ДВИГАТЕЛЬ-РАКЕТА Российский патент 2003 года по МПК F03H5/00 

Изобретение относится к космической технике.

Известна ракета, содержащая сопло, которое может быть соединено с камерой сгорания, с небольшим топливным баком, с баком для окислителя с приемниками топлива и окислителя в виде воронки-заборника, со стороны сопла ракеты установлены лазерные установки с одним и несколькими лазерами параллельного и пересекающегося направления световых лучей, дополненные питателями подачи в лазерные лучи материальных частиц топлива, окислителя, взрывчатых материалов, при этом лазерные установки расположены в разных местах на массивных основаниях (RU 2086883 С1, 10.08.97).

Основным недостатком известного изобретения является большой расход энергии на перемещение лазерным лучом.

Предлагаемое техническое решение (к одному или к панелям ракетных двигателей с соплом или соплами) позволяет экономить энергию транспортировки светом лазера, повысить маневренность перемещения для защиты Земли от космических тел с использованием энергетических источников, с использованием летательных космических аппаратов большой грузоподъемности, в частности дископланов, сферических аппаратов различных назначений, включая освоение других планет. Заборники дополнены датчиками поиска лазерных лучей транспортировки топлива и окислителя после перерыва лазерного луча (перерыва работы лазера) с обратной связью ориентации заборников с приводами на световые лучи, также с ориентацией самого двигателя. Кроме достижения световой реактивной тяги за счет отражения от внутренней поверхности сопла светового лазерного луча (внутри сопла, камеры сгорания) сжигается поступающее в них топливо. Баки заполняются через заборники топливом, окислителем в виде гранул. Гранулы дополнены миниатюрными зеркальными отражателями в форме сотовых ячеек перемещения в дополнительных световых лучах за счет световой реактивной тяги, при этом взрывающаяся гранула для устойчивого полета расположена вокруг отражателя, а жидкие виды топлива заключены в прозрачные оболочки сферической формы и выполняют роль вогнутых зеркал. Топливо, взрывчатые материалы с внешней стороны окружены изолированными друг от друга зарядами, возгоняемым лазерным лучом веществом для ускорения, ориентации, изменения направления полета. Заборники топлива позволяют получать топливо со стороны сопла, сбоку и спереди летящего аппарата за счет ориентации заборников двигателя. Двигатель-ракета выполнен с отражателем гранул на стенки сопла противоположного направления, с заслонкой в камере сгорания или сопла, с возможностью торможения и полета в обратном направлении без разворота. Лазерные установки закреплены на Земле, ее спутниках, в космосе, преимущественно космические лазеры расположены на массивных большого объема летательных аппаратах. Двигатель-ракету снабжают энергией давления лазерных лучей с отражением их от внутренней поверхности сопла ракетного двигателя, чем обеспечивается реактивная тяга с отражением световой энергии на 180^o или под некоторым углом в стороны от оси светового луча, кроме этого в лазерные лучи подают гранулы, пластинки с диаметром лазерного луча ракетного топлива, окислителя, дополнительными отражателями света лазера, которые попадают через выходное отверстие в сопла, камеру сгорания топлива или через боковые заборники в топливные баки для работы ракетных двигателей с поджогом топлива, при этом сопла, заборники автоматически ориентируются на световые лучи лазеров.

На предлагаемых чертежах:
на фиг.1 показаны датчики поиска луча лазера;
на фиг.2 показаны гранулы с отражателем света лазера;
на фиг.3 - двигатель перемещения в обратную сторону;
на фиг.4 - вариант двигателя на фиг.3 с трубчатым лучом лазера;
на фиг.5 - сотовый двигатель на панели;
на фиг.6 - дископлан с панелью двигателей;
на фиг. 7 - гранула с зарядами ускорения, изменения направления полета, ориентации.

