Использование: для повторяющегося периодического отслеживания за циклически перемещающимися в пространстве светоизлучающими телами. Сущность изобретения: солнечный двигатель содержит шток, связанный одним концом с опорой 16 и перемещающийся в обе стороны вдоль своей оси, тепловоспринимающий рабочий орган 2, закрепленный на штоке, и оптическую систему в виде собирающей линзы 4, фокусирующей солнечное излучение на рабочем органе 2. При этом в оптической системе перед линзой установлены параллельно друг другу с образованием зазора два зеркала 5, ориентированные рабочими поверхностями вне зазора и механически связанные через рычаг 6 обратной связи со штоком. Шток снабжен механизмом фиксации, выполненным в виде установленного на штоке элемента 11 фиксации и взаимодействующего с ним одним концом коромысла 8, другой конец которого закреплен при помощи пружины 9, и механизмом возврата, выполненным в виде возвратной пружины 10, связывающей шток с опорой 16, и рычага сброса 7, взаимодействующего с коромыслом 8. Рабочий орган выполнен в виде ряда дискретно расположенных элементов из ферромагнитного материала и взаимодействующего с ними постоянного магнита 3 однонаправленного действия. 1 ил.
Изобретение относится к термомагнитным явлениям физики и может быть использовано для повторяющегося периодического отслеживания за циклически перемещающимися в пространстве светоизлучающими телами.
Известно устройство, содержащее шток, связанный одним концом с опорой и перемещающийся в обе стороны вдоль своей оси, тепловоспринимающий рабочий орган, закрепленный на штоке, и оптическую систему в виде собирающей линзы, фокусирующей солнечное излучение на рабочем органе. Известное устройство не обеспечивает слежения за движущимися в пространстве объектами. Целью изобретения является обеспечение возможности слежения за перемещающимися в пространстве светоизлучающими телами. Указанная цель достигается тем, что в оптической системе перед линзой установлены параллельно друг другу с образованием зазора два зеркала, ориентированные рабочими поверхностями вне зазора и механически связанные через рычаг обратной связи со штоком, последний снабжен механизмом фиксации, выполненным в виде установленного на штоке элемента фиксации и взаимодействующего с ним одним концом коромысла, другой конец которого закреплен при помощи пружины, связывающей шток с опорой, и рычага сброса, взаимодействующего с коромыслом, а рабочий орган выполнен в виде ряда дискретно расположенных элементов из ферромагнитного материала, и взаимодействующего с ним постоянного однонаправленного магнита. Сущностью изобретения является решение задачи слежения с помощью солнечного двигателя линейного перемещения. В солнечном двигателе формируется сила F под действием светового потока, падающего на рабочие элементы из ферромагнитного материала, находящиеся в магнитном поле. Значение этой силы определяется F m
H)
где m масса рабочих элементов намагниченность рабочих элементов Т температура нагрева рабочих элементов под действием светового потока Н напряженность магнитного поля. При этом слежение с помощью солнечного двигателя оказывается возможным, если угол поворота источника света (объекта слежения) в плоскости пространства через силу F вызывает такое смещение штока с рабочими элементами из ферромагнитного материала, которое через рычаг обратной связи изменяет соответственно угол поворота параллельных зеркал, отслеживая таким образом движение источника света. На чертеже представлен солнечный двигатель линейного перемещения с системой слежения. Солнечный двигатель содержит шток 1, рабочие элементы дискретные из ферромагнитного материала 2, постоянный магнит однонаправленного действия 3, собирающую линзу 4, два зеркала 5, установленные параллельно друг другу с образованием зазора, рычаг обратной связи 6, рычаг сброса 7, коромысло 8, один конец которого закреплен при помощи пружины 9, возвратная пружина 10, фиксатор положения штока 11, опоры 12-15. На чертеже также показан не являющийся элементом устройства объект слежения источник света 17 и траектория его движения 18, которые приведены для большей ясности принципа действия солнечного двигателя линейного перемещения с системой слежения. Кроме того, на чертеже указаны силы F1 и F2. Первая из них возникает в результате действия солнечного двигателя под действием светового потока, а вторая результат срабатывания пружины 10. Солнечный двигатель работает следующим образом. Солнечный двигатель имеет исходное состояние, с которого начинается слежение за объектом слежения источником света 17 после его захвата. При этом, естественно, предполагается, что объект слежения источник света 17 в точке захвата обязательно появится. В противном случае захвата не произойдет. На чертеже солнечный двигатель показан в исходном состоянии, когда объект слежения источник света 17 находится в крайней правой позиции. При этом правое зеркало 5 и собирающая линза 4 ориентированы на фокусирование потока света на один из самых правых рабочих элементов 2. С появлением объекта слежения 17 (например солнца) в точке захвата поток света попадает на соответствующий рабочий элемент 2 из ферромагнитного материала. В результате этого возникает сила F1=mH)
(см.выше), пере- мещающая шток 1 вправо и натягивающая пружину 10. В связи с дискретным расположением рабочих элементов 2 и некоторым запаздыванием процесса отслеживания от процесса смещения объекта 17 периодически возникает ослабление силы F1. Для того, чтобы в эти моменты ослабление силы F1 не сработала сразу сила F2 возвратной пружины 10 применены коромысло 8 и пружина 9, которые через фиксатор 11 удерживают шток в достигнутом состоянии. При завершении процесса отслеживания (т.е. при повороте зеркал 5 за объектом 17) с помощью рычага обратной связи 6 сила F1 достигает вновь своего максимального значения и сдвигает еще правее шток 1. При вертикальном положении объекта 17 над зеркалами 5 (например если объектом 17 является солнце, находящееся в зените) световой поток проходит на линзу 4 в щель между двумя параллельными зеркалами, обеспечивая коллимацию светового пучка, а затем аналогично вместо правого зеркала начинает работать левое. Процесс смещения штока 1 вправо будет продолжаться до тех пор, прока объект 17 не достигнет точки конца траектории движения 18 (например, когда солнце заходит). При этом рычаг сброса 7 механически достигает правой части коромысла 8, растягивает пружину 9 и расцепляет коромысло 8 и фиксатор 11. Так как при этом F1
Формула изобретения
СОЛНЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий шток, связанный одним концом с опорой и перемещающийся в обе стороны вдоль своей оси, тепловоспринимающий рабочий орган, закрепленный на штоке, и оптическую систему в виде собирающей линзы, фокусирующей солнечное излучение на рабочем органе, отличающийся тем, что в оптической системе перед линзой установлены параллельно друг другу с образованием зазора два зеркала, ориентированные рабочими поверхностями вне зазора и механически связанные через рычаг обратной связи со штоком, последний снабжен механизмом фиксации, выполненным в виде установленного на штоке элемента фиксации и взаимодействующего с ним одним концом коромысла, другой конец которого закреплен при помощи пружины, и механизмом возврата, выполненным в виде возвратной пружины, связывающей шток с опорой, и рычага сброса, взаимодействующего с коромыслом, а рабочий орган выполнен в виде ряда дискретно расположенных элементов из ферромагнитного материала и взаимодействующего с ними постоянного магнита однонаправленного действия.www.findpatent.ru
3 б l
¹ 23698-:
Класс 46d, 11
Йвторекое евидетельетво на изобретение.
