本發(fā)明涉及航天教育模型領(lǐng)域，尤其涉及一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型。

背景技術(shù)：

公知飛行器的飛行需要?jiǎng)恿ν屏ζ鳎x子火箭作為一種小功率的火箭，它的壽命很長(zhǎng)，可以在10年以上的時(shí)間內(nèi)連續(xù)提供小推力。利用原子的猛烈撞擊，使原子外層的電子外脫離原子核飛出來(lái)，成為帶電的離子。用高壓電場(chǎng)將這些離子加速到每小時(shí)15萬(wàn)公里的速度，高速離子流從噴口噴出，推動(dòng)火箭前進(jìn)先用大功率的化學(xué)火箭將飛行器送入環(huán)繞地球的軌道，然后用這種小推力火箭去執(zhí)行各種特殊任務(wù)。一個(gè)16噸的飛船，在離子火箭的推動(dòng)下，不斷加速，只需三年便可到達(dá)土星。美國(guó)從1964年7月研制這種火箭，第一臺(tái)離子火箭推力僅為0.3牛。前蘇聯(lián)也從1966年10月開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)。在今后的宇宙航行中，這種小推力火箭將發(fā)揮重要作用。

中國(guó)第一臺(tái)用水銀作推進(jìn)劑的新型離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)樣機(jī)在航天部蘭州物理研究所通過(guò)部級(jí)鑒定。離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是電火箭的一種，是國(guó)際上新興的一門(mén)尖端技術(shù)，其用途是在衛(wèi)星被大推力的火箭送入空間軌道后，再用這種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行精確的位置保持和姿態(tài)控制。以水銀作推進(jìn)劑的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難度大，在國(guó)際上尚處在試驗(yàn)階段。它具備體積小。控制精度高。使用時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代長(zhǎng)壽命衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)。參加鑒定的中國(guó)一些著名火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)家認(rèn)為，這臺(tái)LF8型離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)已達(dá)到國(guó)際同類(lèi)型離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)水平；在航天器推進(jìn)中，其中霍爾推力器是離子推力器的一種，霍爾推力器有時(shí)也稱(chēng)為霍爾效應(yīng)推力器或霍爾電流推力器?；魻柾屏ζ饕话惚徽J(rèn)為是具有中等比沖(1600s)的空間推進(jìn)技術(shù)?；魻柾屏ζ髯?960年代以來(lái)在理論和試驗(yàn)研究上取得了很大進(jìn)步,霍爾推力器可使用多種推進(jìn)劑，最常用的是氙。其他推進(jìn)劑包括氡、氬、鉍、碘、鎂和鋅。霍爾推力器噴氣速度最大可達(dá)10-80km/s（比沖1000 - 8000s），但絕大多數(shù)型號(hào)噴氣速度在15-30km/s (比沖1500 - 3000s)?；魻柾屏ζ魍屏εc功率有關(guān)。1.35kw的推力器可產(chǎn)生83mN的推力。高功率型號(hào)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中推力達(dá)到了3N。（相比之下，離子電火箭的推力目前最大不超過(guò)100mN）100kW功率量級(jí)的氙氣霍爾推力器也已得到驗(yàn)證，雖然目前中國(guó)離子電火箭領(lǐng)域又取得了重大的進(jìn)步，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院502所研制成功磁聚焦霍爾推力器，累計(jì)工作可達(dá)1000小時(shí)。與此前曾報(bào)道持續(xù)工作達(dá)10000小時(shí)的國(guó)產(chǎn)離子電火箭相比，霍爾電火箭具有推力更大，理論壽命更長(zhǎng)的特點(diǎn)。適用于我國(guó)后續(xù)大型衛(wèi)星平臺(tái)對(duì)電推進(jìn)的性能需求。該型火箭將可用于我國(guó)未來(lái)大型衛(wèi)星平臺(tái)。但與美國(guó)在電火箭方面研究方面還有差距，中國(guó)在這方面是后起之秀，追趕速度很快, 2016年11月3日20點(diǎn)43分，我國(guó)新一代重型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征5號(hào)在海南文昌發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空！升空約30分鐘后，載荷組合體與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭首次發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功！ 長(zhǎng)征5號(hào)是我國(guó)目前運(yùn)載能力最大、推力最大的火箭，因此被稱(chēng)為“大火箭”，在亞洲也是首屈一指。長(zhǎng)征5號(hào)火箭總長(zhǎng)約57米，芯級(jí)直徑達(dá)5米，助推器直徑達(dá)3.35米，這是目前我國(guó)研制火箭中直徑最大的，重量也達(dá)869噸，因?yàn)榇謮训耐庑味恍蜗蟮胤Q(chēng)為“胖五”的重型火箭。火箭4個(gè)助推器搭載8臺(tái)全新研制的120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，一級(jí)和二級(jí)火箭上則各有2臺(tái)全新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，近地軌道運(yùn)載能力25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力14噸，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)25噸，起飛質(zhì)量近900噸，起飛推力超1000噸，全箭采用247項(xiàng)核心關(guān)鍵新技術(shù)，新技術(shù)比例幾乎達(dá)到100％，而國(guó)際上一般不超過(guò)30％。長(zhǎng)征5號(hào)已經(jīng)超越俄、日、歐的同級(jí)別火箭，不但亞洲第一，也一躍成為這個(gè)世界上運(yùn)載能力第二的現(xiàn)役火箭。在此基礎(chǔ)上，8米直徑芯級(jí)，3米35直徑的助推器，長(zhǎng)15米直徑，8個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)推動(dòng)，3000噸起飛推力3000噸，運(yùn)載能力百?lài)嵰陨系闹匦痛蠡鸺惨呀?jīng)在論證當(dāng)中,將滿(mǎn)足未來(lái)我國(guó)空間活動(dòng)的所有需求, 不管是深空探測(cè)還是登月，還是火星探測(cè)，都可以滿(mǎn)足。不僅能滿(mǎn)足未來(lái)國(guó)內(nèi)的對(duì)航天事業(yè)的需要，也能夠滿(mǎn)足國(guó)外所有的發(fā)射需要。

