一种单发航天引擎及推进方法专利检索-宇宙航行及其所用的飞行器或设备专利检索查询-专利查询网

一种单发航天引擎及推进方法
申请号	CN202311636743.3	申请日	2023-12-01	公开(公告)号	CN117842389A	公开(公告)日	2024-04-09
申请人	普松炎;			发明人	普松炎;
摘要	本发明属于航天引擎技术领域，公开了一种单发航天引擎及推进方法，一种单发航天引擎，从前向后依次包括：能源模组，用于吸入宇宙空间中的氢原子；反应模组，为氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大反应的反应场所；释放模组，用于释放反应物质实现推进。本发明结构合理，通过能源模组来吸入宇宙空间中的氢原子，通过反应模组为核反应提供场所场所，通过释放模组释放反应产物实现推进，既不需要携带燃料，运行也较稳定，引擎的可控性较好。
权利要求	1.一种单发航天引擎，其特征在于，从前向后依次包括：能源模组，用于吸入宇宙空间中的氢原子；反应模组，为氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大反应的反应场所；释放模组，用于释放反应物质实现推进。 2.根据权利要求1所述的一种单发航天引擎，其特征在于，所述反应模组内部设置磁场模组二，通过磁约束来为核反应提供条件。 3.根据权利要求2所述的一种单发航天引擎，其特征在于，所述释放模组内部设置磁场模组三，通过磁约束向后牵引释放反应物质。 4.根据权利要求3所述的一种单发航天引擎，其特征在于，所述能源模组的前端设置环形的磁场模组一。 5.根据权利要求1所述的一种单发航天引擎，其特征在于，所述反应模块的内径前窄后宽。 6.一种航天引擎的推进方法，其特征在于，采用权利要求4所述的一种单发航天引擎，包括以下步骤： S1.能源模组吸入收集宇宙空间的氢原子，磁场模组一将吸入的氕原子混乱； S2.氕进入反应模组，在磁场模组二的磁力约束下达到反应条件，产生氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大核反应； S3.反应产物进入释放模组，然后在磁场模组三的磁约束下向后排出，为引擎提供反冲。
说明书全文	一种单发航天引擎及推进方法技术领域 [0001] 本发明属于航天引擎技术领域，具体涉及一种单发航天引擎及推进方法。背景技术 [0002] 当前理论上的飞船引擎可分为两类：工质发动机和无工质发动机。工质发动机的代表是化学燃料火箭发动机，其自身携带燃料和氧化剂，通过燃料和氧化剂反应形成高温高压的射流，向火箭尾部喷射，由此产生反作用力推火箭向前飞行，正因为它自身携带全部推进剂，不依赖外界工质产生推力，所以可以在大气层外飞行，是目前实现航天飞行的运载工具，但是发动机需要携带大量的燃料才能提供更长时间的推进。无工质发动机例如太阳帆，依靠光压差来获得推进力的设备，利用光在太阳帆两侧形成压力差，带动航天器向远离太阳的方向上加速运动，但是可控性较差。 [0003] 基于此，发明人设计提出一种基于核反应以及磁约束的新式的航天引擎。发明内容 [0004] 为克服上述技术问题，本发明提供了一种单发航天引擎及推进方法。 [0005] 本发明采用下述技术方案： [0006] 一种单发航天引擎，从前向后依次包括：能源模组，用于吸入宇宙空间中的氢原子；反应模组，为氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大反应的反应场所；释放模组，用于释放反应物质实现推进。 [0007] 优选的，所述反应模组内部设置磁场模组二，通过磁约束来为核反应提供条件。 [0008] 优选的，所述释放模组内部设置磁场模组三，通过磁约束向后牵引释放反应物质。 [0009] 优选的，所述能源模组的前端设置环形的磁场模组一。 [0010] 优选的，所述反应模块的内径前窄后宽。 [0011] 一种航天引擎的推进方法，包括以下步骤： [0012] S1.能源模组吸入收集宇宙空间的氢原子，磁场模组一将吸入的氕原子混乱； [0013] S2.氕进入反应模组，在磁场模组二的磁力约束下达到反应条件，产生氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大核反应； [0014] S3.反应产物进入释放模组，然后在磁场模组三的磁约束下向后排出，为引擎提供反冲。 [0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0016] 本发明通过能源模组来吸入宇宙空间中的氢原子，通过反应模组为核反应提供场所场所，通过释放模组释放反应产物实现推进，既不需要携带燃料，运行也较稳定，引擎的可控性较好。