長效真空艙衛(wèi)星的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種可長期漂浮在大氣層中的飛行裝置，確切的說是一種利用硬殼真空艙結(jié)構(gòu)，讓人造衛(wèi)星長時間漂浮在大氣中的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]真空飛艇并不是一個新鮮理論，在若干年前就有人提出利用真空結(jié)構(gòu)建造一個飛艇。但是時至今日，哪怕當(dāng)今最好的材料也無法滿足在地面上制造一個能夠承受大氣壓的真空飛艇。因此，一旦有人說要制造一個真空飛艇，換來的只能是嘲笑。事實上當(dāng)今科技確實無法制造可重復(fù)利用的“真空飛艇”，但是如果通過特殊的發(fā)射技術(shù)制造一個一次性的“真空飛行器”還是可以做到的。
[0003]隨著科技發(fā)展，人類對衛(wèi)星的需求越來越多，傳統(tǒng)人造衛(wèi)星必須通過運載火箭進(jìn)行發(fā)射，發(fā)射成本高昂，而且容易發(fā)生事故。當(dāng)今各國都在研究用飛艇部分替代人造衛(wèi)星的功能，但是因為飛艇氣囊內(nèi)必須充入氫氣(易燃易爆)或是氦氣(不可再生，補(bǔ)充困難)，所以用飛艇替代人造衛(wèi)星還只是空中樓閣。但是一旦出現(xiàn)一種能夠長時間漂浮在平流層以上的飛行器來替代人造衛(wèi)星，勢必能夠為整個人類社會帶來巨大的改變！

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明介紹了一種能夠長期工作在大氣層中的廉價飛行裝置(漂浮裝置)，他的制造成本低，發(fā)射方式簡單，功能與大多數(shù)人造衛(wèi)星相當(dāng)。
[0005]最初，我在網(wǎng)絡(luò)上看到“真空飛艇”這個概念的時候也覺得這個想法很可笑。因為大氣壓在地面上足以把碳纖維外殼制造的飛艇擠壓垮。
[0006]后來，我想能不能先將飛艇充入氫氣，待飛艇升入高空之后再抽真空呢？在網(wǎng)絡(luò)上與人討論后，有人說你的真空飛艇如果返回地面，依然會被大氣壓摧毀。
[0007]之后看到一篇關(guān)于用飛艇在戰(zhàn)爭時期替代人造衛(wèi)星的文章之后，我想到如果真空飛艇不需要返回地面呢？如果不需要返回地面，發(fā)射一個廉價的，一次性的飛艇衛(wèi)星還是很容易做到的。
[0008]不能往返空中與地面的飛行器已經(jīng)不能稱之為飛艇了，那么這種利用密封艙(氣囊)為浮力裝置的人造衛(wèi)星可以稱之為“長效真空艙衛(wèi)星”。
[0009]長效真空艙衛(wèi)星建造及發(fā)射方法如下:
[0010]長效真空艙衛(wèi)星主要由以下幾部分組成:
[0011]密封艙(真空艙)1、排氣口 2、真空栗3、能源供應(yīng)系統(tǒng)4、貨艙5、懸吊系統(tǒng)6、監(jiān)測系統(tǒng)組成7、控制系統(tǒng)8、自動修復(fù)系統(tǒng)9。文中，密封艙既是真空艙，密封艙是他的結(jié)構(gòu)，真空艙是他的功能。
[0012]首先是建造方案。
[0013]建造一個剛性外殼的密封艙1。密封艙1的特征為具有剛性外殼或是具有一定強(qiáng)度的支撐結(jié)構(gòu)的氣囊。其主要作用為阻止密封艙(氣囊)內(nèi)部與外界進(jìn)行氣體交換，并且確保密封艙內(nèi)部空間不被壓縮。
[0014]在密封艙1上裝有排氣口 2和真空栗3。
