RU2013119970A - Система для извлечения, хранения и использования атмосферного газа для применения в качестве реактивного рабочего тела - Google Patents

Система для извлечения, хранения и использования атмосферного газа для применения в качестве реактивного рабочего тела Download PDF

Info

Publication number
RU2013119970A
RU2013119970A RU2013119970/11A RU2013119970A RU2013119970A RU 2013119970 A RU2013119970 A RU 2013119970A RU 2013119970/11 A RU2013119970/11 A RU 2013119970/11A RU 2013119970 A RU2013119970 A RU 2013119970A RU 2013119970 A RU2013119970 A RU 2013119970A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
storage tank
atmospheric gas
compressor
gas
storage
Prior art date
Application number
RU2013119970/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2613078C2 (ru
Inventor
Джейме Саймон РИД
Original Assignee
Астриум Лимитед
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 Астриум Лимитед filed Critical Астриум Лимитед
Publication of RU2013119970A publication Critical patent/RU2013119970A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2613078C2 publication Critical patent/RU2613078C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K7/00—Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B64G1/105—Space science
    • B64G1/1064—Space science specifically adapted for interplanetary, solar or interstellar exploration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B64G1/105—Space science
    • B64G1/1064—Space science specifically adapted for interplanetary, solar or interstellar exploration
    • B64G1/1071—Planetary landers intended for the exploration of the surface of planets, moons or comets
    • 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
    • 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
    • B64G1/402—Propellant tanks; Feeding propellants
    • 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
    • B64G1/402—Propellant tanks; Feeding propellants
    • B64G1/4022—Arrangements of tanks in or on spacecraft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B64G1/105—Space science
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/16—Extraterrestrial cars
    • 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
    • B64G1/401—Liquid propellant rocket engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

1. Система для извлечения и распределения атмосферного газа для использования в качестве рабочего тела транспортного средства, содержащая компрессор, выполненный с возможностью засасывания и сжатия атмосферного газа, первый и второй баки-хранилища, предназначенные для хранения сжиженного атмосферного газа из компрессора, причем каждое хранилище имеет впускной трубопровод для подачи в него сжиженного атмосферного газа, причем впускной трубопровод первого бака-хранилища соединен по текучей среде с компрессором, причем второй бак-хранилище имеет нагреватель, выполненный с возможностью нагревания сжиженного атмосферного газа в нем, чтобы преобразовывать его в газ высокого давления, причем второй бак-хранилище включает в себя выпускной трубопровод, соединенный по текучей среде с первым баком-хранилищем для подачи газа высокого давления в первый бак-хранилище, и регулирующий клапан в указанном выпускном трубопроводе, и причем первый бак-хранилище включает выпускной трубопровод для вытекания жидкости из первого бака-хранилища под давлением, созданным газом из второго бака-хранилища.2. Система по п.1, дополнительно включающая сжижающий теплообменник, размещенный ниже по потоку относительно компрессора, для сжижения сжатого газа из компрессора.3. Система по п.1, в которой регулирующий клапан в выпускном трубопроводе второго бака-хранилища включает регулирующий клапан Джоуля-Томсона.4. Система по п.1, в которой теплообменник размещен в выпускном трубопроводе второго бака-хранилища, ниже по потоку относительно регулирующего клапана.5. Система по п.1, в которой нагреватель второго бака-хранилища предпочтительн

Claims (29)