ОПИСАНИЕ солнечного двигателя.
К авторскому свидетельству Д. Т. Пасечкюка, заявленному 27 августа
1930 года (заяв. свид. ¹ 75264).
О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 октября 1931 года.
А. Д.
В предлагаемом солнечном двигателе, состоящем из сферического или цилиндрического резервуара, обогреваемого солнечными лучами, последний снабжен на концах одного диаметра или на торцевых сторонах отверстиями разной величины; с целью создать непре ыямый поток воздуха, нагреваемого в резервуаре и приводящего в движение колесо двигатель, помещенное в большем отверстии, в отверстии меньшего диаметра, на том же валу колеса двигателя помещено колесо, всасывающее воздух в резервуар.
На чертеже схематически изображен продольный разрез солнечного двигателя.
На стойке 2 укреплен сферический или цилиндрический резервуар I, покрытый черной краской. На концах одного диаметра или на торцевых сторонах, при цилиндрической форме, резервуар 1 снабжен отверстиями 4 и 3 разного диаметра. В большем отверстии 4 жестко помещено на валу Киноголопастное колесо-двигатель 7, а в отверстии 3, на том же валу помещено такое же многолопастное колесо меньшего диаметра, предназначенное для всасывания в резервуар воздуха. При нагревании солнечными лучами поверхности резервуара 1 нагревается и находящийся в нем воздух и давление последнего повышается. Под давлением расширяющегося в резервуаре 1 воздуха, в направлении по стрелкам С и Е, в противоположные стороны, оба колеса 7 и б, имеющие лопасти с наклоном в одну и ту же сторону и под одинаковым углом, должны вращаться в различных направлениях. Но так как давление на колесо-двигатель 7 с большим диаметром будет более, то оба колеса вместе с валом К будут вращаться в одну сторону. Неподвижно насаженное колесо б будет засасывать холодный наружный воздух, благодаря чему создастся непрерывный поток воздуха, нагреваемого в резервуаре 1 и приводящего в движение колесо-двигатель 7.
Предмет изоб ретения.
Солнечный двигатель, отличающийся применением сферического или цилиндрического резервуара 1, обогреваемого солнечными лучами и снабженного по концам одного диаметра или на торцевых сторонах отверстиями неравной величины, из коих в отверстии 4 большего диаметра помещено на валу Н колесодвигатель 7, а в отверстии 3 меньшего диаметра колесо б на том же валу, всасывающее воздух, с целью создать непрерывный поток воздуха, нагреваемого в резервуаре и приводящего в движение колесо-двигатель.
Похожие патенты:
Изобретение относится к энергетике и может найти применение в любой отрасли хозяйства при выработке механической/электрической/энергии за счет возобновляемых запасов тепла и холода окружающей среды простейшими конструктивными средствами, которые годны для выработки механической/электрической/энергии и из лучистой энергии Солнца
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к геотермальным энергетическим установкам с использованием для выработки электроэнергии теплоты геотермальных источников
Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве двигателя в энергетике и морском судостроении
Изобретение относится к области энергомашиностроения
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигательных (тяговых) системах для перемещения объектов в пространстве и в устройствах преобразования механической энергии в другие виды энергии
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на всех видах транспорта, строительной и сельскохозяйственной технике, на стационарных агрегатах, в замен двигателей внутреннего сгорания и других тепловых источников энергии
Солнечный двигатель
www.findpatent.ru
Болгарский инженер Найдем Найденов построил модель двигателя, в котором солнечная энергия превращается сразу в механическую. Познакомимся с двигателем на рисунке. В боковых стойках скобы 1 просверлены отверстия и нарезана резьба. В отверстиях завернуты два болта, служащие своего рода подшипниками 2. В их головках просверлены отверстия, куда входят конические головки вала 3. На валу закреплен диск 4 из теплоизоляционного материала. К диску параллельно валу прикреплены биметаллические пластины 5 (на рисунке показаны только две пластины, хотя их может быть и больше). Слои биметаллической пластины желательно разделить теплоизоляционными прокладками, чтобы снизить приток тепла от внешнего слоя к внутреннему.
На каждой пластине установлены грузы 6. С их помощью увеличивается момент инерции и, следовательно, мощность двигателя. При сборке очень важно обратить внимание на тщательную балансировку вала, диска; пластин и грузов.
Вал модели начинает сразу же вращаться, если ее выставить под прямые солнечные лучи. Больший эффект получается тогда, когда половина биметаллических пластин освещается солнцем, а половина остается в тени. Скорость вращения возрастет, если на пути лучей поставить линзу-концентратор.
