RU196394U1 - Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft - Google Patents

Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft Download PDF

Info

Publication number
RU196394U1
RU196394U1 RU2019133448U RU2019133448U RU196394U1 RU 196394 U1 RU196394 U1 RU 196394U1 RU 2019133448 U RU2019133448 U RU 2019133448U RU 2019133448 U RU2019133448 U RU 2019133448U RU 196394 U1 RU196394 U1 RU 196394U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
water
spacecraft
tank
power
Prior art date
Application number
RU2019133448U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анисимович Романов
Original Assignee
Владимир Анисимович Романов
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Анисимович Романов filed Critical Владимир Анисимович Романов
Priority to RU2019133448U priority Critical patent/RU196394U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU196394U1 publication Critical patent/RU196394U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03HPRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к паровым двигателям и может быть использована в качестве двигательной установки (ПДУ) космического аппарата (КА) в качестве корректирующей двигательной установки (КДУ) с созданием импульсов для коррекции положения КА, находящегося на околоземной орбите.Паровой двигатель содержит бак, покрытый теплоизоляцией, заполненный горячей водой перед запуском КА, и содержит установленный в нем ТЭН для подогрева воды, и лазерный источник тепла для создания насыщенного пара и вытеснения воды в генераторы пара, а в качестве генераторов пара и сопл он содержит конусноцилиндрические камеры-сопла (КС) с дном полусферической формы, установленные в вилках с приводом шаговым электродвигателем, обеспечивающим поворот от оси на 90° в обе стороны, при этом КС сообщаются с баком трубопроводами, покрытыми теплоизоляцией и в дне КС выполнен канал, сообщающий ее полость с трубопроводом, в котором установлен электроклапан (ЭК).Кроме того, в КС может генерироваться пар более высокого давления, для чего она содержит установленный в ней подогреватель, нагреваемый теплом лазерного источника тепла (ЛИТ), подогревающий образующийся в КС пар.Для исключения попадания воды в канал ЛИТ, установленного в баке и пароводогенераторах, на их внутренних стенках герметично установлены нагреватели (испарители), разогреваемые лучом лазера, который испаряет контактирующую с ними воду с образованием насыщенного пара.Для работы ПДА требуется аккумулятор не большой мощности, предварительно заряженный до запуска, а при разрядке подзаряжаемый от солнечных батарей.Один ПДА обеспечивает генерацию мощности в двух диапазонах, с изменением мощности в каждом.Толкающая КА сила ПДА зависит от температуры и давления генерируемого пара в КС и площади поперечного сечения КС, которое в свою очередь зависит от расхода воды и мощности лазерных источников тепла.ПДА характеризуется простой конструкцией, с использованием практически бесплатной воды, минимальными массогабаритными характеристиками, и обеспечивает повышенный диапазон создаваемой мощности для создания пропульсивной силы коррекции, и высокие удельную мощность и КПД.The utility model relates to steam engines and can be used as a propulsion system (MPE) of a spacecraft (KA) as a corrective propulsion system (KPU) with the creation of pulses to correct the position of a spacecraft in low Earth orbit. The steam engine contains a tank coated with thermal insulation filled with hot water before launching the spacecraft, and contains a heater installed in it for heating water, and a laser heat source to create saturated steam and displace water into steam generators, and as steam generators and nozzles, it contains conical-cylindrical chamber nozzles (KS) with a hemispherical bottom, mounted in forks with a stepper motor drive, providing 90 ° rotation from the axis in both directions, while the KS communicates with the tank with pipelines coated with heat insulation and in the bottom The compressor station has a channel that communicates its cavity with the pipeline in which the solenoid valve (EC) is installed. In addition, higher pressure steam can be generated in the compressor station, for which it contains a heater installed in it, heated by a warm hole heat source (LIT), which heats the steam generated in the compressor chamber. To prevent water from entering the LIT channel installed in the tank and steam generators, heaters (evaporators) are heated on their inner walls, heated by a laser beam that vaporizes the water in contact with them to form saturated steam. The PDA requires a small battery, not pre-charged before launch, but recharged by solar panels when discharged. One PDA provides power generation in two ranges, from the power in each. The pushing spacecraft power of the PDA depends on the temperature and pressure of the generated steam in the KS and the cross-sectional area of the KS, which in turn depends on the flow of water and the power of the laser heat sources. The PDA is characterized by a simple design, using practically free water, minimal weight and size characteristics, and provides an increased range of generated power to create propulsive correction forces, and high specific power and efficiency.

