CN107539493A - 一种用山体做支架、尽自然本力为动力的航空发射器 - Google Patents

Abstract

这是航天领域的颠覆性发射航天器装置。通过依山而建的准真空封闭管道，除有颠覆目前航天发射架的固定和导引飞行器作用外，还用高原山峰做支架，用大气压强差产生强大推动力、封闭管道上导线的电流产生电磁场对电流导体的电磁力、封闭管道上的鼓风装置鼓进空气的压力、压力推动器压缩气体的膨胀力、两次爆炸的推动力等来克服飞行器的重力，超导导轨的运用、逆开鼓风装置抽走管道内空气降低了飞行器的摩擦力。除使飞行器点火前有惊人的初速度外，将节约飞行器氧化剂和助燃剂的使用，程序化的发射降低了发射成功的复杂程度，减少几千米高空下发射时对天气的依赖度；可调节的分层、可调节座椅的航天列车和更长管道的助飞，增加航天旅客的选择范围和舒适度。

Description

一种用山体做支架、尽自然本力为动力的航空发射器

这是应用于航空航天领域的技术.一种用山体做支架、尽自然本力为动力的航空发射器，是一种航空航天发射装置，此自然本力为大气压强差作用于封闭管道内的物体产生的动力。是建设在地球上用于发射卫星、导弹、飞行器和运送航空物资的装置，并把人类送上太空旅游、探索月球、火星、宇宙。

背景技术：现有的航空发射装置是火箭发射架，使火箭(飞行器)在发射前，稳定在发射架上，单纯利用火箭点火后喷射的燃烧物质的反作用力，克服飞行器的重力和摩擦力而升空。缺点是不能产生动力助推飞行器且不能造得很高大。海拔六、七千米下稠密的大气层也对高速的飞行器产生巨大的摩擦力，飞行器造价昂贵发射受气象条件影响大，运行极不平稳且易出事故，过早地消耗了自身携带的征服宇宙的产生反作用力的燃烧物质，最终使飞行器飞不快、飞不远。且对宇航员(乘客)的身体条件过于严苛，减少了群众的月球、火星等旅行的参与性。所以至今，航空航天发射还是少数先进国家的炫耀高科技的舞台。

发明内容：

1，建设一种由相对低海拔到高海拔的地区的封闭式管道(如图2、3，这两图示意的是一种是依山而建和垂直向上两种建设方式)，最好从山底到山峰依山建设，充分利用山体基托作用，使管道稳定地抓紧在山体内部或峭壁上。利用低海拔地区与高海拔地区的大气压力差，推动沿管道内部运行的飞行器U，帮助飞行器上升时克服其自身重力，并在飞行器离开管道上端时，有个初速度。

2，这个封闭式管道内部，应建设一个活动式飞行器套装活塞式托盘A和 B(如图1)，使飞行器U置于托盘B上，再将套装活塞式托盘B置于托盘A上。装进飞行器U时，牵引装置F则固定套住飞行器U上端，活塞式托盘A、B和压力推动器C可沿管道内部导轨紧密运行，其上的阀门O、Q、D隔绝活塞式托盘A、B和压力推动器C上下的空气流通。

3，在这封闭式管道内部，建有导引飞行器U的套装牵引装置F、飞行装置活塞式托盘A、B和压力推动器C的两根平行导轨T1或T2，在管道内部从山脚底的封闭管道J一直建到山峰的封闭管道L处，最好采用磁悬浮技术。

4，导轨上另外通有一组电流，并通过飞行装置上的电源开关K1、K2、K3、 K4、K5、K6、K7、K8与导轨电流相连，电流一般由K1K2、K3K4、K5K6、 K7K8四个平行的方向传导。

5，在这封闭式的管道的两侧，可以建设正负两根平行的导线I1和I2。直流电流通过时产生强大的磁场，并对由飞行器U及飞行套装活塞式托盘A、B、牵引装置F和压力推动器C上的四组同向电流的导线做功，导线产生垂直于管径的向上的动力，带动飞行套装装置活塞式托盘A、B、牵引装置F和压力推动器 C推动飞行器U运行。