С точки зрения физики объяснить работу двигателя Найденова несложно: биметаллическая пластина солнечными лучами нагревается и искривляется. Если с внешней стороны пластины поставлен слой с большим коэффициентом линейного расширения, изгиб будет направлен внутрь. В результате ее центр тяжести переместится ближе к оси вращения, равновесие нарушится и вал повернется на некоторый угол. Когда же пластина окажется в тени, она, остывая, выпрямится. А та, что попала под лучи солнца, в свою очередь, изогнется. Вал повернется еще на некоторый угол. Конечно, подогрев и остывание пластин происходят непрерывно. Поэтому двигатель работает непрерывно, пока на него падают солнечные лучи.
umeha.3dn.ru
Изобретение предназначено для использования в двигательных установках межорбитальных транспортных средств. Двигатель содержит приемное устройство солнечного излучения, выполненное в виде солнечной батареи с фотоэлектрическими преобразователями, тепловой аккумулятор-теплообменник, заряжаемый высокотемпературным электронагревателем, использующим электроэнергию, вырабатываемую солнечной батареей, бак с рабочим телом, систему подачи рабочего тела и сопло. Модифицированный двигатель, в котором кроме нагрева рабочего тела осуществляется его дожигание с окислителем, содержит те же основные узлы и агрегаты, что и двигатель без дожигания, и, кроме того, в его составе имеется камера дожигания, бак с окислителем и система подачи окислителя. Такой двигатель и его модификация с дожиганием существенно упрощают проблему разработки, изготовления и эксплуатации и обеспечивают высокую баллистическую эффективность применения в составе межорбитальных транспортных средств. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к ракетно-космической технике (РКТ) и может быть использовано при разработке двигательных установок перспективных межорбитальных транспортных средств (МТрС), предназначенных для выведения космических аппаратов (КА) с низких исходных орбит на высокоэнергетические орбиты, включая геостационарную, или на отлетные от Земли траектории.
Высокая стоимость доставки КА на рабочие орбиты, значительную долю которых (более 50%) составляют аппараты, функционирующие на высокоэнергетических орбитах, во многом сдерживает расширение круга задач, решаемых в космосе средствами РКТ. В связи с этим повышение технико-экономической эффективности космических транспортных средств в целом, и межорбитальных транспортных средств в частности, является весьма актуальной проблемой. Использование солнечных тепловых ракетных двигателей (СТРД), которые по таким основным параметрам как уровень тяги и удельный импульс тяги занимают промежуточное положение между жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) и электроракетными двигателями (ЭРД), в составе двигательных установок межорбитальных транспортных средств, в случае реализации их прогнозируемых характеристик, может, как показывают поисковые исследования, существенно повысить технико-экономическую эффективность МТрС. Известен СТРД [1] , содержащий концентратор, приемник излучения, бак с рабочим телом, систему подачи рабочего тела и сопло двигателя, в котором приемник солнечного излучения выполнен в виде двух концентрических трубок, расположенных внутри концентратора вдоль его продольной оси симметрии. В таком двигателе мощность тепловой энергии, расходуемой на нагрев рабочего тела, лимитируется в основном допустимыми размерами солнечного концентратора, и потому реальная тяга двигателя не может быть более (1...2)Н, что, в свою очередь, предопределяет большую длительность межорбитальных перелетов КА с практически значимой начальной массой (например, время перелета с низких исходных орбит на геостационарную орбиту составляет более 3...4 месяцев). Известен солнечный тепловой ракетный двигатель, являющийся составной частью солнечной бимодальной энерго-двигательной системы [2], принятый за прототип и содержащий концентратор с механизмами развертывания и следящей системы, вторичный концентратор, приемник излучения, тепловой аккумулятор-теплообменник, бак с рабочим телом, систему подачи рабочего тела и сопло. Основным достоинством СТРД с тепловым аккумулятором-теплообменником достаточно большой емкости (десятки-сотни МДж) является относительно высокий уровень тяги, благодаря чему такой двигатель может быть использован для межорбитальных перелетов по многоимпульсным многовитковым энергетическим оптимальным траекториям. Упрощенная схема такой траектории показана на фиг. 1. При этом двигатель должен работать в импульсном режиме, и на первой фазе выведения включаться в работу на перигейных участках, а на второй фазе - на апогейных участках траектории. Как показано в [2], использование таких СТРД в составе межорбитальной транспортной средств позволяет, при условии реализации их прогнозируемых энерго-массовых характеристик, осуществлять межорбитальные перелеты с низких исходных орбит на геостационарные в течение 30...60 суток и при этом доставлять на эту орбиту полезные грузы в 1,5...2 раза большей массы, по сравнению с современными МТрС, в составе которых используются ЖРД или РДТТ. Наряду с этим, основными недостатками как прототипа [2], так и аналога [1] является наличие в их составе крупногабаритных солнечных концентраторов, разворачивающихся в рабочее положение только после выведения на низкие исходные орбиты. Допустимое отклонение формы отражающей поверхности концентратора от теоретической параболической формы не должно превышать 10 угловых минут, а допустимые ошибки непрерывной в процессе межорбитального перелета ориентации концентратора на Солнце должны составлять не более 20 угловых минут. И при всем этом, относительная масса конструкции концентратора с механизмом развертывания в рабочее положение и поворотными узлами системы ориентации на Солнце должна составлять не более 5 кг/м2. Очевидно, что разработка, изготовление и надежная эксплуатация таких концентраторов представляют собой весьма сложные научные, конструкторские, технологические и материаловедческие проблемы. Задача настоящего изобретения состоит в разработке СТРД, который не уступал бы по эффективности его применения в составе межорбитального транспортного средства прототипу [2], но более простого в разработке и изготовлении