Description

Полезная модель относится к ракетно-космической технике и может быть использована в качестве паровой, двигательной установки (ПДУ) космического аппарата (КА) в качестве корректирующей двигательной установки (КДУ) с созданием импульсов для коррекции положения КА, находящегося на околоземной орбите.The utility model relates to rocket and space technology and can be used as a steam, propulsion system (PDU) of a spacecraft (SC) as a corrective propulsion system (KDU) with the creation of pulses for correcting the position of the SC in low Earth orbit.

Во всех тепловых двигателях движущая механическая сила создается в ограниченном объеме избыточным давлением образующихся газов в кг/см2 над давлением окружающей среды, а не массой газов в кг, которые истекают от перепада давления и создают пропульсивную, толкающую силу на площади поперечного сечения канала, из которого истекают, при этом, толкающая сила рассчитывается по законам термодинамики, а не по законам механики, как принято в действующей теории ТД, что ясно без доказательств.In all heat engines, the driving mechanical force is created in a limited volume by the excess pressure of the generated gases in kg / cm 2 above the ambient pressure, and not by the mass of gases in kg that flow from the pressure drop and create a propulsive, pushing force on the channel cross-sectional area, from which expire, while the pushing force is calculated according to the laws of thermodynamics, and not according to the laws of mechanics, as is accepted in the current theory of TD, which is clear without evidence.

Заблуждение парадигмы существующей теории тепловых двигателей, называемых реактивными, началось с изобретения пороха и его использования в первых тепловых двигателях - пороховых ракетах.The fallacy of the paradigm of the existing theory of heat engines, called jet engines, began with the invention of gunpowder and its use in the first heat engines - powder rockets.

При сгорании пороха его масса переходит в газообразное состояние с давлением превышающем давление атмосферы, и перепад давления создает силу, толкающую ракету.When gunpowder burns, its mass goes into a gaseous state with a pressure exceeding atmospheric pressure, and the pressure drop creates a force pushing the rocket.

Начинающий гореть порох и количество образующихся газов, имеющих небольшую массу, но большое давление, толкают остальную не сгоревшую большую массу с большим ускорением, что доказывает то, что ракету движет не масса образующихся газов, а их давление.Gunpowder starting to burn and the amount of produced gases having a small mass but high pressure push the rest of the unburned large mass with great acceleration, which proves that the rocket is driven not by the mass of the generated gases, but by their pressure.

Известны КДУ для коррекции параметров орбит КА, использующие несколько типов двигателей, таких как жидкостно-газовые, плазменные, электронагревные и термокаталитические.Known KDU for the correction of the parameters of the orbits of the spacecraft, using several types of engines, such as liquid-gas, plasma, electric heating and thermocatalytic.

Наибольшее распространение получили КДУ со стационарными плазменными двигателями (СПД) Морозова.The greatest distribution was gained by KDU with stationary plasma engines (SPD) Morozov.

Начиная с 1972 г. двигательные установки данного типа используются для коррекции орбиты КА.Since 1972, propulsion systems of this type have been used to correct the spacecraft’s orbit.

В основе принципа действия стационарного плазменного двигателя лежит ускорение ионов рабочего тела электростатическим полем.The principle of operation of a stationary plasma engine is based on the acceleration of the ions of the working fluid by an electrostatic field.

В известных КДУ и СПД цикл генерации рабочего тела, создающего корректирующее усилие для КА, осуществляется на орбите, при этом СПД требует мощного источника электрической энергии, и даже с ним способен выбрасывать лишь незначительную массу газа с большой скоростью, создавая импульсно очень малую тягу для коррекции положения КА на орбите.In the well-known KDU and SPD, the generation cycle of the working fluid, which creates the corrective force for the spacecraft, is carried out in orbit, while the SPD requires a powerful source of electrical energy, and even with it is able to eject only a small mass of gas at high speed, creating a very small thrust for correction spacecraft in orbit.