1. Система для извлечения и распределения атмосферного газа для использования в качестве рабочего тела транспортного средства, содержащая компрессор, выполненный с возможностью засасывания и сжатия атмосферного газа, первый и второй баки-хранилища, предназначенные для хранения сжиженного атмосферного газа из компрессора, причем каждое хранилище имеет впускной трубопровод для подачи в него сжиженного атмосферного газа, причем впускной трубопровод первого бака-хранилища соединен по текучей среде с компрессором, причем второй бак-хранилище имеет нагреватель, выполненный с возможностью нагревания сжиженного атмосферного газа в нем, чтобы преобразовывать его в газ высокого давления, причем второй бак-хранилище включает в себя выпускной трубопровод, соединенный по текучей среде с первым баком-хранилищем для подачи газа высокого давления в первый бак-хранилище, и регулирующий клапан в указанном выпускном трубопроводе, и причем первый бак-хранилище включает выпускной трубопровод для вытекания жидкости из первого бака-хранилища под давлением, созданным газом из второго бака-хранилища.
2. Система по п.1, дополнительно включающая сжижающий теплообменник, размещенный ниже по потоку относительно компрессора, для сжижения сжатого газа из компрессора.
3. Система по п.1, в которой регулирующий клапан в выпускном трубопроводе второго бака-хранилища включает регулирующий клапан Джоуля-Томсона.
4. Система по п.1, в которой теплообменник размещен в выпускном трубопроводе второго бака-хранилища, ниже по потоку относительно регулирующего клапана.
5. Система по п.1, в которой нагреватель второго бака-хранилища предпочтительно представляет собой электрический нагреватель.
6. Система по п.1, в которой нагреватель второго бака-хранилища включает радиоизотопный нагревательный элемент.
7. Система по п.1, дополнительно включающая множество компрессоров в последовательном соединении, предназначенных для засасывания и сжатия атмосферного газа.
8. Система по п.7, включающая три компрессора.
9. Система по п.7, в которой один из компрессоров представляет собой ротационный компрессор, и один из компрессоров представляет собой поршневой компрессор.
10. Система по п.1, в которой впускные трубопроводы первого и второго баков-хранилищ могут регулироваться независимо с помощью соответственных питающих клапанов.
11. Система по п.1, в которой выходной трубопровод первого бака включает клапан для регулирования потока текучей среды из первого бака.
12. Система по п.1, дополнительно включающая третий бак-хранилище для хранения сжиженного атмосферного газа, подаваемого из компрессора, причем указанный третий бак-хранилище имеет впускной трубопровод для подведения в него сжиженного атмосферного газа.
13. Система по п.12, в которой третий бак-хранилище включает нагреватель, выполненный с возможностью нагревания сжиженного атмосферного газа в нем, чтобы преобразовывать его в газ высокого давления.
14. Система по п.13, в которой впускной трубопровод третьего бака-хранилища может регулироваться независимо с помощью питающего клапана.
15. Система по п.1, в которой впускной трубопровод второго и/или третьего бака-хранилища соединяются по текучей среде с компрессором.
16. Система по п.1, в которой впускной трубопровод второго и/или третьего бака-хранилища соединяется по текучей среде с выпускным трубопроводом из первого бака-хранилища через клапан так, что второй и/или третий бак-хранилище может в регулируемом режиме заполняться из первого бака-хранилища.
17. Система по п.1, в которой по меньшей мере один из баков-хранилищ включает клапан предельного давления, рассчитанный на открывание, когда давление внутри бака превышает предварительно заданное значение.
18. Двигательная система для полета транспортного средства для исследования поверхности планеты, включающая маршевый реактивный двигатель и множество двигателей малой тяги реактивной системы управления, и систему для извлечения и распределения атмосферного газа для использования в качестве рабочего тела, по любому предшествующему пункту, причем выпускной трубопровод первого бака-хранилища соединен по текучей среде с маршевым реактивным двигателем через регулирующий клапан для подачи сжиженного атмосферного газа из первого бака-хранилища в маршевый реактивный двигатель для использования в нем в качестве топливного рабочего тела.
