专利名称：加速流体和定向地控制流体的流体推进系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用连续动力表面例如高速旋转的筒或高速运动的带来加速流体和控制流体的方向。
背景技术：
飞机、船舶、气垫飞行器以及其它交通工具通过加速流体形成冲击而被推进。该冲击产生一个沿冲击方向的反方向驱动交通工具的力。常规的推进系统一般包括螺旋桨和涡轮机。
螺旋桨推进系统广泛用在飞机和船舶上。然而螺旋桨效率比较低，因为相当部分的流体偏离要求的方向沿径向向外流动。因此螺旋桨耗费了流体中的能量。该能量可以单独地在一定程度上增加冲击输出。螺旋桨在水中操作时还容易产生旋涡，这又进一步降低其效率。螺旋桨的另一个问题是，它很危险，在螺旋桨转动时对碰到它的人或动物常常造成严重伤害或致死。最后，螺旋桨噪声特大，在机场周围造成噪声公害。
涡轮机广泛用于推进飞机。然而涡轮机由于其成本高和噪声大而应用受到限制。涡轮机还不能在高密度的流体例如水中工作。由于螺旋桨和涡轮机有这些问题，所以希望开发一种效率高、安全、噪声低并可广泛适用于陆地、海洋和空中运输工具的推进系统。
另外一种推进系统是旋转筒。以前关于快速旋转圆筒的发明一般集中于在流体流中应用圆筒，根据马格努斯(Magnus)效应来产生升力。虽然可以应用这种快速旋转圆筒来产生升力，但是并没有提出用这种快速旋转圆筒在静态流体中形成冲击力。
到今天转动圆筒还没有广泛地认作为是一种流体推进系统。当圆筒在流体中转动时，流体和圆筒之间的摩擦力可使一部分流体被夹带而形成围绕圆筒的一层流体流。用转动圆筒的常规推进系统在不超过给定运输装置的物理尺寸例如翼展(飞机)或横梁(船舶和车辆)的情况下不能产生充分的冲击。因此到今天，转动圆筒实际上还不能用于实物的飞机、船舶、气垫飞行器和其它运输工具。
在授予H.W.Bump的美国专利No.2,985,406中示出一种利用转动圆筒的一种推进系统，该系统公开两个起着飞行器升高和推进装置作用的转动圆筒。两圆筒基本上彼此平行配置并相向转动，使得空气沿圆筒流动并在圆筒的后部会聚。空气起初从圆筒之间的空间中被带走，其方向围绕圆筒的外侧。如果没有障碍，则圆筒之间空间中的被加速的流体方向一般相反于要求的最大推力方向。为适当地控制已加速流体，Bump将一个导流板放在圆筒的后面，该导流板使已加速的空气与圆筒分开，使该空气转90°角，将其引导到要求的方向。
旋转圆筒推进系统与螺旋桨和涡轮机相比具有许多优点。首先这种系统比螺旋桨更安全，因为它们没有任何叶片，并在邻接圆筒处形成一层无粘性的流体流，这种流体流一般可以防止物体实际上碰到圆筒表面。旋转圆筒操作时特别安静，并且同样适合于在空气和水中操作。因此很希望开发一种有效率的适应性强的推进系统，该系统采用快速旋转圆筒或其它类型的连续动力表面例如快速运动带来加速和控制静态流体。
发明概要本发明的创新性推进系统是一个连续的动力表面，用于使流体从吸送区流到冲击区。该动力表面使靠近该表面的流体加速，从而在从吸送区流到冲击区时形成一层被加速的流体。一个马达可工作地连接于动力表面，以便驱动该动力表面。配置一个分离板，使其邻靠该动力表面。分离板具有前缘和基本上平的冲击面，该前缘用于使加速的流体层与动力表面分离，该平的冲击面邻接前缘，用于将被加速的流体引导到要求的方向。分离板可相对于动力表面定位，使前缘一般很靠近该动力表面，该冲击面基本上与作为至少一部分冲击区的动力表面相切。
在另一个实施例中，本发明的推进系统具有多个圆筒(或柱，下同)。每一圆筒具有外表面，该外表面可在流体中旋转，从吸送区域转到冲击区域，从而在每个外表面上形成一层被加速的流体。该圆筒被间隔开，使得在圆筒之间形成一卷吸气流的会聚区，并且圆筒向内朝会聚区转动，因而每个圆筒的加速流体便沿要求的冲击方向流过会聚区。一个马达可操作地连接于圆筒，以便高速驱动圆筒。邻接多个圆筒配置多个分别具有前缘和冲击面的活动冲击分离板，使得每个圆筒在其冲击区域至少具有一个相应的分离板。每个分离板配置在会聚区并可以相对于其对应的圆筒移动。
附图简要说明
图1是本发明的快速旋转圆筒流体推进装置的横截面图；图2A是图1流体推进系统的快速转动圆筒的另一个横截面图；图2B是图1推进系统的快速旋转圆筒的另一个横截面图；图3A是本发明流体推进系统的快速旋转圆筒的等角投影图，该圆筒具有许多分离板；图3B是图3A的推进系统的横截面图；图4A是本发明流体推进系统的快速旋转圆筒，该系统应用于船舶，处于向前推进的状态；图4B是图4A的快速旋转圆筒，处于不推进的状态；图4C是图4A的快速旋转圆筒，处于反向推进的状态；图5A是图4A的快速旋转圆筒的细节横截面图；图5B是图4B的快速旋转圆筒的细节横截面图；图5C是图4C的快速旋转圆筒的细节横截面图；图6A是本发明流体推进系统的旋转圆筒及纵向移动的分离板的示意图；图6B是本发明流体推进系统的旋转圆筒及径向移动的分离板的示意图；图6C是本发明流体推进系统的旋转圆筒及切向移动的分离板的示意图；图6D是本发明流体推进系统的旋转圆筒及转动的分离板的示意图；图6E是本发明流体推进系统的旋转圆筒及倾斜移动的分离板的示意图；图7是本发明两圆筒流体推进系统的横截面图；图8是本发明两圆筒流体推进系统的顶部主视图；图9A是本发明两圆筒流体推进系统的横截面图，该系统处于向前推进的状态；
图9B是本发明两圆筒流体推进系统的横截面图，该系统处于反向推进的状态；图9C是本发明两圆筒流体推进系统的横截面图，该系统产生侧向冲击；图9D是本发明两圆筒流体推进系统的横截面图，该系统产生另一种侧向冲击；图10是本发明的用于推进船舶的两圆筒流体推进系统；图11A是本发明多圆筒推进系统的等角图；图11B是本发明另一个多圆筒推进系统的等角图；图12是图11A的多圆筒推进系统的横截面图；图13是本发明的用于飞行器的多圆筒推进系统的顶部立视图；图14是本发明的具有活动转动轴的多圆筒推进系统的横截面图；图15是本发明的具有翅片的多圆筒推进系统的顶部立视图；图16是图15的多圆筒推进系统的横截面图；图17是本发明的推进系统的横截面图，在该系统中动力面是运动的带。
发明的详细说明图1～17示出本发明的用于加速流体和定向地控制流体从而产生冲击的流体推进系统。为明确起见，“冲击”一词通常用来表示被加速的流体沿一定方向的流动，而“升浮”用来表示大体沿垂直方向的冲击。在各个图中，相同的参数编号指同一部件。
图1是流体推进系统10的横截面图，该系统具有连续的动力表面，该系统是一个单个的快速旋转圆筒40。该圆筒具有外表面41并装在转轴42上。当圆筒40转动时，外表面41上的任何给定点将在流体中转动，从吸送区域44转到冲击区域46。在外表面41和流体F之间的摩擦界面将产生一层加速的流体层50，该流体层从位于吸送区域44起始处的点52延续到位于冲击区46端部的冲击带。当该流体层逐渐通过吸送区域44和冲击区域46时，该流体层50从外表面41径向向外的厚度便逐渐增加。在流体层50中存在速度梯度，在圆筒40的同一径向位置，靠近外表面41的流体其流速快于流体层50外缘的流体的流速。
分离板60配置在冲击区域46中，以使加速的流体层50与圆筒分离并引导该气流层到要求的方向。分离板60具有前边缘62和冲击面64，前边缘靠近圆筒40的外表面41，而冲击面64邻接前边缘62。该冲击面64最好是平的或基本上平的，它被配置成与外表面41大体相切。由于冲击面是平的或基本上平的而且与外表面41相切，所以可使加速的流体与外表面41有效地分离而损失的能量最小。基本上平的相切冲击面64与不平的或不相切的叶片相比减小了使加速流体与边界层分开的能量损失，因为冲击表面64只减少流体的转动能，而其它不平的或不相切的叶片既减小流体的转动能又减少流体的直线运动能。分离器还具有超出冲击面64的弯曲表面67(虚线示出)。在优选实施例中，弯曲内表面66的半径与外表面41的半径基本相同，该内表面66位于板60的靠近前沿的一侧。