На фиг. 1 показано сопло 1 двигателя, в которое направлен луч лазера 2, заборники 3 закреплены по сторонам двигателя, сопла 1 имеют сканирующие пространство около двигателя фотоэлементы с обратной связью включения приводов введения заборников 3 в лазерные лучи транспортировки топлива (на фиг. 1 не изображены). Заборники 3 соединены трубопроводами с топливными баками 4. датчики поиска световых лучей расположены на вращаемой приводом рейке 6 сканирования пространства вокруг двигателя, фотоэлементы могут быть направлены радиально относительно оси вращения рейки 5 с автоматическим включением веньерных двигателей ориентации сопла 1, заборников 3 относительно лазерных лучей. На фиг.2 показана три варианта А, Б, В гранул с отражателями лазерного света с преимущественным расположением гранул 6 сзади отражателя 7. Для большей устойчивости гранул 6 во время давления на отражатель 7 света лазера гранула 6 представляет собою направленный в сторону лазера усеченный конус и выполнена из материала заряда взрывчатки, двигательного топлива, с возгоняемым на поверхности материалом во время касания его световым лучом более высокой температуры. Для жидкостей, газов, паров, геля гранула выполнена с прозрачной оболочкой 8 с перечисленными начинками 9. Для удобства маневрирования в космическом пространстве, на орбитах планет, полета в обратном направлении двигатель выполнен с симметрично закрепленным соплом противоположного направления 10, при этом осевая часть 11 сопла 1 выполнена в форме заслонки съемной, уничтожаемой, смещаемой в положение 12, где в этом положении осевая часть стенки сопла 12 становится конусообразным отражателем 12 света и гранул 6, 8 на фасонную стенку 10 сопла противоположного направления для последующего взрыва (возгонки) и взрыва (горения). Отражатель 11 может выполнять роль пульсирующей заслонки камеры сгорания или сопла 1. На фиг.4 в аксонометрии показан двигатель с разрезанным соплом 10 в поперечном направлении с соединением частей двигателя с помощью перемычек 13, введения световой трубы (кольца) 14 с зарядом, составленной из множества касающихся друг друга световых лучей с автономными управлениями в сопло 10, где также может быть секционная кольцевая заглушка. Проходящее световое кольцо может быть плоским, в виде световой трубы 14 с гранулами А, Б, В (фиг.2), со сплошным слоем гранул в поперечном сечении трубы 14, в которой имеются сквозные продольные прорези под перемычки 13. Отрезок световой трубы 14 может перемещать сразу несколько слоев гранул 6, 8 или трубообразный заряд, топливо. На фиг.5 изображена сотовая панель с четырехугольными, шестигранными ячейками - соплами полного использования потока световой энергии одного луча, по несколько лучей лазеров - в каждое сопло, которое может быть выполнено аналогично соплам-двигателям фиг.3, 4. Указанное позволяет обеспечить возможность возврата к Земле от других планет, на которых на их орбитах установлены мощные энергетические установки и лазеры 2, позволяющие управлять панелью с соплами при перемещении ее в любых направлениях. Для осуществления ориентации панели в пространстве к ней могут быть добавлены боковые шарнирно поворачиваемые панели. При этом имеется механизм подвода на прямую траекторию полета сопл 1, подготовленных для подачи им топлива лазеров с последовательным увеличением их мощности с учетом вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. На фиг.6 показан дископлан 15 с панелью 16 для двигателей (сопл 1), где дископлан облегченной конструкции или сферический летательный аппарат с маховиками вращения по периметру для работы его конструкции на растяжение с креплением панели 16 тросами 17 к ускорителям маховиков (к корпусу дископлана) с возможностью поворота дископлана маховиками вокруг его вертикальной оси и скольжения тросов вместе с панелью 16 вокруг дископлана 15.

На фиг.7 гранула 6 или деталь для сборки показана дополненной небольшими зарядами 18, которые изолированы друг от друга и закреплены в несколько слоев - гранула для топлива, взрыва.

Для изменения перемещения гранулы 6, 8 транспортирующий гранулу луч выполнен с просветом, через который расположен другой боковой луч перемещения этой гранулы в направлении второго луча, для поворотов применимо несколько лазеров с разными направлениями их лучей. Можно направить гранулу в обратном направлении при наличии нескольких дископланов с лазерами.

Во время работы лазерные лучи направлены с массивных оснований на сопла и заборники двигателя дископлана, при этом сплошной или составной луч направлен в сопло ракетного двигателя, а другие - в самонаводящиеся на лучи лазера заборники с Земли, ее спутников, с летательных аппаратов, дежурящих в космосе. Гранулы с топливом, зарядами, дополнены многослойными изолированными зарядами, возгоняемым материалом при наличии отражателей света лазера в виде "фар" с возможностью отражения в стороны от основных лазерных лучей. При этом гранулы выполнены для самоориентации с конусностью в сторону лазера, вдоль оси сопла с отражателем света ближе к головной части, со сплошным перекрытием по поперечному сечению светового луча, масса гранулы расположена спереди в соответствии реактивной отдачей светового потока, которая подбирается мощностью лазера, числом лазерных лучей, направленных в одно или в несколько сопел. Длина импульса света - продолжительность импульса, соответствует времени разгона гранулы заряда, порции топлива. Возможность замены двигателя или использование дополнительного двигателя - ионного - позволяет за продолжительное время разогнать летательный аппарат до значительных скоростей, а непрерывное ускорение световыми лучами лазера приблизит его скорость к световой скорости. Дископлан возвращается к Земле подачей топлива во второе сопло противоположного направления. Кроме ориентации заборников на световой луч, датчики должны быть выполнены ориентируемыми и на гранулы без светового луча.