19. Двигательная система по п.18, в которой маршевый реактивный двигатель включает выхлопное сопло и перегреватель, выполненный с возможностью преобразования подводимого в него сжиженного атмосферного газа в перегретый газ для выброса через выхлопное сопло в качестве рабочего тела транспортного средства, чтобы создать реактивную тягу для подъема.
20. Двигательная система по п.19, в которой перегреватель включает термический конденсатор для переноса теплоты на подаваемый в него сжиженный атмосферный газ, и нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагревания термического конденсатора.
21. Двигательная система по п.19, в которой двигатели малой тяги РСУ соединяются по текучей среде с маршевым реактивным двигателем для подачи газа высокого давления в двигатели малой тяги РСУ для использования в качестве рабочего тела.
22. Двигательная система по п.18, в которой двигатели малой тяги РСУ сообщаются по текучей среде с одним из второго или третьего баков-хранилищ для подведения газа высокого давления к двигателям малой тяги РСУ для использования в качестве рабочего тела.
23. Двигательная система по п.18, в которой выпускной трубопровод первого бака-хранилища соединяется по текучей среде с вторичным перегревателем, предназначенным для преобразования сжиженного атмосферного газа, подводимого в него из первого бака-хранилища, в перегретый газ, причем вторичный перегреватель соединяется по текучей среде с двигателями малой тяги РСУ для подведения газа высокого давления в двигатели малой тяги РСУ для использования в качестве рабочего тела.
24. Двигательная система по п.18, в которой по меньшей мере один из баков-хранилищ включает датчик уровня жидкости и управляющее устройство, соединенное с указанным датчиком, причем управляющее устройство предназначено для закрывания впускного питающего клапана данного или каждого бака-хранилища, когда датчик уровня жидкости определяет, что бак заполнен сжиженным атмосферным газом до предварительно заданного уровня.
25. Двигательная система по п.24, в которой управляющее устройство также предназначено для управления компрессором, чтобы останавливать его, когда данный или каждый датчик уровня определяет, что уровень жидкости в данном или каждом баке-хранилище достиг предварительно заданного уровня.
26. Двигательная система по п.18, в которой второй и/или третий бак-хранилище включает температурный датчик и/или датчик давления, и система включает управляющее устройство, соединенное с указанным датчиком, причем управляющее устройство предназначено для управления нагревателем соответствующего бака-хранилища в зависимости от зарегистрированной температуры и/или давления, детектированных датчиком(ами).
27. Двигательная система по п.18, дополнительно включающая один или более датчиков положения транспортного средства, и управляющее устройство, соединенное с данным или каждым датчиком положения и с двигателями малой тяги РСУ, предназначенное для приведения в действие одного или более двигателей малой тяги РСУ в зависимости от сигналов, посылаемых данным или каждым датчиком положения.
28. Двигательная система по п.27, в которой управляющее устройство соединено с регулирующим клапаном, связанным с каждым двигателем малой тяги РСУ, и предназначено для открывания соответствующего клапана, чтобы позволить газу под высоким давлением выходить через соответственный двигатель малой тяги РСУ, в зависимости от сигналов, поступающих от каждого датчика положения.
29. Способное к полету транспортное средство для исследования поверхности планеты, включающее двигательную систему по п.18.
RU2013119970A 2010-09-30 2011-07-27 Система для извлечения, хранения и использования атмосферного газа для применения в качестве реактивного рабочего тела RU2613078C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1016413.5 2010-09-30
GB1016413.5A GB2484114A (en) 2010-09-30 2010-09-30 System for the Recovery, Storage and Utilisation of Atmospheric Gas for Use as a Vehicle Propellant
PCT/IB2011/053343 WO2012042400A1 (en) 2010-09-30 2011-07-27 System for the recovery, storage and utilisation of atmospheric gas for use as a vehicle propellant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013119970A true RU2013119970A (ru) 2014-11-10
RU2613078C2 RU2613078C2 (ru) 2017-03-15