Каждый СПД имеет определенную мощность, от 1-2 кВт до 100 кВт, и может использоваться для КА, определенной массы, при этом, в качестве маршевых ДУ для ускорения и торможения КА, а так же для создания длительного, мощного импульса для межпланетного перелета, они, не обладающие возможностью генерировать мощность в широком диапазоне, не могут быть использованы.Each SPD has a specific power, from 1-2 kW to 100 kW, and can be used for a spacecraft, a certain mass, and, as a marching remote control, to accelerate and decelerate the spacecraft, as well as to create a long, powerful impulse for an interplanetary flight, they, not having the ability to generate power in a wide range, cannot be used.

Известен импульсный ядерный ракетный двигатель, в котором используется энергия большого числа небольших ядерных зарядов (в том числе и термоядерных), находящихся на борту ракеты.Known pulsed nuclear rocket engine, which uses the energy of a large number of small nuclear charges (including thermonuclear) on board the rocket.

Заряды последовательно выбрасываются из ракеты и на некотором расстоянии за ней взрываются.The charges are successively ejected from the rocket and explode at a certain distance behind it.

При каждом сферическом взрыве незначительная часть ударной волны, расширяющихся газообразных продуктов взрыва, воздействует на КА и создает толкающие его импульсы, сообщая ускорение. (http://galspace.spb.ru/start-2.htm).With each spherical explosion, an insignificant part of the shock wave, expanding gaseous products of the explosion, acts on the spacecraft and creates impulses pushing it, imparting acceleration. (http://galspace.spb.ru/start-2.htm).

При сгорании одного килограмма дымного пороха образуется 300 л газообразных продуктов, при взрыве 1 кг тротила образуется 700 л, при взрыве 1 кг гексогена образуется 908 л/кг, а при испарении воды - 1650 л.When one kilogram of smoke powder is burned, 300 l of gaseous products are formed, with the explosion of 1 kg of TNT, 700 l are formed, with the explosion of 1 kg of hexogen, 908 l / kg is formed, and with the evaporation of water - 1650 l.

Известно, что вода является экологически чистым и самым газообразующим веществом, а, следовательно, самым эффективным рабочим телом, однако, она характеризуется большой удельной теплоемкостью, и требует больших затрат тепловой энергии для образования пара.It is known that water is the most environmentally friendly and the most gas-forming substance, and, therefore, the most efficient working fluid, however, it is characterized by a large specific heat capacity and requires large expenditures of thermal energy for the formation of steam.

Она используется как усилитель мощности все типов тепловых двигателей, использующих тепло высокотемпературных газов, при подаче воды в которые, генерируется пар, повышая давление образующейся газопаровой смеси и мощность, для ГТД («Справочник авиационного техника», ВИ Минобороны СССР, М. 1964 г.), патенты РФ на РД, торпеды, и газопаровые пороховые, детонационные и ядерные ВВ.It is used as a power amplifier for all types of heat engines using the heat of high-temperature gases, when water is supplied to it, steam is generated, increasing the pressure of the resulting gas-vapor mixture and power for gas turbine engines ("Reference Manual of Aviation Engineering", VI Ministry of Defense of the USSR, M. 1964. ), RF patents on taxiways, torpedoes, and gas-vapor powder, detonation and nuclear explosives.

Вода, при нагреве, меняет свое физическое состояние, переходя из жидкого, в газообразное - пар, при этом его удельный объем составляет 1,694 м3/кг, по сравнению с первоначальным жидким состоянием воды, и он обладает большей потенциальной энергией избыточного давления, по сравнению с давлением продуктов сгорания химического топлива и другими способами генерирования избыточного давления газообразного рабочего тела.Water, when heated, changes its physical state, changing from liquid to gaseous - steam, while its specific volume is 1.694 m3 / kg, compared with the initial liquid state of water, and it has a higher potential overpressure energy compared to pressure of combustion products of chemical fuel and other methods of generating excessive pressure of a gaseous working fluid.

Известна газопароимпульсная КДУ для КА, в которой для генерации избыточного давления используется газопаровая смесь, образующаяся при взрыве газопарового заряда ВВ, содержащего внутри обычного заряда ВВ ампулу с водой, (Патент РФ №180685).A gas-vapor-pulse KDU for a spacecraft is known, in which a gas-vapor mixture is used to generate excess pressure, which is formed during the explosion of a gas-vapor explosive charge containing an ampoule of water inside a normal explosive charge (RF Patent No. 180685).