未來(lái)十年是中國(guó)航天趕超俄美的黃金時(shí)期, 從20世紀(jì)60年代“搞導(dǎo)彈的不如賣(mài)茶葉蛋的的評(píng)價(jià)，到如今神舟九號(hào)順利飛天受到萬(wàn)眾矚目，中國(guó)的航天事業(yè)走過(guò)了一段不平凡的歲月。作為我國(guó)著名航天科學(xué)家“神舟五號(hào)火箭系統(tǒng)總指揮，航天系統(tǒng)工程管理和彈頭技術(shù)專(zhuān)家，中國(guó)第一艘載人飛船神舟5號(hào)火箭系統(tǒng)總指揮，長(zhǎng)征二號(hào)己火箭總指揮。獲得過(guò)全國(guó)“五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?、總裝備部載人航天突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)及兩次航天獎(jiǎng),為中國(guó)航天事業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)年過(guò)七旬的黃春平專(zhuān)家是親眼見(jiàn)證并親身經(jīng)歷了這段歷史的人物之一，他對(duì)“中國(guó)航天科普進(jìn)校園活動(dòng)”非常支持,他深情地說(shuō): 國(guó)家未來(lái)的發(fā)展主要依靠青少年，他們是我們的接班人。要在青少年中開(kāi)展航天科技并不一定就是枯燥無(wú)味的，相反，通過(guò)技術(shù)手段，科技更可能變的可看、可觸、可感。要在全國(guó)大力發(fā)展青少年國(guó)防航天科普教育文化產(chǎn)業(yè)基地，并建議教育基地最好有動(dòng)漫制作，把航天的知識(shí)“裝進(jìn)去，并希望能通過(guò)互動(dòng)，讓青少年能夠參與、體驗(yàn)到高科技的一些知識(shí)、原理，更好地宣傳航天高科技知識(shí)”。

