一种纯电无工质航天飞行器

本发明涉及飞行器，具体涉及一种纯电无工质航天飞行器。

背景技术：

1、biefeld brown效应(别费尔德布朗效应)指的是当高电压加在非对称结构电极上时，产生一种试图移动装置力的现象。目前对于该效应的应用多类似于“飘升机”的上下相对放置非对称电容结构的装置，推力产生方向和重力方向共线并且由电极的负极指向正极，缺点是需要提供较高的电压才能得到较大的推力。

2、在保罗-拉维奥莱特编写的著作《secrets of antigravity propulsion》(isbn-13：978-1591430780)一书中介绍了布朗在1960年代进行电重力实验时发明了一个直径15英寸，圆顶形状的碟子，能够克服自己的重量悬浮起来。在施加50千伏的电压时，装置会自动升起，当使用稍低一些的电压时，它会稳定的漂浮。之后布朗对装置进行了改进，他设计了一个三弧形的弹道电极作为阳极，一个小的电极在下面作为阴极，大的电极是用铝箔覆盖的伞形框架做成的，在阴极上安装了一个薄的玻璃支柱绝缘体。布朗声称该装置在170千伏的电压下能得到自身重量125％的升力。

3、上述装置作为飞行装置，相对于传统的飞行装置，有着结构简洁，无需燃油烧气消耗资源、无任何轴承叶片活动部件等优势，但这类装置需要外部高压电源来驱动，而目前这类装置的电源是独立的，需要外部高压塔来提供负极高压，外部电源的电缆会限制飞行器的运动范围，这对于飞行器而言是非常不方便的。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种不需要外部高压电源的纯电无工质航天飞行器。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种纯电无工质航天飞行器，包括正极圆盘、电池、蓄电球、高压包和集电装置，蓄电球和正极圆盘均由金属材料制成，正极圆盘和蓄电球之间连接有壳体，壳体由绝缘材料制成，正极圆盘的外径为蓄电球的外径的两倍以上，正极圆盘和蓄电球构成一对非对称电极；电池连接高压包的输入端，高压包的输出端正极通过导线连接正极圆盘，高压包的输出端负极将负电荷输送到集电装置，集电装置连接蓄电球并将负电荷累积集中在蓄电球上。

3、采用这种结构后，在装置开始工作后高压包电离出的负电荷不断地通过集电装置被运输到蓄电球中并积累，正极圆盘与蓄电球之间产生上百万伏的电压差，实现了内部电池即可产生高电压差，不需要外部高压电源。且本装置采用绝缘的壳体来连接正极圆盘和蓄电球，在真空条件中降低了被击穿的风险，更好地利用了别费尔德布朗效应在高电压下能产生的大推力。

4、作为一种优选，蓄电球位于正极圆盘的下方，壳体的上端固定连接正极圆盘，壳体的下端固定连接蓄电球。

5、作为一种优选，壳体为中空结构，壳体的上端和下端分别开口，正极圆盘密封连接壳体的上端，蓄电球密封连接壳体的下端，从而壳体的内部形成封闭的容腔，容腔内装有空气，电池和高压包均位于容腔的上部。

6、作为一种优选，集电装置包括电动机、第一带轮、第二带轮、橡胶带和集电梳，电动机连接第一带轮并驱动第一带轮转动，橡胶带首尾相接且绕过第一带轮和第二带轮；高压包的输出端负极连接有放电尖端，放电尖端朝向橡胶带并将负电荷喷射在橡胶带上，集电梳接触橡胶带的表面，集电梳通过支架连接蓄电球，集电梳和支架均由金属材料制成。

7、作为一种优选，蓄电球的内部中空，第二带轮和集电梳均安装于蓄电球内。

8、作为一种优选，支架包括支撑件、螺杆和移动块，支撑件位于蓄电球的内部且固定连接蓄电球的内壁，支撑件上开有螺纹孔，螺杆通过螺纹孔螺纹连接支撑件，螺杆转动连接移动块，螺杆上还套有用于锁紧移动块的螺母；第二带轮可转动地安装在移动块上，从而螺杆旋转时通过移动块带动第二带轮移动。

9、作为一种优选，第一带轮安装于容腔的上部且位于第二带轮的正上方，螺杆竖直设置；支架的数量为两个，两个支架对称设置，第二带轮的中心连接有转轴，转轴的两端分别可转动地安装于两个移动块上；集电梳呈u形，集电梳的两端通过螺丝安装于移动块上。

10、作为一种优选，蓄电球由两个半球结构拼合组成。

11、作为一种优选，正极圆盘呈蘑菇头状，正极圆盘的中轴线穿过蓄电球的球心。

12、作为一种优选，电池为锂电池。

13、本发明的原理为：通过锂电池为高压包以及电动机供电，高压包产生近3万伏的高压并通过尖端放电将负电荷喷射并附着在橡胶带上，电动机带动第一带轮转动，进而带动橡胶带运动，橡胶带携带负电荷至集电梳上，集电梳再将电荷传递给蓄电球，金属球壳可以存储大量负电荷使得其表面带有上百万伏的负高电位，而高压包电离出的正电荷则被输送至正极圆盘上，最终使得蓄电球在不断的电荷积累下与正极圆盘形成高电位差，因此在两者之间形成一个非线性梯度的电场，根据别费尔德布朗效应，这一装置会产生由负极指向正极的推力使得在太空中飞行器向正极圆盘的方向运动。

14、总的说来，本发明具有如下优点：相比于传统的应用别费尔德布朗效应的飞行器，本发明的纯电无工质航天飞行器将提供高压的电源拆分为两个部分，一部分为小型化的离子发生电源，使用锂电池供电，通过高压包将24伏电压逆变至上万伏的电压，用于电离空气。另一部分为采用起电机原理的集电装置，通过橡胶带将负电荷输运至蓄电球中，金属球壳可以存储大量负电荷使得其表面带有上百万伏的负高电位。由于上述装置都集成在内部，可以摆脱外部电源的限制，安全可靠，使用方便灵活。另外，本发明的纯电无工质航天飞行器功率消耗低，整体仅需锂电池进行供电，工作过程电压无损耗，虽然会达到上百万伏的高压，但是电流仅为微安级，整体的推功比大于现有的霍尔推进技术。

技术特征：

1.一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：包括正极圆盘、电池、蓄电球、高压包和集电装置，蓄电球和正极圆盘均由金属材料制成，正极圆盘和蓄电球之间连接有壳体，壳体由绝缘材料制成，正极圆盘的外径为蓄电球的外径的两倍以上，正极圆盘和蓄电球构成一对非对称电极；

2.按照权利要求1所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：蓄电球位于正极圆盘的下方，壳体的上端固定连接正极圆盘，壳体的下端固定连接蓄电球。

3.按照权利要求2所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：壳体为中空结构，壳体的上端和下端分别开口，正极圆盘密封连接壳体的上端，蓄电球密封连接壳体的下端，从而壳体的内部形成封闭的容腔，容腔内装有空气，电池和高压包均位于容腔的上部。

4.按照权利要求3所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：集电装置包括电动机、第一带轮、第二带轮、橡胶带和集电梳，电动机连接第一带轮并驱动第一带轮转动，橡胶带首尾相接且绕过第一带轮和第二带轮；

5.按照权利要求4所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：蓄电球的内部中空，第二带轮和集电梳均安装于蓄电球内。

6.按照权利要求4所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：支架包括支撑件、螺杆和移动块，支撑件位于蓄电球的内部且固定连接蓄电球的内壁，支撑件上开有螺纹孔，螺杆通过螺纹孔螺纹连接支撑件，螺杆转动连接移动块，螺杆上还套有用于锁紧移动块的螺母；

7.按照权利要求6所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：第一带轮安装于容腔的上部且位于第二带轮的正上方，螺杆竖直设置；

8.按照权利要求5所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：蓄电球由两个半球结构拼合组成。

9.按照权利要求2所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：正极圆盘呈蘑菇头状，正极圆盘的中轴线穿过蓄电球的球心。

10.按照权利要求1所述的一种纯电无工质航天飞行器，其特征在于：电池为锂电池。

技术总结一种纯电无工质航天飞行器，包括正极圆盘、电池、蓄电球、高压包和集电装置，蓄电球和正极圆盘均由金属材料制成，正极圆盘和蓄电球之间连接有壳体，壳体由绝缘材料制成，正极圆盘的外径为蓄电球的外径的两倍以上，正极圆盘和蓄电球构成一对非对称电极；电池连接高压包的输入端，高压包的输出端正极通过导线连接正极圆盘，高压包的输出端负极将负电荷输送到集电装置，集电装置连接蓄电球并将负电荷累积集中在蓄电球上。本发明在开始工作后高压包电离出的负电荷不断地通过集电装置被运输到蓄电球中并积累，正极圆盘与蓄电球之间产生上百万伏的电压差，实现了内部电池即可产生高电压差，不需要外部高压电源，属于飞行器技术领域。技术研发人员：赖林,齐天,柯明辉受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：技术公布日：2024/5/6