Известна импульсная ДУ для КА, создающая пропульсивную, толкающую силу ударной волной взрываемых дефлаграционных или детонирующих зарядов ВВ, внутри которых установлены ампулы с водой, (Патент РФ №190423).Known pulsed remote control for spacecraft, creating propulsive, pushing force by a shock wave of explosive deflagration or detonating explosive charges, inside which are installed ampoules with water, (RF Patent No. 190423).

Насыщенный водяной пар образуется в закрытом сосуде над свободной поверхностью воды, нагретой до кипения, при этом его давление зависит только от температуры, и не зависит от объема воды, содержащейся в закрытом объеме.Saturated water vapor forms in a closed vessel above the free surface of water heated to boiling, while its pressure depends only on temperature, and does not depend on the volume of water contained in the closed volume.

Но насыщенный пар можно генерировать и в закрытом сосуде, полностью заполненном водой любого объема, не нагревая всю воду, а нагревая лишь небольшой объем, при этом его давление передается всей находящейся в объеме воде.But saturated steam can also be generated in a closed vessel, completely filled with water of any volume, without heating all the water, but heating only a small volume, while its pressure is transferred to all the water in the volume.

Именно это свойство насыщенного пара с генерацией его в закрытом объеме, полностью заполненном водой, использовано для создания серии различных типов паровых двигателей, не имеющих аналогов, при этом генерация насыщенного пара осуществляется малогабаритными мощными источниками, тепла, позволяющими перегреть небольшой объем воды с образованием насыщенного пара: ядерными - тепловыделяющим элементом (ТВЭЛ), или тепловыделяющей сборкой (ТВС) или лазерным источником тепла (ЛИТ).It is this property of saturated steam with its generation in a closed volume completely filled with water that was used to create a series of different types of steam engines that have no analogues, while the generation of saturated steam is carried out by small-sized powerful sources of heat, allowing to overheat a small volume of water with the formation of saturated steam : Nuclear - a fuel element (TVEL), or a fuel assembly (FA) or a laser heat source (LIT).

Избыточное давления насыщенного пара можно использовать для создания механической энергии для линейного перемещения, например, поршня, для создания крутящего момента поршневого парового двигателя, для паровых домкратов, паровых штамповочных прессов, при этом поршневые паровые двигатели, с безрасходным объемом воды, использовать для привода транспортных средств различного типа: тепловоза - современного «паровоза», для надводных и подводных аппаратов и судов, для ракет, а так же для всесредных аппаратов.Overpressure of saturated steam can be used to create mechanical energy for linear movement, for example, of a piston, to create torque of a reciprocating steam engine, for steam jacks, steam stamping presses, while piston steam engines with a waste-free volume of water can be used to drive vehicles various types: a locomotive - a modern "steam locomotive", for surface and underwater vehicles and ships, for missiles, as well as for all-round vehicles.

Известно, что емкость, заполненная горячей водой, при сообщении ее с атмосферой, не обладает потенциальной энергией избыточного давления, так как при истечении воды из емкости только небольшой объем испаряется, насыщая парами окружающий воздух, при этом не образуется насыщенный пар высокого давления.It is known that a tank filled with hot water, when it communicates with the atmosphere, does not have the potential energy of overpressure, since when water flows out of the tank, only a small volume evaporates, saturating the surrounding air with vapor, and saturated high-pressure steam is not formed.

Известно, что при сообщении емкости, заполненной горячей, нагретой до кипения водой, со средой с давлением ниже атмосферного, она вскипает, образуя насыщенный пар, обладающий потенциальной энергией давления, которой можно совершить механическую работу.It is known that when a container filled with hot water heated to boiling water communicates with a medium with a pressure below atmospheric, it boils, forming saturated vapor, which has a potential pressure energy that can be used to perform mechanical work.

Это свойство и использовано при создании парового двигателя для КА для генерации насыщенного пара высокого давления для создания им сил для движения КА в космическом вакууме.This property was used to create a steam engine for a spacecraft to generate saturated high-pressure steam to create forces for the spacecraft to move in space vacuum.