6，在这个航空发射器的封闭式管道上M处以下，应当沿管道壁建设很多可以完成封闭和开放管道的装置鼓风装置G1..Gm.；这些鼓风装置与外界空气相通，使飞行套装装置托盘A在运动后，鼓进空气，填补托盘A和压力推动器C 产生的低气压。渐次建设的鼓风装置G1G2..Gm，鼓风装置顺开时，使增加管道内的空气压力，逆开时则减低管道内的空气压力，直至产生真空气压。M处以上仅在接近封闭管道的装置末端，开设同样的鼓风装置Gm+1；

7，封闭管道M处以下为飞行初始阶段V1，M处以上为飞行飞升阶段V2。飞行器U在封闭管道内飞行初始阶段V1运行过程中，飞行器U受到推动力有 1)牵引装置F上电磁牵引力K1K2、套装托盘B上的电磁牵引力K3K4、套装托盘A上的电磁牵引力K5K6的作用；2)也受到压力推动器C上电磁牵引力K7K8 从压缩空气柱传导的压力；3)也受到先期压缩的空气柱的膨胀力；4)越来越高的海拔地区空气压力对近乎真空的压力差(由于越来越运行到高海拔地区，这个压力值也逐渐变小)；5)压力驱动器C前的鼓风装置产生压力；于是，托盘A 相对于压力推动器C运行越来越快，在行进过程中压缩空气柱就越来越膨胀大，当运行到压力推动器C的上的电磁牵引力K5K6、减摩擦力、越来越高海拔地区对近似真空的压力差加到套装托盘A、B的压力，对套装托盘A、B及飞行器的重量来说几乎可以忽略不计时，就是M点作为划分临界点。

8，在活塞式托盘B运行至M处时，托盘A与B中间有爆炸物爆炸，反推飞行套装活塞式托盘A使托盘B带着飞行器更快地运行；

9，当飞行的初始阶段结束，由于爆炸的气压的原因，在飞升阶段运行一段时间后，托盘B继续沿封闭管道的导轨运行；当飞行器U前部的封闭管道的前段积累了相当的空气压力时，逆开封闭管道未端的鼓风装置Gm+1开关，抽出封闭管道内的空气，降低气压，也减少对飞行装置B的反向阻力；

10，这种航空发射器的飞行初始阶段V1管与上升飞行阶段V2管的封闭管径一样大，只是封闭管道的直径在山峰上端要陡然做大一点，在上面设立一个阀门L，L关闭或开放时使上端与外界隔离或相通，或者打开则让飞行器U从封闭管道内射出。在飞行器U运行到上升飞行阶段V2的末端时，阀门L提前打开，鼓风装置Gm+1启动，正好抽出涌入的部分稀薄的空气，同时飞行套装装置托盘B、飞行器U也需与管道有距离，以满足涌入的稀薄空气的对流。此时，飞行器U与托盘之间有爆炸物爆炸，飞行器反推离开这个托盘B时，助推飞行器U更快地飞出管道口。

11，在结束飞行器U的导引飞行后打开套装活塞式托盘A、B和压力推动器C上的气阀O、Q和D，关闭鼓风装置Gm+1，使套装活塞式托盘A、B和压力推动器C，能沿导轨从高海拔地区，受重力作用而回到低海拔地区。

12，为了使飞行器U内空中列车内的旅客有更好的舒适度，可以将空中列车每层设置S1.S2.S3..的分层装置(如图5和图6)，空中列车的分隔层S1.S2.S3... 可以是随管道曲线运行时，在拉杆H1H2的作用下，沿分隔层水平中心线，0～90 度范围内上下旋转；分隔层装置上的旅客座椅，在座椅拉杆H3上下拉伸下，而旅客的座椅始终垂直于地平线；分隔层上平行滑动的滑动器N，使旅客在飞行过程中处于较为安全和舒适的状态。

