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发表于 2004-6-23 18:31:01
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★★★ “UFO之谜” 完全破解 !!!-->新型气动力
[这个贴子最后由广州全力在 2008/05/02 01:10pm 第 5 次编辑]
(第2篇)
正式版专利内容(之一)
复合涡流的制造方法、制造设备及复合涡流飞行器
本发明所属的技术领域
本发明系列属于流体力学、电磁学、空气动力学、飞行学等领域,是一种新型涡流的创造和应用,适用于大气层内以空气动力产生升力的航空直升飞行器,并涉及航天飞行器的创新。
在本发明之前的现有技术
飞机发明百年以来,航空气动力技术主要是一种,即当空气相对于机翼快速运动时,不管是否超音速,机翼都受到前方来流的“冲量”,而空气因机翼的压缩和诱导作用,在机翼上表面形成“附着涡”,其诱导上部周围空气在机翼后缘形成“下洗流”的铅垂线方向的“动量”,机翼因反作用力或形成上下表面压力差而得到升力;除了低速机翼的附着于上表面的“附着涡”外,其他提供气动升力的方式包括“分离涡和脱体涡升力”、“压缩和激波升力”、“机翼上表面吹气”(或“附壁射流”)技术等等。
现有机场和航母的建造和维护耗资巨大,其跑道面积大,但起降飞机频率受限,应急能力低下,无论是从经济上或使用上,都日益希望摆脱枢纽大机场和大航母,摆脱跑道的制约。
无论是曾经、现有或研制中的直升飞行器都有缺陷。现有如占多数的旋翼直升机,其阻力大,速度受限,平飞耗油率高,旋翼尺寸大,振动和噪声过大,飞行对天气敏感;如英国的“鹞”式军用喷气直升机,其技术复杂,高温高速气流对地面环境影响大,安全系数低;研制中的新式直升机,如模仿鸟类的载人扑翼机,因为重量、尺寸与功率的比值受限,稳定性和安全性差,机构、力矩和控制机制复杂,飞行速度低,无发展价值;如美国的“鱼鹰”V-22倾转旋翼直升机,其可靠性差,机体结构和气动机理存在固有缺陷,有效载荷小,悬停及过渡过程易受各种因素影响,难于适应切变风的天候和环境,快速下降时也易出现危险的“涡环状态”,因产生逆行环流和剧烈涡流而导致事故;美国曾经的舰载垂直起降战斗机XFV-12,利用喷气在副翼上产生“泵吸”的效果,以喷气带走周围空气,即以小质量高速喷气诱导大质量低速空气,但因对周围空气的诱导效率不高,以及喷气在内部管道的损失和燃气再吸入等问题,“增升”效果不佳。
另外有两个百年来的难题,即从飞机发明开始,人们自然就想将汽车与飞机相结合,以及让大型运输机成为直升飞机,但这种尝试一直没能成功,其升力方式、气动外形和机体结构无法协调,而随着时代的进步,现有通用航空领域对轻小型直升飞行器的需求越来越迫切,但现有航空技术的缺陷使得在现实中无法将之普及,而在大型运输机上也一直提不出新的理论和方案实现直升飞行。
古代各国历史记载,及近六十年来世界范围内一度涨落的“ UFO (unidentified flying object) ”热潮,其中比较有普遍性的是一种碟形飞行物,即“ 飞碟(flying saucer)”,另外有一种较少见但公认存在的长、宽、大的所谓“雪茄形不明飞行物”,这是一个有待解开的千古之谜。
“飞碟”有二十个主要特征: 直升悬停、光环围绕、强力旋风、强大磁场、电磁干扰、机体旋转、周身发光、核能辐射、无声飞行、波浪轨迹、强光尾喷、外壳电场、雷达隐身、伸缩光束、烟雾遮体、空中离合、空中变形、极度加速、非超光速、三域通行。