Известна прямоточная паровая энергетическая установка беспилотного подводного аппарата, использующая забортную воду и генерирующая насыщенный водяной пар, создающий пропульсивную силу, движущую аппарат, и, содержащая, в качестве источника тепловой энергии, тепловыделяющую сборку (ТВС) и аппаратуру запуска реакции деления, остановки и регулирования мощности (Патент РФ №185128).A direct-flow steam power plant of an unmanned underwater vehicle is known, which uses outboard water and generates saturated steam generating propulsive force, a moving apparatus, and containing, as a source of thermal energy, a fuel assembly (FA) and apparatus for triggering a fission reaction, stopping and controlling power (RF patent No. 185128).

Известен прямоточный паровой двигатель с ядерным источником тепла ТВЭЛ для торпеды, использующий в качестве рабочего тела забортную воду для генерации насыщенного пара и создания пропульсивной толкающей силы (Газета "Энергетика и промышленность России" \ №09 (365) май 2019 года).A direct-flow steam engine with a nuclear heat source TVEL for a torpedo is known, which uses outside water as a working fluid to generate saturated steam and create propulsive pushing force (Newspaper "Energy and Industry of Russia" \ No. 09 (365) May 2019).

Известна КДУ с ЯИТ для КА, содержащая многосопловую камеру генерации водяного пара постоянного объема, выполненную с возможностью многократного заполнения водой и с герметизацией сопл или разовой паяной заглушкой, или заслонками с электроприводами, при этом в камере установлен ЯИТ, выполненный, по меньшей мере, из двух ТВЭЛов подкритиче-ской массы, разделенных замедлителем, (Патент РФ №190508).Known KDU with YAIT for spacecraft, containing a multi-nozzle chamber for generating water vapor of constant volume, made with the possibility of multiple filling with water and sealing nozzles or a soldered plug or butterfly valves with electric drives, while the chamber is equipped with YAIT made of at least two fuel elements of subcritical mass separated by a moderator (RF Patent No. 190508).

Появилось сообщение о новой программе НАСА - разработке малых космических аппаратов SSTP (Small Spacecraft Technology Program), с водяными двигателями, принцип работы которых заключается в том, что вода превращается в пар, давление которого толкает космический корабль, («Рамблер»).There was a message about a new NASA program - the development of small spacecraft SSTP (Small Spacecraft Technology Program), with water engines, the principle of which is that water turns into steam, the pressure of which pushes the spacecraft, (Rambler).

В перспективе разработчики «космического парового двигателя» планируют разработку новых модификаций технологии для координации действий скоплений небольших космических кораблей.In the future, the developers of the “space steam engine” are planning to develop new modifications of the technology to coordinate the actions of clusters of small spaceships.

Известно открытие №65 «Светогидравлический эффект» с лазерным источником тепла (ЛИТ), генерирующим луч с плотной тепловой энергией, при импульсном наведении которого на воду, она взрывается.Known discovery No. 65 "Light-hydraulic effect" with a laser heat source (LIT), generating a beam with dense thermal energy, which when pulsed is directed at water, it explodes.

Тепловая энергия ЛИТа широко используется во многих областях промышленности, например, для пайки, сварки в атмосфере и под водой, в медицине и других.The thermal energy of LIT is widely used in many industries, for example, for soldering, welding in the atmosphere and under water, in medicine and others.

При создании ДУ для КА ставились следующие задачи:When creating the remote control for the spacecraft, the following tasks were set:

упростить термодинамический цикл создания движущей силы ДУ,to simplify the thermodynamic cycle of creating the driving force of the remote control,

упростить рабочее тело и затраты не его генерацию в космосе,to simplify the working fluid and the costs of not generating it in space,

обеспечить использование одной ДУ с диапазоном создаваемых мощностей для всех типов КА, в том числе в качестве маршевого,to ensure the use of one remote control with a range of generated capacities for all types of spacecraft, including as a march,

использовать для генерации газообразного тела более эффективный, компактный источник тепловой энергии,use a more efficient, compact source of thermal energy to generate a gaseous body,

обеспечить повышение удельной мощности ДУ,provide an increase in the specific power of the remote control,

резко упростить конструкцию ДУ,dramatically simplify the design of the remote control,

улучшить габаритно массовые характеристики,improve overall mass characteristics,

резко снизить цену силы - «тяги»,sharply reduce the price of power - "traction",

снизить объем и сроки проектирования КД,reduce the volume and terms of designing CD

цену изготовления и эксплуатации,manufacturing and operating costs,

обеспечить 100% экологическую безопасность.provide 100% environmental safety.