13，该航空发射装置的变种：货物运送装置E。在封闭管道内，改发射飞行器为运送货物的装置E，则可以不需要飞行套装装置的活塞式托盘A.B之间的爆炸物(或建单片活塞式托盘)，或者不需要电磁推动力而为普通电机牵引力，或者不需要磁悬浮导轨而为普通导轨，主要利用大气压强差，就可以产生推动力把货物从低海拔地区运至高海拔地区，即把货物运送到封闭管道的中部R处而取出。(如图4)

附图说明：图1是飞行器在飞行航空发射器中的剖面示意图；

图2至4是三种依山而建的利用大气压力差作动力的封闭管道状态，其中图 3是航空发射器垂直于水平线，穿过山体的封闭管道状态。图2是航空发射器依山势而建的穿过山体的光滑曲线状态的封闭管道。图4是航空发射器的变种----- 利用大气压力差作动力的货物运输装置，依山而建的蜿蜒曲折的封闭管道。

图5、6是基于飞行器的处于垂直水平线或与水平线有夹角的空中列车的分层装置和旅客座椅的变化情况。

图中的字母含义：A-飞行套装装置活塞式托盘，B-飞行套装装置活塞式托盘，C--压力推动器，D--压力推动装置C上的阀门，E-货物运输装置，F--飞行套装装置的牵引装置，G1G2..Gm.Gm+1--鼓风装置从第1第2...第m第m+1组， H1H2--飞行器上空中列车上分隔层装置的拉杆，H3--飞行器上空中列车上的座椅拉杆，I1、I2--封闭管道的直流电导线，J--封闭导管最低位置，K1K2--飞行套装装置牵引装置F上两个电流开关，K3K4--飞行套装装置托盘B的两个电流开关，K5K6--飞行套装装置托盘A上的两个电流开关，K7K8--压力推动装置C上两个电流开关，L--封闭管道最高点及其阀门，M--封闭管道的一处特殊位置， N--分隔层上下滑动器，O--飞行套装装置托盘A上的阀门，P--封闭管道上飞行器起始点及定位器点，Q--飞行套装装置托盘B上的阀门，R--封闭管道上货物取送点，S1、S2、S3--飞行器上分层装置的三个分隔层，T1T2--封闭管道内的导引飞行器U运行的两个导轨，U--飞行器，V1--初始阶段，V2--飞升阶段，W--封闭管道管壁。

具体实施方式：

1，飞行器U的静止和飞行。

1.1静止；关闭导线I1和I2的电流，在准备好的飞行器U放入静止在封闭管道P处的活塞式托盘A、B上时，用定位器P把飞行装置活塞式托盘A、B 定住，压力推动器C在封闭管道的最低处J，这压力推动器C即可以是电动机产生的机械力，但最好是电磁力推动的；飞行装置活塞式托盘A与压力推动器C 之间有段外界相通的空气柱，这段空气柱由鼓风装置G1控制与大自然联通，想使飞行器U不运行，除了定位器P定住外，关闭鼓风装置G1和打开活塞式托盘A、B和压力推动器C上的阀门O、Q和D就能。

1.2准备飞行；应当将准备好的飞行器U放入静止在封闭管道P处的飞行套装装置托盘A、B上时，用定位器P定住，首先打开L处的阀门，先后关闭鼓风装置G1..Gm.Gm+1和D、O、Q阀门，待封闭管道内的空气全部排向山峰后；接着关闭L处的阀门，逆开鼓风装置G2G3...Gm.Gm+1，直至抽尽管道内P 处以上的空气；顺开鼓风装置G1，增加P到J处的空气压力至1个大气压以上时，关闭鼓风装置G2G3...Gm.Gm+1，打开导线I1和I2电流，打开电流开关K7K8 启动管道最低J处的压力推动器C，压力推动器C的先运行使压缩空气柱保持对飞行套装装置托盘A有超过若干个大气压的压力时。打开定位器P，飞行器U 就能起飞。

