一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置。
【背景技术】
[0002]流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70%是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。20世纪初，世界上第一架飞机出现以后，飞机和其他各种飞行器得到迅速发展。20世纪50年代开始的航天飞行，使人类的活动范围扩展到其他星球和银河系。航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科一一空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。这些学科是流体力学中最活跃、最富有成果的领域。
[0003]飞机、船舶等都是典型的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，前者是在空气中运动，而后者通常被理解为是在水中运动。但已利用浮力有时还不够，飞机可能发生坠机、船舶可能会倾覆或沉没，如果有额外的浮力可以利用，那么就可以减少这类事故的发生。航空器大都是依靠动力实现飞行的，而产生动力的燃料总会有用完的时候，所以不能实现长期的飞行。氢气球(包括使用氢气的飞艇)可以长期无动力浮空，但这种浮力不是额外的，自身工作时必须要用到而非备用的。滑翔机也可以利用气流升力无动力浮空，但不能长期浮空，其总的趋势是要落地的，而且滑翔机利用的不是浮力，这也是不能长期浮空的关键原因。目前已造出太阳能驱动的飞机，无需自带能源依靠太阳能就可供给自身飞行，但受天气的限制(无太阳的天气难以飞行)同时载重量也比较有限，另外太阳能驱动也是动力驱动，属于有动力飞行。船舶分水面航行和水下航行两大类。普通的船舶大都是水面航行的，靠船体排水产生的浮力实现在水面漂浮而不会下沉，但在遇到大风浪时为了防止进水及倾斜等，有时不得已要采取抛货的措施，来不及采取措施或措施不当，还会造成船舶倾覆，2015年湖北长江上就发生了客轮倾覆事件，造成巨大损失，如果这时有额外的浮力可以利用，那么就可以减少甚至避免损失。水下航行器如潜艇，下潜后完全浸入水中，总的浮力不变，通过排出压水仓中的水、往压水仓中灌水来调节自重实现上浮、下潜，如果调节失控就可能沉底永远不能再浮上来，如果这时有额外的浮力可以利用，那么也可以确保上浮。
[0004]汽车、火车都是典型的可在流体中运动但没有利用流体所产生浮力的装置，它们在空气中运动但空气所产生的浮力很小可以忽略不计，一般认为没有利用空气所产生的浮力。如果能让汽车具备额外的足够的浮力，那么就可以避免坠崖、落水等事故造成的危害，具备浮空能力则甚至还可使汽车飞起来，从而避开一些无法通行的路段。现有的两栖车辆通过做得像船一样实现在水中漂浮，这时可以看做是船，也像船一样可以配置额外的浮力使其不会倾覆或沉没。
[0005]人作为一种高级生物，在空气中也像汽车一样产生的浮力很小可以忽略不计，不能自主在空中飞翔；人在水中则一般能够产生略微低于体重的浮力(死海这种特殊之处例外)，但也有些不会游泳或即使会游泳在一些时候气力可能耗尽或者还来不及或不能发挥其游泳能力，这样掉水里可能被淹死；人年老或生病或受伤后，身体机能下降，走路无法控制平衡或腿难以承受体重，导致行走比较困难，而使用拐杖等支撑工具也需要一定的力量，有些人可能做不到，如果能利用额外的浮力，从而减轻承重帮助行走。人使用额外的浮力，可以实现或帮助人在空气、水等流体中自主的运动，既可以避免很多事故，也可实现很多相关的梦想。一些本身不能运动但可以通过运动装置牵引、承载或驱动下运动或人工移动的物体，其实也与上述人、飞机、船舶、汽车或火车等相似，面临类似的问题。如果能有效的利用额外的浮力，则可以解决这些问题。
【发明内容】
[0006]本发明要解决额外浮力的利用问题，为人们提供一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置。本发明提供的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，是在任何要利用额外浮力的装置基础上，装置可以是机械设备、电气设备、特种设备、办公设备、运输车辆、仪器仪表、计算机及网络设备、矿山专用设备、化工专用设备、航空航天专用设备、公安消防专用设备、消费电子产品、非电子类消费品、建筑物或构筑物等任何人造的装置，增设了作为组成之一的如下浮力部件，技术方案如下:
[0007]该浮力部件具有相对于要利用产生浮力的流体可密闭的体积并通过往其中填充比所述要利用产生浮力的流体更轻的流体产生浮力，完全浸入流体而产生浮力需要本身密闭，这里的密闭是指外部的流体不能进入、里面的物质不能溢出，当然在现实情况下，绝对的密闭很难实现，存在微量的外部的流体进入或里面的物质溢出但总体上基本没有什么影响而可以忽略不计的情形在本发明中也是属于密闭的典型情况。对于像船一样漂浮在流体上产生浮力的情况，产生浮力的体积可以不密闭，这时只要具有相对于要利用产生浮力的流体不完全密闭的可漂浮体积就可通过此可漂浮体积排开所述要利用产生浮力的流体产生浮力，当然这个可漂浮体积在于流体接触的部分也是不渗漏的，同样这样渗漏也不是绝对的，只要总体上基本没有什么影响而可以忽略不计就可。同时该体积可变且最大时不低于最小时的2倍，即该浮力部件是可以收纳的，无需占用太大的体积，如果不能收纳那和现有的飞机、船舶没有区别。在所述装置正常工作时所述浮力部件可处于不工作状态或处于实际可产生浮力不超过最大可产生浮力50%的部分工作状态，这是与现有可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置最大的区别，即本浮力部件是增设的，装置正常工作时可以不使用本浮力部件来产生浮力，当然也可以使用，不过使用本浮力部件对于装置正常工作不是必要的，一般情况下只在需要时特别是遇险时才使用本浮力部件。所述浮力部件最大可产生浮力或包含所述浮力部件最大可产生浮力的所述装置最大可产生浮力不低于所述装置自重的10%或不低于所述装置自重及其最大承载合计重量的10%;这是对本浮力部件可产生浮力所做的限制，如果太小就没有意义了，所以这里采用了下限限制。
[0008]在前面基础上，所述装置可包含可以承载所述装置自重或所述装置及其最大承载合计重量的承重结构，承重结构是为了承载重量的，可以是本装置的一部分，也可以是本浮力部件的一部分。所述浮力部件可以以单一功能部件内置、单一功能部件外置、非单一功能部件内置、非单一功能部件外置或者或上述四种方式任意组合相结合的方式成为所述装置的一部分，常规情况下作为单一功能部件内置或外置，这样对现有装置的影响不大，特别是外置的情况，如果以附加的方式外置可以对现有装置几乎完全不需要改造；为了减轻重量及优化结构，可以作为非单一功能部件内置或外置，这种情况需要将浮力部件与其它功能部件集成一体。所述浮力部件可以包含两个及以上独立可产生浮力的体积，比如为了防止船舶倾覆，可以在两侧个放置一个，这样无论往哪边倾斜，浮力部件都可起作用。所述浮力部件全部或部分是可以分离的或是可以复位的，可以分离是为了抛弃或解除下方便维修保养等，可以复位则实现了调节，更加了使用。所述浮力部件可以采用软壳空腔结构或硬壳空腔结构或上述两种结构相结合的结构，软壳空腔结构如气囊，硬壳空腔结构如硬壳的气腔或气室，也可一半硬壳一半软壳的两种结构相结合的形式。所述浮力部件可以采用伸缩结构或活塞结构或折叠结构或弹性形变结构或上述四种结构任意组合相结合的结构实现体积可变，不用时一般以最小体积状态放置，使用时才使其体积增大；伸缩结构如层层嵌套结构，拉伸出来后便形成空腔；活塞结构如一个大的筒状结构同时内有一个可以移动的塞子通过移动塞子即可改变体积；折叠结构即平时收纳折叠，需要增大体积时则展开；弹性形变结构如气球，未充气时很小，充气后体积可以不断增大。所述浮力部件的体积变化可以对所述装置的外形完全没有影响，内置就没有影响；也可以没有明显影响，即变化不超过15%，如在部分外置的情况中不超过15%的体积露出在外部时；也可是有明显影响，即由于体积变大而有明显变化，一般外置的情况下都是这样；也可对其外形既可没有明显影响又可有明显影响，如在部分外置的情况中当增大的体积还没有露出在外部时或不超过15%时就是没有明显影响，而超过15%时则有明显影响。所述装置外形可以模仿所述要利用产生浮力的流体环境中存在的自然界生物，如在水中就模仿水中的鲨鱼、鲸鱼等水生动物，如在空中就模仿鸟类、蝙蝠、昆虫等可在空中飞行的动物，由于人造的与自然生成的总会有些差异，为了消除这种差异，可将所述自然界生物的外层直接用作或加工后用作所述装置的外壳的全部或部分，加工如防腐处理等，考虑到性能、成本等问题，在一般情况下只部分外壳米用。