и не требующего высокой точности ориентации приемного устройства солнечного излучения. Эта задача решается следующим путем. В качестве приемного устройства солнечного излучения, вместо концентратора, используется солнечная батарея (СБ) с фотоэлектрическими преобразователями, которые преобразуют падающую на поверхность СБ лучистую энергию в электрическую. Замена концентратора солнечной батареей позволяет отказаться и от приемника концентрированного излучения, вместо которого используется электрический высокотемпературный нагреватель, например омического типа, который расположен внутри теплового аккумулятора-теплообменника, питается электроэнергией, вырабатываемой СБ, и предназначен для зарядки последнего тепловой энергией. Изобретение поясняется фигурами 1-3. На фиг. 1 изображена схема многовитковой многоимпульсной траектории. На фиг. 2 изображена схема предлагаемого СТРД (п.1 формулы изобретения), а на фиг. 3 приведена схема модифицированного СТРД (п.2 формулы изобретения). Солнечный тепловой ракетный двигатель (фиг. 2) содержит солнечную батарею 1, электрический регулятор 2, электрический высокотемпературный нагреватель 3, тепловой аккумулятор-теплообменник 4, бак с рабочим телом 5, систему подачи рабочего тела 6, сопло 7. Двигатель работает следующим образом. После выведения орбитального комплекса (ОК), состоящего из космического аппарата и межорбитального транспортного средства, на низкую исходную орбиту и отделения последней ступени ракеты-носителя, солнечная батарея 1 разворачивается в рабочее положение и в процессе пассивного движения ОК в течение определенного времени питает через регулятор 2 высокотемпературный электронагреватель 3 электроэнергией, который, в свою очередь, заряжает тепловой аккумулятор-теплообменник 4. После того как тепловой аккумулятор-теплообменник 4 воспримет от электронагревателя 3 требуемое количество тепловой энергии и нагреется до заданной температуры, осуществляется первое включение двигателя путем подачи рабочего тела (например, водорода) соответствующей системой 6 из бака 5 в тепловой аккумулятор-теплообменник 4. Проходя сквозь теплоаккумулирующее вещество заряженного теплового аккумулятора-теплообменника 4, рабочее тело нагревается до заданной высокой температуры, например, до (2000-2200)К, забирая определенное количество запасенной тепловой энергии из теплового аккумулятора-теплообменника 4, затем рабочее тело поступает в сопло 7, где расширяясь создает тягу в течение заданного времени, после чего двигатель выключается путем прекращения подачи рабочего тела. После зарядки теплового аккумулятора-теплообменника 4 в процессе пассивного движения ОК на первом витке траектории перелета, при подходе к перигейному участку, производится второе включение двигателя. Такой процесс повторяется вплоть до завершения первой фазы выведения, а на второй фазе выведения двигатель включается в работу при прохождении апогейных участков траектории. Как показывают оценки, проведенные при условии отсутствия ограничений на объем и габариты ОК со стороны ракеты-носителя, эффективность применения предлагаемого СТРД в составе межорбитального транспортного средства (критерий - масса выводимого на высокоэнергетическую орбиту полезного груза) превосходит эффективность применения СТРД - прототипа на (10-15)%. Вместе с тем, в ряде случаев, когда потребные объемы и габариты ОК превышают располагаемые объемы и габариты под головным обтекателем ракеты-носителя, оказывается целесообразным дополнить состав предлагаемого СТРД камерой дожигания, системой подачи окислителя и баком окислителя. Как отмечалось, схема такого модифицированного двигателя показана на фиг. 3. СТРД с дожиганием содержит те же основные узлы и агрегаты, что и двигатель без дожигания и, кроме того, в его составе имеется камера дожигания 8, бак с окислителем 9 и система подачи окислителя 10. Работа двигателя с дожиганием рабочего тела отличается от работы двигателя без дожигания тем, что нагретое в тепловом аккумуляторе-теплообменнике 4 рабочее тело поступает в камеру дожигания 8, куда в то же время из бака 9 системой 10 подается окислитель. Из камеры дожигания 8 продукты сгорания поступают в сопло 7. Дожигание горячего рабочего тела с окислителем позволяет значительно уменьшить потребный суммарный объем баков рабочего тела и окислителя из-за существенно большей средней удельной плотности топлива, по сравнению с удельной плотностью рабочего тела. Например, в случае когда рабочим телом является водород, а окислителем - кислород, средняя плотность топлива составляет около 0,3 кг/м3, в то время как плотность рабочего тела - около 0,071 кг/м3. Кроме того, дожигание рабочего тела в СТРД, наряду с определенным усложнением двигателя и снижением удельного импульса тяги, позволяет: - существенно увеличить тягу двигателя, - понизить температуру нагрева рабочего тела в тепловом аккумуляторе-теплообменнике, - снизить потребную мощность, а следовательно, массу, габариты и стоимость солнечной батареи. Таким образом, предлагаемый СТРД и его модификация с дожиганием имеют в своем составе СБ с фотоэлектрическими преобразователями, нашедшие широкое применение в РКТ, относительно простую конструкцию теплового аккумулятора-теплообменника с электрическим высокотемпературным нагревателем, не требуют точной системы ориентации на Солнце (для СБ допустимы ошибки