Задачи решены тем, что для генерации водяного пара используется, предварительно нагретая, вода, которой заполняется бак ДУ перед стартом ракеты-носителя, при этом ДУ является паровым двигателем - аккумулятором пара (ПДА) для использования в космическом вакууме.The problems are solved in that pre-heated water is used to generate water vapor, with which the remote control tank is filled before the launch of the launch vehicle, while the remote control is a steam engine - a steam accumulator (PDA) for use in space vacuum.

Для коррекции положения КА на орбите - тангаж, рыскание, вращение, ПДА содержит покрытый теплоизоляцией и заполненный горячей водой бак, в котором установлены ТЭН, для подогрева остывшей воды, лазерный источник тепла (ЛИТ) и, герметично установленный на внутренней стенке нагреватель-испаритель (НИ), исключающий непосредственный контакт лазерного луча с водой, разогреваемый ЛИТом, и испаряющий контактирующую с ним воду с образованием насыщенного пара у его поверхности.To correct the position of the spacecraft in orbit - pitch, yaw, rotation, the PDA contains a tank coated with thermal insulation and filled with hot water, in which a heater is installed, for heating cooled water, a laser heat source (LIT) and a heater-evaporator sealed on the inner wall ( NI), excluding direct contact of the laser beam with water, heated by LIT, and evaporating the water in contact with it with the formation of saturated steam at its surface.

Кроме того, ПДА содержит конусно-цилиндрические камеры-сопла (КС) с дном полусферической формы, сообщающуюся через трубопровод с баком, установленные перпендикулярно оси массы КА, в вилках с приводами, например с шаговым ЭД, обеспечивающим ее поворот в перпендикулярной оси КА плоскости на угол 90° в обе стороны, и соединяемые с трубопроводом сильфонами или полипропиленовыми, покрытыми теплоизоляцией, или резиновыми, так же покрытыми теплоизоляцией, и, для сообщения полости КС с баком, она содержит электроклапан (ЭК).In addition, the PDA contains a conical-cylindrical chamber-nozzle (CS) with a hemispherical bottom, communicating through a pipeline with a tank mounted perpendicular to the mass axis of the spacecraft, in forks with drives, for example, with a step-by-step drive, which ensures its rotation in the plane perpendicular to the axis of the spacecraft an angle of 90 ° on both sides, and connected to the pipeline by bellows or polypropylene, coated with thermal insulation, or rubber, also coated with thermal insulation, and, for communication of the cavity of the COP with the tank, it contains an electrovalve (EC).

Нагретая вода может поступать из бака в КС без вытесняющего ее давления, и испаряться с созданием толкающей силы, а также вытесняться принудительно, для чего в баке установлен лазерный источник тепла (ЛИТ), генерирующий насыщенный пара небольшого давления относительно вакуума и объема, вытесняющий воду в КС.Heated water can come from the tank to the compressor station without displacing its pressure, and evaporate with the creation of a pushing force, as well as force out, for which a laser heat source (LIT) is installed in the tank, generating saturated steam of small pressure relative to vacuum and volume, displacing water into The cop.

Для создания импульса вода подается в КС при открытии ЭК, и горячая вода, поступая в полость КС, находящуюся под низким давлением космического вакуума, мгновенно будет испаряться, с образованием сухого пара, при этом создается толкающий импульс.To create a pulse, water is supplied to the compressor chamber when the EC is opened, and hot water entering the cavity of the compressor chamber, which is under low cosmic vacuum pressure, will instantly evaporate, with the formation of dry steam, and a pushing pulse is created.

Для повышении давления сухого пара, образующегося в КС, они могут содержать подогреватели пара (ПП), которые установлены в их полостях на днище, нагреваемые ЛИТами, при этом давление пара повышается, и создается большее толкающее усилие.To increase the pressure of dry steam generated in the COP, they can contain steam heaters (PP), which are installed in their cavities on the bottom, heated by LITs, while the vapor pressure rises and a greater pushing force is created.

На рис. 1 изображена общая принципиальная схема ПДА, где 1 бак, 2 - ЛИТ, 3 - теплоизоляция, 4 - ТЭН, 5 - трубопровод, 6 - КС, 7 - привод.In fig. 1 shows the general schematic diagram of the PDA, where 1 tank, 2 - LIT, 3 - thermal insulation, 4 - TEN, 5 - pipeline, 6 - KS, 7 - drive.

