[实用新型]一种光动力飞行器

摘要

一种光动力飞行器是采用聚焦太阳光的方法，将光能转换为热能储存在热容量高的载体中作为动力能源的球形运载工具，不仅可以减小自重和体积，增加续航能力和有效负荷，而且可以实现太空与大气层空间两栖作业。其特征是由光热转换系统、复合动力系统、球形船体、自动控制系统四部分构成。其技术属于运载工具领域。该飞行器球形船体一方面利于采集不同角度的阳光，另一方面具有运动稳定性和转向灵活性；其动力仓内处于真空状态，有利于隔热，用于安置光热转换系统与复合动力系统，减少高热容载体热量损失；工作仓用于安置操作室和运载装备。光动力飞行器既可以无人自动航行，也可以载人航行，适宜作为航天器、航空器及返回式卫星。

主权项

一种光动力飞行器，由光热转换系统、复合动力系统、球型船体、自动控制系统四部分构成，其特征是：光热转换系统由镶嵌在球形船体表面的若干聚光透镜片(1)、位于聚光透镜片(1)光束聚焦点范围的高温球(2)，储存在高温球(2)内部的液态高热容载体(3)，位于高温球(2)中心与高温球(2)拥有共同球心的中空气化球(4)、位于高温球(2)上方的球形储罐(5)，储存在球形储罐(5)内的液化气体(6)，位于球形储罐(5)内部的液化气体分配器(7)，位于高温球(2)下方的高压气体分配器(8)构成；聚光透镜片(1)外表面涂覆透光耐高温保护层，所有聚光透镜片(1)的焦点均落在高温球(2)表面；液态高热容载体(3)充装在高温球(2)内表面与中空气化球(4)外表面构成的空腔中；液化气体分配器(7)与中空气化球(4)之间及中空气化球(4)与高压气体分配器(8)之间由导管(24)接通；复合动力系统由包括微型汽轮发电机(9)、处理汽轮发电机(9)废气的气体压缩冷凝器(10)、联通冷凝器(10)与球形储罐(5)的液化气体(6)循环管道(11)、用于储存多余电能的高能蓄电池(25)共同组成的三套发电装置，及位于球形船体下半球底部中心的、用于航天的主气体推进器(26)，位于圆形隔离板(18)上方平行平面内、按照内接正三角形顶点排列的、用于调整飞行器航行方向的三台辅助气体推进器(12)，固定于圆形隔离板(18)下方的三台高速电动机(13)，及由三台高速电动机(13)分别驱动的、位于高速电动机(13)下方的用于航空的三只螺旋桨推进器(14)构成；由高压气体分配器(8)通过管道(28)定量供应高压气体(23)，驱动汽轮发电机(9)供电，通过管道(29)定量供应高压气体(23)驱动辅助气体推进器(12)运行，通过管道(30)定量供应高压气体(23)驱动主气体推进器(26)运行；辅助气体推进器(12)可以调整喷射角度改变飞行器姿态；三台高速电动机(13)驱动三只螺旋桨推进器(14)运行时，螺旋桨推进器(14)延长到球形船体外部，进入航天模式时，螺旋桨推进器(14)缩进球形船体内部；球形船体由球形金属外壳(15)、位于球形金属外壳(15)顶部的应急仓(16)，顶角分别与球形金属外壳(15)内接的正四面体结构金属龙骨框架(17)与金属辅助框架(31)、与正四面体结构金属龙骨框架(17)底面处于同一平面的圆形隔离板(18)，位于球形金属外壳(15)壳体中沿着经纬线分布的气体通道(27)，位于球形金属外壳(15)底部的、与螺旋桨推进器(14)同轴的三脚式可收放式起落架(19)构成；球形金属外壳(15)内表面涂覆热反射涂料，以减少高热容载体(3)热量损失；应急仓(16)内设置有降落伞(20)用于飞行器在大气层空间实施减速；采用顶角分别与球形金属外壳(15)内接的正四面体结构金属龙骨框架(17)与金属辅助框架(31)利于球形船体抵御外部压力，并且不阻挡太阳光束照射位于球形金属外壳(15)内部的高温球(2)；气体通道(27)首端与液化气体分配器(7)连接，末端与高压气体分配器(8)连接，飞行器由太空返回地球通过大气层时，液化气体分配器(7)将液化气体(6)通入位于球形金属外壳(15)中的气体通道(27)，液化气体(6)汽化时，吸收球形金属外壳(15)的热量成为高压气体(23)进入高压气体分配器(8)，既解决了球形金属外壳(15)冷却问题，又增加了飞行器动力；采用金属隔离板(18)将球形船体分为动力仓和工作仓；动力仓内处于真空状态，有利于隔热，用于安置光热转换系统与复合动力系统，可以减少高热容载体(3)热量损失；在隔离板(18)上表面以高压气体分配器(8)为中心，以正六角形对称安置三台辅助气体推进器(12)、三套发电装置；在隔离板(18)下面以主气体推进器(26)为中心按照正三角形安置三台高速电动机(13)；工作仓用于安置操作室和运载装备；在使用主气体推进器(26)实施升空和着陆时，采用三脚式可收放式起落架(19)保持飞行器在地面处于平衡状态；自动控制系统由位于工作仓内的电脑网络装置(21)及通讯装置(22)构成；用于飞行器对光热转换、动力配置、航天、航空运行模式进行智能化管理；电脑网络装置(21)及通讯装置(22)围绕主推进器(26)排列并固定于圆形隔离板(18)下面。