(10-20)o , в то время как для концентраторов требуется точность ориентации не хуже 20'). В связи с этим их разработка, изготовление и эксплуатация существенно проще в сравнении с прототипом. Эффективность применения предлагаемых СТРД в составе межорбитальных транспортных средств оценивалась применительно к задаче выведения КА с низкой исходной орбиты на геостационарную при следующих исходных данных: - орбитальный комплекс выводится на низкую исходную орбиту модифицированной ракетой-носителем "Союз", доставляющей на эту орбиту ОК массой около 7700 кг и имеющей вполне определенные объем, габариты и форму зоны размещения выводимых объектов; - рабочее тело СТРД - водород, окислитель (в схеме с дожиганием) - кислород; - рабочая емкость теплового аккумулятора-теплообменника - около 110 мДж; - среднеинтегральная температура нагрева рабочего тела: 2200 K - в схеме без дожигания, 2000 K - в схеме с дожиганием, - электрическая мощность СБ, потребляемая электрическим высокотемпературным нагревателем для зарядки теплового аккумулятора-теплообменника варьировалась в диапазоне (5-10)кВт; - время выведения с низкой исходной орбиты на геостационарную - 30 суток. Результаты оценки показали, что в рассматриваемом случае, когда со стороны ракеты-носителя налагаются достаточно жесткие ограничения на габариты и объемы выводимых объектов, целесообразно применение в составе межорбитального транспортного средства СТРД с дожиганием, так как в этом случае удовлетворяются ограничения на объем и габариты ОК при его начальной массе около 7700 кг и обеспечивается высокая баллистическая эффективность. Так, например, в этом случае обеспечивается доставка на геостационарную орбиту КА с массой около 1400 кг, в то время как использование в составе МТрС гипотетического разгонного блока традиционного типа с перспективным ЖРД (компоненты топлива - кислород и водород) может обеспечить выведение на геостационарную орбиту КА с массой примерно в 1,5 раза меньшей. В последнем случае время выведения составляет около 8 суток. Проведенная оценка эффективности применения предлагаемого СТРД (в данном случае с дожиганием рабочего тела) показывает и на то важное обстоятельство, что использование СТРД в составе межорбитального транспортного средства в комплексе с ракетой-носителем среднего класса типа "Союз" позволит существенно расширить круг целевых задач в космосе, решаемых ракетой-носителем такого типа. В настоящее время ракета-носитель типа "Союз" практически не используются для выведения целевых КА на геостационарные орбиты в связи с тем, что как современные, так и перспективные разгонные блоки с ЖРД (топливо: кислород-керосин) не обеспечивают выведение на эту орбиту КА с массой, достаточной для решения актуальных целевых задач. Источники информации. 1. Солнечный тепловой ракетный двигатель. Патент РФ N 2028503, кл. F 03 G 6/00, опубл. 10.02,95. 2. P. Frye, G.Law. Solar Bimodal Mission and Operational Analysis Space Technology and Applications International Forum (STAIF-96). 13th Symposium on Space Nuclear Power and Propulsion. 7-11 January 1996 Albuquerque, USA. American Institute of Physics, 1996.Формула изобретения
1. Солнечный тепловой ракетный двигатель, содержащий приемное устройство солнечного излучения, тепловой аккумулятор-теплообменник, бак с рабочим телом, систему подачи рабочего тела и сопло, отличающийся тем, что приемное устройство солнечного излучения выполнено в виде солнечной батареи с фотоэлектрическими преобразователями, а внутри теплового аккумулятора-теплообменника размещен высокотемпературный электронагреватель, питаемый электроэнергией, генерируемой солнечной батареей, причем соотношение электрической мощности батареи к рабочей емкости теплового аккумулятора-теплообменника составляет 40 - 100 Вт/МДж. 2. Ракетный двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен камерой дожигания рабочего тела, баком с окислителем и системой подачи окислителя.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru
(T
H)
где m масса рабочих элементов намагниченность рабочих элементов Т температура нагрева рабочих элементов под действием светового потока Н напряженность магнитного поля. При этом слежение с помощью солнечного двигателя оказывается возможным, если угол поворота источника света (объекта слежения) в плоскости пространства через силу F вызывает такое смещение штока с рабочими элементами из ферромагнитного материала, которое через рычаг обратной связи изменяет соответственно угол поворота параллельных зеркал, отслеживая таким образом движение источника света. На чертеже представлен солнечный двигатель линейного перемещения с системой слежения. Солнечный двигатель содержит шток 1, рабочие элементы дискретные из ферромагнитного материала 2, постоянный магнит однонаправленного действия 3, собирающую линзу 4, два зеркала 5, установленные параллельно друг другу с образованием зазора, рычаг обратной связи 6, рычаг сброса 7, коромысло 8, один конец которого закреплен при помощи пружины 9, возвратная пружина 10, фиксатор положения штока 11, опоры 12-15. На чертеже также показан не являющийся элементом устройства объект слежения источник света 17 и траектория его движения 18, которые приведены для большей ясности принципа действия солнечного двигателя линейного перемещения с системой слежения. Кроме того, на чертеже указаны силы F1 и F2. Первая из них возникает в результате действия солнечного двигателя под действием светового потока, а вторая результат срабатывания пружины 10. Солнечный двигатель работает следующим образом. Солнечный двигатель имеет исходное состояние, с которого начинается слежение за объектом слежения источником света 17 после его захвата. При этом, естественно, предполагается, что объект слежения источник света 17 в точке захвата обязательно появится. В противном случае захвата не произойдет. На чертеже солнечный двигатель показан в исходном состоянии, когда объект слежения источник света 17 находится в крайней правой позиции. При этом правое зеркало 5 и собирающая линза 4 ориентированы на фокусирование потока света на один из самых правых рабочих элементов 2. С появлением объекта слежения 17 (например солнца) в точке захвата поток света попадает на соответствующий рабочий элемент 2 из ферромагнитного материала. В результате этого возникает сила F1=m(TH)
(см.выше), пере- мещающая шток 1 вправо и натягивающая пружину 10. В связи с дискретным расположением рабочих элементов 2 и некоторым запаздыванием процесса отслеживания от процесса смещения объекта 17 периодически возникает ослабление силы F1. Для того, чтобы в эти моменты ослабление силы F1 не сработала сразу сила F2 возвратной пружины 10 применены коромысло 8 и пружина 9, которые через фиксатор 11 удерживают шток в достигнутом состоянии. При завершении процесса отслеживания (т.е. при повороте зеркал 5 за объектом 17) с помощью рычага обратной связи 6 сила F1 достигает вновь своего максимального значения и сдвигает еще правее шток 1. При вертикальном положении объекта 17 над зеркалами 5 (например если объектом 17 является солнце, находящееся в зените) световой поток проходит на линзу 4 в щель между двумя параллельными зеркалами, обеспечивая коллимацию светового пучка, а затем аналогично вместо правого зеркала начинает работать левое. Процесс смещения штока 1 вправо будет продолжаться до тех пор, прока объект 17 не достигнет точки конца траектории движения 18 (например, когда солнце заходит). При этом рычаг сброса 7 механически достигает правой части коромысла 8, растягивает пружину 9 и расцепляет коромысло 8 и фиксатор 11. Так как при этом F1