На рис. 2 изображена принципиальная схема К с пароподогревателем (ПП), где 1 - КС, 2 - вал привода, 3 - трубопровод, 4 - сильфон, 5 - теплоизоляция, 6 - ЛИТ, 7 - ПП, 8 - ЭК.In fig. 2 is a schematic diagram of K with a steam heater (PP), where 1 - KS, 2 - drive shaft, 3 - pipeline, 4 - bellows, 5 - insulation, 6 - LIT, 7 - PP, 8 - EC.

Во всех трех положениях КС создает кратковременные или продолжительные импульсы паром низкого давления с минимальным расходом пара и минимальной силой.In all three positions, the CS creates short-term or long-term pulses by low-pressure steam with a minimum steam flow rate and minimum force.

Для исключения попадания воды в канал ЛИТ, установленного в баке и пароводогенраторах, на их внутренних стенках герметично установлены нагреватели (испарители), разогреваемые лучом лазера, который испаряет контактирующую с ними воду с образованием насыщенного пара.To prevent water from entering the LIT channel installed in the tank and steam generators, heaters (evaporators) are heated on their inner walls, heated by a laser beam, which evaporates the water in contact with them with the formation of saturated steam.

Для работы ПДА требуется аккумулятор не большой мощности, предварительно заряженный до запуска, а при разрядке подзаряжаемый от солнечных батарей.For the operation of the PDA, a battery of not high power, pre-charged before launch, is required and, when discharged, recharged from solar panels.

Один ПДА обеспечивает генерацию мощности в двух диапазонах, с изменением мощности в каждом.One PDA provides power generation in two ranges, with a change in power in each.

Толкающая КА сила ПДА зависит от температуры и давления генерируемого пара в КС и площади поперечного сечения КС, которое в свою очередь зависит от расхода воды и мощности лазерных источников тепла.The PSA pushing CA power depends on the temperature and pressure of the generated steam in the CS and the cross-sectional area of the CS, which in turn depends on the flow of water and the power of the laser heat sources.

ПДА характеризуется простой конструкцией, с использованием, практически бесплатной воды, минимальными массогабаритными характеристиками, и обеспечивает повышенный диапазон создаваемой мощности для создания пропульсивной силы коррекции, и высокие удельную мощность и КПД.PDA is characterized by a simple design, using practically free water, minimal weight and size characteristics, and provides an increased range of generated power to create propulsive correction forces, and high specific power and efficiency.

Claims (4)

1. Паровой двигатель, содержащий бак для воды, источник тепла для генерации пара, и, по меньшей мере, одну камеру генерации пара, и одно сопло, характеризующийся тем, что бак покрыт теплоизоляцией, перед запуском КА заполнен горячей водой, при этом в нем установлен ТЭН для подогрева воды и лазерный источник тепла для вытеснения воды в генератор пара, а в качестве генератора пара и сопла он содержит конусно-цилиндрическую камеру-сопло с дном полусферической формы, а для сообщения КС с баком в ней выполнен канал, сообщающий ее полость с трубопроводом, в котором установлен электроклапан.1. A steam engine containing a water tank, a heat source for generating steam, and at least one steam generation chamber, and one nozzle, characterized in that the tank is covered with thermal insulation, is filled with hot water before launching the spacecraft, while a heater for heating water and a laser heat source for displacing water into a steam generator are installed, and as a steam generator and nozzle it contains a conical-cylindrical chamber nozzle with a hemispherical bottom, and a channel communicating its cavity is made for communication between the compressor station and the tank from the pipeline the ode in which the solenoid valve is installed. 2. Паровой двигатель по п. 1, характеризующийся тем, что на внутренней стенке бака установлен нагреватель-испаритель, генерирующий насыщенный пар для вытеснения воды, нагреваемый лазерным источником тепла и исключающий контакт луча с водой.2. The steam engine according to claim 1, characterized in that a heater-evaporator is installed on the inner wall of the tank, generating saturated steam to displace water, heated by a laser heat source and eliminating the contact of the beam with water. 3. Паровой двигатель по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что камера-сопло содержит пароподогреватель, установленный в ее полости на дне, нагреваемый лазерным источником тепла.3. The steam engine according to claim 1 or 2, characterized in that the chamber-nozzle contains a steam heater installed in its cavity at the bottom, heated by a laser heat source. 4. Паровой двигатель по любому из пп. 1, 2, 3, характеризующийся тем, что камера-сопло установлена в вилке с приводом шаговым электродвигателем, обеспечивающим поворот от оси на 90° в обе стороны, при этом между трубопроводом и камерой-соплом установлен сильфон.4. The steam engine according to any one of paragraphs. 1, 2, 3, characterized in that the chamber-nozzle is mounted in a fork with a stepper motor drive, providing 90 ° rotation from the axis in both directions, while a bellows is installed between the pipeline and the chamber-nozzle.
RU2019133448U 2019-10-21 2019-10-21 Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft RU196394U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133448U RU196394U1 (en) 2019-10-21 2019-10-21 Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133448U RU196394U1 (en) 2019-10-21 2019-10-21 Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU196394U1 true RU196394U1 (en) 2020-02-27

