气体火箭太空运载器

气体火箭太空运载器 一技术领域：本发明涉及一种天地往返和深空飞行运载工具。

二技术背景：现代运载火箭和太空技术有了长足的进步，但不表明已解决所有的问题。相反，它有许 多问题急待人们解决， 一个问题是运载工具的效率问题。由于没有足够的动力，只有用多级更迭方式进 行的现代运载火箭基本是小马拉大车，其结果只能是浪费质量和推力。如果要增加一公斤的运载质量， 就要增加10培的燃料质量，效率大多只在5%以下；如果运载火箭有效负载增大到250吨，以现在的5%的 效率计算就要有5000吨的运载火箭，这是不可想象的。大量增加推力，安全性大大降低，工艺更加复 杂，不能回收利用，还有费用、污染等问题要解决；质量和空间不可能无限增大，通过增加运载工具的 质量来增加负载是有极限的。而人们现在对外层空间飞行器的依赖性很高，要求很高，不能满足人们要 求。现在运载方式负载质量太小，体积太小，受此限制人们的很多发明创造无法应用，如核能发动机， 电磁制动，怎样增加飞行器上的电力就是令科学家们头痛的问题；现在的飞行器速度在小于10公里的微 速和小于100公里的低速运行，小于1000公里的中速和小于10000公里高速还谈不上，小于10万公里的超 高速和100万公里的光速更别提；速度难以提高，在漫长的星际空间以微速和低速运行，黑发变白发，难 以忍耐。航天飞机是对现有方式改变的巨大努力，可惜以失败告终，因此，从70年代登上月球以来，尽 管人们一直在努力探索，但航天事业一直始终处于巩固补充充实阶段，没有大的提高和进步。长期的停 顿和徘徊促使人们逐渐认识到通过以现有方式是不能解决现在航天的主要问题，更不能达到令人满意的 程度，航天运载方式必须进行重大变革。

三发明内容：为了从根本上降低成本费用，提高安全可靠性，增加隐身性、简化工艺，提高效率，提 高运行速度，促进火箭和太空运载技术进步，经过多年反复对比研究提出一种新型太空运载工具:气体火 箭太空运载器。如果这一系统能够成功运作，则会从根本上解决航天问题，产生航天格局的重大变化。 这是航天事业新的突破点和增长点，值得我们及早动手，密密工作，全力以赴，抢占先机，取得胜利。

上善若水，厚德载物。上善若水就是飞行器上的物体力不是刚性力，是载荷均匀的软体组织。受力 后，自动进行形状和力度调节并呈稳定持久的软性力。只有随环境力的变化才能适者生存，才能克服意 想不到的困难，化险为夷，稳定、持久的运行。厚德载物就是本品有巨大的空间和质量。大量的存贮运 载氢、氧、电、磁等物体，接纳各种太空物品为我所用。只有大体积，大质量才会有从容应对太空各种 复杂情况的资本，才会有大作为，才为大气，只有大气才有大才能，大成果。因而，气体火箭太空运载器 是从现代火箭固态形状向软体气态的革命性的根本改变，是利用太空发展太空先进的基础平台。

本发明解决其技术问题的具体方案是箭体是在充满工质的环形体环中间挤压安插固定一个小环形体内 环，在其小的环形体内环上挤压固定负载，在其内存放物品，在其环中加热、加速工质构成；在其下挤 压挂定由发电机、压气机和发动机构成的发动机：上面的负载压力向下，下面的发动机通过环形体传递 推力：大小环形体相互作用，结合成一体，构成一个空间巨大、载荷巨大、能量巨大，质量巨大、超级 稳定、结构简单、外形柔软、超压、重复使用没有抛弃物性质的地球空间、太空、星际空间天地间往返 运载工具，具有自动补充能量、太空修复、大气保护、隐身、发展空间、复合推力、空中点火的功能， 具有中速、新型、单级、小费用的特点。

气体火箭太空运载器是以气态物品作环形球体的主要支撑物，并用气体作为发动机T质，通过多种方

3式加热工质并经发电机发出高达100兆瓦的巨大电力，发动机利用电力以高达万米/秒的高速近2000Nf的发 动机矩阵方式喷发出去，通过环形气球中间高压存储舱将力传到负载，驱动长期质量几百吨的飞行器运 行，牵引气球体并利用太空中的电、磁、风驱动制动；大小环形体和其上的导电体共同作用构成吸引、 分离、存储、约束带电离子的准托克马克环，在太空电磁场的作用下驱动飞行器运动，飞行器运行充电 和太空等离子气体发电，利用箭体的大小环形体中的大量带电离子形成的电力利用太空磁场驱动飞行器 以100公里以上的中速度运行，协助发动机驱动离子喷发产生更大推力，如协助MPD推进器工作；依靠适 当速度克服诸多困难突破大气层围绕地球、太空、深空运行，并全身返回地面。以2000吨以下质量从空 中发射运送100到500吨的巨大有效载荷到500公里及以上太空中运行的天地往返、单级、重复使用的环保 绿色中速度天地间往返运输系统。具有自动补充能量、太空修复、大气保护、隐身、发展空间的功能。 组成气体火箭太空运载器有负载，环形气球，内环和发动机组成。

负载大负载几十万方质量百吨，小负载几十方质量几吨，方圆长扁，形态各异，独立工作，功能相 差很大。主要有高压气球、修补气球、逃生气球、高压氢气球、高压固定伸縮气球、氢气、防热层、太 阳能板、光帆、植物、控制器。太空舱、推进舱、天线、吸电器导线和高压通气道、多功能通道构成。

环形气球内有气体工质，通道，薄膜，磁流体发动机，管道，阀门和辅助设施；外有导电，通讯，扩 展设备、修补气球，防热层，导线，管道，阀门和辅助设施。表皮有①不可伸縮的外层。②外层涂层。 ③外层密封保护层。©内层薄膜。⑤固定柱五层组成。气囊有氢气囊和氧气囊。单、双、多个气囊各有 利弊，可以依需求选择。还是准托克马克环和等离子天线。其外部有伴行的多功能伴行环。壁上有吸 引、分离带电离子的导电体。

内环上部有实验室，控制室，休息室，储藏室和备用设施；是控制指挥中心，生活区，工作区。 下部储藏有气体、燃料、水和其他工质，是高压储藏舱，中间是通道，加速器和电磁场。 内燃机，压縮机，发电机，发动机，配电，导线，管道，阀门和辅助设施构成发动机， 以上各部相互结合共同作用，构成一个完美、高效、多功能的太空运载器系统。 特征运载器空间巨大、载荷巨大、能量巨大，质量巨大、超级稳定、外形柔软、结构简单、超压、 重复使用没有抛弃物性质的地球空间、太空、星际空间天地间往返运载工具，自动补充燃料和电力、复 合推力、隐身、太空修复、大气保护、发展空间、空中点火、新型单级中速太空运载器

空间巨大，载荷巨大，能量巨大，质量巨大有高达500吨的有效载荷；IO万方的可用空间是本品的 主要特点，质量巨大的发动机、发电机、核能才有可能安装使用，从而才有可能产生100兆瓦的巨大电 力，产生万米/秒以上的喷气速度，产生高效率的大推力，推动500吨的飞行器长期运动，完成对化学发动 机的淘汰，使航天器发生根本性的变化，是本飞行器最显著的特征。

超级稳定现有飞行器不是超级稳定。发生较大的干扰，如风力较大，就会产生不稳定.。气球利用 变形来缓解扰动和压力，质量中心不变，约束不变，扰动和压力作虚工，减少了剧烈振动，保证质量中 心的稳定，恢复力强保证物体的整体平衡稳定，增大可靠性，提高了运载器的安全性，保证运行的安全 稳定。飞行器的各种刻薄要求减少，节约物品与费用。大量扰动和压力作虚工，保证本品的超级稳定。