0, то сила F2 возвратной пружины 10 возвращает систему слежения в исходное состояние (в режиме ожидания). www.freepatent.ru
Охлаждение ракетных двигателей Космическая техника Машины Стирлинга Солнечные коллекторы Термическое бурение Термионика [c.105]
При сгорании в двигателе этиловой жидкости образуются не твердые, а летучие хлористые и бромистые соединения свинца, выбрасываемые из цилиндра вместе с выхлопными газами. Этиловая жидкость легко воспламеняется и очень ядовита на солнечном свету разлагается. Для обращения с этиловой жидкостью имеются специальные инструкции, которые необходимо тщательно соблюдать. [c.392]
Термомагнитный двигатель работает следующим образом. При отсутствии локального разогрева система (магнит—ферритовый диск) Б магнитном отношении симметрична и движения в ней не возникает. Если участок разогревается, например, сконцентрированным солнечным лучом до температуры Т — Тс, то магнитная индукция 61 в нем намного меньше магнитной индукции В2 участка У2 (температура его Т = где Т — начальная температура), магнитная симметрия нарушается, возникает вра- [c.514]
Автомашина для транспорта баллонов (рис. 135) представляет сваренный из труб и уголков каркас 2, в ячейке которого баллоны / укладываются в горизонтальном положении, вентилями к середине кузова машины. Для облегчения погрузки и разгрузки баллоны укладываются на подвижные ролики 6, обтянутые резиновыми трубками, смягчающими удары. В целях уменьшения габаритов баллоны укладывают в шахматном порядке по восемь баллонов в ряд. Чтобы баллоны це сталкивались, они верхней частью упираются в деревянную перегородку 8 с отверстиями для вентилей с колпаками. В целях предотвращения выпадения баллонов из ячеек при перевозке их запирают пр помощи штанг 3, помещенных в специальные кронштейны. Каркас 2 устанавливается на раме автомашины ГАЗ-51 н крепится на ней при помощи системы уголков 5. В конструкции каркаса автомашины предусмотрена специальная ячейка 7, в которой помещается тележка для развозки баллонов с жидким газом от автомашины к месту нх установки и обратно. Для защиты баллонов от прямого нагрева солнечными лучами служит теневой кожух 4 в виде разделенной брезентовой крыши, собранной на каркасе из дюралюминиевых уголков. Автомашина для транспорта баллонов снабжена двумя углекислотными огнетушителя.ми 0У-2 а глушитель двигателя вынесен вперед. По обеим сторонам кабины автомашины и на заднем листе клетки сделана красная полоса и надпись Пропан — огнеопасно . [c.244]
Примечания 1. Рецептура составов 1—14 приведена в примечании к дефектоскопом, сохранялась до и после испытаний. 3. Испытания покрытий Б-70 и Б-95/130, дизельных топливах, топливах для реактивных двигателей, при температуре атмосферного воздуха от —45 до -Н40 С. 5. Испытания на крышей прн отсутствии солнечной радиации и солнечного света и температуре ОХ — очень хорошая, X--хорошая, У — удовлетворительная, НС — покрытие [c.226]
Термосифон представляет собой полностью или частично замкнутую систему, заполненную жидкостью, которая циркулирует в ней под действием сил термической конвекции. Неограниченные свободноконвективные контуры, в которых жидкость нагревается снизу, а охлаждается сверху, часто встречаются в атмосферных и океанических течениях. Такого рода течения уже долгое время привлекают внимание исследователей в связи с их многочисленными техническими приложениями, включая охлаждение газовых турбин, электрические машины, ядерные реакторы, двигатели внутреннего сгорания, получение геотермальной энергии, термосифонные солнечные водоподогреватели, а также различные применения в производственных процессах. Опубликован обширный обзор термосифонной техники [130]. В нем обсуждаются многие возможные схемы термосифонов, а также описываются результаты различных исследований гидродинамики и теплопередачи в этих устройствах. [c.302]
Температура окружающей среды от минус 40 °С до плюс 40 °С (до плюс 45 °С для вентиляторов тропического исполнения). Умеренный климат 2-я и 3-я категории размещения. Нри защите двигателя от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков для умеренного климата - 1-я категория размещения. Ограничения условий эксплуатации взрывозащищенных вентиляторов см. таблицу на стр. 1023. [c.1025]
Нри защите двигателя от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков для умеренного климата - 1 -я категория размещения. [c.1036]
Температура окружающей среды от минус 40 °С до плюс 40 °С. Умеренный климат 2-я категория размещения. Нри защите двигателя от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков для умеренного климата - 1 -я категория размещения. [c.1058]
Температура окружающей среды от минус 40 °С до плюс 40 °С. Умеренный климат 2-й категория размещения по ГОСТ 15150-69. Нри обеспечении защиты двигателей от прямого воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков для умеренного климата - 1 -я категория. Нри эксплуатации в помещении допускается комплектация двигателями 3-й категории размещения. [c.1067]
Суть этого процесса заключается в следующем. Нагретый до сравнительно невысоких температур (порядка 30-70 °С) исходный раствор (горячий) подается с одной стороны гидрофобной микропористой мембраны. Вдоль другой стороны мембраны движется менее нагретый (холодный) растворитель (обычно вода). Поскольку мембрана гидрофобна, а размеры пор ее достаточно малы (порядка одного микрометра и менее), то жидкая фаза в поры мембраны не проникает. Испаряющийся с поверхности горячего раствора пар (поверхностью испарения в этом случае являются образующиеся на входе в поры мениски раствора) проникает в поры мембраны, диффундирует через слой воздуха в поре и конденсируется на поверхности менисков холодной жидкости. При этом в порах создается разрежение, что ускоряет процесс испарения и, следовательно, повышает его эффективность. Так как температура исходного раствора невысока, то для проведения процесса мембранной дистилляции можно применять низкопотенциальную тепловую энергию - тепло нагретой после холодильников воды, отходящих газов (например, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и др.), геотермальных вод и, наконец, солнечную энергию. [c.338]
