专利名称：通用升力、推进装置的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种升力、推进装置，尤其是能持续长时间产生高效率的升力、推力，且其升力、推力的产生可以不依靠外界介质能够实现海陆空天通用的升力、推进装置。 属于航空、航天动力学领域。
背景技术：
目前公知的升力、推进装置，升力装置主要是旋翼或固定机翼；推进装置主要是推进螺旋桨、涡轮喷气、涡轮风扇或火箭等(车辆前进的动力由发动机驱动车轮转动产生)。 旋翼桨叶和固定机翼的上表面弯曲、下表面平直，当气流高速流经旋翼桨叶或固定机翼表面时，流经其上表面的气流相对于下表面的气流速度快、压力小，这样在其上下表面压力差的作用下，就产生了所需的升力(见《航空知识》2000年第3期彩色插图“救援直升机的工作原理”图面说明)；推进螺旋桨的桨叶切面形状和固定机翼的切面形状相似，前桨面的曲度较大、后桨面的曲度较小，加上有迎角的转动就形成了前后桨面的压力差，由此产生了前进的拉力(见《航空知识》2001年第7期彩色插页十、十一文字说明)，涡轮风扇工作原理同推进螺旋桨没有本质的区别，只不过是把螺旋桨的桨叶数目增加，然后把直径大大缩小的桨叶用大圆筒包了起来(见《航空知识》2001年第7期第18页)；涡轮喷气或火箭则是运用高速后喷燃气流的反冲作用力来产生推力。当今世界最先进的战斗机美国的F-22，在研的先进战斗机俄罗斯T-50和中国的歼20仍然采用了上述升力和推进装置(见《航空知识》2011年第3期《腾飞的“黑丝带”》一文)。美国在研的X-37B空天飞机飞出大气层所需的动力装置仍然为火箭(见2011年3月7日《参考消息》第6版《美军第二架X-37B空天飞机升空》一文)。以上所述的升力、推进装置的桨叶或机翼的两面流体都是流动的只是流速不同，产生的压力差是相对压力差(见《航空知识》2003年第5期28页和30页《飞机气动特性的探索与发展[上]》一文)，所以效率不高；其升力、推力(或拉力)的产生，都离不开外界气体或液体这种介质，不能在外层空间使用；火箭可以在外层空间使用，但其工作时间一般只能持续数分钟，不能够连续长时间的产生推力，其有效载荷与箭体重量相比太小并且不能重复使用，经济性较差(见《航空知识》2000年第9期四页至30页《单级入轨可重复使用航天器一波三折》一文)；使得现有的升力、推进装置远远不能满足空间航行尤其是星际航行的需要，更不要说在海洋中、陆地上、大气层中和外层空间(即海陆空天)通用。
发明内容
本发明的目的是针对上述升力、推进装置存在的不足，提供一种能持续长时间的产生高效率的升力、推力；尤其是升力、推力的产生不依靠外界介质，可以在海洋中、陆地上、大气层中和外层空间使用的通用升力、推进装置。本发明通用升力、推进装置，其特征在于本通用升力、推进装置由一个充满气体的密闭容器和高压压气机组合构成；在密闭容器的两个相对的容器壁面上各开一个长条形的进气槽口和排气槽口，进气槽口和排气槽口分别与高压压气机的排气口和进气口密闭连接，进气槽口和排气槽口的位置、大小以使通过两个槽口之间的高压气流能够把密闭容器分成甲、乙两个相对独立的气体腔室为准；在甲、乙两个气体腔室的容器壁面上分别开一个出气孔和进气孔，出气孔和进气孔分别与高压压气机的进气口和排气口密闭连接。构成本通用升力、推进装置的密闭容器的形状以长方体或类似长方体为宜。可以增装一个高压压气机，使该压气机的进气口和排气口分别与出气孔和进气孔密闭连接，原有高压压气机的排气口和进气口只连接进气槽口和排气槽口，这样更利于达到发明目的， 但会使成本和控制难度增加。构成通用升力、推进装置的高压压气机以能对逆向通过的气流加压为宜，可以实现本通用升力、推进装置的升力、推力方向逆转，用来给交通工具制动或倒车。本发明通用升力、推进装置的使用方法和设计原理将通用升力、推进装置安装在航空、航天器上，通过航空、航天器上的动力带动通用升力、推进装置的高压压气机工作，使从高压压气机排气口排出的高压气流从密闭容器的进气槽口进入并从密闭容器的排气槽口流出，流出后被高压压气机从进气口吸入，进入下一个工作循环。