重复使用没有抛弃物现今的火箭大多是去多回小，能上不能下，我们现在这个飞行器不抛弃物品， 全身归来多次重复使用，利用气态氢氧作为工质，极大的降低工艺难度和费用。

外形柔软由于是有气体物体作为主要支撑物，因而飞行器整体刚强，局部外形柔软。结构简单在充有推进剂工质的氢气的环形气球中插入一个要作为质量中心的高压存储舱与环形气球 相互作用，上载负载，下挂发动机而成。气球火箭组成单元少，结构简单。 超压起飞时的压力大于外界压力并在运行过程中始终保持这一状态。

自动补充燃料和电力过去在别的星球下降着陆后利用携带的燃料能安全回来，已是非同一般的表现 了。但不能自动补充燃料.对飞行器运行始终是个极大的制约。只有能对飞行器补充燃料，再次利用旧 飞行器再次起飞才能飞的远，飞的回来，是我们需要的。自我补充燃料和电力是一个关键技术。使用气 体浮力不仅为飞行器飞出大气层节省了燃料，还利用气球的空间吸收了大气，为下次运行提供了燃料。 除了发动机发电，太阳能发电外，还有飞行器运行充电和太空等离子气体发电，进行电力的补充。

复合推力我们飞行器上合理利用应用的力主要有(l)是浮力。本品的最大质量在地面，而最大推力是 在高空。如10公里高空的空气压力只是地面的四分之一，利于发挥最大推力。（2)是风力气流。主要是水 平方向的加速移动。（3)电磁力利用电弧放电对燃料再次加热膨胀，压力更大、喷速更大、推力更大。实 现万米/秒目标。（4)是磁力驱动和制动，虽然地球磁场很小，但在大量电荷组成闭合电路的200米直径的 环形气球贮存大量的电荷，巨大直径的飞行器旋转还是能产生不小的电流。利用大地、太阳磁场和太阳 风，产生对磁力线的切割，从而产生向上的强大电磁推动力，驱动和制动飞行器。（5)是核聚变推力。环 形气球贮存大量氢。中间舱贮存高温等离子体，用加温器进行核聚变发应，推动飞行器运行。几种推进 方式复合共用将飞行器高速推入太空，解决推进问题。

隐身现在人们对隐身比较关注，没有隐身就没有生存的空间。作为一个先进的运载工具，就必然 要将其定为一个重要的指标。在本品中有天然的电离子、等离子气体作保证，隐身占有先机。

太空修复利用太空中的离子、辐射和电力对飞行器进行电镀、离子镀、聚合和氢化修复活动。

大气保护气球中气体削弱了太阳对飞行器的辐射，减少了温度的起伏，保护了飞行器的运行，为 动力和生活提供了巨大空间和资源。人们有大气才能很好的生活。 一是呼吸生活。二保持温度。三是无 论上下，倾覆，旋转都可以保持其形状，保持其重心的稳定。四是减少温度起伏，如电离层的摩擦热。 五是作为发电的燃料。六是作为工作物质。七是动力。如电力磁力载体。大气是人们不能少的保护神。

发展空间l是气体可以增加或减小房间，如产生浮力的机翼，太空走廊等。2是气体可以增加或减小 通道。3是气体可以增加或减小物体体积大小。4是气体增加或减小压力。

空中点火气体火箭太空运载器是以空中为游弋、待命、点火基地的新型飞行器。

新型单级中速太空运载器过去人们无有能力生产有足够强大推力的发动机，不得不用多级火箭的方 式接力进行。如此也只是小质量和小体积的飞行器能进入轨道微速和低速运行而已。要提高速度就要增 加飞行器的质量和体积，就要十倍加大火箭质量和体积。复杂性、危险性更大，更不安全，费用更是成 倍攀升，难以承受，不能如意控制和运行。我们的飞行器应用电火箭发动机一级就能进入轨道微速和低 速运行，结合其它推力能将飞行器的运行速度提高到1000公里的中速运行，由于有重复使用没有抛弃 物，自动补充燃料，结构简单，单级等特点，因此，是新型单级中速费用小的太空运载器。

运行气体火箭太空运载器克服大气层阻力的理论基础是大气阻力是上小下大越高越小，最后没有影 响。克服长时间运行的方法是浮力和大比冲发动机，大比冲发动机的产生是由于有强大发电机作后盾的 电弧加力和电磁力。保证其形态安全和运作的工具是内在巨大的空间和体积的电离气体，及其合理结构 压力。旋转飞行器可发出巨大电力、进动。保持温度的平衡和结构的稳定。上吸下喷可使发动机有最小的阻力最大的推力。安全返回的保障是巨大的电磁力，其庞大体积产生的大气阻力和浮力。

利用气球浮力拉动飞行器上升，穿越空气最为稠密，阻力最大的对流层.利用气球中的氢气、氧气 为工质，再点燃发动机，从发动机中加热高速喷出，与残余浮力一同推动飞行器上升，穿越有浮力相 助，气流风力扰动小的平流层。由于比太空中的压力大的多，利用残有气体就可维持保持飞行器的形状 并外部充电内部产生带电离子，在电磁作用下吸引、分离、存储、约束带电离子形成准托克马克环，利 用大小环形体中的带电离子，在太空磁场的作用下，驱动、维持飞行器的运行和进动，协助发动机喷发 带电离子，产生更大推力。在有利时机进行气体和燃料的补偿，然后结合其它工具，利用气球浮力在大 气层中运行。利用大气浮力、电磁力和飞行器的阻力进行垂直下降，物质倒换降落到地面。择机再次出 发。到地面人物交流是暂时的。大气层中的游弋待命是常态的，空中是点火基地，而不是地面。

如负载是火箭，则耗尽大部燃气后分离，依自有浮力垂直返回地面。如负载是太空船，则一同上天运 行，并在太空中进行发电、电镀、聚合加工电解，依阻力减速、收集补充燃料后，垂直降落地面。

气球火箭太空运载器的有益成果主要是：本品是具有运载质量大、空间大、能量巨大、质量巨大、柔 软的、超级稳定、隐身性好的特点，有良好的力学结构、自然流体力学特性；负载巨大质量发出巨大电 力，空间巨大吸引、容纳、约束等离子，能量巨大驱动大比冲、大推力单级发动机的运输几百吨的质量 和十几万方的有效空间到500公里以上太空运行开展现有飞行器无法实现的各种大型长期复杂多人的工 作；柔软特点可以适应多种环境变化，扩展空间：超级稳定、隐身性好的特点能以小的成本，重复多次 安全高效率的天地往返运输；良好性能可以抗拒多种风险，提高速度：因而，本系统是天然、安全、低费 用优秀的未来世纪的非鸟型，非棍型的太空天体飞行器；为人类太空高速航行迈出关键一步。