2，飞行器U在封闭管道内的持续运行。

2.1飞行器U起飞后，打开牵引装置、飞行装置托盘A和B上的电源开关K1K2、 K3K4和K5K6，飞行器U就能在电磁力等的驱动下，进入飞行初始阶段V1。飞行装置托盘A运行过鼓风装置G2后时，则鼓风装置G2顺开，加大管内的空气压力；同理，飞行装置A通过G3..Gm后，则鼓风装置G3...Gm都依次顺开，不断与大自然相通，补充进空气，填补空气压力。

2.2，通过封闭管道M处，进入飞行飞升阶段V2。飞行托盘A通过封闭管道M处，飞行装置托盘A与B之间的爆炸物起爆，飞行装置托盘B反推A，电流开关 K5K6、K7K8切断电流，飞行装置托盘A、鼓风装置G1..Gm和压力推动器C 停止工作，飞行装置托盘B和牵引装置F，在电流I1I2电磁场的作用下，产生垂直于管径的电磁力，继续带动飞行器U在上升阶段飞行。运行到一定的接近山峰处，提前打开L处的阀门和鼓风装置Gm+1，解开牵引装置F，飞行装置托盘 B与飞行器U之间的爆炸物起爆，同时使飞行器U点火，K1K2和K3K4与电流I1I2断开，飞行器U反推飞行装置托盘B，冲出L封闭管道顶端，进入空中飞行。

3，回收装置过程；飞行器U点火进入空中飞行后，导线电流I1I2也断电，飞行装置托盘A和B的阀门O和Q也打开，压力推动器C上的阀门D也打开，鼓风装置G1G2..Gm.Gm+1关闭，牵引装置F、飞行装置托盘A、B和压力推动器C在重力作用下，沿导轨慢慢下坠至封闭导管P处和J处。

4，飞行器U装运的科研装置或航天旅客的装置，因为转载量大称为空中列车，其内可以分层设置S1.S2.S3..分隔层，在有地球重力的地方，通过牵拉分隔层S1.S2.S3..上的拉线H1和H2，实现分隔层S1.S2.S3..沿水平中心线0-90度的上下翻转。同理，分层装置上的座椅，在座椅的支撑杆H3的上下移动中和分隔层S1.S2...的上下翻转和滑动器N的滑动下，使座椅上的旅客的坐姿垂直于地平线。如图5和图6所示。

5，作为航空发射装置的变种：货物运送装置。在封闭管道内，改发射飞行器U为运送货物装置E，因为不需要超高速度，则可以不需要飞行装置的托盘A、B之间的爆炸物(或建单片式活塞托盘)，或者不需要电磁推动力而为普通电机牵引力，或者不需要磁悬浮导轨而为普通导轨，主要利用大气压强差，就可以把货物从低海拔地区运至高海拔地区，把货物运送到封闭管道的中部R 处而取出。(如图4)。这种货物运送装置，可以为超长距离、陡峭坡度的山地运输货物提供一种新方法，在依山而建的过程中，穿山越岭的封闭管道，更可以建得平缓些。

该航空发射装置颠覆了目前火箭发射装置发射架的作用，最大的特点在于敢于利用海拔在6-8000多米的山峰做发射架和转大气压力为动力。没有比珠穆朗玛峰更高的发射架了，山峰险峻空气稀薄、理论计算珠穆朗玛峰约只有300 百帕的压强，山底沟壑纵深；西部最低的吐鲁番盆地低于海平面154米，大气压力远大于1个标准大气压。如果依山而建，将因势利导使用珠穆朗玛峰做支架，建半径大于7米的航空发射器，仅凭大自然的大气压力将转化为千吨的升力，升力＝面积*压强差＝3.14*7米*7米*10000*(1.013kg/cm2-0.3kg/cm2)＝1097 吨。如果加上把封闭管道抽成真空、压力推动器的助推压力、加上电磁力等，火箭上天将极大节约航天发射燃料，实现本发明的作用。如建半径10米以上的航空发射器(仅大气升力有2198吨)，几百上千吨的飞行器将被轻松送上地球卫星轨道、月球、乃至火星。

Claims (10)

1.这种航空航天发射器是建设一种由相对低海拔到高海拔的地区的封闭式管道，最好从山底到山峰建设，充分利用山体的基托作用和高度差，使封闭管道能稳定地抓紧在山体内部或峭壁上。它具有以下特征：