从进气槽口到排气槽口的高压气流把密闭容器分成甲、乙两个相对独立的气体腔室，两槽口之间的高速气流会阻止两气体腔室之间的气体流动。同时，因高压压气机的工作，使出气孔所在甲气体腔室的气体经出气孔被吸入高压压气机，被高压压气机压缩后经进气孔进入进气孔所在的乙气体腔室。随着高压压气机的持续工作，出气孔所在的甲气体腔室内气体会不断减少、密度不断降低，进气孔所在的乙气体腔室内气体会不断增加、密度不断加大，直至出气孔所在的甲气体腔室内接近或达到真空。这样，甲气体腔室与乙气体腔室之间就产生了气体压强差，甲气体腔室的气体对该气体腔室的密闭容器壁的压力不断减小直至为零，乙气体腔室的气体对该气体腔室的密闭容器壁的压力不断增大，从而在两个气体腔室相对的密闭容器壁之间产生了压力差，这个压力差会带动通用升力、推进装置沿压力小的气体腔室到压力大的气体腔室的方向运动，从而带动航空、航天器运动，这个压力差就是通用升力、推进装置产生的升力或推力。因整个工作过程气体是密闭运行，所以本通用升力、推进装置升力或推力的产生可以不依靠外界介质，在真空环境中能照常使用。从理论上讲，甲气体腔室与乙气体腔室之间的气体压强差是几个大气压，单位面积通用升力、推进装置的密闭容器壁所产生的升力或推力大小就等于气体压强差值X101.3千牛/平方米，大大提高了升力、推进效率。在该装置大小、重量不变的情况下，通过调节高压压气机的转速和密闭容器内原有高压气体的密度，可以调节高压气流的流速和甲气体腔室与乙气体腔室之间的气体压强差，从而调节升力、推力的大小和通用升力、推进装置的推重比。本发明的有益效果由于采用上述方案，该通用升力、推进装置在具备现有升力、 推进装置功能的基础上，因其具有不依靠外界介质持续产生升力或推力的特性和推重比的可调节性，使其升力、推进效率大大提高、外型尺寸大大减小。可以使安装它的航空航天器续航能力大大增强、有效载荷大大增加，且安装它的航空航天器可以任意穿越海、陆、空、天的界限，实现海陆空天通用。如果用核动力或AIP动力装置(燃料电池装置)驱动，就会持续产生高效率的升力或推力，使得该航空航天器可以低速穿越大气层进出外层空间，这样就避免了其与大气层过度摩擦生热，从而对航空航天器制造材料等的要求大大降低；更重要的是该推进装置使航空航天器可以整体重复使用，比起现有的实用航天推进装置——火箭来说，经济性大大提高。由于该装置能提供持续的加速度，使星际航行也成为可能。通用升力、推进装置的重大进步，对人类航空、航天事业，甚至对陆路交通和航海事业都具有划时代的意义。
图1是本发明通用升力、推进装置基本结构的A-A剖面图(示意图)；图2是一长方体气体容器的B-B剖面图(示意图)；图3是一长方体密闭气体容器的C-C剖面图(示意图)；图4是本发明通用升力、推进装置第二种实施例的结构示意图。图中，1、密闭容器(或容器)2、高压压气机3、进气槽口 4、排气槽口 5、排气口 6、进气口 7、甲气体腔室8、乙气体腔室9、出气孔10、进气孔11、指向箭头 12、管道13、指向箭头14、容器底壁15、容器盖壁16、增装的压气机17、排气口 18、 进气口。图中着色的阴影部分表示充满气体，未着色的部分表示气体很少或真空。
具体实施例方式图1中，本发明所述的通用升力、推进装置由一个充满气体的密闭容器1和高压压气机2组合构成；在密闭容器1的两个相对的容器壁面上各开一个长方形的进气槽口 3和排气槽口 4，进气槽口 3和排气槽口 4分别与高压压气机2的排气口 5和进气口 6密闭连接，进气槽口 3和排气槽口 4的位置、大小以使通过两个槽口之间的高压气流能够把密闭容器1分成两个相对独立的甲气体腔室7和乙气体腔室8为准；在甲气体腔室7和乙气体腔室8的容器壁面上分别开一个出气孔9和进气孔10，出气孔9和进气孔10分别通过管道与高压压气机2的进气口 6和排气口 5密闭连接。下面结合附图1、2、3对本发明的工作原理进一步说明在图2中，一个一面开口的长方体容器1，假定该容器1中充满高压气体，且该容器1中的高压气体不逃逸。那么，该容器1中的高压气体对容器1的容器壁会产生压力，高压气体对容器底壁14以外的容器壁的压力会互相抵消，不存在压力差。