四附图说明:：为进一步阐明其结构功能和特性，下面结合图形说明。

1。气体火箭太空运载器结构图。l-l气体火箭太空运载器视图。l-l-l正面图。l-l-2底面图。l-l-3俯 面图。l-2结构图。l-2-0负载部。l-2-l环形气球部。.1-2-2内环部。l-2-3发动机部。2。发动机功能图。2 -l-l压气机发电机图。2-l-2MPD发动机图。2-2-1电弧放电加温图。2-2-2涡轮发电MPD发动机气流运行 图。3。气体火箭太空运载器功能图。3-l太空仓的增加。3-l-l伸展气球。3-l-2联接。3-l-3搭建太空城。3 -2飞行器在太空磁场中的引力。3-3气体火箭吸收等离子气体加速喷发图。3-4气体磁流体发电和聚合修 复。4。运行图。4-l大气层运行。4-l-0起飞气球气体情况。4-l-l是上升10公里气球气体情况。4-l-2是点 火开始。4-2加速。4-2-l上升加速。4-2-27jC平加速。4-3运行。4-3-l电磁运动图。4-3-2太空对接图。4^3-2 中abcd分别是分离、吸弓|、碰撞、联接。4-3-3气体火箭纵向重生图。4-3-3-l开始。4-3-3-2扩大。4-3-3-3 形成。4-3-4横向重生图。4-3-4-l扩大。4-3-4-2形成。4-4返回。44-6进入返回态。4-4-7正常。4-4-8增加 气体。4-4-9降落。5。 12类负载形体图。.6。结构受力图。6-l正面受力图。6-2偏态图。6-3正态图。64 重力稳定。7。气流减热图。8。体形变化图。8-l正图。8-2减气体图。8-3加长。9。下降运行轨迹图。9-1。大气层下降运行图。9-2外层下降轨迹图。10。上升运行轨迹图。IO-I大气层上升运行图。10-2外层上 升轨迹图。10-3推力时间变化图。

文字标号说明：O负载部l环形气球部2内环部3发动机部

O负载部、O太空舱、Ol货舱。02高压气球。03开关、高压通气道、多功能通道。04防热层、太阳能 板、光帆。05逃生气球、高压氢气球、高压固定伸缩气球。06植物。07修补气球。08天线、吸电器导 线、监控器。0011高压固定伸縮气球。'0pi2空气。002开关。003高压通气道。004氢气。005控制器。

006太空舱。007推进舱。l环形气球部。ll气体发电机。12太空综合平台。13环内太空舱。14太空气体通道。15固定气柱。 151多功能伴行环。16氢存贮材料。17电磁等离子。1701正离子。1702负离子。170太空磁场。171电流去 向。172电流来向。173运动方向。18阳光。191横内膜。192纵内膜。A氢气体区。B重气体区。

2内环部。21生活工作区211货舱、212休息舱、213控制舱、214工作舱、215后备火箭。22高压存储 舱221氢。222氧。223挂拉板。224侧后备舱。225货舱。226燃料发电。227冷却气体。228出气管。23中 心加速区231中间舱。232加速器、电磁。

3发动机部。30发电机，300发电机。301混料室。302压气机。303涡轮。304本地燃烧室。305膨胀 室。31发动机。310MPD发动机。311高压气流。312电弧。313发电器。314射流。315喷管。316加力膨 胀。321外挂。322开口。

4其他。40外部气流。41环形气球气流。42高压气球气流。43防热层内气流。50中心线。51稳定线。 52偏离线。53重力。54形心。55重心。56浮心。60重力。61浮力。62阻力。63推力。64膨胀力。65摩擦 力。66受力重心。67风力。68粘力。71现有降落轨道。72本品降落轨道。73第一弯。74第二弯调头。75 亚轨道。76过渡轨道。77运行轨道。78传统上升运行轨迹。79气体火箭太空运载器的上升运行轨迹。

五具体实施方式。（l)实施本品必须作的几个实验。

一材料功能实验。在真空条件下不爆炸、不漏气、不老化、不变质、耐高低温和气压变化的气球。 二推力实验。发动机以更快的喷发速度、更小的质量和用更少的电力安全运行。 三稳定性实验。本品倾覆的条件和最大值。气球相互挤压的可靠性。气球在大气层中的运行。 四发电功能实验。 一气体发电。二带电粒子。三表面放电。四太阳能发电。 五其它实验。隐身功能、内气流降温实验。

六太空实验。太空离子层中的离子吸收、聚合、对接、增、减体积。 七速度试验。测试气球大气层中最佳的运行速度。

(2)实施附图（一〕主体构造附图l-l中l-l-l-l ,1-1-2.，l-l-3分别从正面，下面和上面显示结构特征.

1-1-1分别由负载部（0)。太空舱（0〕、货舱（01〕。高压气球（02〕。开关、高压通气道、多功 能通道（03)。防热层、太阳能板、光帆（04〕。逃生气球、高压氢气球、高压固定伸縮气球05。天 线、吸电器导线（08)。环形气球部（1)。气体发电机（11)。太空综合平台U2〕。环内太空舱（ 13)。太空气体通道〔14)。固定气柱（15)。多功能伴行环〔151〕。氢存贮材料〔16)。电磁等离子 (17)。横内膜（191〕。纵内膜（192〕。氢气体区（A)。重气体区（B)。内环部（2〕。生活工作 区（21〕。货舱（211)、休息舱（212)、控制舱（213)、工作舱（214〕、后备火箭（215)。高压存 储舱（22)。氢（221)。氧（222)。挂拉板（223)。侧后备舱（224)。货舱（225)。燃料发电（ 226)。冷却气体（227)。出气管（228)。高压存储舱（22)。侧后备舱（224)。中心加速区（23) 。中间舱〔231)。加速器、电磁（232〕。发动机部（3)发电机（30)。发动机（31)构成。

1-1-2从下面显示其结构特征。喷管（315〕.外挂（321〕。开口 （322)。开关、高压通气道、多功 能通道〔03)。.

1-1-3从上面显示其结构特征.开关、高压通气道、多功能通道（03〕。 附图l-2分为负载部（0〕。环形气球部（1〕。内环部（2〕。发动机部（3〕四大部分。

7(二） 动力与推力附图2中的发动机部（3)分成2-I-l的发电机（30)和2-l-2中发动机（31)。 附图2-2-l是MPD发动机的工作状况图。附图2-2-2常规燃气涡轮发电机MPD发动机图。

附图2-2-l MPD发动机高压气流'〔311)经过电弧〔312)的电弧放电加温温度迅速上升。形成高速 射流（314)推动飞行器运行。为合理用电在其端口安上发电器（313)与电弧的电极相接供电。这样只 要10公斤的物质就能推动1000吨的飞行器运行。当然，由于推力密度小要有高达2000平方米的推力平台 和10万千瓦的电力。

附图2-2-2经挂拉板〔223〕下氢〔221)氧〔222)助燃进行燃料发电（226)后，残气经出气管〔 228)进入加力膨胀（316)后，进入MPD发动机（310〕经电弧（312)加热从喷管（315)出射流（

314) ，用冷却气体（227〕冷却。.经过混料室（301)混合后的气体在本地燃烧室（304)中燃烧后在膨 胀室（305)膨胀，推动涡轮（303)带动发电机（300)发电，工质经压气机（302)增加压力后进入加 力膨胀室（316)中。经过MPD发动机（310)进一步加温，形成高压高温气流〔311〕高速从喷管（

315) 喷出。外挂（321)挂燃料箱等。（322)开口通过中间舱（231)进出物资。

(三） 功能在地球表层50到1000公里以上大量的稳定的电离子的电离层。是地球大气层的20倍。是 完全电离的，受太阳光辐射生成大于复合。如果能直接利用最好.不能利用则飞行器有巨大的空间，利 用太阳光辐射产生充、存大量离子工作。正负离子相对应就是电力，注入发动机就是工质.我们要扩展 的空间、控制的磁场、电场是依此离子而产生的。是我们能源和力量，是我们生活、工作的物质基础。

附图3-l扩展太空工作平台、增加体积、变化形状。3-l-l是横向发展增加空间。从环形气球壁打开 太空气体通道（14)开关充气，在球外增加一个太空舱，充气膨大展开。3-l-2纵向联接。3-l-3俯视。.