В воздухе над большими городами протекает атмосферное фотоокисление углеводородов. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат главным образом оксид углерода, оксид азота и несгоревшие углеводороды. Оксид азота образуется в двигателе за счет окисления азота кислородом воздуха. Он сначала превращается в диоксид азота. Последний под действием солнечного света (фотолиз) расщепляется на оксид азота, затем вновь дает диоксид азота [c.770]
Эти двигатели, имеющие тягу 60—100 кН, предназначены для выведения спутников на высокие геоцентрические орбиты, а автоматических станций — с низкой околоземной орбиты на траекторию полета к планетам Солнечной системы. [c.244]
Нагрузка от ощутимого тепла складывается из прихода тепла 1) через стены, крыши, полы, потолКи и стекла окон помещения, 2) от солнечного излучения, 3) от проникающего в помещение наружного воздуха, 4) от находящихся в помещении людей, осветительных приборов, оборудования (включая и двигатель вентилятора) и 5) от вносимых в помещение материалов. [c.495]
Из углепластиков изготовляют конструкции, работающие на устойчивость под воздействием внешнего изгибающего момента, давления или осевого сжатия лопасти несущего винта вертолетов, корпусы компрессоров и вентиляторов, вентиляторные лопатки, диски статора и ротора компрессора низкого давления авиационных двигателей. Применение в этих узлах углепластиков взамен металлов позволяет на 15 - 20% снизить массу двигателя. В космической технике углепластики применяют для панелей солнечных батарей, ба.хлонов высокого давлети, теплозащитных покрытий. [c.85]
Вместе с тем возможности замены на углепластики авиационных материалов не следует преувеличивать. Это связано с яепреодоленным до конца недостатком КМУП — их пониженной ударной вязкостью. Еще большее место КМУП занимают в ракетно-космической технике, особенно в компонентах конструкций ракетных двигателей, рам солнечных батарей, антенн, силовых конструкциях искусственных спутников Земли [9-7]. [c.508]
На Земле нередко можно обнаружить две расположенные достаточно близко области с различными температурами, чтобы можно было бы воспользоваться ими как нагревателем и холодильником тепловой машины. Например, горячий гейзер рядом С холодным воздухом, район встречи теплого и холодного океанских течений, разность температур между воздухом и почвой и т. п. На этом основано действие геотермических теплоэлектроцентралей, гелиоэлектростанций, солнечных батарей и т. п. Такие устройства могут работать очень долго, до механического износа деталей, но считать их вечными двигателями нельзя, так как действие их основано на протекании односторонних процессов, вы-зывак>ш,их необратимые изменения в окружающей среде, что недопустимо для вечных двигателей. Такие двигатели называются даровыми. К ним также относятся ветряные и водяные мельницы, ветроэнергетические установки, гидроэлектростанции, приливные и атомные электростанции и другие устройства, действие которых основано на использовании даровой энергии окружающей природы. [c.90]
Рекомендуется устанавливать скоростные предохранительные клапаны на трубопроводе для слива сжиженного газа и на отводе паровой фазы, а также ограничитель уровня налива сжиженного газа в цистерну. Цистерна должна быть защищена от разрядов статического электричества, возникающего при наливе и сливе сжиженного газа, а также при движении. Внутри резервуара для смягчения ударов при изменении характера движения устанавливают волиорезы (перегородки). Сверху цистерну покрывают защитным кожухом из стального листа толщиной не менее 1 мм или теплоизоляцпей для предохранения от воздействия солнечных лучей. Выхлопную трубу двигателя автомобиля или тягача [c.61]
Смола, отлагающаяся во время хранения крекинг-бензинов, представляет тяжелую вязкую жидкость смола, получаемая после выпаривания бензинов во время описанных выше испытаний, это, обычно, коричневое твердое вещество. Такая же смола образуется в питающих системах бензиновых двигателей. И жидкие, и твердые смолы нерастворимы в углеводородах и легко растворимы в ацетоне. Содержание кислорода в смоле составляет 15—20%. Различные органические соединения, включая углеводороды, перекиси, альдегиды, кетоны и кислоты, могут быть выделены из смолы. По данным Стори, Провайна и Беннета [50] нет существенной разницы между жидкими и твердыми смолами. Кислоты, растворимые и нерастворимые в воде, являются главными составными частями смолы. Количество неомыляемого вещества при испытании на смолообразование в медной чашке — 13%, а в жидкой смоле, образовавшейся на солнечном свету,— около 21 %, другие же составные части омыляются в спиртовом растворе. [c.318]
Снижение содержания, алкилсвннцовых антидетонаторов в бензинах и полное запрещение применения этилированных бензинов обусловлено не только токсичностью оксидов свинца. Установлено, что некоторые из токсичных компонентов, выбрасываемых двигателями в атмосферу, могут под действием солнечных лучей вступать в фотохимическое взаимодействие с образованием ядовитого тумана, получившего название смог . Такой смог может висеть над городом несколько суток, загрязняя воздух и нарушая нормальную жизнедеятельность. Наиболее эффективным средством борьбы со многими токсичными составляющими отработавших газов автомобилей является установка дожигателей. В них с помощью катализатора удается дожигать оксид углерода до диоксида. Пока самые эффективные катализаторы таких дожигателей содержат платину, которая способна отравляться , т. е. терять активность при попадании оксидов свинца. Все эти обстоятельства заставляют отказываться от применения бензинов с алкилсвинцовыми антидетонаторами. [c.86]
Паровая турбина на базе сжигания твердых отходов Солнечный двигатель по Stirling [c.445]
