АВИАКОСМИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ САМОЛЕТОВ Российский патент 1999 года по МПК F03H5/00 

Изобретение может быть использовано для космических самолетов, выполняющих роль челноков между Землей и космосом.

Прототипом является ядерный ракетный двигатель. /см. Корлисс У.Р. "Ракетные двигатели для космических полетов". изд. 1962 г. стр. 308 - 323/.

В ЯДР энергия деления в 84,5 раза меньше термоядерной энергии. Имеет большой вес на единицу мощности. Образует большое количество радиоактивных отходов, которые являются баластом.

На чертеже арабскими цифрами обозначены фигуры. Фигура 1. Изображен продольный разрез ЭРД. Арабскими цифрами обозначены детали на фигуре. Корпус 1. Литиевая трубка 2 с литием-6. Насос 3 закачивает литий в нейтронный облучатель 4, облучающий литий медленными нейтронами. Отражатель 5 отражает нейтроны. Карбид плутония излучает нейтроны. Заместитель нейтронов 7 замедляет нейтроны. Дейтериевая трубка 8 с дейтерием. Насос 9 закачивает дейтерий в активную зону 10 для ядерного синтеза лития-6 с медленными нейтронами и термоядерной реакции с образовавшимся тритием с поступающим дейтерием. Стенка активной зоны 11 из карбида циркония с зеркальным покрытием. Температура плавления карбида циркония 3800^o. Зеркальное покрытие отражает излучение. Труба рубашки 12 соединяет рубашку с активной зоной. Рубашка 13 охлаждает водородом соленоид 14, который силой Лоренца защищает стенку активной зоны, катод и анод. Кольцевидный катод 15 излучает электроды с кольцевидным анодом 16 создают ассиметричное магнитное поле, ускоряющее высокотемпературную плазму под действием силы Ампера. Бак с жидким водородом 17. Труба для водорода 18. Насос 19 закачивает водород в рубашку 20. Насос 21 закачивает воздух в рубашку. Сопло 22 создает тягу. Фигура 2. Изображен продольный разрез электронного ЭРД. Корпус 23. Диффузор 24 для полета в атмосфере. Центральный канал 25. Кварцевый изолятор 26 с зеркальным покрытием. Соленоидная катушка 27 силой Лоренца в зоне ускорения защищает анод и вместе с катодом и анодом создают ассиметричное магнитное поле и под действием силы Ампера рабочее тело ускоряется. Катод 28 излучает поток электронов, являющихся рабочим телом.

Работа электронного ЭРД. Между катодом 28 и анодом 29 образуется искра, нагревающая воздух, поступающий из диффузора, до высокой температуры. При работе электронного ЭРД в космическом пространстве образуется положительный объемный заряд. Корпус космического корабля имеет большую площадь и массу. Поглощает электроны высокотемпературного рабочего тела, выходящего из сопла ядерного ЭРД, нейтрализует положительный объемный заряд. Корпус космического корабля является нейтрализатором положительного объемного заряда.

Работа ядерного ЭРД. Использует энергию ядерного синтеза для превращения водорода в плазму. Расплавленный литий-6 закачивается в нейтронный облучатель и облучается медленными нейтронами. Происходит реакция ядерного синтеза с образованием гелия и трития. Выделяется достаточное количество энергии для термоядерной реакции образовавшегося трития с поступающим дейтерием. Водород поступает через рубашку в активную зону и нагревается до высокой температуры. Соленоидная катушка, катод и анод создают ассиметричное магнитное поле в зоне ускорения под действием силы Ампера ускоряется плазма, выходя из сопла, создает тягу. Если бак заполнить жидким азотом, то можно создать старт воздухом из трубы, закачиваемый компрессором.

1 кг лития-6 + медленный нейтрон выделяет энергию 4,6•10¹¹ Дж. 1 кг трития + дейтерий выделяет энергию 1,69•10¹² Дж. Всего 2,15•10¹² Дж. Термоядерные ракетные двигатели могут иметь импульс до 3•10 м/с. Электрические ракетные двигатели могут иметь импульс 10³-10⁵ м/с с высоким КПД /см. Е.Д. Гришин и Л.В. Лесков "Электрические ракетные двигатели", изд. 1989 г. стр. 448/. Ядерные ЭРД с электронным ЭРД могут создавать импульс более 3•10⁷ м/с.

Изобретение предназначено для космических полетов. Авиакосмический ракетный двигатель для космических самолетов состоит из термоядерного и электронного электрического реактивных двигателей (ЭРД). Термоядерная реакция выделяет в 84,5 раза больше энергии, чем при делении ядер в ядерном реактивном двигателе. Отличается тем, что содержит литиевую трубку с литием-6, дейтериевую трубку с дейтерием, соленоид, катод и анод. Использует термоядерную энергию для создания импульса более 3•10⁷ м/с. Во время старта работают термоядерный ЭРД и электронный ЭРД. Термоядерный ЭРД используется для стартового разгона, и электронный ЭРД выполняет роль прямоточного воздушно-реактивного двигателя до верхних слоев атмосферы. Там начинают работать термоядерные ЭРД и космический самолет выходит в космическое пространство. Изобретение позволяет достигать импульса более 3•10 м/с. 2 ил.

Ядерный ракетный двигатель, включающий ядерный реактор и электронный ускоритель, содержащий корпус, бак с жидким водородом, насос, магнитное сопло, через которое выходят газы, турбину, кольцевидный анод, отличающийся тем, что содержит кольцевидный катод и соленоидную катушку вокруг стенки активной зоны, создающую асимметричное магнитное поле, ускоряющее ионизированный водород под действием силы Ампера и магнитного сопла, причем ядерный реактор снабжен нейтронным облучателем, содержащим отражатель нейтронов, замедлитель нейтронов из оксида бериллия и плутоний, излучающий нейтроны и облучающий медленными нейтронами литий-6, поступающий по трубке, насос закачивает водород через рубашку, турбину с электрогенератором в активную зону, корпус является нейтрализатором положительного объемного заряда, образующегося при работе электронного ускорителя.