附图3-2电磁引力①在附图3-2中由于环形气球中的气压下降到托以下，.经过太阳长时间辐射，在 环形气球中产生出低温等离子体，转动，电流去向（171)电流来向（172)构成环形电流，电流导体在 太空磁场（170〕的作用下引发航天器沿运动方向（173)运行。②气球中产生大量低温等离子体正离子

(1701)、负离子〔1702).结合就产生电流，等离子体体积大产生电量很大，在太空磁场（170)中引发 航天器运行（173〕。

附图3-3是一个太空运载器吸收电离层离子经中间舱到发动机电力加速喷发的示意图。太空粒子以 300公里/秒的高速向飞行器冲来进入中间舱（231〕，相当于一个加速器的直线部分，再进入加速器（ 232〕加速就能达到要求的粒子速度。不仅对工质进行撞击，还进行磁流体发电。进入飞行器的天然等离 子，经发动机电磁加热、加速到80公里/秒以上喷出，推动飞行器加速。天然等离子直接利用，取之于 天，用之于天，取之不竭，用之不完，加上利用阳光为电源，是理想的工作方式。

附图3-4中l通过磁电场调整姿态。2加固。3太阳能发电。4增加物质。5太空植物。6太空修补。

1、本附图3-4是利用磁电场对航天器姿态进行调整。（1)利用太阳电磁场子运动.太阳来的电磁波垂直 与飞行器中导电等离子体引发飞行器的横向运动，引发飞行器的运动。导体的运动方向是可以变化，因 此，只要控制好飞行器的姿态就能产生运动的力量。地球磁场可以作为一个空间的参考系，用来测定飞 行器的姿态.飞行器上有铁磁性物质，或有强电流时，地磁场就会产生一个磁力矩，它将改变飞行器在 空间的姿态.我们可以有目的地安装磁棒或线圈，利用地磁场的力矩来调节姿态。

(2)、地球磁场与由西向东的运动方向相互垂直产生向上力，正电是向下，负电是向上，其运动方向只 能是向左上运行。100000八的航天器?=0[¥*8]=100000*7800*0.0005=3601«^地球磁场给出气球的运行。2、 加固附图34自由基聚合在300km〜500km之间高层大气的主要成分是有很强氧化腐蚀能力以 原子状态存在的氧元素。航夭器在其中以8km，s—'的速度运动，就好象把航天器浸泡在数千度高温的原子 氧之中，航天器表面将被强烈腐蚀.竞服这一问题的方法除了上升1000公里高度原子氧密度下降到1%逃 避外，解决原子氧对航天器表面的剥蚀效应是把氨丙基三乙氧基硅烷加入到环氧树脂中涂到航天器上。 我们认为根本的方法就要解决电的何题，太空的氧、氢原子在太阳光的辐照射下迸行氧化还原分解反应 产生自由基，结合航天器自带的材料进行链式聚合反应产生新物质加固飞行器。航天器从地面升入太空 中已接收大量电子，强烈吸引正电离子，与有正电氧元子结合，通过放电解决。在500km〜1000km之间 高层大气的主要成分是有很强氧化腐蚀能力以原子状态存在的氢元素，同样解决。当然，作用不同，效 果不同，由此可进行真空聚合、电镀和氢化，进行表面加固和修复。

3、 太阳能发电太阳常数数值为1353W'm-2 (瓦•米-2)功效20。/。的50000i^能产生13530千瓦电力。 在太空运行依靠太阳能电池板（04)提供动力，利用太阳风帆（04)前进，利用电场、磁场工作等。

4、 增加物质本附图3-4打开头高压通气道（03)吸收物质入吸气管。尾部吸气开口 （322)吸收气体 经冷却气管进入高压存储舱（224)中保存。根据所吸收气体的性质分别存压入环形气球（i)、高压存 储舱（22)和高压气球（02)。增加质量有二个地方： 一是在太空低轨道运行中增加质量。在运行中增 加质量，尽管增加的量少，但其时间长，路程远，可以利用的机会多，我们就可以在100公里高空的电离 层中的运行中大量吸收氧、氢离子气体。 一是在行星际空间的上升降落，如地球上的升降。

5、 太空植物本附图3-4的植物（06)在太空中太阳的照射下植物生长。.吸收人们放出的二氧化碳光 合作用生成氧.和物质。人们吸收利用后再次转化构成了一个生命物质循环系统，构筑良好的生态环境。

6、 气球修补本附图3-4中当监测仪发现气球出现漏气时，引发修补气球（07)到达出气位置，喷涂 胶粘剂，粘贴修补气球07上的修补材料，保持阻气态。进行阴阳离子的真空聚合、电镀和氢化等工作。

(四）运行附图4-0是一个由多个内有大量氢气的环形气球与小高压气球联接、固定组成飞行器主体 的气体火箭太空运载器。存贮大量氢、氧工质推进剂，在地面利用大气浮力将飞行器送入低空，再用氧 和氢组成的推进剂工质，利用mpd或核能发动机的大推力将载荷送上太空。返回时在外层空间利用残有的 气体燃料产生反推力，减少速度而下降到80公里，在大气层中利用空气浮力，产生阻力，减少速度，徐 徐飞行下降到10公里处。再利用放、换气下降.利用发动机控制方向，可以多次利用重复使用。

在附图4-l-0到附图44-9中有：l大气层运行。2太空加速。3运行。4返回。四个过程。

I大气层运行I大气层运行有三个阶段。主要任务是突破大气层。

(-)、附图4-l-0大气在地面密度最大、压力最大，放开地面800吨索引，5000吨的飞行器自由飞行，4-1 -O附图中重气体区（B)自放出重气体，氢气体区（A)自然增大。体积、质量减小，在环形气球的浮力 作用下飞行器上升。上升速度控制。这一过程大约有10公里。气球有上百百帕的绝对压力差，有十倍数 相对差，对气球安全没有威胁，在此阶段浮力变化很大，气象变化复杂难以完全掌握，不知道的风力、 风向和气流能将气球火箭吹偏航向。气球随风移动，不固定，工作十分不方便。浮力最大，能量节约最 大。天气状况是重要的影响因素，但是由于结构稳定，无论风如何吹都能保证物体的重心在下，并能够 自动补偿纠正、调整风力引发的偏差。而气球的移动可以用卫星导航、地磁导航、地面测试进行控制。 近地面点火也有很多好处，大大减小飞行器体积，减小飞行空气阻力的一半，气球容易制作，也容易控 制，换气技术也容易实现；不利因素是一质量最大，阻力最大，耗用燃料多。比冲大大增加，10米/秒计

9算要1000秒，相当运载火箭的一半路程，花费能量很多。二受天气影响大，危害地面物、人安全。三是 产生污染。四是点燃燃料的火焰会令其自燃。五降落的危险性增加。解决办法依次是高气压可以多携带 一些使用的燃料气体解决。以地面为基点起飞后，在大气层高空浮动游弋自由巡航，依据情况点火发射 升空。飞行器上升一定高度不会自燃不会污染。依靠地面起飞时的高压重气体，返回是正常的氢气体， 解决降落危险性大的问题。总之，要根据目标，依据能力，适时抉择，取得成功。

(二)、附图4-l-l从10公里上升到40公里为第二阶段。浮力约为地面三分之一，气球对物体负重能力不断 下降，最后重力等于浮力，不能上升。空气密度降低，飞行空气阻力减少，推力可对浮力不足进行弥 补。为保持其上升的力量，保持惯性力，不待重力浮力相等就点燃发动机增加推力，推动负载向上。