1.1，利用低海拔地区(山底)与高海拔地区(山峰)的大气压力差，对封闭管道内的受到大气压力差的物体产生推动力，例如：飞行器；产生的此推动力使飞行器在封闭管道内部的导轨导引下，在牵引装置、飞行套装装置活塞式托盘、压力推动器的牵引和推动下，帮助飞行器上升时克服其自身重力，向山顶滑行；

1.2，在封闭式管道内部，设有飞行器置于双层飞行套装装置活塞式托盘上，飞行套装装置上有牵引装置固定飞行器，后有压力推动器推动飞行器前行；

1.3，准备飞行前，在飞行套装装置活塞式托盘与压力推动器之间，预留空间，压力推动器先相对飞行套装装置活塞式托盘相向而行，压缩之间的空气柱，人为增加低海拔地区的高气压对低气压的压力差，也就增加飞行动力；

1.4封闭管道的顶端建有开关阀门，飞行器在飞出封闭管道前，打开阀门让飞行器飞出或与外界空气相通；要抽管道内的空气前，关闭阀门，隔绝外来空气；

1.5，封闭管道上建有鼓风装置，使管道内部与大自然相通，顺开时，鼓进空气，增加管道内部压力；逆开时，抽出空气，减少封闭管道内部压力；

1.6，在封闭管道壁的平行导线直流电产生的电磁场作用下，接通直流电的飞行装置活塞式托盘、牵引装置、压力推动器，受到电磁力的作用，带动管道内的飞行器更快、更平稳地运行；

1.7，在飞行套装装置活塞式托盘和压力推动器上分别设有开关阀门，这些开关阀门与飞行套装装置活塞式托盘和压力推动器一起，阻止或打开封闭管道内的在飞行装置活塞式托盘和压力推动器上下的空气串通；

1.8飞行器在高速离开封闭管道前，飞行器在海拔几千米的高空才点火，并反作用力于飞行套装活塞式托盘。

2.基于权利要求1，在封闭管道内部飞行器的飞行前部可以由鼓风装置抽成接近真空状态，最大限度减少飞行器高速运行时的空气摩擦力。

3.基于权利要求1，在飞行管道内部的从山底到山峰的导轨，可以建设成磁悬浮导轨。

4.基于权利要求1，在相对独立飞行套装装置活塞式两托盘之间和直接承接飞行器的飞行套装装置活塞式托盘和飞行器之间，装有爆炸物，必要时起爆，使飞行器更快地运行。

5.基于权利要求1，封闭管道即可以垂直地平线建设；也可以依山势而建，不一定非得垂直，飞行器在封闭管道里面受多种力的作用，可以先沿曲线滑行而最后高飞。

6.基于权利要求1，导引飞行器的套装装置的活塞式托盘即可建双层的托盘、或单层托盘或无托盘的活塞式，也可建无压力推动器、或者无牵引装置的装置。

7.基于权利要求1，飞行器装的空中列车，可以分层设置，每层设置的分隔层，可以随飞行器运行曲线时，可以以分隔层中心水平线为轴0-90度调节上下翻转，。

8.基于权利要求7，空中列车每层设置的旅客座椅，可以随飞行器运行曲线时，0～90度上下调节座椅支撑杆，使旅客的身体坐姿始终垂直于地平线。

9.基于权利要求7，每层设置的分隔层，可以随飞行器运行曲线时，在分隔层滑动器的调节下，随分割层上下平行移动。

10.基于权利要求1，该航空发射装置的变种：货物运送装置。在封闭管道内，改发射飞行器为运送货物装置，则可以不需要飞行装置的托盘之间的爆炸物(或建飞行套装装置活塞式单片托盘)，或者不需要电磁推动力而为普通机车牵引，或者不需要磁悬浮导轨而为普通导轨，利用大气压强差对管道内的装置产生推动力，就可以把货物从低海拔地区运至高海拔地区，即把货物运送到封闭管道的中部而取出。