“飞碟”活动的附带现象是: 当“飞碟”悬停在空中或平飞时,总有一层明亮的彩色光环和光晕,当其降落时,光环就消失了,当它重新启动时,又射出光环;当“飞碟”掠地前飞或起降时常有狂风大作,在其下部往往可见类“城市尘卷风”的旋风,比如当其在沙漠地带起飞或着陆时,会激起狂烈的沙暴,当其飞越大雪覆盖的雪原时,在其下方出现强烈的雪旋风暴,而有时其下部的风力却很柔和;“飞碟”下部可形成类“吸管式龙卷风”吸附物体,比如当其悬停在大海上方时,海面会掀起巨浪和水柱,海浪直朝飞碟方向吸去,可将重物如人体、汽车、飞机等吸起或卷动,将树木连根拔起,还能以其下部产生的破坏性扭矩和旋转力使其下方被吸引的物体伴随其旋转和作螺旋式运动,并能将飞行中的旋翼直升机迅猛向上提升;“飞碟”常被观察到射出有长度和有实体的光束,并且似乎可以伸缩此光束;经常可见“飞碟”在空中用烟雾遮体,如同飘浮在空中的云团,但其体表的烟雾不但不会被高速前方来流吹散,而且也不影响“飞碟”的空气动力学流场和升力,其在高速(特别是超音速)飞行时,如果其采用云雾遮体,则其机体顶部正上方贴近体表处都会出现明显可见的悬空浮动的稳定的“球状旋转小云团或云泡”,却不会被超音速来流吹散;并可形成“旋转式下击暴流” 在森林开劈着陆区;“飞碟”所过之处可以使目击者的机械钟表停止,当低空掠过车辆时,将会把其掀起(牵引),甚至将物体磁化;“飞碟”出现时,往往伴有大规模的停电、放电或无线电通信中断或讯号干扰、甚至电器烧毁现象;“飞碟”兼有直升悬停和高速平飞的能力;“飞碟”在低空以超音速掠过或直升悬停时,极少发出人耳听觉的声音,但却往往令动物惊惧;“飞碟”在地面时会对周围物体有明显的电场效应,接触时有强烈的电击感;“飞碟”在飞行时会有机体上的分离和聚合现象,以及不合现有空气动力学原理的外形变化;“飞碟”在高速平飞时有时会有“打水漂”式轨迹;“飞碟”会在军用监视雷达的有效范围内突然现身及隐身;“飞碟”在平飞时总是在旋转,但在悬停时有时会不转;“飞碟”在太空或大气层中飞行时可以直角或锐角转弯,并可以瞬间加速到高速而消失或突然出现;“飞碟”在向前平飞时常见在尾部会出现“燕尾形光尾”和“棒状光尾”;当“飞碟”极度加速离开时,会以如“强光爆炸”的形象瞬间消失;在海洋湖泊水下发现光环,以及光环或光球从水中升起……
在自然界的流体中涡流和旋流占有极为重要的比例,早就有人探索使用类似大自然的宏观涡漩如“台风或龙卷风”等为直升机提供主要升力,但尚未成功。
以下是本申请人所知的现有技术内容:
用高速涡旋或旋流产生升力的飞行器的专利有:张义柏的97205608.4喷气涡流式飞行器、任俊超的97110404.2飞行物升空方法;用桨叶旋转压缩空气产生高速旋流和“陀螺效应”的飞行器的专利有:林康的99124654.3一种空陆两用旋风陀螺直升机车;用上表面真空薄层产生升力的飞行器的专利有:何惠平的98112980.3外壳旋转式航空飞碟飞行器;用于航空航天领域的离子加速器的专利有:德国汤姆森管电子有限公司的99809994.5等离子体加速器装置;利用天然的“沙丘”形状的空气动力原理的专利有:高歌的85100305.2沙丘驻涡火焰稳定器;用磁力约束的高温等离子体附壁射流产生升力、推力和减阻的专利技术有:马瑞安的85105602减阻推进射流航具;用离心式附壁射流产生升力的飞行器的专利有:美国的US005503351 CIRCULAR WING AIRCRAFT 。