Family

ID=43128189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119970A RU2613078C2 (ru) 2010-09-30 2011-07-27 Система для извлечения, хранения и использования атмосферного газа для применения в качестве реактивного рабочего тела

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10087887B2 (ru)
EP (1) EP2621812B1 (ru)
GB (1) GB2484114A (ru)
RU (1) RU2613078C2 (ru)
WO (1) WO2012042400A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103213692B (zh) * 2013-04-09 2015-05-27 北京控制工程研究所 主动调节卫星双组元推进系统并联贮箱平衡排放的方法
GB2520699A (en) * 2013-11-27 2015-06-03 Gideon St Wan Kukard Apparatus for delivery propulsion to space craft
RU2591129C1 (ru) * 2015-04-20 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ производства жидкого ракетного топлива в космосе
RU2591131C1 (ru) * 2015-04-20 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ производства ракетного топлива в условиях космического полёта
RU2719801C1 (ru) * 2019-02-14 2020-04-23 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Управляемая пуля
CN110425415B (zh) * 2019-08-06 2021-03-19 北京空间技术研制试验中心 航天器推进增压气体在轨补加系统及补加方法
WO2022070202A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 Dhapodkar Prathamesh Title of the invention- compression propulsion drive

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU49413A1 (ru) * 1936-05-04 1936-08-31 М.С. Огоньян Реактивный (ракетный) двигатель внутреннего горени
US3756024A (en) * 1962-02-23 1973-09-04 Gen Dynamics Corp Method and apparatus for coordinating propulsion in a single stage space flight
US4240601A (en) * 1979-05-30 1980-12-23 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for observing the features characterizing the surface of a land mass
US4754601A (en) * 1984-12-18 1988-07-05 Minovitch Michael Andrew Self-refueling space propulsion system and operating method
DE4017611A1 (de) * 1990-05-31 1991-12-05 Linde Ag Verfahren zur verfluessigung von gasen
RU2096647C1 (ru) * 1993-03-24 1997-11-20 Опытное конструкторское бюро "Факел" Однокомпонентный жидкостный ракетный двигатель малой тяги и способ его запуска
US5329777A (en) * 1993-06-24 1994-07-19 The Boc Group, Inc. Cryogenic storage and delivery method and apparatus
EP1470334A2 (en) * 2000-09-07 2004-10-27 Savage Enterprises, Inc. Igniter for internal combustion engines operating over a wide range of air fuel ratios
FR2822193B1 (fr) * 2001-03-16 2003-06-27 Snecma Moteurs Module de propulsion cryotechnique a faible poussee
US6644015B2 (en) * 2001-10-29 2003-11-11 Hmx, Inc. Turbojet with precompressor injected oxidizer
GB2409022B (en) * 2003-12-13 2006-01-25 Rolls Royce Plc Work extraction arrangement
EP2160539B1 (en) * 2007-03-02 2017-05-03 Enersea Transport LLC Apparatus and method for flowing compressed fluids into and out of containment
EP2330995B1 (en) * 2008-09-03 2015-08-05 Endocare, Inc. A cryogenic system and method of use
RU2397924C2 (ru) * 2008-10-29 2010-08-27 Вячеслав Иванович Беляев Аэрокосмический самолет (варианты)
US20120255312A1 (en) * 2010-09-27 2012-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Method and System to Produce Electric Power
US8884202B2 (en) * 2011-03-09 2014-11-11 United Launch Alliance, Llc Integrated vehicle fluids
US20140260186A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Patrick R.E. Bahn Rocket engine systems with an independently regulated cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
US20130192194A1 (en) 2013-08-01
WO2012042400A1 (en) 2012-04-05
GB2484114A (en) 2012-04-04
EP2621812A1 (en) 2013-08-07
GB201016413D0 (en) 2010-11-10
RU2613078C2 (ru) 2017-03-15
EP2621812B1 (en) 2018-09-05
US10087887B2 (en) 2018-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013119970A (ru) Система для извлечения, хранения и использования атмосферного газа для применения в качестве реактивного рабочего тела
EP2832972B1 (en) Ship, fuel gas supply apparatus, and fuel gas supply method
JP6371305B2 (ja) 天然ガスを再液化するための方法および装置
US8726676B2 (en) Thermodynamic pump for cryogenic fueled devices
JP6262268B2 (ja) 内燃機関用の燃料ガス供給システム
EP2332825A1 (en) Gas apparatus and fuel gas supply method
RU2015149812A (ru) Охлаждение сжиженного природного газа в процессе работы
US10598133B2 (en) Gaseous fuel vent handling apparatus and method
JP6285715B2 (ja) 船舶の燃料供給システム
JP6482596B2 (ja) 大型２ストローク圧縮点火高圧ガス噴射内燃エンジンのための燃料供給システム
KR101884823B1 (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
NO335213B1 (no) System og fremgangsmåte for å øke trykket i avkokingsgass i et LNG-drivstoffsystem
CN105626313A (zh) 船舶的lng供气系统
US9593645B2 (en) Gaseous fuel system having a turbine pump
GB869274A (en) Improvements in or relating to fuel systems for internal combustion engines
CN104165103B (zh) 内燃机和供给气态燃料给这种机器的方法
KR20160130416A (ko) 내연 기관용 연료 공급 시스템
CN202149833U (zh) 气压试验装置
KR101884828B1 (ko) 선박의 연료가스 공급시스템
JP6203718B2 (ja) エネルギー節減ポンプ
RU2010152951A (ru) Комбинированная энергетическая система
CN102954345A (zh) 一种低温绝热贮罐的增压系统
WO2016153815A1 (en) Cryogenic pump having vented plunger
NO20101448A1 (no) Anordning for tilforsel av olje fra en tank som inneholder tung brenselolje
RU2020125995A (ru) Система заправки ракеты жидким кислородом

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant