專利名稱：一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船，屬于新材料、新能源應用技術領域。
背景技術：
2012年6月16日18時56分，神舟九號載人飛船在酒泉衛星發射中心發射升空后準確進入預定軌道，順利將3名航天員送上太空。6月18日神九載人飛船與在太空等待了215天的天宮一號目標飛行器的首次載人自動交會對接順利完成，6月24日神舟九號航天員手動控制飛船的姿態、速度和方向，成功駕駛飛船與天宮一號目標飛行器對接，6月28日航天員手動控制神舟九號飛船與天宮一號目標飛行器分離，29日順利返回地面。新材料產業為神舟九號提供了先進的制造材料，陜西省西部材料鈦材研發及技術中心為神九載人航天飛船提供鈦合金航天結構件，鈦合金的比強度高、機械性能好、而且耐腐蝕，鈦的比重小，適合飛船上的結構輕量化，然而鈦合金航天結構件的切削加工性能很差，加工效率極低。人類至今已經發射了四千多次航天運載火箭，在太空中遺留2. 5萬塊太空垃圾。廢棄的衛星、運載火箭殘骸加上隕石、流星都可能在太空中高速撞擊飛船。地球上的太空中已經發生過兩顆衛星相撞、兩個火箭推進器遺棄物相撞的“宇宙交通肇事案”。由于載人飛船在太空中運行的環境發生了很大的變化，載人飛船執行的任務越來越復雜，制造載人飛船需要更加先進的新材料。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺點，提供一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船。中國的石墨礦產的儲藏量占全世界總儲藏量的75%，生產量占全世界的72%，但是中國的石墨產業長期以來處于低端無序開發，經濟效益不高。2004年英國兩位物理學家從石墨材料中剝離出石墨烯單層碳原子面材料，是碳的二維結構。這種石墨晶體薄膜的厚度只有O. 335納米，把20萬片石墨烯薄膜疊加到一起，也只有一根頭發絲那么厚。2010年的諾貝爾物理學獎頒給成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，并證實石墨烯可以單獨存在的這兩位英國科學家。從此，世界各國許多科學家和許多企業都參與石墨烯的開發工作，2011年10月18日江蘇省常州市人民政府出資10億元組建江南石墨烯研究院和常州市石墨烯科技產業園更是為了搶占石墨烯產業發展的先機。本實用新型首先提出將石墨烯新材料應用到航天飛船上，對航天事業的發展具有深遠的意義。用純石墨烯新材料和石墨烯復合材料制造的石墨烯航天結構件有許多優點超過了鈦合金航天結構件I.石墨烯航天結構件的堅硬度特別大，是目前人類已知的最為堅固的材料。中國科學院計算的結果表明，石墨烯的強度為IlOGPa — 121GPa，石墨烯比鋼鐵強硬100倍，比鉆石更堅硬。用石墨烯新材料可以制造成功世界上最為堅固的載人飛船，不怕太空中小天體和太空垃圾的高速撞擊。2.石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在石墨烯中的運動速度達到了光速的1/300，電子在石墨烯中的傳輸速度比在硅中快100倍。石墨烯電子元器件將取代硅電子元器件廣泛應用于石墨烯載人飛船中的石墨烯導電線、石墨烯攝像機、石墨烯儲能電池、石墨烯計算機系統甲、石墨烯通信系統甲、石墨烯計算機系統乙、石墨烯通信系統乙，大大提高各電子設備的工作效率，石墨烯電子計算機的運行速度可達到一千兆赫的1000倍，提高電子設備中的傳感器的靈敏度。3.石墨烯是一種超薄的新材料，用石墨烯新材料制造石墨烯載人飛船上的石墨烯推進艙、石墨烯返回艙、石墨烯軌道艙壁，可以在保持強度的同時，適當減少艙壁的厚度，增加艙內的容積，讓石墨烯載人飛船多攜帶實驗物品上天。同時也符合制造超輕載人飛船的要求。4.石墨稀的表面有抑囷功能，可以減少石墨稀載人飛船的艙內外石墨稀的表面上沾帶細菌上天。5.石墨烯新材料的透光性好,用石墨烯新材料制造的石墨烯舷窗能看清外面的太空，十分堅固的舷窗上不會出現裂縫。6.石墨烯新材料的電阻率只有約10_6Ω · cm,比鋼材或銀材更低，是目前世界上電阻率最小的材料，電子在石墨烯中的運行速度極快，如果應用在鋰離子電池的負極材料上，可使鋰離子電池充放電的速度加快60倍一600倍。由于石墨烯航天新材料有上述許多優點，今后建造載人飛船時要考慮采用石墨烯新材料，并逐步增加石墨烯新材料占用的比例。為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的由石墨烯載人飛船I、石墨烯推進艙2、石墨烯推進器3、石墨烯攝像機4、石墨烯太陽能電池翼5、石墨烯返回艙6、石墨烯軌道艙7、石墨烯對接機構8、石墨烯出艙口 9、石墨烯舷窗10、石墨烯儲能電池11、石墨烯導電線12、石墨烯計算機系統甲13、石墨烯通信系統甲14、石墨烯計算機系統乙15、石墨烯通信系統乙16共同組成一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船；石墨烯載人飛船I由前部的石墨烯軌道艙7、中部的石墨烯返回艙6和后部的石墨烯推進艙2排成直線連結組成；石墨烯軌道艙7的前端安裝石墨烯對接機構8，石墨烯軌道艙7的外殼上安裝石墨烯出艙口 9、石墨烯舷窗10，石墨烯軌道艙7的內部安裝石墨烯導電線12、石墨烯計算機系統乙15和石墨烯通信系統乙16 ;石墨烯返回艙6的內部安裝石墨烯導電線12、石墨烯計算機系統甲13、石墨烯通信系統甲14，石墨烯推進艙2的內部安裝有石墨稀儲能電池11、石墨稀導電線12,石墨稀推進艙2的尾部安裝有石墨稀推進器3,石墨稀推進艙2的兩側安裝有對稱的石墨烯太陽能電池翼5，石墨烯推進艙2的外殼上安裝有石墨烯攝像機4 ；石墨烯太陽能電池翼5通過導電線12與儲能電池11連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯計算機系統甲13連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯通信系統甲14連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯計算機系統乙15連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯通信系統乙16連結，儲能電池11通過導電線12與攝像機4連結。[0020]石墨烯儲能電池11是石墨烯鋰離子電池，石墨烯鋰離子電池比一般的鋰離子電池充放電的速度快60倍一 600倍。石墨烯推進艙2、石墨烯返回艙6、石墨烯軌道艙7的強度為110GPa—121GPa。
圖I為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
用石墨烯新材料制造石墨烯載人飛船的推進艙、推進器、返回艙、軌道艙、對接機構、出艙口、舷窗，比鈦結構件增大機械部件的強度，防止太空中的小天體和太空垃圾沖擊飛船，石墨烯機械部件的表面還能抑菌；用石墨烯新材料制造的導電線、攝像機、儲能電池、石墨烯計算機系統甲、石墨烯通信系統甲、石墨烯計算機系統乙、石墨烯通信系統乙，比現有的導電材料能加快電子部件中電子的運動速度、顯著提高電子部件的工作效率。太陽光 照射太空中的石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線快速并源源不斷地向石墨烯載人飛船輸送電力。下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述由石墨烯載人飛船I、石墨烯推進艙2、石墨烯推進器3、石墨烯攝像機4、石墨烯太陽能電池翼5、石墨烯返回艙6、石墨烯軌道艙7、石墨烯對接機構8、石墨烯出艙口 9、石墨烯舷窗10、石墨烯儲能電池11、石墨烯導電線12、石墨烯計算機系統甲13、石墨烯通信系統甲14、石墨烯計算機系統乙15、石墨烯通信系統乙16共同組成一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船；石墨烯載人飛船I由前部的石墨烯軌道艙7、中部的石墨烯返回艙6和后部的石墨烯推進艙2排成直線連結組成；石墨烯軌道艙7的前端安裝石墨烯對接機構8，石墨烯軌道艙7的外殼上安裝石墨烯出艙口 9、石墨烯舷窗10，石墨烯軌道艙7的內部安裝石墨烯導電線12、石墨烯計算機系統乙15和石墨烯通信系統乙16 ;石墨烯返回艙6的內部安裝石墨烯導電線12、石墨烯計算機系統甲13、石墨烯通信系統甲14，石墨烯推進艙2的內部安裝有石墨稀儲能電池11、石墨稀導電線12,石墨稀推進艙2的尾部安裝有石墨稀推進器3,石墨稀推進艙2的兩側安裝有對稱的石墨烯太陽能電池翼5，石墨烯推進艙2的外殼上安裝有石墨烯攝像機4 ；石墨烯太陽能電池翼5通過導電線12與儲能電池11連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯計算機系統甲13連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯通信系統甲14連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯計算機系統乙15連結，儲能電池11通過導電線12與石墨烯通信系統乙16連結，儲能電池11通過導電線12與攝像機4連結。石墨烯儲能電池11是石墨烯鋰離子電池，石墨烯鋰離子電池比一般的鋰離子電池充放電的速度快60倍一 600倍。石墨烯推進艙2、石墨烯返回艙6、石墨烯軌道艙7的強度為110GPa—121GPa。用純石墨烯新材料或石墨烯復合材料制成的石墨烯載人飛船的推進艙、返回艙、軌道艙的外殼在太空中飛行時不怕任何小天體或太空垃圾的高速撞擊，著陸時也不怕碰上石塊，兩者相撞時，由于石墨烯載人飛船的外殼特別堅硬，高速撞上石墨烯載人飛船外殼的任何物體只能“粉身碎骨”。由于石墨烯新材料的透光性好，用石墨烯新材料制造的石墨烯舷窗能看清外面的太空。用石墨烯新材料制造的石墨烯對接機構，使載人飛船與目標飛行器的剛性連接更加安全。用石墨烯新材料制造的石墨烯推進器，石墨烯出艙口堅固無比、使用安全。用石墨烯新材料制造的石墨烯攝像機的成像速度特別快，用石墨烯新材料制造的石墨烯儲能電池，利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間大量穿梭運動的特性，將充電時間從過去的數小時之久縮短到不到一分鐘。用石墨烯新材料制造的石墨烯導電線，其輸送電流的速度大大加快，用石墨烯新材料制造的石墨烯計算機系統甲；石墨烯通信系統甲、石墨烯計算機系統乙、石墨烯通信系統乙能顯著提高各電子設備的工作效率，其中石墨烯計算機是基于石墨烯芯片的計算機而非碳基芯片的計算機，借助石墨烯高效的導電能力，使計算機的運行速度顯著加快。石墨烯新材料能夠代替金屬與半導體形成肖特基結，石墨烯太陽能電池是耐用的太陽能電池，在石墨烯載人飛船的石墨烯推進艙的兩側安裝石墨烯太陽能電池，太空中的陽光照射石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入推進艙中的儲能電流儲存。現舉出實施例如下實施例一·用石墨烯新材料制造石墨烯載人飛船的推進艙、推進器、返回艙、軌道艙、對接機構、出艙口、舷窗，比鈦結構件加大了機械部件的強度，達到112GPa，防止太空中的小天體和太空垃圾撞擊飛船。石墨烯機械部件的表面還能抑菌。用石墨烯新材料制造的導電線、攝像機、儲能電池、石墨烯計算機系統甲、石墨烯通信系統甲、石墨烯計算機系統乙、石墨烯通信系統乙，比現有的導電材料能加快電子部件中電子的運動速度、顯著提高電子部件的工作效率。太陽光照射太空中的石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線快速并源源不斷地向石墨烯載人飛船輸送電力。實施例二 用石墨烯新材料制造石墨烯載人飛船的推進艙、推進器、返回艙、軌道艙、對接機構、出艙口、舷窗，比鈦結構件加大了機械部件的強度，達到12lGPa，防止太空中的小天體和太空垃圾撞擊飛船。石墨烯機械部件的表面還能抑菌。用石墨烯新材料制造的導電線、攝像機、儲能電池、石墨烯計算機系統甲、石墨烯通信系統甲、石墨烯計算機系統乙、石墨烯通信系統乙，比現有的導電材料能加快電子部件中電子的運動速度、顯著提高電子部件的工作效率。太陽光照射太空中的石墨烯太陽能電池產生電流，電流通過石墨烯導電線快速并源源不斷地向石墨烯載人飛船輸送電力。
權利要求1.一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船，其特征是，由石墨烯載人飛船(I)、石墨烯推進艙(2)、石墨烯推進器(3)、石墨烯攝像機(4)、石墨烯太陽能電池翼(5)、石墨烯返回艙(6)、石墨烯軌道艙(7)、石墨烯對接機構(8)、石墨烯出艙口(9)、石墨烯舷窗(10)、石墨烯儲能電池(11)、石墨烯導電線(12)、石墨烯計算機系統甲(13)、石墨烯通信系統甲(14 )、石墨烯計算機系統乙(15 )、石墨烯通信系統乙(16 )共同組成一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船； 石墨烯載人飛船(I)由前部的石墨烯軌道艙(7)、中部的石墨烯返回艙(6)和后部的石墨烯推進艙(2)排成直線連結組成；石墨烯軌道艙(7)的前端安裝石墨烯對接機構(8)，石墨烯軌道艙(7)的外殼上安裝石墨烯出艙口(9)、石墨烯舷窗(10)，石墨烯軌道艙(7)的內部安裝石墨烯導電線(12)、石墨烯計算機系統乙(15)和石墨烯通信系統乙(16);石墨烯返回艙(6)的內部安裝石墨烯導電線(12)、石墨烯計算機系統甲(13)、石墨烯通信系統甲(14)，石墨烯推進艙(2)的內部安裝有石墨烯儲能電池(11)、石墨烯導電線(12)，石墨烯推進艙(2)的尾部安裝有石墨稀推進器(3),石墨稀推進艙(2)的兩側安裝有對稱的石墨稀太陽能電池翼(5),石墨稀推進艙(2)的外殼上安裝有石墨稀攝像機(4)； 石墨烯太陽能電池翼(5)通過導電線(12)與儲能電池(11)連結，儲能電池(11)通過導電線(12)與石墨烯計算機系統甲(13)連結，儲能電池(11)通過導電線(12)與石墨烯通信系統甲(14)連結，儲能電池(11)通過導電線(12)與石墨烯計算機系統乙(15)連結，儲能電池(11)通過導電線(12)與石墨烯通信系統乙(16)連結，儲能電池(11)通過導電線(12)與攝像機(4)連結。
2.根據權利要求I所述的一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船，其特征是，所述的石墨烯儲能電池(11)是石墨烯鋰離子電池，石墨烯鋰離子電池比一般的鋰離子電池充放電的速度快60倍一 600倍。
3.根據權利要求I所述的一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船，其特征是，所述的石墨烯推進艙(2)、石墨烯返回艙(6)、石墨烯軌道艙(7)的強度為I IOGPa—I2IGPaο
專利摘要本實用新型涉及一種用石墨烯新材料制造大強度的高速信息化載人飛船，屬于新材料、新能源應用技術領域。石墨烯載人飛船由前部的石墨烯軌道艙、中部的石墨烯返回艙和后部的石墨烯推進艙排成直線連結組成；石墨烯軌道艙的前端安裝石墨烯對接機構，石墨烯軌道艙的外殼上安裝石墨烯出艙口、石墨烯舷窗，石墨烯軌道艙的內部安裝石墨烯導電線、石墨烯計算機系統乙和石墨烯通信系統乙；石墨烯返回艙的內部安裝石墨烯導電線、石墨烯計算機系統甲、石墨烯通信系統甲，石墨烯推進艙的內部安裝有石墨烯儲能電池、石墨烯導電線，石墨烯推進艙的尾部安裝有石墨烯推進器，石墨烯推進艙的兩側安裝有對稱的石墨烯太陽能電池翼，石墨烯推進艙的外殼上安裝有石墨烯攝像機。用石墨烯新材料制造石墨烯載人飛船，比鈦結構件加大了機械部件的強度。
文檔編號H01M10/0525GK202754150SQ201220372059
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司