[发明专利]长效真空舱卫星

说明书

技术领域

本发明涉及到一种可长期漂浮在大气层中的飞行装置，确切的说是一种利用硬壳真空舱结构，让人造卫星长时间漂浮在大气中的装置。

背景技术

真空飞艇并不是一个新鲜理论，在若干年前就有人提出利用真空结构建造一个飞艇。但是时至今日，哪怕当今最好的材料也无法满足在地面上制造一个能够承受大气压的真空飞艇。因此，一旦有人说要制造一个真空飞艇，换来的只能是嘲笑。事实上当今科技确实无法制造可重复利用的“真空飞艇”，但是如果通过特殊的发射技术制造一个一次性的“真空飞行器”还是可以做到的。

随着科技发展，人类对卫星的需求越来越多，传统人造卫星必须通过运载火箭进行发射，发射成本高昂，而且容易发生事故。当今各国都在研究用飞艇部分替代人造卫星的功能，但是因为飞艇气囊内必须充入氢气(易燃易爆)或是氦气(不可再生，补充困难)，所以用飞艇替代人造卫星还只是空中楼阁。但是一旦出现一种能够长时间漂浮在平流层以上的飞行器来替代人造卫星，势必能够为整个人类社会带来巨大的改变！

发明内容

本发明介绍了一种能够长期工作在大气层中的廉价飞行装置(漂浮装置)，他的制造成本低，发射方式简单，功能与大多数人造卫星相当。

最初，我在网络上看到“真空飞艇”这个概念的时候也觉得这个想法很可笑。因为大气压在地面上足以把碳纤维外壳制造的飞艇挤压垮。

后来，我想能不能先将飞艇充入氢气，待飞艇升入高空之后再抽真空呢？在网络上与人讨论后，有人说你的真空飞艇如果返回地面，依然会被大气压摧毁。

之后看到一篇关于用飞艇在战争时期替代人造卫星的文章之后，我想到如果真空飞艇不需要返回地面呢？如果不需要返回地面，发射一个廉价的，一次性的飞艇卫星还是很容易做到的。

不能往返空中与地面的飞行器已经不能称之为飞艇了，那么这种利用密封舱(气囊)为浮力装置的人造卫星可以称之为“长效真空舱卫星”。

长效真空舱卫星建造及发射方法如下：

长效真空舱卫星主要由以下几部分组成：

密封舱(真空舱)1、排气口2、真空泵3、能源供应系统4、货舱5、悬吊系统6、监测系统组成7、控制系统8、自动修复系统9。文中，密封舱既是真空舱，密封舱是他的结构，真空舱是他的功能。

首先是建造方案。

建造一个刚性外壳的密封舱1。密封舱1的特征为具有刚性外壳或是具有一定强度的支撑结构的气囊。其主要作用为阻止密封舱(气囊)内部与外界进行气体交换，并且确保密封舱内部空间不被压缩。

在密封舱1上装有排气口2和真空泵3。

其中排气口2为一单向阀结构，主要功能是当密封舱内部气压过高时向外界排气，同时保证大气中的气体不会回流到密封舱内部。

真空泵3是一种抽气装置，其主要作用是根据需要将密封舱内的气体抽出，确保密封舱内部的气压低于密封舱外部的气压。密封舱虽然能够部分阻挡内外气体交换，但是因为当今材料科技不够成熟，造成密封舱只要内外存在压差就一定会发生气体渗漏。真空泵3可以将密封舱内部的气体排出。无论是密封舱内部原有的气体还是在大气中逐渐渗入密封舱内的气体都可以被真空泵3排出，如此可以保证整个密封舱内部长期处于准真空状态，进而确保整个“长效真空舱卫星”能够长期漂浮在大气层中。

排气口2与真空泵3可以整合为一体，也可以独立存在。排气口2与真空泵3的数量和功率可以根据密封舱1的体积和工作环境等条件决定。

长效真空舱卫星的发射方式如下：

首先，将密封舱1内部充入轻质气体，例如氢气或氦气。此时密封舱1获得一定的浮力，逐渐脱离地面开始飘升。(注：此处可以采用额外的氢气球或氦气球带动密封舱升空)

在密封舱1飘升过程中，随着海拔高度逐渐提升，外界大气压也会逐渐降低。此时可以根据密封舱1上升的速度和外界环境中大气压的变化以及密封舱1自身的强度等条件，根据需要逐渐排出密封舱1内部的气体。排出气体可以采用排气口2自动排出，也可以采用真空泵3强制排出，或是混合使用两种方式进行排出。

密封舱1排气时要注意，密封舱1设计时会有一参数称之为密封舱压差极限数值。所谓密封舱压差极限数值是指密封舱内部处于真空环境下，外部所能承受的最大气压的数值。当密封舱内部真空时，如果外部大气压超过密封舱压差极限，整个密封舱就有可能被大气压压迫变形甚至损毁。同时，如果密封舱内部气压超过外部气压一定范围，整个密封舱会出现爆裂现象。因此，上述两组数值即为密封舱压差极限数值。