[0015]其中排氣口 2為一單向閥結(jié)構(gòu)，主要功能是當(dāng)密封艙內(nèi)部氣壓過高時向外界排氣，同時保證大氣中的氣體不會回流到密封艙內(nèi)部。
[0016]真空栗3是一種抽氣裝置，其主要作用是根據(jù)需要將密封艙內(nèi)的氣體抽出，確保密封艙內(nèi)部的氣壓低于密封艙外部的氣壓。密封艙雖然能夠部分阻擋內(nèi)外氣體交換，但是因為當(dāng)今材料科技不夠成熟，造成密封艙只要內(nèi)外存在壓差就一定會發(fā)生氣體滲漏。真空栗3可以將密封艙內(nèi)部的氣體排出。無論是密封艙內(nèi)部原有的氣體還是在大氣中逐漸滲入密封艙內(nèi)的氣體都可以被真空栗3排出，如此可以保證整個密封艙內(nèi)部長期處于準(zhǔn)真空狀態(tài)，進(jìn)而確保整個“長效真空艙衛(wèi)星”能夠長期漂浮在大氣層中。
[0017]排氣口 2與真空栗3可以整合為一體，也可以獨立存在。排氣口 2與真空栗3的數(shù)量和功率可以根據(jù)密封艙1的體積和工作環(huán)境等條件決定。
[0018]長效真空艙衛(wèi)星的發(fā)射方式如下:
[0019]首先，將密封艙1內(nèi)部充入輕質(zhì)氣體，例如氫氣或氦氣。此時密封艙1獲得一定的浮力，逐漸脫離地面開始飄升。(注:此處可以采用額外的氫氣球或氦氣球帶動密封艙升空)
[0020]在密封艙1飄升過程中，隨著海拔高度逐漸提升，外界大氣壓也會逐漸降低。此時可以根據(jù)密封艙1上升的速度和外界環(huán)境中大氣壓的變化以及密封艙1自身的強(qiáng)度等條件，根據(jù)需要逐漸排出密封艙1內(nèi)部的氣體。排出氣體可以采用排氣口 2自動排出，也可以采用真空栗3強(qiáng)制排出，或是混合使用兩種方式進(jìn)行排出。
[0021]密封艙1排氣時要注意，密封艙1設(shè)計時會有一參數(shù)稱之為密封艙壓差極限數(shù)值。所謂密封艙壓差極限數(shù)值是指密封艙內(nèi)部處于真空環(huán)境下，外部所能承受的最大氣壓的數(shù)值。當(dāng)密封艙內(nèi)部真空時，如果外部大氣壓超過密封艙壓差極限，整個密封艙就有可能被大氣壓壓迫變形甚至損毀。同時，如果密封艙內(nèi)部氣壓超過外部氣壓一定范圍，整個密封艙會出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象。因此，上述兩組數(shù)值即為密封艙壓差極限數(shù)值。
[0022]在密封艙上升過程中，通過排氣口 2和真空栗3控制密封艙內(nèi)部氣壓和密封艙外部氣壓的變動幅度不超過密封艙壓差極限，防止密封艙被氣壓的變化損毀。
[0023]當(dāng)密封艙1內(nèi)部氣體部分排出或完全排出后，整個“長效真空艙衛(wèi)星”就能穩(wěn)定漂浮在大氣層中了。
[0024]接下來真空栗3定期或?qū)崟r將滲入密封艙1內(nèi)的氣體排出，只要不遇到意外的情況，“長效真空艙衛(wèi)星”就能長期漂浮在大氣層中進(jìn)行工作。
[0025]如果“長效真空艙衛(wèi)星”需要調(diào)整所處軌道的高度，可以將多個“長效真空艙衛(wèi)星”組成一組，其中的部分真空艙內(nèi)部吸納空氣提高自重，可以降低高度。排出內(nèi)部氣體又可以恢復(fù)高度。
[0026]長效真空艙衛(wèi)星可以作為一個多功能的工作平臺完成各種工作。為了能夠完成各種工作，長效真空艙衛(wèi)星上可搭載能源供應(yīng)系統(tǒng)4、貨艙5、懸吊系統(tǒng)6、監(jiān)測系統(tǒng)7、控制系統(tǒng)8、自動修復(fù)系統(tǒng)9等部件。上述部件可以根據(jù)