因高压气体对容器1开口不产生压力(因假设高压气体不逃逸，故也不产生反冲作用力)，故高压气体对与开口相对的容器底壁14的压力没有力与之抵消。高压气体对容器底壁14的压力会推动该容器1沿指向箭头13所指的方向持续运动。在图3中，一个长方体密闭容器1，该密闭容器1分为甲气体腔室7和乙气体腔室 8两部分。假定在甲气体腔室7中为真空，在乙气体腔室8中充满高压气体，且乙气体腔室 8中的高压气体不向甲气体腔室7逃逸。那么，该乙气体腔室8中的高压气体对密闭容器1 的容器壁会产生压力，乙气体腔室8中高压气体对容器底壁14以外的容器壁的压力会互相抵消，不存在压力差。因甲气体腔室7中为真空，甲气体腔室7的容器壁不受气体压力，从而在容器底壁14与其相对的容器盖壁15之间产生了压力差，这个压力差会带动密闭容器 1沿指向箭头13所指的方向持续运动。上述图2、3中所示的假定状态虽然现实不存在，但其能在真空环境产生持续动力的原理显而易见。本发明成功提供了一种装置(如图1和图4所示)使图2中所示的假定状态在现实中能够存在，从而产生实用的持续升力、推力。
图1和图4所示的是本发明的两种具体实施方式
，下面分别说明其工作原理在图1中，将本通用升力、推进装置安装在航空、航天器上，通过航空、航天器上的动力带动通用升力、推进装置的高压压气机2工作，使从高压压气机排气口 5排出的大部分高压气流从密闭容器1的进气槽口 3进入并从密闭容器1的排气槽口 4流出，沿指向箭头11所指的方向被高压压气机2从进气口 6吸入，进入下一个工作循环。从进气槽口 3到排气槽口 4的高压气流把密闭容器1分成两个相对独立的甲气体腔室7和乙气体腔室8。同时，因高压压气机2的工作，使甲气体腔室7的气体从出气孔9经进气口 6被吸入高压压气机2，被高压压气机2压缩后通过管道12从排气口 5经进气孔10进入乙气体腔室8。随着高压压气机2的持续工作，甲气体腔室7内气体会不断减少、密度不断降低，乙气体腔室8内气体会不断增加、密度不断加大，直至甲气体腔室7内达到或接近真空。这样，甲气体腔室7与乙气体腔室8之间就产生了气体压强差，导致甲气体腔室7内的气体对该气体腔室的密闭容器壁的压力不断减小直至为零，导致乙气体腔室8内的气体对该气体腔室的容器底壁14的压力不断增大，从而在容器底壁14与其相对的密闭容器壁之间产生了压力差，这个压力差会带动通用升力、推进装置沿指向箭头13所指的方向(即沿压力小的气体腔室到压力大的气体腔室的方向)运动，这个压力差就是通用升力、推进装置产生的升力或推力。若高压压气机2可对逆向气流加压，高压压气机2逆向加压工作时，则该通用升力、推进装置的气流方向全部逆转，工作原理同上，则会产生相反方向的升力或推力。可以用来给航空航天器制动刹车。在图4中，将本通用升力、推进装置安装在航空、航天器上，通过航空、航天器上的动力带动通用升力、推进装置的高压压气机2和高压压气机16工作，使从高压压气机2排气口 5排出的高压气流从密闭容器1的进气槽口 3进入并从密闭容器1的排气槽口 4流出， 沿指向箭头11所指的方向被高压压气机2从进气口 6吸入，进入下一个工作循环。从进气槽口 3到排气槽口 4的高压气流把密闭容器1分成两个相对独立的甲气体腔室7和乙气体腔室8。同时，因高压压气机16的工作，使甲气体腔室7的气体从出气孔9经进气口 18被吸入高压压气机16，被高压压气机16压缩后从排气口 18排出，经进气孔10进入乙气体腔室8。随着高压压气机16的持续工作，甲气体腔室7内气体会不断减少、密度不断降低，乙气体腔室8内气体会不断增力Π、密度不断加大，直至甲气体腔室7内接近或达到真空。这样， 甲气体腔室7与乙气体腔室8之间就产生了气体压强差，导致甲气体腔室7内的气体对该气体腔室的密闭容器壁的压力不断减小直至为零，导致乙气体腔室8内的气体对该气体腔室的容器底壁14的压力不断增大，从而在容器底壁14与其相对的容器壁之间产生了压力差，这个压力差会带动通用升力、推进装置沿指向箭头13所指的方向运动，这个压力差就是通用升力、推进装置产生的升力或推力。