Применение лаков и эмалей. Наиболее широко К. л. п э. примеияют в производстве алектрич. машин и аппаратов с рабочей темп-рой до 180 °С. Кроме того, эти лаки и эмали применяют для защиты различных изделий и конструкций от воздействия высоких темп-р, влаги, солнечной радиации и др. факторов. Их используют для окраски двигателей внутреннего сгорания, горячих трубопроводов, печей, отопительных приборов, сопел реактивных двигателей, оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов, бойлеров, дымовых труб и т. п., а также для защитно-декоративной окраски стен зданий и различных строительных конструкций из бетопа, асбоцемента, шифера и др. [c.583]
Двигатели, работающие на жидком, твердом и разнофазном химическом топливе, могут применяться на ракетных установках различного назначения. Химическое топливо широко используют и для двигателей ракет, обеспечивающих запуск искусственных спутников земли, а также направляемых к Луне, Венере, Марсу и в глубины Солнечной системы. В ракетных двигателях, использующих химическую энергию жидкого или твердого топлива, в камере сгорания протекает реакция горения (или разложения). Выделяющееся при этом тепло нагревает продукты реакции — газы, и они, расширяясь, истекают через сопло двигателя с большой скоростью, создавая тягу. [c.8]
Как показывают оценки, выведение с использованием электрореактивных двигателей и ядерной энергоустановки обеспечивает существенную экономию средств, позволяя заменить тяжёлые ракеты-носители ракетами-носителя-ми среднего класса, либо выводить на высокие орбиты полезные нагрузки в 2-3 раза большей массы. Так, например, для PH Ариан с бортовой солнечной энергоустановкой мощностью 20 кВт масса космического аппарата, доставляемого на геостационарную орбиту, при переходе к ядерному энергоисточнику увеличивается с 4,1-5,3 т до 13,4 т при длительности выведения не более 6 месяцев. Если же будет использован ЯЭДУ с ядерным ракетным двигателем тягой 100-7000 Н, время доставки КА сократится до нескольких суток. [c.307]
Помимо глобальной опасности, связанной с возможностью разрушения защитного слоя озона и усилением жесткой УФ-ра-Диацни, загрязнение атмосферы в ее нижних слоях представляет опасность и для Мирового океана и для почвы. Наличие в атмосфере веществ, способных переходить под действием солнечного света в возбужденное состояние, создает опасность фотохимического загрязнения воздуха и образования агрессивных частиц, например синглетного кислорода [164]. Последний может вызывать некоторые виды рака, в первую очередь — рак кожи. Одним из сильнейших известных канцерогенов является бенз[а]пирен (БаП), а также другие полиядерные ароматические углеводороды, образующиеся при неполном сгорании самых различных органических субстратов. Выброс БаП в атмосферу резко возрос в связи с распространением Двигателей внутреннего сгорания и интенсивным потреблением горючих ископаемых в промышленности и энергетике. Только в США ежегодно выпускается в атмосферу до 1300 т БаП [165], тогда как на индукцию рака кожи или легких у человека достаточно нескольких миллиграммов БаП. Попадая из воздуха в почву, воду и растения, БаП и его аналоги могут попадать в организм человека вместе с продуктами питания [166]. В индустриальных районах наземные растения содержат этих канцерогенов гораздо больше, чем в сельской местности. Проведенное в стандартных условиях определение бенз- о]пирена в зеленой водоросли S edesmus a utus, выращенной на открытом воздухе, показывает, что в Дортмунде (ФРГ) его концентрация почти в 30 раз выше, чем в Бангкоке [167]. В некоторых облас- [c.206]
chem21.info
Класс 46d, 11
Ро 33 7
АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
011И САН ИЕ солнечного двигателя.
К авторскому свидетельству Д. Т. Пасечнюка, заявленному 11 декабря
1932 года (спр. о перв. № 120071).
О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабря 1933 года. (336) Изобретение относится к солнечным двигателям, действующим под изменением положения центра их тяжести и снабженным резервуарами, расположенными диаметрально по концам трубок и наполненными жидкостью.
B предлагаемом двигателе в резервуарах помещены каучуковые мешки, сообщающиеся с закрытыми коробками, укрепленными на внутренней стороне шарообразного корпуса двигателя, и предназначенные дпя передачи давления воздуха из коробок на жидкость в резервуарах, в зависимости от нагревания и охлаждения коробок.
На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез солнечного двигателя,: фиг. 2 — поперечный разрез его.
На внутренней стороне шарообразного корпуса 0 двигателя, поварстно установленного на оси 1, укреплены закрытые воздушные коробки 2, сообщающиеся с каучуковыми мешками б. Последние помещены в диаметрально расположенных резервуарах 3, 4 или 8, 9, наполненных жидкостью и соединенных между собой трубками 5 с клапанами 7.
Мешки б, помещенные в резервуарах
8, 9, соецинены не с прилегающими к резервуарам коробками, а с коробками, расположенными у противоположной стороны корпуса.
Солнечные лучи падают по напр вл нию стрелок А на зачерне: ную по, верхность корпуса 0 и нагревают воздух в коробках 2, обращенных в сторону, солнца, тогда как коробки 2, распога: женные в теневой стороне, охлаждаются струей холодной воды. Нагретый в ко1 робке воздух расширяется и давление ! era увеличивается, что вызывает расширен:-.е мешка б в резервуаре 4, обращенном к солнцу, тогда как в резервуаре 3 на теневой стороне, мешок б займет меньший объем и давление уменьшится, вслед"твие чего ж: дкость из резервуара 4, при открытии клапана 7 в момент перехоца коробки из освещенной части в теневую, будет переливаться в диаме. трально противоположный резервуар 3. что вызовет перем. щенке центра тяжести корпуса 0 и сооб;цит вращатель ный импульс двигателю в направлении стрелки В.
Предмет изобретения.
Солнечный двигатель с наполненными, жидкостью резервуарами, расположен ными диаметрально по концам трубок. отличающийся применением укрепленных на вчутренней стороне шарообразного корпуса 0 двигателя коробок 2, сообщающихся с каучуковыми мешками б, перемещающимися в упомянутых резер вуарах 3, 4 или 8, 9 с жидкостью и пред, назначенными для передачи давления
Bo3p ië из корооо«H жидкость в ре., зерну:рах.
Б авторскоиу свидетельству Д. T. Плсечнока X 837 5
Эксперт Н. Я. А.теквапдров
Репектор А. А. Денисов
Леппроыпечатьсокз. Тип. „Печ, Г уд". 3ак. ЗЖ -1000
www.findpatent.ru