Family

ID=69630738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019133448U RU196394U1 (en) 2019-10-21 2019-10-21 Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU196394U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252281A (en) * 1962-09-17 1966-05-24 Fairchild Hiller Corp Rocket system and method
JP2002195151A (en) * 2000-12-26 2002-07-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Plasma gas propulsion device
US20080106219A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 Jeong Wook Hur Driving circuit of surface light source and method of driving the same
WO2009008524A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Imagineering, Inc. Ignition and chemical reaction accelerator and flame stabilizer, speed-type internal combustion engine, and furnace
RU2380563C2 (en) * 2007-07-23 2010-01-27 Владимир Анисимович Романов Method of operating rocket engine and romanov's rocket engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3252281A (en) * 1962-09-17 1966-05-24 Fairchild Hiller Corp Rocket system and method
JP2002195151A (en) * 2000-12-26 2002-07-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Plasma gas propulsion device
US20080106219A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 Jeong Wook Hur Driving circuit of surface light source and method of driving the same
WO2009008524A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Imagineering, Inc. Ignition and chemical reaction accelerator and flame stabilizer, speed-type internal combustion engine, and furnace
RU2380563C2 (en) * 2007-07-23 2010-01-27 Владимир Анисимович Романов Method of operating rocket engine and romanov's rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mishra Fundamentals of rocket propulsion
Goethert High altitude and space simulation testing
US11084605B2 (en) Device and system for controlling missiles and kill vehicles operated with gel-like fuels
RU185128U1 (en) Unmanned underwater vehicle with once-through steam nuclear power plant
RU2380563C2 (en) Method of operating rocket engine and romanov's rocket engine
US20080178594A1 (en) Engine for generating mechanical energy
RU196394U1 (en) Steam Engine - Romanov Battery for Spacecraft
RU190508U1 (en) Pulsed steam engine with a nuclear heat source for spacecraft
Falempin et al. Pulsed detonation engine-possible application to low cost tactical missile and to space launcher
RU180685U1 (en) Gas vapor corrective propulsion system for spacecraft
Asakawa et al. Total impulse increase of a micro-solid rocket using a stack of B/KNO3 pellets
RU197089U1 (en) Steam, with hot water and steam generation by a laser heat source, Romanova rocket
Yasuhara et al. Advanced gel propulsion controls for kill vehicles
RU194073U1 (en) Steam rocket module with laser heat sources
RU187155U1 (en) Liquid-free rocket engine gasless steam chamber
RU2690236C1 (en) Supersonic rotary rocket
Pinto et al. Green gelled propellant highly throtteable rocket motor and gas generator technology: status and application
Nakano et al. A laser ignition microthruster for microspacecraft propulsion
RU2484418C1 (en) Ground-to-air missile
RU196907U1 (en) Missile with a gas-vapor powder engine, explosive nuclear charges and a rotary nozzle
RU2604902C2 (en) Space objects path changing device
Schall et al. Laser propulsion thrusters for space transportation
RU190423U1 (en) Pulsed propulsion system with gas-vapor explosive charges for vehicles
El-Sayed et al. Pulsejet, ramjet, and scramjet engines
Kumar Rocket Propulsion: Classification of Different Types of Rocket Propulsion System and Propulsive Efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20201022