附图4-l-l中氢气体区〔A)增大，重气体区〔B)减小，浮力大于重力，还有部分浮力，但速度不 大，持续时间不长。飞行器内压开始因外压减少积累而对气球壁的压力增大显示出来，不用发动机推力 不能使1000吨的飞行^上行.必须进行发动机的点火。减少质量重力，增加推力，减少压力，因而点燃 是好的举措。在高空点火一可以增大推力。二可以安全运行。三是质量最大值产生上移。四是减少空气 的密度从而降低阻力。五是有此方面的先例。六是可适应较大的天气变化。七是应用核能的基础。八是 无污染。因而可行。但高空点火需要精密计算，条件具备，控制良好，难度较大，并非总能完美实现。

点燃发动机后要用发动机来推动重心，环形气球依自身浮力上升，二者此长彼消平行共进的形态决定 这并不是一个容易共处的过程。发动机推力小时，会推不动，无法进动；发动机推力大时，浮力会因负 重不足，出现漂移问题，改变运行方向；保持发动机推力与需要相适应是关键。发动机要溶合浮力变 化，由小变大逐渐成为主要动力，环形气球浮力由大变小，逐渐退居二线。好在有火箭并联发射的大量 经验可供借鉴。这时推动飞行器安全运行的主要障碍是干扰力如风力，但由于能化干扰为虚工和整体的 漂移，对稳定性构不成威胁。我们可以利用风力如用平流层顶部的西风气流进行加速，加速效果就好。

这一过程在40公里以下，还有浮力相助。在其点火时推动的并不是最大的质量，消耗也不是最大值。 气压的降低不是最快的。但由于比地面的空气密度小三分之二，喷气阻力要减小三分之二，从火箭地面 点火与高空的喷气火柱长度变化，就能明显的感受。为保证发动机的持续工作时间，燃料的质量不能下 降太快。过快的速度会引发阻力的快速增加，引发更大的能量耗费。但过慢的速度会消耗更多的能量和 机会，惯性力小引发入轨的困难和各种不知道的危险爆发。如西风飘流。飞行器的速度控制应为最佳。

〇、在附图4-l-2中再向上运行40公里时空气更加少了，浮力已是微不足道了。发动机推力物体日显 沉重，S巨量消耗巨大，但其目标是到达100公里外大气层外围，路程长远，还要担负对飞行器的近一步的 加速任务，因而发动机要有大比冲。但大气阻力也开始大为降低。没有气流的干扰，很平静，利于飞行 器的快速飞行。在O公里是一个大气压，而在10公里高度是0.3个标准大气压力，20公里是0.088, 50公里 是O.OOl，大气压力的下降更利于火箭发动机的气体喷发，利于推力的最大发挥。

在40公里以外，由于外部大气压力气体降到了托以下的值，也不再会有气压的剧烈下降变化，直到再 次降落。气球是由氢气体填充的，经过点火运行，氢气已用去了一些。但由于磨擦生热，火箭辐射加 热。内部的气压不会很小。而在下一步的运行中还要继续使用氢气，燃料还会减少，但温度也会增加； 因而，在下一步向太空高度真空方向变化的行程中气压会保持稳定，不会爆炸，也不会有大的变形。

卿、电离层在50公里到1000公里间。地球大气的分子或原子吸收太阳短波辐射的直接过程有光致激 发，光致离解，光致电离，将太阳辐射的能量最终转化为高层大气的热能，高层大气被加热.在1000公 里其温度达1000开。.这时，环形气球中的气体温度也不会低，其压力也不会很小。当太阳电磁辐射中光子的能量高于气球中原子或分子的外层电子的电离能时，原子或分子就会被电离，形成一个宏观上仍然 是电中性、但却是由带电粒子组成的I?域，即电离团。飞行器中密度大于104-108的氢也能产生等离子，太 阳电磁辐lt对气球稀薄的气体加热和电离过程是绝热过程，是产生电离子的过程。气球中的电离子团有 与电离子层一样的功能与作用。即等离子体的作用。更主要的是带电粒子经过气球表面充电的电荷和飞 行器电场磁场力的作用下进行分离，保持了离子态，因此，尽管密度大，电子和离子复合速度并不快， 达到一个动态平衡水平并不低，数量并不少，数量很可观的电离团。与大气电离层中的电离子不同：

环形气球中的离子有约束，密度大，与飞行器一同移动。产生的作用给与飞行器整体。环形气球中的 电离气团一、产生磁场、电场，提供动力，产生力的扭转。二、产生气体的膨胀使环形气球充实。在真 空、失重、高温的状态下气体的膨胀性更大。飞行器在没有大气保护的太空中运行受到的辐射特别强， 有大量电离的离子。三、大量离子的电离降低了温度，形成电离子体，离子的复合、结合就是电流。在 太空运行时，用电镀、离子镀对飞行器进行处理。用氢进行氢化处理等，可以成倍的提高基体的性能： 抗菌素、高温性、耐腐蚀性有大的提高，对基体有改良作用。四作为发动机工质。真空微重力下的稀薄 气体状态不会影响飞行器的形态。由于有磁电约束，1000度高温的等离子不会损坏气球表皮状态的安 全。值得研究和倍加关注的重大问题是发动机喷发带电离子于电离层中带电离子发生的电击对飞行器的 影响。宇宙80%是氢的等离子，等离子是宇宙物质存在的主要方式，因此，研究等离子具有重大意义。

(5)、地球引力、重力是航天飞行克服的主要难题和障碍，在地面上重力加速度最大，离地面远则变 小，因而在离地球表面上很高的太空中重力加速度变小。而未进入轨道运行中的高速飞行器重力加速度 并不是零。要让其重力加速度为零。就要加速到7800米/秒，形成一个围绕地球运行椭圆轨道'，在低层空 间运行阻力很大。不能象现有飞行器一样在60公里高度就横向五度加速了。而要根据本品阻力巨大的特 点在突出大气层后要进一步向上运行500公里以上，再横向发展，进入中高轨道运行。

G,、变形受大气层中空气阻力重力影响，以气体为主的气球会发生变形。在大气层低层浮力作用下 使上部变粗变大，下部变细变长。在空气稀少的高空中高速运行时在内力、重力、阻力和推力共同作用 下，上部变细变长，下部变粗变大。由于内部有压力作用，变形不大，是小量可控制的不均衡。不仅不 会引发气球整体均衡结构的改变。相反，适量的变形会使受力更均衡，运行更稳定，抗干扰能力更强。

太空加速是第二个阶段。从大气层顶部到进入轨道阶段。任务是将飞行器加速到第一宇宙速度。

附图4的4-2-l 4-2-2中与现有的火箭飞行器不同，本品在突出大气层后的运行速度为2000米/秒， 速度不高。运行速度过低会进入不了轨道，下降落入大气层中损坏。因此，为克服地球重力加速度的吸 引进入轨道，飞行器必须大力加速到每秒7900米运行，加速到每秒11200米，飞行器飞离地球。

加速不仅是垂直的，更主要的是水平方面。其次才是俯冲加速变轨。与地面大气层中的推力不同，此 时，无空气阻力，无气流的扰动，无其它波，如声波。质量大大减少，因而推力达到很大稳定值。

飞行器加速运行必须有一定质量的燃料，才会推动飞行器快速增加运行速度。火箭飞行器在此的速度 为三、四千米/秒，加速就要点燃大质量的二级火箭。送50吨或70吨负载达到第一宇宙速度在大气层外100 公里要300吨。因此，加速是一个重要艰巨的任务。火箭由于无法达到这一速度而不得不用多级运载接力 形式。尽管还有未能燃烧尽的燃料和控制系统，稳定系统、原料供应系统等一大批设备。但还是要再起 炉灶再生火，点燃下一台发动机，利用全新的火箭系统前进。多级火箭的形式虽然实现了人类上天，但 由于质量过大，浪费巨大，复杂性、难度迅速增加，安全性大为降低，高费用不能为人们所接受。我们 的飞行器不是多级，运送的质量很大，也要有很大的质量和推力，花费较长的时间。

11本品的mpd发动机喷气速度为80000米/秒以上。根据计算只要推重比是l。 2以上就行。最后质量500 吨。则1000吨的起飞质量在此是500吨，比是2，运用80000米的喷气速度，最终的飞行速度=喷气速度*对 数质量比=80000*对数2=80000*0.69=55451米/秒，大于7.9的第一宇宙速度，加上空气浮力的利用，已有 的速度，可能要求更低。对上升重力和空气阻力的克服，应当是有保证的。本品由于利用了mpd发动机、 电磁力、电场和空气浮力。尽管比传统火箭体积更巨大，空气阻力更大，速度比较慢，比冲很大，但消 耗总量不大。 一级mpd发动机电磁推动速度就够用了。因此，本品一级就可实现速度目标。 运行4-3 4-3-1加电形成电磁场。4-3-2对接。4-3-3 4-34重生。4-3-5发电 入轨进入运行阶段后，要作的工作是l变轨，2调姿，3加固，4发电，5对接，6扩展。我们在3-l， 3-2， 3-3中我们谈过2调姿，3重生，4离子发电，6扩展，在此只谈l变轨，5对接，3重生，4离子发电。

1。 变轨附图4-3-l中火箭和飞行器达到中高轨道后要进行变轨。传统变轨是利用天体的引力和飞行 器推力。我们想加上太空中的电磁力来进行。飞行器外层充气张开光帆，太阳能板（04)和天线吸电器

(08〕.形成稳定的光压和电源，吸收太空中电力，形成数公里大的电场、磁场，利用太空磁力前进。

2。 对接附图4-3-2是二个飞行器的一体化。其内容①是交汇附图a，就是飞到一起。②是吸引附图 b，交汇在一起飞行器不会是相聚就相联接在一起的，有时还会分开的。为此，就要有拉近距离保持联接 的吸引力。③是碰撞附图c，只有联接在一体的飞行器才能进行物质和人员的交换，不可避免要碰撞。为 减小避免碰撞，人们要付出努力和耐心。④联接附图d，我们可以伸出太空走廊相联接了。

3。 重生附图4-3-3是一个气体火箭重生图。在附图4-3-3-l中形体破裂，气体大量丧失。形体危险。在 附图4-3-3-2中新纵内膜（192)正充气生成。在附图4-3-3-3中形成新的形体，气体火箭重生。

附图4-3-4-l和附图4-3-4-2中从横内膜（1—91〕中重生成为一个新的形体。

4。 离子发电，本附图4-3-5由于高层大气中有大量密度高达10S/CMS带电离子，等离子体探测器同时 测到能量约6000eV的高温等离子体，形成充电到数千伏，最高曾达上万伏的高压，我们先分别在环形气 球外壁内侧和吸电器〔08)多功能伴行环（151)上充正负电，达到一定高压后，环形气球〔2)外壁和 吸电器〔08)多功能伴行环（151〕分别开始吸引太空中的带电离子，环形气球内壁吸引产生光致离解， 光致电离产生的负离子，环形气球内保留大量正离子作为发动机工质。由于可充电达到的电压远大于万 伏特，吸引力很强，可以形成几十万伏特的高电压面积足够大，接通用电器放电，放出电流。气球表面 经络能导电的目的就是发电，由于充电电流的存在，可以不断吸引等离子充电，持续充电。10000Nf的航 天器电流能有多大，运流电流=速度*密度=7800**10000*105/^11-3=7800*100000*100*100*100=7.8*1018/1.25 *1019=0.6A，电流不大。但是运行几个小时，就是几千A的电流，如果是300公里/秒的太阳风则是几十万A 的大电流，可保用电器用电和发动机短时间部分推进用电。太空充电、离子发电解决了航天器表面被强 烈腐蚀问题。

降落附图4 4中4-4-6再入角进入大气层，4-4-7调头，4-4-8换气降落，4-4-9再升四个过程。 4-4-6飞行器运行一个时间后要返回或是降落在星球上，在有大气的场地降落时，要在再入点点燃发动 机选择再入角进入大气层。有四项内容l、选择再入角。2、调整姿态。3、增大阻力。4、加固材料。

(l)再入角①高速进入大气层之前，如果飞行器压力过低，还要对飞行器进行充气加压。气压10000* 10000*6.958*10—7/2=69.5公斤/米米。外压不会高于内压，在与内压压强相互作用下形体为草帽形。速度 比通常的飞行器下降快得多，驻留面积巨大，运行不会引发高温，高温燃烧不会发生。内压大于外压，保持飞行器的形态，运行比较安全，系统安全。之后速度迅速减小，要有一定的再入角度。如果不以一 定的角度运行，就会由于大气层中密度增加迅速而使外压增加过大而使飞行器发生大的形体和温度变 化，损坏飞行器。当重力与阻力相等#，重力不再加速，保持直线匀速运行。

② 当飞行器速度以I0公里/秒高速进入大气层中80公里时。飞行器的摩擦会产生上千度的高温，引起 燃烧。要根据飞行器的形状特点质量大小选择好的再入角。再入角的角度大则是阻力大，下降速度过 快，产生高温，落不到指定地点损毁，选择小的再入角，大气层中高度大气密度不大，速度比通常的飞 行器下降少，无动力再次下降，落不下来，下降失败。好的再入角的角度通常能降下99%以上的热量， 是降低温度，防止燃烧的主要措施。

③ 本飞行器体积巨大阻力减速效果好，弹道系数小，气动热性能好。8=质量/系数*面积为500000/ 10000=50公斤，比一般的200公斤低的多，B越大，速度减的越快，这样速度可以很快降下来。驻点热流 平方是直径反比。值越小，气动加热越不大，气动性能越好，200米直径的飞行器驻点热流为0.0714, 2000度为142.8度。加上用气体中热容量最高的氢气冷却气体降温，飞行器不会产生高温，温度和压力会 有所上升，但不会燃烧。在脱离运行轨道（707)后从过渡轨道（706)上运行到亚轨道（705)上.依靠残 有大气就可减速。在空气密度不大的100公里以上高空空间上多运行一些时间，必要时还要几次再入，在 亚轨道上运行减速。速度下降不会过快，密度的小量增加不会引发热量的大量增加，引发过载过大等问 题，缓和冲击，延长能量转换时间，能使最大过载减小和热流峰值降低，降低造成的危害。

④ 再次还会有的高温就要用本身的耐高温性来进行硬抗。进行喷气减速时，喷气速度小于运行速 度，其高温气体会与其它外层气体一同进入高压存储舱内损坏飞行器，因而要注意防热。近部大于IOOO 度，内部大于200度。还要防止水蒸气对聚酰亚胺的水解问题。

⑤ 为使最大制动过载不超过人体所能耐受的限度(10g),以第一宇宙速度再入的载人飞船，必须以小于3 °的再入角进入大气层。再入角小使密度增加不大。如果以人体所能耐受的限度(10g)速度下降，则FV-10*t=104-100*t=0护100秒表飞行器位移是3=^-&«/2=104*100-100*100*100/2=5*105米飞行器^100*111= 100*5* 105=5*107千克米100公斤人体1(^时100*0.1=10=0.4宽*1.5高*10吨压力.对一个大气的内压力壁 变动为1.7米.空气制动对发动机的影响不大。⑥由于飞行器有大量电、磁，可以应用磁电制动。磁电制 动可以大大减少空气摩擦热量，降低温度，提高安全性。在没有空气的星球更显珍贵。