Лазерные установки подключены к бортовым, внешним атомным электростанциям и к кольцевым рамкам с солнечными элементами, которые также являются солнечными парусами. Бортовые и наружные атомные, термоядерные электростанции выполнены с радиально-лазерной подачей в реактор топлива с ослаблением давления в одном и более месте световой стенки из сфокусированных световых лучей лазеров для появления плазменных струй, прохождения через генераторы получения электрического тока и создания эффекта ускорения рабочего тела ракетного двигателя.

Изобретение позволяет уменьшить потери энергии при обеспечении питания двигателя ракетными взрывчатыми, топливными материалами в гранулах, перемещаемыми лучом лазера.

Изобретение относится к космической технике. В двигателе-ракете, содержащем летательный аппарат с соплом, небольшие топливные баки с поворотными заборниками топлива из светового луча, направленного в ракетное сопло, стационарного лазера с питателями подачи в его луч взрывчатых, топливных материалов в гранулах в виде элементарных деталей, сопло дополнено датчиками положения лазерного луча относительно сопла, связанными с поворотными заборниками. Изобретение позволяет уменьшить потери энергии при обеспечении питания двигателя-ракеты взрывчатыми топливными материалами в гранулах переменным лучом лазера. 10 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Двигатель-ракета, содержащий летательный аппарат с соплом, небольшие топливные баки с поворотными заборниками топлива из светового луча, направленного в ракетное сопло, стационарного лазера с питателями подачи в его луч взрывчатых, топливных материалов в гранулах в виде элементарных деталей, отличающийся тем, что сопло дополнено датчиками положения лазерного луча относительно сопла, связанными с поворотными заборниками. 2. Двигатель-ракета по п.1, отличающийся тем, что гранулы выполнены с одним и более отражателями на каждой грануле, в форме прозрачной сферической оболочки для жидкостей. 3. Двигатель-ракета по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что отражатели выполнены плоскими, с бортиками, в форме сотовых конструкций на грануле, преимущественно в головной части, перпендикулярно лазерному лучу. 4. Двигатель-ракета по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что вокруг гранул закреплены в несколько слоев изолированные друг от друга заряды ускорения, торможения, коррекции гранулы. 5. Двигатель-ракета по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что донный отражатель сопла выполнен смещенным, уничтожаемым или в виде заслонки с образованием в сопле сквозного отверстия, а на сопле закреплено второе сопло противоположного направления с центральным конусообразным отражателем луча лазера на стенки второго сопла. 6. Двигатель-ракета по п.5, отличающийся тем, что второе сопло противоположного направления выполнено разделенным на две части в поперечном направлении с зазором, фиксированном перемычками снаружи сопла, а лазер выполнен в виде множества источников отдельных лучей света, образующих световую многослойную трубу из кольцевых лучей большего диаметра, чем внешний диаметр первого сопла. 7. Двигатель-ракета по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что каждый луч выполнен с управляемой мощностью, с изменением направления - поворотом и с другими изменяемыми параметрами. 8. Двигатель-ракета по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что лазер соединен с устройством смещения светового луча в стороны для транспортировки содержимого питателей. 9. Двигатель-ракета по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что атомная, термоядерная электростанция питания лазера выполнена с реактором из радиальных лазерных лучей подача в реактор ядерного, термоядерного топлива с последующим его сжатием, где со стороны генератора электрического тока установлены лазеры с меньшим световым давлением с сочетанием с двигателем плазменной реактивной тяги. 10. Двигатель-ракета по пп.1-9, отличающийся тем, что световой луч сфокусирован, с увеличением расстояния от лазера фокусировка увеличивается, как и наложение лазерных лучей друг на друга. 11. Двигатель-ракета по пп.1-7, отличающийся тем, что удлиненная панель с двигателями, включая данный двигатель, прикреплена спереди тросами к дископлану с маховиками вращения по периметру.