[发明专利]一种用于推进任务的惰轮惯性动力装置

说明书

本发明公开了一种用于推进任务的惰轮惯性动力装置，包括主动轴(1)、主动齿轮(2)、主动拉杆(3)、行星轴承(4)、从动齿轮a(5)、惰轮拉杆a(6)、惰轮螺栓(7)、惰轮(8)、惰轮拉杆b(9)、从动轮螺栓(10)、从动齿轮b(11)、从动轮拉杆(12)、从动齿轮c(13)、补偿轴(14)和从动轴螺栓(15)。本装置工作过程中无需携带任何燃料、无燃料反应、绿色无污染，在工作中仅需提供电能或转矩即可提供动力。该动力装置无需依赖重力和空气环境，可在无重力环境下工作。动力大小由负重与惰轮的质量比以及输入转速决定，动力大小连续可调。具有较好的经济性和环境友好性。

技术领域

本发明涉及应用于航空航天和日常交通车辆的动力系统，主要涉及一种用于推进任务的惰轮惯性动力装置。

背景技术

自从蒸汽机发明至今，人类对动力系统的革命成为工业革命之后最为显著的目标之一，动力系统为日常交通的车辆、航空航天的飞机以及太空探测的推进器等提供源源不断的动力。目前常用的发动机动力系统主要包括活塞式动力系统，空气喷气式动力系统，火箭式动力系统和组合式发动机。活塞式发动机是把燃料的热能转化为带动螺旋桨或旋翼转动的机械能，其缺点是不能直接产生使飞行器前进的推力或拉力；空气喷气式发动机利用大气层中的空气与所携带的燃料燃烧产生高温气体推动，缺点是依赖于空气的氧气作为氧化剂。火箭发动机是完全依靠自身携带的氧化剂和燃料产生高温、高压气体或等离子体高速喷出获得反向推力，该动力系统可以在大气层外或高空中使用，其缺点是依赖于携带的燃料；组合式动力系统是综合以上两种或两种以上的混合动力系统，在使用上述动力系统提供动力时同样需要面临对应的动力系统弊端。上述四种动力系统均是将电能-内能-机械能的间接转换，间接转换使得整理的效率较低，能量消耗较大，尤其在航空航天领域中，较大的能量消耗意味着有更大的风险和成本。与此同时由于内能的转化会产生一些具有污染的物质，对环境的安全造成一定的影响。

发明内容

根据以上研究背景，本发明提出一种用于推进任务的惰轮惯性动力装置。该系统利用装置的惰轮惯性为动力输出，直接电能转换为惰轮机械能并转移到动力系统。该系统具有较高的转化效率，同时利用惯性作为动力源，不需要携带任何燃料，可有效降低动力系统的运行成本。同时该动力系统不会产生任何污染气体，对环境友好，可在有无重力作用下工作，可用临近空间，近地空间和深空探测用的推进任务，该动力系统较高的经济性和实用性。

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于推进任务的惰轮惯性动力装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

质量作为物质最基本的属性，不随空间位置发生变化。惯性是物质质量的一种具体体现，惯性大小与物质的质量多少决定。本发明中利用惰轮在转动过程的方向性，在转动过程中将惰轮的动能转化成动力系统的动能。根据动量守恒可知在系统不受外力作用下，系统的动量是守恒的。假设惰轮的质量和速度分别为m₁，V₁，动力系统的质量和速度分别为m₂和V₂；由动量守恒可得：

m₁V₁＝m₂V₂ (式1)

V₂＝m₁V₁/m₂ (式2)

由(式1)和(式2)可得动力装置的速度V₂与惰轮的速度V₁和质量比m₁/m₂决定，在动力系统中，两质量比值通常为定值，在一个固定的动力系统中，系统的速度大小主要通过惰轮的速度调节。另一方面，当惰轮在做高速回旋运动时，在质量的作用下会承受一个向心力的作用。如果将惰轮连接到系统中，除惰轮外的其他部件将会承受一个反向的较大拉力。拉力F的大小可通过式3求解。