据上海科学技术文献出版社(始由 Facts on File 出版社)出版,[英]迈克尔.阿拉贝/著的《危险的天气丛书----飓风(台风)》,写到:“空气旋转进入低压中心,由于旋转,空气又具有了角动量,每旋转一周,圆周的半径就会减少,因此要保持角动量守恒,就得增加风速... ...空气向外流动叫大气分散,空气向内流动叫大气汇流,风暴上面的大气分散会增加地表的大气汇流,这样风更加猛烈,空气向上旋转增强,造成水蒸气冷凝和潜热释放,上升空气不断补充风暴上面的空气。”而在《危险的天气丛书----龙卷风》,写到:“由龙卷风主体引起并环绕在它周围的较小的涡流被称做抽吸性涡旋,如果龙卷风的风速是每小时320公里,那么它的抽吸性涡旋速度就可达每小时480公里... ...1999年,两位新西兰研究人员建造了一个直径1米的环形室,底部附近有一些开口,使空气从不同的角度进入,安装在环形室上方的抽气风扇把风向上吸,从而形成一个直径10厘米的涡旋,发现假如空气以66度角进入涡旋,在涡旋底部旋转的空气中形成一个球体。”(注:这种悬空浮动的稳定的“球状旋转小气团或气泡”只能在管状涡流的“中心无风区”的底部贴近体表处产生。)
据国防工业出版社出版,彭泽琰、刘刚的《航空燃气轮机原理》,写到:“火焰稳定器有多种形式,在主燃烧室中广泛采用的是旋流器,加力燃烧室采用较多的是V形槽稳定器,其原理都是利用回流区来稳定火焰... ...装有旋流器的燃烧室中,经旋流器流入火焰筒的一股气流,由于旋流叶片的导流作用,形成具有轴向、切向和径向的三维旋转气流,又由于空气粘性作用,旋转扩张着的进气气流把火焰筒中心的气体带走,使中心区气体变得稀薄,压力降低,在轴线方向存在着逆主流方向的压力差,在此压差的作用下,下游就有一部分气流逆流补充,结果形成了气体的回流(区)。”
据高等教育出版社出版,赵凯华、罗蔚茵的新概念物理教程《力学》,写到:“涡旋环绕的轴线叫涡线,有一个很好的实验可以演示涡线随流体运动的情况,如图5-33所示,在一个扁圆的盒子底的中央开一个圆洞,像鼓一样在面上蒙一张绷紧的橡皮膜,侧放在桌上,事先在鼓内喷上一些烟,用手拍鼓面,就会看到有一个烟圈从底上的洞冒出来,一面向前移动,一面扩大,这烟圈是一条闭合的涡线,空气像螺线管一样绕着它旋转,如果在一定距离之外放上一枝蜡烛,烟圈过后还会把它吹灭。”(注:烟雾颗粒只是在垂直小圆面上旋转,而在水平大圆面上不转,这是一种“涡环”。)
据国防工业出版社出版,程昭武、沈美珍、孟鹊鸣的《世界飞机100年》,写到:“20世纪50年代末,美国的北美航空公司在研制XB-70型鸭式超音速轰炸机的过程中,发现飞机在以马赫数3的速度飞行时,由机腹进气道前端所引发的激波,使机翼下表面的气流压力增加,飞机的总升力因而提高30%,而且没有附加额外的阻力。这一现象当时被称为“压缩升力”或“激波升力”... ...美国纽约的温斯勒工学院所提出的一种空天飞机方案就是真正的“飞碟”。为了减小阻力,从“飞碟”的圆心伸出一个细长的等离子体锥管,用来激发等离子体和产生斜激波。”
