устройство для получения механической энергии

Формула изобретения

Устройство для получения механической энергии, содержащее ротор с крыльчатыми поверхностями, установленными под углом к оси их вращения, отличающееся тем, что устройство использует солнечное излучение на космическом аппарате для вращения ротора, ось вращения которого направлена в сторону потока солнечного излучения, а для предотвращения передачи на космический аппарат реактивного вращающего момента от вращающегося ротора последний выполнен в виде двух равнонагруженных в силовом отношении роторов с противоположными направлениями вращения, которые установлены на соосных или параллельных валах, при этом крыльчатые поверхности выполнены, например, из металлизированной пленки с рамочным каркасом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению и использованию энергии, в частности, к устройствам для получения механической энергии непосредственно на космическом аппарате.

Известен солнечный парус в виде металлизированной пленки, при использовании которого применяют световое давление солнечных лучей для обеспечения разгона (ускорения) космического аппарата (Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1980, стр. 487).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является ветродвигатель, содержащий ротор с крыльчатыми многолопастными поверхностями, установленными под углом к оси их вращения, использующий кинетическую энергию ветра для выработки механической энергии (см. там же, стр. 76 и рисунок на стр. 77).

Указанный ветродвигатель не может применяться в безвоздушном космическом пространстве.

Предлагаемое устройство позволяет получать на космическом аппарате механическую энергию в виде механического движения (вращения) вала без применения промежуточных преобразователей энергии.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения механической энергии содержит ротор с крыльчатыми поверхностями, установленными под углом к оси их вращения. Согласно изобретению устройство использует солнечное излучение на космическом аппарате для вращения ротора, ось вращения которого направлена в сторону потока солнечного излучения, а для предотвращения передачи на космический аппарат реактивного вращающего момента от вращающегося ротора последний выполнен в виде двух равнонагруженных в силовом отношении роторов с противоположными направлениями вращения, которые установлены на соосных или параллельных валах, при этом крыльчатые поверхности выполнены, например, из металлизированной пленки с рамочным каркасом.

Применение предлагаемого устройства на космическом аппарате (преимущественно на межпланетном космическом аппарате) связано с ограниченностью средств для получения механической энергии в указанных условиях в связи с жесткими ограничениями по величине массы выводимого в космическое пространство груза. В земных условиях данное устройство применять менее целесообразно, поскольку имеется большое число иных силовых установок большой мощности, способных работать независимо от времени суток и условий облачности (двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины и др.).

В связи с незначительной величиной давления солнечного излучения на крыльчатые поверхности роторов размеры их в космическом пространстве должны быть большими по сравнению с указанными выше известными ветродвигателями в земных условиях. Решение этой задачи упрощается в условиях невесомости в космическом пространстве, в том числе по показателям прочности и жесткости упомянутых крыльчатых поверхностей, поскольку в космическом пространстве отсутствуют сторонние нагрузки, характерные для земных условий.

При оценке возможностей применения солнечного излучения для непосредственного получения механической энергии следует иметь в виду не только давление световых лучей, но также и воздействие на крыльчатые поверхности солнечного ветра, который одновременно используется для приведения во вращение роторов предложенного устройства.

Применяемая для создания крыльчатых поверхностей металлизированная пленка выполнена из тонкого пленочного материала, покрытого с одной стороны тонким слоем металла (алюминия, серебра, сплавов меди), напыляемого в расплавленном виде сжатым воздухом или наносимого другим способом, например из растворов, испарением в вакууме (см. там же, стр. 293) с образованием зеркальной поверхности, обращенной в сторону потока солнечного излучения.

Возможность превращения (преобразования) энергии солнечного излучения, включающего световые солнечные лучи и энергию солнечного ветра, в механическую энергию подтверждена практически осуществленными устройствами для управления и разгона (ускорения) космических аппаратов в виде солнечного паруса, нашедшего применение, например, на американских автоматических межпланетных станциях "Маринер" (см. там же, стр. 487). Под воздействием давления солнечного излучения на крыльчатые поверхности предложенного устройства они приводятся в круговое движение, обеспечивая вращение ротора и связанного с ним вала. Для предотвращения передачи на космический аппарат реактивного вращающего момента от вращающегося ротора применяют два равнонагруженных в силовом отношении ротора с противоположными направлениями вращения, которые установлены на соосных (коаксиальных) или параллельных валах.