若高压压气机1 6逆向运转，则使乙气体腔室8 内的气体从进气孔10经排气口 17(此时起进气口作用)被吸入高压压气机16，被高压压气机16压缩后从进气口 18(此时起排气口作用)排出，经出气孔9进入甲气体腔室7。乙气体腔室8内气体会不断减少、密度不断降低，甲气体腔室7内气体会不断增加、密度不断加大，直至乙气体腔室8内达到或接近真空。这样，甲气体腔室7与乙气体腔室8之间就产生了气体压强差，导致甲气体腔室7内的气体对该气体腔室的密闭容器壁的压力不断增大， 导致乙气体腔室8内的气体对该气体腔室的容器底壁14的压力不断减小直至为零，从而在容器底壁14与其相对的密闭容器壁之间产生了压力差，这个压力差会带动通用升力、推进装置沿指向箭头13所指的相反方向运动，即产生相反方向的升力或推力。可以用来给航空航天器制动刹车。下面结合实际应用进一步说明本发明的实用性第一是将通用升力、推进装置应用在汽车上，装有该装置的汽车与现有汽车相比， 其优点是推进效率高，汽车前进倒车的动力不受路面状况的影响，尤其适用于泥泞路面的行驶。第二是将航空航天器的机舱内安装若干个升力、推进装置分别提供升力和推力。 航空航天器的飞行操纵可以通过调整各个升力、推进装置的升力、推力大小及方向来实现。 该推进装置较高的推重比和推重比的可调节特性，可以使安装它的航空航天器有效载荷大大增加。如果用核动力或AIP动力装置(燃料电池装置)驱动，就会源源不断的产生高效率的升力或推力，使得该航空航天器可以低速穿越大气层进出外层空间，这样就避免了其与大气层过度摩擦生热，从而对航空航天器制造材料等的要求大大降低；更重要的是该推进装置使航空航天器可以整体重复使用，比现有的实用推进装置经济性大大提高。第三是将通用升力、推进装置应用在船舶上，船舶的操纵继续使用现有的操纵方式。当船舶的驱动器带动内装通用升力、推进装置工作时，该装置就产生了压力差从而产生了船舶前进的推力。其优点是推力输出稳定不受水流变化的影响，同时还避免了因普通螺旋桨高速旋转时产生气泡使螺旋桨推力下降的问题，可以使船舶的航行速度进一步提高。该升力、推进装置除可以用来替换现有的一切交通工具的升力、推进装置外，还可以用来给起重机、推土机和玩具飞行器提供升力或推力。
权利要求
1.一种通用升力、推进装置，其特征在于由一个充满气体的密闭容器和高压压气机组合构成；在密闭容器的两个相对的容器壁面上各开一个长条形的进气槽口和排气槽口， 进气槽口和排气槽口分别与高压压气机的排气口和进气口密闭连接，进气槽口和排气槽口的位置、大小以使通过两个槽口之间的高压气流能够把密闭容器分成甲、乙两个相对独立的气体腔室为准；在甲、乙两个气体腔室的容器壁面上分别开一个出气孔和进气孔，出气孔和进气孔分别与高压压气机的进气口和排气口密闭连接。
2.根据权利要求1所述的通用升力、推进装置，其特征是构成本通用升力、推进装置的密闭容器的形状以长方体或类似长方体为宜。
3.根据权利要求1所述的通用升力、推进装置，其特征是可以增装一个高压压气机， 使该压气机的进气口和排气口分别与出气孔和进气孔密闭连接，原有高压压气机的排气口和进气口只连接进气槽口和排气槽口。
4.根据权利要求1所述的通用升力、推进装置，其特征是构成通用升力、推进装置的高压压气机以能对逆向通过的气流加压为宜。
全文摘要
一种通用升力、推进装置，由充满气体的密闭容器1和高压压气机2组合构成；在密闭容器的两个相对容器壁面上各开一个长方形的进气槽口3和排气槽口4，进气槽口和排气槽口分别与高压压气机的排气口5和进气口6密闭连接，通过两个槽口之间的高压气流把密闭容器分成相对独立的甲气体腔室7和乙气体腔室8；在甲气体腔室和乙气体腔室的容器壁面上分别开一个出气孔9和进气孔10，出气孔和进气孔分别与高压压气机的进气口和排气口密闭连接。该升力、推进装置具有不依靠外界介质持续产生升力或推力的特性和推重比的可调节性，使安装它的交通工具有效载荷大大增加，且能自由穿越海、陆、空的界限，实现海陆空通用。
文档编号B64G1/42GK102249008SQ201110121419
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月1日 优先权日2011年5月1日
发明者卢桢干 申请人:卢桢干