一種光動力飛行器的制造方法
【專利說明】
1、
技術領域
[0001]—種光動力飛行器是采用聚焦太陽光的方法，將光能轉換為熱能儲存在熱容量高的載體中作為動力能源的球形運載工具，不僅可以減小自重和體積，增加續航能力和有效負荷，而且可以實現太空與大氣層空間兩棲作業。其特征是由光熱轉換系統、復合動力系統、球形船體、自動控制系統四部分構成。該飛行器采用隔離板將球形船體分為動力倉和工作倉;動力倉內處于真空狀態，有利于隔熱，用于安置光熱轉換系統與復合動力系統，減少高熱容載體熱量損失;工作倉用于安置操作室和運載裝備。球形船體一方面利于采集不同角度的陽光，另一方面球形點對稱結構具有運動穩定性和轉向靈活性。光動力飛行器既可以無人自動航行，也可以載人航行，適宜作為航天器、航空器及返回式衛星。其技術屬于運載工具領域。
2、
【背景技術】
[0002]人類的能源基本上來自于太陽。太陽能取之不盡、用之不竭，并且沒有環境污染，是人類理想的清潔能源。現有的太陽能利用技術，如光伏發電技術，由于光電轉換效率較低，通常僅為15%左右，因此需要使用較大面積的光電池板提供電能，尚不適合作為運載工具能源。采用聚焦太陽光的方法，將熱容量高的載體加熱至高溫，其光熱轉換效率遠遠高于光電轉換效率，不僅可以提高光能利用率，而且便于累積與儲存光能。利用一定規模的高溫高熱容載體降溫時釋放出的熱量作為能源，可以替代化石燃料，用于取暖、加熱、發電、以及驅動海、陸、空運載工具。一種光動力飛行器是采用聚焦太陽光的方法，將光能儲存在熱容量高的載體中作為能源，推動其運動的球形運載工具，可以作為航天器、航空器及返回式衛星。
3、
【發明內容】
[0003]—種光動力飛行器既可以無人自動航行，也可以載人航行;它是由光熱轉換系統、復合動力系統、球形船體、自動控制系統四部分構成;光熱轉換系統可以解決飛行器的能源問題;復合動力系統可以解決飛行器的航行動力問題;球形船體一方面利于采集不同角度的陽光，另一方面球形點對稱結構具有運動穩定性和轉向靈活性；自動控制系統用于飛行器對光熱轉換、動力配置、航天、航空運行模式進行智能化管理。
[0004]光熱轉換系統由鑲嵌在球形船體表面的若干聚光透鏡片(I)、位于聚光透鏡片(I)光束聚焦點范圍的高溫球(2)，儲存在高溫球(2)內部的液態高熱容載體(3 )，位于高溫球(2)中心與高溫球(2)擁有共同球心的中空汽化球(4)、位于高溫球(2)上方的球形儲罐(5)，儲存在球形儲罐(5)內的液化氣體(6)，位于球形儲罐(4)內部的液化氣體分配器(7)，位于高溫球(2)下方的高壓氣體分配器(8)構成;聚光透鏡片(I)外表面涂覆有透光耐高溫保護層，所有聚光透鏡片(I)的焦點均落在高溫球(2)表面;液態高熱容載體(3)充裝在高溫球
(2)內表面與中空汽化球(4)外表面構成的空腔中；液化氣體分配器(7)與中空汽化球(4)之間及中空汽化球(4)與高壓氣體分配器(8)之間由導管(24)接通。
[0005]復合動力系統由包括微型汽輪發電機(9)、處理汽輪發電機(9)廢氣的氣體壓縮冷凝器(10)、聯通冷凝器(10)與球形儲罐(5)的液化氣體(6)循環管道(11)、用于儲存多余電能的高能蓄電池(25)共同組成的三套發電裝置，及位于球形船體下半球底部中心的、用于航天的主氣體推進器(26)，位于圓形隔離板(18)上方平行平面內、按照內接正三角形頂點排列的、用于調整飛行器航行方向的三臺輔助氣體推進器(12)，固定于圓形隔離板(18)下方的三臺高速電動機(13)，及由三臺高速電動機(13)分別驅動的、位于高速電動機(13)下方的、用于航空的三只螺旋槳推進器(14)構成；由高壓氣體分配器(8)通過管道(28)定量供應高壓氣體(23)，驅動汽輪發電機(9)供電，通過管道(29)定量供應高壓氣體(23)驅動輔助氣體推進器(12)運行，通過管道(30)定量供應高壓氣體(23)驅動主氣體推進器(26)運行；輔助氣體推進器(12可以調整噴射角度改變飛行器姿態;三臺高速電動機(13)驅動三只螺旋槳推進器(14)運行時，螺旋槳推進器(14)延長到球形船體外部，進入航天模式時，螺旋槳推進器(14)縮進球形船體內部。
[0006]球形船體由球形金屬外殼(15)、位于球形金屬外殼(15)頂部的應急倉(16)，頂角分別與球形金屬外殼(15)內接的正四面體結構金屬龍骨框架(17)與金屬輔助框架(31)、與正四面體結構金屬龍骨框架(17)底面處于同一平面的圓形隔離板(18)，位于球形金屬外殼