(2) 姿态传统的再入飞行器姿态调整是将姿态调整为尾前头后以增大阻力减小速度。本飞行器由于体 积巨大阻力大，还是球状物，调头作用不大。在太空中多运行一些时间吸气增加质量增加压力，姿态不 变。为再次上升准备的质量会在下部体现，发生尾前头后的自然调整。开启发动机调整落点精度。

(3) 吸气减速通过压气机的将开关吸气吼（03)中吸收气体经吸气管再压入环形气球l中，扩大体 积，增加压力从而增加阻力减少速度，增大浮力，保持体形与系统稳定运行，准备下降着陆。外压大于

内压时会形状改变而产生危机。保持内压大于外压，才能安全稳定运行；增加质量，降低速度下降。

")加固.能否进行太空中飞行器的自动加固呢?加固有何作用？.由于比重和温度的不同，太空离子会有

层次上的差别：.如在IIO公里以上空间，下层大多为重离子，而上层多是轻离子，平均分子量随高度增加

而减小。150公里至U500公里为电离层多o+， 500公里到1000公里为磁层，多h+,而e-是从地面到1000公里以 上一直存在的，在200公里密度最大，由于可以在太空上层进行电镀、离子镀、氢化和聚合。在飞行器上 升运行中和在低层运行产生的大量负电就能与在500公里上层中o+聚合。在1000公里进行h+化。电镀、离子镀、氢化和聚合都会产生很大的材料改良，进行復合、烧蚀可以起到降温作用。当然设计不好，条件 不对，也会产生不利作用，需要认真研究。太空加固低费高效，是航天活动的关键技术和发展方向。

调头4-4-7向下到80公里后运行^有大量的阻力。最大的阻力是激波阻力。由于下层空气密度大，温 度高，激波产生的可能性、危害性随高度下降而增大，随速度下降而减小。要用钝头原理来保护安全运 行，就是在飞行器前形成一个亚音速气团，降低激波对飞行器的影响。氢气的传导热最快，用气流降低 温度，用增加质量来减小动能。用保持高度来减小摩擦力，用增加阻力来降低速度。用高空停车来减小 速度。使高度、速度、空气阻力温度有比较合理的比例，保证运行的安全和优质。

附图4-4-7扩大体积就要吸气。增加质量是在压力机作用下在其环形气球和气压舱中吸收、充实物 质；质量大量增加，冲量迅速减小；质量增加不断，阻力不断变化，速度大幅度下降。重力作用产生。 最后，增加大到引发头部粗大，使开关合闭不再吸气，以后在阻力和重力作用下，不断补充重气体，压 縮需要的气体增加能源和质量。附图中（A〕氢气体区减小，（B)重气体区变大，更重要的是水平方向 的速度的下降。形体不会发生偏转。借浮力向上运行，停车调整后再向下运行。保持其上下垂直的重心 位置形态不变，有更大的稳定性。用附图3-4尾部吸气开口 （322)吸收气体经冷却气管进入高压存储舱 (224)中保存。

换气附图4-4-8体积、速度与阻力是有密切的关联。阻力是l/2密度与速度平方迎风面积的积。本品 由于体积巨大、阻力巨大。再入大气层后，不仅有大量的阻力，还会有不小的浮力。可能在50-60公里处 其速度就只有千米了， 30公里以下的气体密度很大，其速度在百米了。 5公里依靠自身的重力就不能再下 降了。只有持续压入气体、重量加大才会继续下降。附图4-4-8中（A)氢气体区减小，（B)重气体区 增大，内膜居中浮力减小.。本品上升有巨大的浮力是由于有大量的氢气的存在，本品下降时已大多用 尽，只是由于长期太阳辐射温度较高而真空运行保持其压力，在30公里以下由于其温度在200开以下。吸 收大量的气体对温度有降低作用，减去一些浮力,.依靠变换倒换物质的质量，氢去氧来变换一下，体积一 样密度不同，浮力下降，慢慢垂直下降，任务完成。

再升附图4-4-9中氢气体区（A)小，重气体区（B〕大，横内膜不胀大，浮力稳定，与重力相当。 利用其增加的外层空气的质量为发动机工质，不间断进行再次上升运行。

(五〕附图5是一个有12种形态负载的气体火箭太空运载器图。5-0，是负载结构图。5-1， 5万平米的 太阳能电池板。5-2， IOO米口径的太空望远镜。5-3, 500吨万方空间站。5-4，运载火箭。5-5，无头运载 器。5-6，喇叭口太空粒子吸收器。5-7，喇叭头运载器5-8,高头运载器。5-9，无颈圆头运载器。5-10，多级运载器。5-ll小阻力气流状态。对高压固定伸縮气球0011中充气多功能通道08关闭，不吸收气 体，阻力减少，呈小阻力气流状态。5-12气流大阻力状态。当减少高压固定伸縮气球0011中的气体就呈高 阻态，通过多功能通道08吸收气体增大阻力，呈气流大阻力状态。由高压气球，太空舱、太阳能电池、 太空通道、开关、通讯系统、生命保障系统等组成的负载与飞行器分离会成为单独工作的天体。

(六）受力分析附图6-l中可见本产品主要受几种力的影响. 一是环形气球的浮力（61) 。 二是火 箭发动机的推力（63〕。三是阻力〔62)。四是膨胀力（64)。五是重力〔60)。六是粘力（68〕。七 是摩擦力（65〕。八是风力〔67)。

其中：重力[60]、浮力[61]、阻力[62]、推力[63]、摩擦力[65]是运动力。膨胀力[64]、粘力[68]是结构 力。风力（67〕是干扰力.作用在本品上大多是整体平移。重心（66)变化不大。从中心线（50〕稳定线（51)偏离线（52)的变化测算，确定球形重心稳定。在大气层中显著的力是浮力（61)、风力（ 67)、摩擦力（65)。外太空中的力是重力（60〕、阻力（62〕、推力（63〕。 一直发生作用的膨胀力 (64)、粘力（68)。不变力为粘力（68)。膨胀力是随压力变化的函数。

① 、环形气球（1)是左右对称体，在水平面的合力点就是形心（54〕。由于是浸入空气中的，因而 也是浮心（56)。因上下面的物质组成比重不同，因而重心（55)与浮心（56〕是不一致的。头部是太 空舱。其次是高压存储区。再下是发动机。由此可见，重心就是重力方向和主要重量。我们计算的值是 在其向上方向的四分之一处。因而无论中心线（50)偏到稳定线（51)的什么位置，其偏离线（52)总 是小于稳定半径〔57)重力，形态稳定。

在附图6-l中当风力（67)吹动飞行器发生60度倾斜偏离线（52),其重心[66]偏到虚线重心（56)， 如此时的重心质量为500吨，60度角是350吨的恢复力，30度是250吨的恢复力。内环中物质会用去，最少 有20吨。太空舱和内环是下部距离球形心的4分之1，形心在内环中下部，由此重心（55)总是在浮心（ 56〕之下。

② 、本品受力均匀，在太空中有六个运行方向的自由度。受力倾斜时会自动回归平衡，当力度大时会 发生整体平行位移。减小化解不平衡力，为一不倒翁性质的飞行器，保持运行稳定。