附图说明 [0017] 图1是本发明整体示意图； [0018] 图2是本发明整体示意图。 [0019] 附图标记说明： [0020] 1能源模组；2反应模组；3释放模组；4磁场模组一；5磁场模组二；6磁场模组三。具体实施方式 [0021] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0022] 本单发航天引擎是依靠带电粒子在磁场中做圆周运动的物理现象从而设计的一款磁约束引擎，参考概念来自太阳核聚变反应，太阳核聚变属于质子‑质子链反应： [0023] 第一个步骤是两个氕原子核聚变成为氘,一个质子经由释放出一个e+和一个中微子成为中子。 [0024] 1H+1H→2H+e++νe [0025] 在这个阶段中释放出的中微子带有0.42MeV的能量。 [0026] 第一个步骤进行的非常缓慢,因为它依赖的吸热的β正电子衰变,需要吸收能量,将一个质子转变成中子。事实上,这是整个反应的瓶颈,一颗质子平均要等待109年才能融合成氘。 [0027] 正电子立刻就和电子湮灭,它们的质量转换成两个γ射线的光子被带走： [0028] e++e‑→2γ(它们的能量为1.02MeV) [0029] 在这之后,氘先和另一个氢原子融合成较轻的氦同位素3He： [0030] 2H+1H→3He+γ(能量为5.49MeV) [0031] 然后有三种可能的路径来形成氦的同位素4He。在pp1分支,4氦由两个3氦融合而3 4 成；在pp2和pp3分支,氦先和一个已经存在的氦融合成铍。在太阳,pp1最为频繁,占了 86％,pp2占14％,pp3只有0.11％。还有一种是极端罕见的pp4分支。 [0032] pp1分支： [0033] 3He+3He→4He+1H+1H+12.86MeV [0034] 完整的pp1链反应是放出的净能量为26.7MeV。pp1分支主要发生在一千万至一千4 四百万K的温度,当温度低于一千万K时,质子‑质子链反应就不能制造出He。 [0035] pp2分支： [0036] 3He+4He→7Be+γ [0037] 7Be+e‑→7Li+νe [0038] 7Li+1H→4He+4He [0039] pp2分支主要发生在一千四百万至二千三百万K的温度。 [0040] 90％的在7Be(e‑,νe)7Li*的反应中产生的中微子,90％带有0.861MeV的能量,剩余的10％带有0.383MeV的能量 [0041] pp3分支： [0042] 3He+4He→7Be+γ [0043] 7Be+1H→8B+γ [0044] 8B→8Be+e++νe [0045] [0046] pp3链反应发生在二千三百万K以上的温度。 [0047] pp3链虽然不是太阳主要的能量来源(只占0.11％),但在太阳中微子问题上非常重要,因为它产生的中微子能量是非常高的(高达14.06MeV)。 [0048] pp4或Hep虽然预测上有这种反应,但因为极为罕见(在太阳中只占千万分之三的量),因此从未曾在太阳中被观测到。在此种反应中,氦‑3直接和质子作用成为氦‑4,可以产生能量更高的中微子(高达18.8MeV)。 [0049] 3He+1H→4He+νe+e+ [0050] 依靠外附旋转磁场构成复合场以拟造环境，通过磁场对带电粒子的约束变相增大其内部压强强制发生反应，该过程需要极强的能量输出，否则无法进行。 [0051] 航天引擎从前向后依次包括：能源模组1，用于吸入宇宙空间中的氢原子；反应模组，为氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大反应的反应场所；释放模组2，用于释放反应物质实现推进，能源模组1的前端设置环形的磁场模组一4，反应模组内部设置磁场模组二5，通过磁约束来为核反应提供条件，释放模组3内部设置磁场模组三6，通过磁约束向后牵引释放反应物质，反应模块2的内径前窄后宽。 [0052] 一种航天引擎的推进方法，包括以下步骤： [0053] S1.能源模组1吸入收集宇宙空间的氢原子，磁场模组一4将吸入的氕原子混乱； [0054] S2.氕进入反应模组2，磁场模组二5拟造环境，通过磁场对带电粒子的约束变相增大内部压强以强制发生反应，在磁场模组二5的磁力约束下达到反应条件，产生氕氕、氕氘、氘氘、氘氚、氚氚五大核反应； [0055] S3.反应产物进入释放模组3，然后在磁场模组三6的磁约束下向后排出，为引擎提供反冲。 [0056] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对以上实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

意见反馈