据清华大学出版社出版,张三慧的《大学物理学----电磁学(第二版)》写到:“为了产生受控热核反应的条件,就把上述环形磁瓶装置和环形箍缩装置结合起来,这也就是在环形箍缩装置中的环形反应室外面再绕上线圈,并通以电流。这样,在反应器内就会有两种磁场:一种是轴向的B1,它由反应室外面的线圈中电流产生;另一种是圈向的B2,它由等离子体中的感生电流产生。这两种磁场的叠加形成螺旋形的总磁场B。理论和实践都证明,约束在这种磁场内的等离子体,稳定性比较好。在这种反应器内,粒子除了由于碰撞而引起的横越磁感线的损失外,几乎可以无休止地在环形室内绕磁感线旋进。由于磁感线呈螺线形或扭曲形,在绕环管一周后并不自相闭合,所以粒子绕磁感线旋进时一会儿跑到环管内侧,一会儿跑到环管外侧,总徘徊于磁场之中,而不会由于磁场的不均匀而引起电荷的分离。在这种装置里,还可分别调节轴向磁场B1和圈向磁场B2,从而找到等离子体比较稳定的工作条件。此实验装置叫托卡马克装置,是目前建造得比较多的受控热核反应实验装置。”
据国防工业出版社出版,张鲁民、潘梅林、唐伟等人的《载人飞船返回舱空气动力学》写到:“在天线附近加一个适当的磁场,能在再入等离子体鞘中造成“窗口”,使电磁波穿过,要做到这点,磁力线必须使电子束缚在其上面而不随电磁波的电场分量而运动... ...如果向等离子中掺混亲电子物质,这种物质与电子结合成负离子,从而降低了电子密度,也就降低了等离子频率,从而减轻了电磁波在等离子体传输的衰减,大大改善了通信。”
其中,如张义柏的97205608.4喷气涡流式飞行器,其是在一个盆式容器内产生水漩涡状平面涡流,但此涡流是由侧部的下降气流收集而来却不能产生升力,其主要升力来自气流喷射上升到顶部后再反射向下吹的反推力;而任俊超的97110404.2飞行物升空方法,其升力的原理只能是“射流附壁效应”,如果射流在升力面上以环形旋转却不能诱导更多的周围空气,并且形成的下洗流也不能“消旋”,则其效率将会更低;又如林康的99124654.3一种空陆两用旋风陀螺直升机车,其旋风陀螺是由垂直桨叶和水平桨叶共同构成,主要是由中心的风扇大量吸气产生了中部的低压区,再由垂直桨叶旋转将四周空气以一角度导入形成空气涡旋,而空气涡旋尚未成形时就被水平桨叶破坏了;而何惠平的98112980.3外壳旋转式航空飞碟飞行器,其上表面的真空薄层是向上排斥带电重离子,所以根据作用力与反作用力原理,上表面因受带电重离子的反作用力而仍然受到重离子的静压,其仍然等于周围大气的高压,即飞行器没有与外界形成物质和能量的交换,其运动部分是在一个封闭体内,因此不能得到上表面的低压和升力;又如美国的US005503351 CIRCULAR WING AIRCRAFT 是用离心机形成的射流在一个类似环形机翼的升力面上吹气以产生升力,但其在直升悬停时并未超出在静止的机翼表面的“附壁射流”的效率和意义,其360度方向的吹气也不能让飞行器正常飞行;再如马瑞安的85105602减阻推进射流航具,其用磁力约束的高温等离子体附壁射流产生升力、推力和减阻,但实际上其能耗过大且升力效率过低,高温等离子体流易烧蚀机体蒙皮,也不能由静止过渡到高速平飞,更不可能超音速飞行,而飞行稳定性和姿态控制上的难题也无法解决。
目前在载人飞行器上出现的涡旋中,除了“附着涡”外,对升力有益的主要是固定翼飞机机翼上表面的“分离涡和脱体涡”,但其缺点是只能在特定条件(如大速度、大迎角和大后掠角)下产生和利用,且难于控制,更无法在直升飞机器上应用;而昆虫、蝙蝠和蜂鸟等能在空中悬停的飞行生物却可以利用“分离涡”来产生主要升力。
所以如何主动产生和控制一种新型的升力涡旋,得以在大型直升飞行器上产生主要升力,使得直升飞行器在未来得到更广泛应用,并发明出地球人的“飞碟”,进而破解“UFO之谜”,是个历史性难题。
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