黃春平專(zhuān)家說(shuō)：中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，是綜合性高科技技術(shù)的體現(xiàn)，能夠通過(guò)航天教育基地的建設(shè)吸引青少年熱愛(ài)科技、熱愛(ài)祖國(guó)，引發(fā)他們自主自覺(jué)的學(xué)習(xí)，產(chǎn)生對(duì)科學(xué)的興趣與幻想，進(jìn)而對(duì)青少年進(jìn)行科普宣傳教育，這是一件好事兒，社會(huì)效益非常大，也正因此，他在全國(guó)各地積極推動(dòng)航天主題樂(lè)園、教育基地的建設(shè)，力圖宣傳以航天科技為主題的科技基礎(chǔ)知識(shí)。“少年強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)，少年智則國(guó)家智”，梁?jiǎn)⒊渡倌曛袊?guó)說(shuō)》中的一句話(huà)，成為黃春平表達(dá)觀點(diǎn)的佐證。對(duì)此，佛山市三水區(qū)希望火炬教育科技有限公司的科研團(tuán)隊(duì)，銘記黃老的諄諄教誨，發(fā)明了一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型，應(yīng)用于全國(guó)各地中小學(xué)?！爸袊?guó)航天科普進(jìn)校園活動(dòng)”的模型，可拓展青少年思維，發(fā)揮青少年的對(duì)航天高科技知識(shí)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)青少年的創(chuàng)造性、前瞻性思維提供現(xiàn)實(shí)的教學(xué)參考模型，對(duì)于推動(dòng)校園國(guó)防航天教育和青少年國(guó)防科學(xué)的素養(yǎng)培訓(xùn)具有深遠(yuǎn)而現(xiàn)實(shí)的意義，經(jīng)檢索沒(méi)有此同類(lèi)產(chǎn)品問(wèn)世。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種立體空間感強(qiáng)烈、視覺(jué)效果理想的用于青少年國(guó)防教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型。

本發(fā)明的一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型，包括軌道艙、推進(jìn)艙、座艙、船體、逃逸艙、整流罩、離子推進(jìn)器、太陽(yáng)能電池帆板、推進(jìn)器子系統(tǒng)、推進(jìn)劑供給子系統(tǒng)、供配電子系統(tǒng)、數(shù)字控制與接口子系統(tǒng)、放電室、離子光學(xué)系統(tǒng)、中和器。所述的船體的上端設(shè)置有逃逸艙，逃逸艙連接整流罩，整流罩連接太陽(yáng)能電池帆板，船體的中端固接有軌道艙和座艙，在船體的末端設(shè)置推進(jìn)艙，推進(jìn)艙設(shè)有離子推進(jìn)器，離子推進(jìn)器由推進(jìn)器子系統(tǒng)、推進(jìn)劑供給子系統(tǒng)、供配電子系統(tǒng)、數(shù)字控制與接口子系統(tǒng)構(gòu)成，在推進(jìn)器子系統(tǒng)中，基本組件還設(shè)有放電室、離子光學(xué)系統(tǒng)和中和器，在放電室內(nèi)由主陰極發(fā)射的電子，在向陽(yáng)極加速的途中，與進(jìn)入放電室的推進(jìn)劑原子相撞，使其電離生成離子，而通過(guò)放電室的環(huán)形磁場(chǎng)作用，離子只能向放電室下游的離子光學(xué)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，離子在離子光學(xué)系統(tǒng)的作用下被聚焦、加速，形成離子束后噴出，從而產(chǎn)生推力，且為了防止衛(wèi)星上負(fù)電荷的積累和離子束的擴(kuò)散，需通過(guò)中和器向離子束噴射等量電子，使噴出的粒子束呈中性。

所述的離子飛行器模型船體采用有機(jī)玻璃制成，從而使各部件在任何角度均可全方位展示，可透視性高；

所述的太陽(yáng)能電池帆板通過(guò)熱能和電能的轉(zhuǎn)化提供能源的；

所述的推進(jìn)艙設(shè)置有離子推進(jìn)器，用于推動(dòng)飛行器飛行；

所述的整流罩用于控制上升氣流和對(duì)沖氣流所造成的飛行偏離問(wèn)題；

所述的逃逸艙用于應(yīng)對(duì)發(fā)生緊急情況時(shí)所使用的彈射裝置；

所述的座艙設(shè)置有操作室和調(diào)控室；

所述的軌道艙用于促使飛船能正常的在軌道上來(lái)回周期飛行；

所述的離子推進(jìn)器將推進(jìn)劑離化成為離子，而后電場(chǎng)將帶電離子加速?lài)娚涑鲆垣@得推力,這個(gè)過(guò)程，噴射離子的速度取決于電能、取決于電場(chǎng)，只要加速電場(chǎng)的功率越大，噴射出的離子速度就越快，發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖越大；

進(jìn)一步所述的一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型為網(wǎng)絡(luò)游戲虛擬軍事裝備道具中的創(chuàng)意動(dòng)漫軍模衍生品模型 ，采用陶瓷、金屬、塑料、PVS材料制作,無(wú)任何火藥、無(wú)任 何機(jī)械及氣體擊發(fā)裝置，無(wú)任何實(shí)際運(yùn)用發(fā)射裝置和功能。

本發(fā)明的一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型有益效果在于區(qū)別傳統(tǒng)科普教具的單一性功能，搭配有機(jī)玻璃材料制成科普教學(xué)用的模型，極具強(qiáng)烈的立體空間感，其視覺(jué)效果極佳，應(yīng)用于全國(guó)各地中小學(xué)?！爸袊?guó)航天科普進(jìn)校園活動(dòng)”的模型，可拓展青少年思維，發(fā)揮青少年的對(duì)航天高科技知識(shí)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)青少年的創(chuàng)造性、前瞻性思維提供了現(xiàn)實(shí)的教學(xué)參考模型，對(duì)于推動(dòng)校園國(guó)防航天教育和青少年國(guó)防科學(xué)的素養(yǎng)培訓(xùn)具有深遠(yuǎn)而現(xiàn)實(shí)的意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型示意圖。

具體實(shí)施方式

在圖1實(shí)施例中，本發(fā)明的一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型,包括軌道艙1、推進(jìn)艙2、座艙3、船體4、逃逸艙5、整流罩6、離子推進(jìn)器7、太陽(yáng)能電池帆板8、推進(jìn)器子系統(tǒng)9、推進(jìn)劑供給子系統(tǒng)10、供配電子系統(tǒng)11、數(shù)字控制與接口子系統(tǒng)12、放電室13、離子光學(xué)系統(tǒng)14、中和器15。

本發(fā)明的一種青少年國(guó)防航天教育專(zhuān)用的玻璃立體離子飛行器模型，其船體4的上端設(shè)置有逃逸艙5，逃逸艙5連接整流罩6，整流罩6連接太陽(yáng)能電池帆板8，船體4的中端固接有軌道艙1和座艙3，在船體4的末端設(shè)置推進(jìn)艙2，推進(jìn)艙2設(shè)有離子推進(jìn)器7，船體4采用有機(jī)玻璃制成，從而使各部件在任何角度均可全方位展示，可透視性高，太陽(yáng)能電池帆板8通過(guò)熱能和電能的轉(zhuǎn)化提供能源，推進(jìn)艙2設(shè)置有離子推進(jìn)器7，離子推進(jìn)器7由推進(jìn)器子系統(tǒng)9、推進(jìn)劑供給子系統(tǒng)10、供配電子系統(tǒng)11、數(shù)字控制與接口子系統(tǒng)12構(gòu)成，在推進(jìn)器子系統(tǒng)9中，基本組件還設(shè)有放電室13、離子光學(xué)系統(tǒng)14和中和器15，在放電室13內(nèi)由主陰極發(fā)射的電子，在向陽(yáng)極加速的途中，與進(jìn)入放電室13的推進(jìn)劑原子相撞，使其電離生成離子，而通過(guò)放電室13的環(huán)形磁場(chǎng)作用，離子只能向放電室13下游的離子光學(xué)系統(tǒng)14運(yùn)動(dòng)，離子在離子光學(xué)系統(tǒng)14的作用下被聚焦、加速，形成離子束后噴出，從而產(chǎn)生推力，且為了防止衛(wèi)星上負(fù)電荷的積累和離子束的擴(kuò)散，需通過(guò)中和器15向離子束噴射等量電子，使噴出的粒子束呈中性。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。