RU2004102372A - Способ создания реактивной тяги и устройство для его осуществления в виде ракетного двигателя для космических полетов - Google Patents

Claims (6)

1. Способ создания реактивной тяги, при котором в ракетном двигателе используют источник энергии длительного действия, например ядерный реактор, входящий в состав парогенератора, в котором жидкое рабочее тело нагревают, превращают в пар и затем через сопло с ускорением направляют в полость герметичного баллона на установленное в нем за выходом из сопла взаимодействующее с рабочим телом устройство, с помощью которого изменяют направление движения и действия импульса рабочего тела, в полости баллона обеспечивают расширение рабочего тела, а сопутствующее указанному расширению понижение температуры рабочего тела используют для конденсации парообразного рабочего тела, оседающий на теплопроводные и не смачиваемые стенки баллона жидкий конденсат рабочего тела направляют к установленному с противоположной относительно сопла стороны баллона насосу и используют при этом инерционные силы, возникающие при ускорении космического аппарата, жидкое рабочее тело при помощи насоса направляют в парогенератор, при этом обеспечивают последовательное использование рабочего тела для создания реактивной тяги без выхода рабочего тела в виде жидкости или пара в окружающее пространство, тепловую энергию выводят из полости баллона в окружающее пространство через теплопроводные и прозрачные для теплового излучения стенки баллона с преимущественным направлением в сторону движения рабочего тела через сопло и при этом создают реактивную тягу, отличающийся тем, что установленное за выходом из сопла и взаимодействующее с рабочим телом устройство выполняют в виде преобразователя кинетической энергии вытекающего из сопла парообразного рабочего тела в тепловую энергию, при этом в преобразователе кинетической энергии создают встречные потоки рабочего тела, осуществляют взаимное торможение этих встречных потоков с аэродинамическим нагревом рабочего тела и превращают при этом кинетическую энергию рабочего тела в тепловую энергию, выход рабочего тела в полость баллона из преобразователя кинетической энергии обеспечивают в радиальных направлениях относительно линии оси сопла и преобразователя кинетической энергии и при этом создают условия для расширения, понижения температуры и конденсации рабочего тела, получаемую при работе ракетного двигателя тепловую энергию, в том числе превращенную из кинетической энергии рабочего тела, излучают в окружающее пространство через теплопроводные и прозрачные для теплового излучения стенки баллона с созданием реактивной тяги, при этом в конечном итоге используют тепловую и кинетическую энергий рабочего тела, истекающего из сопла.

2. Ракетный двигатель, содержащий парогенератор с источником энергии длительного действия, например, с ядерным реактором, жидкое рабочее тело, способное при нагревании превращаться в пар, насос для перемещения жидкого рабочего тела, сопло, баллон, стенки которого выполнены из газонепроницаемого теплопроводного материала, полость баллона герметична и с одной стороны сообщается с соплом, а с противоположной стороны - с насосом, который соединен с трубопроводом, связывающим баллон с парогенератором, за выходом из сопла в полости баллона установлено взаимодействующее с рабочим телом устройство, обеспечивающее изменение направления движения и действия импульса истекающего из сопла рабочего тела, часть стенок баллона, примыкающих к соплу, имеет симметричную относительно линии оси сопла вогнутую форму в виде рефлектора с возможностью создания направленного в одну сторону теплового излучения, противоположная рефлектору стенка баллона выполнена из прозрачного для теплового излучения материала, при этом отраженное от рефлектора и покинувшее баллон тепловое излучение и вытекающая из сопла парообразная струя рабочего тела направлены в одну сторону с созданием при этом реактивной тяги, отличающийся тем, что установленное в полости баллона за выходом из сопла взаимодействующее с вытекающим из сопла рабочим телом устройство выполнено в виде преобразователя кинетической энергии выходящего из сопла парообразного рабочего тела в тепловую энергию, который содержит размещенные за выходом из сопла на одной линии оси, общей с линией оси сопла, две соосные коаксиальные трубы - внутреннюю и внешнюю, между которыми образован свободный кольцевой канал, за трубами с противоположной стороны от сопла симметрично упомянутой линии оси установлен полусферический реверсивный насадок, внутренняя вогнутая поверхность насадка обращена в сторону упомянутых труб, внутренняя труба имеет большую длину по сравнению с внешней трубой и входит частично в пределы внутренней вогнутой части насадка, внутри вогнутой части насадка симметрично упомянутой линии оси прикреплен прилегающий к дну насадка конус, вершина которого обращена в сторону внутренней трубы, между дальним от сопла концом внешней трубы и круговой кромкой корпуса насадка создан кольцевой проем, свободно сообщающийся с противоположных сторон с кольцевым каналом и внутренней вогнутой частью насадка и равномерно по окружности открытый в полость баллона, насадок совместно с внутренней трубой и кольцевой канал обеспечивают возможность разделения выходящей из сопла струи рабочего тела на два встречных потока с равными по величине кинетическими энергиями, взаимное аэродинамическое торможение которых происходит при их столкновении в пределах кольцевого проема с превращением кинетической энергии рабочего тела в тепловую энергий и с выходом рабочего тела в полость баллона равномерно во все стороны в радиальных направлениях относительно упомянутой линии оси труб.

3. Ракетный двигатель по п.2, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используется вещество, способное после выхода из преобразователя кинетической энергии и при последующем расширении в полости баллона и охлаждении на теплопроводных стенках баллона конденсироваться в жидкое состояние при температуре выше температуры окружающей среды, в которой находится баллон.

4. Ракетный двигатель по п.2, отличающийся тем, что внутренние стенки баллона выполнены из материала, не смачиваемого жидким конденсатом рабочего тела.

5. Ракетный двигатель по п.2, отличающийся тем, что в полости баллона содержатся только пары и жидкий конденсат рабочего тела.

6. Ракетный двигатель по п.2, отличающийся тем, что в состав рабочего тела введены центры конденсации в виде частиц вещества, пылинок или ионов.