一种适合于太空飞行的多模式驱动运载系统的制作方法

本发明将克服传统运载器所载燃料有限，停滞太空时间短，成本高的缺点，将多种驱动模式和获取能量的方法系统集成，开发出一种能量来源多元化，驱动模式多元化，从而能遂行多样性的太空任务的飞船运载器。除传统的氢氧喷气发动机之外，更有微波发动机和密闭驱动推进系统。后两种驱动模式不依赖向外环境喷射高质量物质以获取飞船动力，而是以循环利用介质将来自太空的太阳能发电站以无线电射频和微波传输能量，转化为飞船运载器的动能。从而极大地提高了运载器滞留太空的时间和运载器的多用途化，突破了太空运载器所携燃料有限、滞留太空时间短的局限性，极大地方便了太空事业上的发展。

背景技术：
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反冲运动在自然界随处可见，而在人类社会运用喷射技术则是源于古代中国，而火箭的大发展来自上个世纪，这些伟大的发明让卫星上天、载人宇航成功，极大地推进了诸如航空航天及宇航事业的发展。然而，这种以前靠燃料燃烧，从而实现喷射推进的技术，由于运载器所携燃料的有限，就突出了它的局限性。以向外环境释放有限载荷的物质为手段，而所载物质有一定的数量，无论燃料还是运载器里的物质，在向外环境释放以获取动能的过程中，都逐步减少，限制了这种驱动模式持续的时间，即这种驱动模式耗尽燃料或物质后将不可持续获得驱动和机动能力。

为了长时间在太空中可持续工作，人们设计了不同于上述模式的驱动方式，著名的有微波驱动方式。该方式在中国做出了实体模型，其运载器实现了不再以向外环境喷射大量物质也能够获取动能的方法。本发明不但继承传统的氢氧火箭发动机及微波驱动方式，还提出电子直线加速器驱动和更致力于另一种“密闭驱动方式”。从而形成了多能量来源多模式驱动的太空运载器设计。

在多模式驱动中，其中一种是常规的氢氧发动机，一种是微波发动机，一种是电子直线加速器驱动，而另外的“密闭驱动方式”系统分为两种，其中一种方式是以密闭管道一端喷射可循环利用的物质，记为M，另一端发射特定频率的激光束，通过多普勒效应降低飞行中M物质的动能，从而实现M物质的反冲动能大部分转化为运载器的动能。另一种方式是以水为能量转化介质，将内置于封闭管道一端的脉冲氢氧喷气发动机的喷气反冲的动能转化为运载器的动能。上述两种密闭驱动方式均不向外环境释放物质，其物质运行均在密封的管道中，从而实现飞船动能的获取。

技术实现要素：
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一种适合于太空飞行的多模式驱动运载系统

本运载器系统的特点：

1.能量来源由三部分构成：一是运载器本身携带的氢气和氧气燃料；二是运载器本身携带的太阳能电池板获取太阳能；三是接受从太空太阳能发电站或地面上以无线电射频和微波传输来的能量。

2.本运载器具有对应的多种驱动模式。一种是常规的氢氧喷气发动机以喷气反冲驱动；第二种是一微波驱动器驱动；第三种是电子直线加速器驱动；第四种是“密闭驱动模式”驱动。而密闭驱动模式有两种：一种是“内置氢氧脉冲喷气——液氮气冷系统”为核心的驱动模式；第二种是“M物质脉冲喷射——激光多普勒效应降低M物质动能和降温系统”为核心的驱动模式，具体实施有中枢控制系统统筹兼顾施行。

3.本发明所开发的太空运载器将解决经年累月在太空执行运载任务，包括将偏离轨道的卫星送入设计轨道；本身就可作为一颗可变轨卫星使用及遂行其它多样性太空任务。

附图说明如下：

图1是“密闭驱动模式一”原理示意图，其中具体内容为：1、M物质喷射发生器；2、激光发射器；3、M物质回收循环利用器

图1是本专利之“密闭驱动模式一”实施装置的示意图。该示意图表明M物质作为载体，在激光作用下，将M物质的反冲动能转化为飞船运载器的动能。

图2是“密闭驱动模式二”原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图给出一个非限定性的实施例子并对本专利作进一步的阐述。1作为M物质喷射发生器将M物质向右方向喷射，获取飞船向左方向的反冲力。2作为激光发射器，发射特定频率的激光束，降低被喷出的M物质的能量，从而实现利用M物质的反冲力将能量转化为飞船运载器的动能。至于反冲介质M物质的改进、M物质喷射发生器和激光发射器2，以及M物质循环利用装置3的替代、改进方案，这些改进变化和调整同样落入本发明专利的权利要求所限定的范围内。

图2是“密闭驱动模式二”原理示意图，其中具体内容为：4：氢氧脉冲发动机，5：液氮气化冷凝系统，6：支气管状冷凝管，7：抽真空设备，8：氮气与水分离中氮气液化系统，9：液态水电离成氢气和氧气系统，10：低轨道水汽和氮气获取系统：在运载或专门为获取水汽的飞行中，收集空气中的水和氮气。

喷气驱动系统：在矫正飞行姿态或需要较大动力时改为喷气驱动为主要动力。

密闭驱动中枢控制系统：为了使内喷气管始终处于负压的状态，方便使液氮气化快速冷凝高温、高压的脉冲水汽喷射流，使其动能快速降低，实现较大的“喷射的动能E₁到达内喷管的另一端时的动能E₂”能量差，从而使运载器整体上在内喷射条件下有一个较大的动能。

附图2中的液氮气化冷凝系统由两部分组成。一部分是液氮气化冷凝系统，一部分是封闭的管状空管和支气管状冷凝管，目的是增加冷凝空间，使氢氧脉冲发动机喷射出的高温、高压气体水分子瞬间降低动能、降低温度，从而使载具整体获得动能。

下面结合附图给出一个非限定性的实施例对本发明专利做进一步的阐述：

在密闭驱动模式二中，氢氧发动机置于一个直线管状物的一端，该氢氧喷气发动机以脉冲的方式点火并向管的另一端喷射，高温、高压的水的气态分子以极高的速度向管的另一端运动。这时，液氮气化冷凝系统在瞬间(小于百分之一秒)将管中运动的水的气态分子冷却，极大地降低高速运动的水气的能量、温度。水的气态在主管和支气管中运动，在尚未到达管的另一端(远离喷气端)之前就已被迅速冷凝成液态的水，失去了大部分的分子动能且温度也降低了。整个过程中，氢氧的化学能最终大部分转化为飞船运载器的动能。管中的水被作为介质循环使用。在收集后又被电离成氢气和氧气供氢氧发动机使用，作为制冷剂的氮气也回收、液化再次使用。整个过程都在封闭的管状结构中运行，不对外环境泄漏或释放物质。但在需要的情况下，运载系统本身携带的氢氧气体不仅可向密闭驱动模式二提供氢氧物质；而且在需要的情况下，密闭驱动模式二也可以切换模式，向外环境喷射物质的传统氢氧喷气发动机提供氢气和氧气燃料。

另外，对于各种原因损失的介质水和冷凝剂氮气，本运载器配置有低轨道水汽和氮气捕获系统，以作为补充水和氮气的来源。

常规氢氧发动机：运载工具本身携带了液态氧和氢气做燃料，实现常规喷气(向外空间喷气)；所带燃料也可供应密闭驱动模式二的燃料供应。