航天器外表面除热装置的制作方法

文档序号:11501097阅读:301来源:国知局

一、属类:

这种航天器外表面除热装置,属于航空、航天、动力、交通运输、空气动力类。

二、

背景技术:

据我个人了解的情况,到目前为止,全世界各种航天器在高速飞行时,机体外表面与空气摩擦产生的高温还无法消除,超高速飞行时更没有解决。如美国的航天飞机外表面贴了一层耐高温瓷片,前几年在返回地球时,因瓷片脱落,机毁人亡。我国的航天器返回舱采用的耐高温钢板,返回后机舱外表面已烧成黑色,估计在空中温度也超过1000℃,这还是它自由坠落大气层的速度就是这样。如果飞行器速度再高2-5倍,情况会是怎样,可想而知,不堪设想。

三、

技术实现要素:

附图说明:附图1是本发明航天器外表面除热装置示意图。1、主体结构:(1)、外蒙皮,一件,不锈钢结构,表面带适量微孔。(2)、直圆筒,若干个,不锈钢结构。每个直径大小不同。(3)、负压腔。(4)、锥体管,一件,耐热钢。(5)、航天发动机,一台。(6)、机舱。(7)、机舱蒙皮,一件,不锈钢。

2、两种自然现象:(1)、物体在大气中和宇宙间高速运动时,物体表面与空气摩擦时,物体表面会产生高温,时间越长,速度越快产生的温度越高,直至把物体烧尽化为粉尘。(2)、空气有流速大温度低的特性,流动速度越快温度越低。如人在夏天摇动扇子就感到凉爽,电冰箱制冷就是将空气在细管内高速流动达到制冷目的。

3、工作原理和实施方案

发动机⑤启动后,工作时喷出高压高速气体(气流)进入锥体管④中,锥体管截面积逐步缩小,气体的压力压强也逐步增大,流速会相应增加,流量不变。气体流出锥体管后形成的高压高速气体(此气压称作正压,大气中的气压称作0)流入相互错位逐级放大的直圆筒②中。(每个直圆筒之间有10毫米间隙),每个直圆筒出口处与下一个直圆筒的内壁在高速气流的作用下,会形成一个低压(这个低压称作负压)漩涡(气体有流速大压力小的特性)这个负压漩涡会把大气中的空气从外蒙皮①微孔中进入负压腔③,再流到负压漩涡,在漩涡旋转的同时把大气中空气旋进发动机喷出的气流中进行混合。锥体管口后方流速不变,流量却增大了,相应发动机的马力就增加了。负压腔内空气流动,气温降低,同时外蒙皮与空气摩擦产生的热能随发动机喷出的气流排出体外。机舱蒙皮⑦也不会产生高温,机舱⑥内更没有高温的威胁,反而还要采取防寒保温措施。

四、效果:

这种航天器外表面除热装置工作的全过程,它产生的效能:①发动机马力增大,因为发动机喷出的气体一定,用锥体管加压增速流量不变,气体出锥体管口后到尾喷口这段距离中流速不变,利用空气流速大压力小的空气特性,直圆筒每个出口与直圆筒内壁之间有10毫米间隙,每个出口处都形成一个负压漩涡,这个负压漩涡的旋转会把大气中的空气从外蒙皮微孔中吸进负压腔,把大气中的空气旋进发动机喷出的气流中进行混合,这样就加大了尾喷口的气体流量,流速不变流量增加,发动马力也就增大了。②负压腔内的空气流动(流动空气温度低,流速越大温度越低)负压腔中温度低于大气的温度,机身外蒙皮与大气中的空气摩擦产生的热量及时地随发动机喷出的气流排出机体外,机舱蒙皮不会产生高温,机舱内也不会产生高温,还要进行防寒保暖。③、发动机功率是一定的,它所喷出气流也是一定的,负压腔内的气体流速也是一定的,它所产生的低温也是一定的,因此它与航天器的飞行速度无关,飞行速度可无限提高,飞行速度是发动机功率决定的。④、负压腔的空气,负压有吸引力,大气中空气会从外蒙皮的微孔中吸进负压腔,外蒙皮表面空气也形成负压空气,机体与空气摩擦力减小,因此航天器的飞行阻力会减少,飞行速度也会提高。⑤、根据效果①、④的情况,把这种除热装置安装在现代各种飞机上和飞行器上,机身和机翼下蒙皮不设计微孔,机头蒙皮,机身上蒙皮,机翼上蒙皮和机翼前沿蒙皮安装带有微孔的蒙皮,航天器也不单是飞行阻力减小,还可提高飞机的上升力,同时也可提高了飞机的载重量。⑥、根据效果①马力加大,④⑤摩擦力和飞行阻力减小,因此飞行速度也会大幅度提高。⑦、这种除热装置给航天器消除了高速或超高速飞行时被高温烧毁的危险,给航天员提供了一个更安全的保障。为我们人类探索宇宙星球的奥妙加快了进程,又提供了一个方便条件,将为我们的航天梦将得到更多的实现。

五、现代航天器存在的缺陷和建议:

目前据我个人了解的情况,现代的航天器设计的自身太重,携带的燃料占据机身重量的大部分,结果还是燃料不足。冲出大气层进入宇宙空间后,靠光能提供能源,光能帆板提供的能源有限,能量不足,帆板大,空气阻力大,飞行速度太慢,与星际间距离极不相称。如美国发射的宇宙探测器只能去,不能回,很难在其他星球上着陆和返回。用大推力火箭发射,起飞重量太重。以上诸多缺陷,严重障碍着人类探索宇宙奥妙的进程,现代的航天器亟待进行改进和完善。



技术特征:

技术总结
本申请涉及一种航天器外表面除热装置,工作原理:航天发动机⑤启动后,产生喷气气流进入锥体管④中,空气压力压强增大,出口流速增大,流量不变,出锥体管口后进入各个直径不同的直圆筒②中,每个直圆筒之间都有10毫米间隙,每个出口处都会形成一个低压漩涡,机体外蒙皮①上的微孔通大气,因为大气的压力高,大气中的空气在低压漩涡的作用下从微孔中进入负压腔③流向低压漩涡,把大气中的空气旋进发动机喷出的气流中进行混合,增加了气体流量,流速不变,也相应增大了发动机马力,同时也会提高飞行速度,流动气体温度低,负压腔中的流动空气气温降低,机舱⑥内不产生高温,外蒙皮与空气摩擦产生的热量随发动机喷出的气流及时地排出机体外,达到了除热目的。

技术研发人员:沈武云
受保护的技术使用者:沈武云
技术研发日:2017.03.07
技术公布日:2017.08.18
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