在附图6-2中，在风力（67)作用下，飞行器发生偏转，底部重心（55)发生偏移产生偏移线（ 52〕。

在附图6-3中，在重心（55)重力（60〕作用下稳定运行，风力（67)消失，偏转线（52)回归中心 线(50)，纠偏完成。

在附图6-4中最重的发动机位最下，其次是高压存储舱、货舱和载荷.气球体大物轻，稳定性好.. (七〕气流降温附图7是一个飞行器在运行中外部气流（40)与飞行器摩擦产生高温。经内部环形 气球气流（41〕、高压气球气流（42)防热层内气流（43)的强力流动，带走高温。

(八〕体形变化附图8中从8-l图中如果抽走空气室中的气体，只有二个室中的气体。这样就成为8-2 图中的形状。如果将抽出的气体充入这二空气室中则成为8-3图中的形状，适应不同的环境和任务。

(九）附图9是飞行器返回图。9-l是从运行轨道进入大气层的运行图。由运行轨道（77〕，过渡轨道 (76)，亚轨道（75)组成。从太空来的ll公里/秒的飞行器在运行轨道中进行气动减速后，进入过渡轨 道，以7公里速度进入亚轨道，穿过80公里大气处。穿过120公里高层大气减速到2公里依重力再次进入大 气层。美国标准大气图。9-2是进入大气层的运行路线.由降落轨道（72〕，第一弯（73)，第二弯调头

(74)组成并与现有降落轨道（71)进行了对比。减速到2公里进入大气层中进入降落轨道。进行进一步 的减速后，进入电离层减速，在第一弯中浮力上升后减速移动，在第二弯处调整后换气下降着陆。具体 轨道还要大量的计算机数据计算。

〔十）附图IO。上升运行轨迹图，10-l大气层中的上升轨迹图。气体火箭太空运载器的上升运行轨迹 (79)比传统上升运行轨迹〔78)更高的轨道，其上升的方向也更垂直。这样利于减小阻力。进入轨 道。10-2是太空上升轨迹图。进入800公里后进行俯冲加速。10-3是时间高度表示的速度图。上升运行要 用更多时间和推力。 (3)参数

I (-)、飞行参数比冲6000秒最大推力1650吨最大空气阻力200吨① 、自由飞行，高度0到10000米。使用时间2000秒，匀速运行，平均速度5米秒，推力为浮力。

② 、点火后的运行。为浮力、风力、气流混合推动。以浮力为主转为以火箭发动机推力为主的过程。 高度10000米到40000米，低加速运行众10米秒到40米/秒，用时1000秒。

③ 、加速运行。以助推火箭发动机推力为主，主火箭发动机推力为次。浮力为辅助推力。高度40公里 到大气层外120公里，速度从40米秒到2000米秒以上，用时1000米秒。加速度是1.00米/秒秒。

©、从2000米到入轨道加速，俯冲加速。速度1000米到7800米/秒用时2000秒。加速度3.4米/秒秒。 ©、进入运行轨道。

(二)、飞行器参数确定l质量是根据发动机的质量+空气阻力+负载+内外环燃料物品确定，简单计算就 是发动机乘3，如300吨的发动机飞行器就是900啤。2体积是根据平衡点的工质的浮力高低，如10000米的 900吨的氢气气球的浮力=空气密度*排气量排气量*1.3*0.1=900000/0.36*1.3=2000000。

① 总排气量400万方。5200吨。

01、 高压气球直径60米高40米排气量100000方。高压氢气球排气量10000方。

02、 环形负重气球直径200米，内径30米，共20吨。 04、内环直径30米高100米67000方。

② 、总质量1450吨最后质量500吨燃料质量450吨。其它质量500吨。

21、 氢重量300吨，佘气30皮重50 最后8 0吨。

22、 氧总重200吨。佘气10皮重20最后30吨。

23、 高压气球50吨、货舱90吨、太空舱10吨。最后9 0吨。

24、 发动机、压縮机、发电机、MPD发动机300吨。飞行器质量500吨.。

③ 回转体的质量m = 200000kg圆环大半径R=100m圆环截面半径r=15m计算结果： 圆环体对x轴的转动惯量Jx- 1028125000 mA2圆环体对y轴的转动惯量Jy= 1028125000 mA2 圆环体对po轴的转动惯量jp0= 2033750000 mA2 圆环体对po轴的惯性半径rpo= 100.84 m rpo——绕po轴旋转时的惯性半径，po为通过O点垂直图形平面的轴。

④ 内环压力已知条件：球内的压力p = 300000 Pa 横截面中面半径R-15 m壳体厚度h = 0. 001m 弹性模量 E = 29.4X0.001Gpa 波桑系数 U =0.1

计算结果：承受均匀内压的球： 径向应力 o m = 2250000000MPa

环向应力 ot = 2250000000MPa壳表面垂直方向的位移 《=1.0330612m 〇、气象与场地。昼间自由飞行风速《6m/s,能见度》1.5km、夜间飞行风速《3m/s。场地要平坦、 开阔，面积大于10000*10000米。进场方向净空条件良好，无危及飞行安全的高压线、建筑障碍物。 »、能量计算推力1000吨最大1650吨喷气速度100000米/秒质量10千克/秒比冲6700秒。 (D、由于气体火箭太空运载器是由体积庞大的气体组成，所以，计算其空气阻力是必要的。 根据公式阻力=速度*速度*面积*空气密度/2计算。飞行器阻力面积10000平方米。系数l。 査120公里大气密度2.22*10—9 110 9.708*10—8 91 2.860*10—7 86 6.958*10—7 71 6.4*10—5 86阻力=8000*8000*10000*6.958 *10—6/2=2226560千克米/秒2质量*重力加速度=4900000牛米/秒2 71公里 8000*8000* 6.4*10—5 * 10000/ 2= 2048000千克米/秒秒 1548000千克米/秒秒大于重力。 弹道系数=质量/面积*系数500000公斤/10000米2*1=50千克/米2。驻点热流¥力=1/直径=1/200驻点热流=1/14.141 =0.0707160。温度驻点热流*2000=0.0707160*2000=141.4度 II产品的运作

1、本产品的制作： 一是环形气球的制作。二是高压气球的制作。三是内环的制作。四是管道、阀门

的选用。五是发动机的选用。六是其它部件制作。

2、 地面设备。有不小于200米间距200米高的组装厂房、服务塔和无尘地面移动平台。

3、 产品的测试。l是保气性。2抗震动性。3抗老化性。4耐温度。5受力均衡性，分离、结合性。6传 感器、电路、控制设备及其它设备性能。

4、 燃料的准备。1、氧的存贮、供应。2、氢的存贮、供应。3、各种管道、线、电及其它设备的准备。

5、 风力、气流、温度、云层高度及太空各种环境的测试。

6、 本产品的组装：环形气球（1)、内环（2)充气同时将发动机（3〕吊到内环（2)下，依高皮 气球〔02)自身浮力将太空舱和载荷（0)放到环形气球中的内环（2 )上，对环形气球和内环充气。

7、 本产品的放飞。将固定在火箭架上的气球火箭太空运载器解开放飞，增加环形气球内的氢气，减 小重气，变化质量，气球火箭太空运载器便会自行飞向高空。

8、 产品的运行。

9、 产品的回收。 附注；

l由于在飞行器中没有百分之百的等离子体，不能完全成为独立第四态等离子态，故本文统称为气体。

2本文的飞行器在太空运行速度定义为：小于10公里/秒的为微速，介于10-100公里/秒间的为低速，介 于IOO---1000公里/秒的为中速。介于1000-10000公里/秒的为高速，介于10000-10万公里/秒的为超高速。 介于IO--100万公里/秒的为光速。