
| SK382022U1 (sk) | Pohonné zariadenie s prúdovou vrtuľou | |
| US20170152063A1 (en) | Internal air pressure imbalance (IAPI) engine | |
| CN111032507A (zh) | 在具有发动机的无人机中由电动机支持的平衡控制 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180102 |