(15)殼體中沿著經瑋線分布的氣體通道(27)，位于金屬外殼(15)底部的、與螺旋槳推進器
(14)同軸的三腳式可收放式起落架(19)構成;球形金屬外殼(15)內表面涂覆熱反射涂料，以減少高熱容載體(3)熱量損失;應急倉(16)內設置有降落傘(20)，用于飛行器在大氣層空間實施減速;采用頂角分別與球形金屬外殼(15)內接的正四面體結構金屬龍骨框架(17)與金屬輔助框架(31)，利于球形船體抵御外部壓力，并且不阻擋太陽光束照射位于球形余屬外殼(15)內部的高溫球(2);氣體通道(27)首端與液化氣體分配器(7)連接，末端與高壓氣體分配器(8)連接，飛行器由太空返回地球通過大氣層時，液化氣體分配器(7)將液化氣體
[6]通入位于金屬外殼(15)中的氣體通道(27)，液化氣體(6)汽化時，吸收金屬外殼(15)的熱量成為高壓氣體(23)進入高壓氣體分配器(8)，既解決了金屬外殼(15)冷卻問題，又增加了飛行器動力;采用金屬隔離板(18)將球形船體分為動力倉和工作倉;動力倉內處于真空狀態，有利于隔熱，用于安置光熱轉換系統與復合動力系統，可以減少高熱容載體(3)熱量損失;在隔離板(18)上表面以高壓氣體分配器(8)為中心，以正六角形對稱安置三臺輔助氣體推進器(12)、三套發電裝置;在隔離板(18)下表面以主氣體推進器(26)為中心，按照正三角形安置三臺高速電動機(13);工作倉用于安置操作室和運載裝備；在使用主氣體推進器
(26)實施升空和著陸時，采用三腳式可收放起落架(19)保持飛行器在地面處于平衡狀態。
[0007]自動控制系統由位于工作倉內的電腦網絡裝置(21)及通訊裝置(22)構成；用于飛行器對光熱轉換、動力配置、航天、航空運行模式進行智能化管理；電腦網絡裝置(21)及通訊裝置(22)圍繞主氣體推進器(26)排列并固定于圓形隔離板(18)下面。
4、
【附圖說明】
[0008]圖1是光動力飛行器結構示意圖。圖2是光動力飛行器外觀示意圖。圖3是球形金屬外殼(15)內接的正四面體結構金屬框架(17)結構示意圖。圖4是隔離板(18)上表面結構圖。圖5是隔離板(18)下表面結構圖。5、
【具體實施方式】
[0009]一種光動力飛行器是由光熱轉換系統、復合動力系統、球形船體、自動控制系統四部分構成，既可以無人自動航行，也可以載人航行，其具體優化實施方式如下:
[0010]光熱轉換系統由鑲嵌在球形船體表面的若干表面沉積耐高溫類金剛石膜的石英玻璃聚光透鏡片(1)、位于聚光透鏡片(I)光束聚焦點范圍的金屬鉬制成的高溫球(2)，儲存在高溫球(2)內部的液態金屬鋰作為高熱容載體(3)，位于高溫球(2)中心與高溫球(2)擁有共同球心的金屬鈦制成的中空汽化球(4)、位于高溫球(2)上方的金屬鈦制成的球形儲罐
(5)，儲存在球形儲罐(5)內的液態氫氣作為液化氣體(6)，位于球形儲罐(4)內部的液化氣體分配器(7)，位于高溫球(2)下方的高壓氣體分配器(8)構成。
[0011]復合動力系統由包括微型汽輪發電機(9)、處理汽輪發電機(9)廢氣的氣體壓縮冷凝器(10)、聯通冷凝器(10)與球形儲罐(5)的液化氣體(6)循環管道(11)、用于儲存多余電能的類金剛石薄膜電容高能蓄電池(25)共同組成的三套發電裝置，及位于球形船體下半球底部中心的、用于航天的主氣體推進器(26)，位于金屬鈦制成的圓形隔離板(18)上方平行平面內接正三角形頂點的三臺用于調整飛行器航行方向的輔助氣體推進器(12)，固定于球形船體下半球的圓形隔離板(18)下方的三臺高速電動機(13)，及由三臺高速電動機(13)分別驅動的、位于高速電動機(13)下方的、用于航空的三只螺旋槳推進器(14)構成。
[0012]球形船體由球形金屬鈦制成的內表面電鍍金屬銀并經拋光處理的金屬外殼(15)、位于球形金屬外殼(15)頂部的應急倉(16),頂角分別與球形金屬外殼(15)內接的正四面體結構大塊非晶金屬合金龍骨框架(17)與大塊非晶金屬合金輔助框架(31)、與正四而體結構金屬龍骨框架(17)底面處于同一平面的金屬鈦制成的圓形隔離板(18)，位于金屬外殼(15)中沿著經瑋線分布的氣體通道(27)，位于金屬外殼(15)底部的、與螺旋槳推進器(14)同軸的三腳式可收放式起落架(1