围绕圆筒40的一部分配置输送斗81，以使更多的流体与圆筒接触并防止加速的流体环绕在分离板60的四周和返回到吸送区域44。在一个实施例中，输送斗81是连接于分离板60远端的弯曲挡板80并绕过一部分圆筒40。在另一个实施例中，输送斗81具有许多部分，包括弯曲挡板80和该弯曲挡板20外边的外挡板82。弯曲挡板80和外挡板82在区域84彼此叠置，并平行于圆筒40的转轴延伸。导向器86配置在弯曲挡板80和外挡板82的相邻端部，以便在弯曲挡板80如箭头A所示绕圆筒40转动时引导在外挡板82下面的弯曲挡板80。
输送斗81显著增强旋转圆筒40的冲击输出。由旋转圆筒40产生的冲击可使与其相连接的运输工具在流体介质中运动。当运输工具运动时，它便在圆筒40上产生流体流。这样便在圆筒40的上面产生马格尼斯效应，因而在前缘62处形成低压区域，而在吸送区域44中的外表面41的附近形成高压区域。输送斗81包含作用于圆筒40的高压，从而在外表面41和流体之间形成更大的摩擦。因此加速的流体层50与不加输送斗81的情况相比变得更快更大。
在操作时，外表面41最好以极高速度运动。取决于圆筒40的半径以及流体介质的类型，圆筒40在水中一般的转速在500～1200r.p.m之间，在空气中约在18000～100000r.p.m之间。本发明的范围不限于上述转动速度，还可以用其它转动速度。当在水中使用时，外表面41的速度一般为每秒几百英尺(对于6英寸直径和转速9000r.p.m的圆筒例如为471.2英尺/秒)。流体介质和圆筒40的外表面41之间的摩擦力使得气流层50以极快的速度在吸送区域44中增大。如流体流动箭头F所示，输送斗8在整个吸送区域44内增强了边界层50的生长，而在冲击区域中仍有另外的流体被吸到流体层50中。流体层50的速度是圆筒外表面41的速度和流体粘度的函数。通过改变圆筒40的速度以及冲击面64在外表面41上的相切位置便可以以要求的速度沿要求的方向推进运输工具。
图2A和2B示出用单个旋转圆筒40对加速流体的方向控制。如图2A所示，分离板60绕圆筒40辐射状转动便可使冲击54越过冲击板60转到圆筒的右侧。图2B示出分离板60辐射状定位在圆筒40上，使得冲击54指向圆筒的左侧。
分离板60相对于圆筒40的位置还影响吸送区域44和冲击区域46的大小和位置。当形成如图2A所示的右手冲击时吸送区域44开始于圆筒40的右侧。在将冲击引向如图2B所示的圆筒40的左侧时，卷吸区域44开始于圆筒40的左侧。
图3A和3B示出转动圆筒40，在该圆筒上分离板分成具有前沿缘62a的第一部分60a和具有前缘62b的第二部分60b。第一和第二部分60a和60b沿一个基本上垂直于外表面41的边界分开。第一和第二部分60a和60b还可独立地沿外表面41定位。第一部分60a使加速流体层50a与圆筒40分开并使它越过其冲击面64a，而第二部分60b使加速流体进入第二层50b，然后使它越过其冲击面64b。在优选实施例中，第一部分60a具有连接于其冲击面64a端部的第一弯曲挡板80a，第二部分60b具有连接于其冲击面64b端部的第二弯曲挡板80b。如第一和第二部分60a和60b一样，弯曲挡板80a和80b可独立地定位在圆筒40上。单个外挡板82配置在弯曲挡板80a和80b的外边。外挡板82最好基本上伸过圆筒40的整个长度。由于可独立地定位部分60a和60b，所以可分离加速的流体，使冲击54a指向圆筒40的左边，而冲击54b指向圆筒40的右边，如图3A所示。相反，第一和第二部分60a和60b可绕圆筒40转动，使冲击54a指向圆筒的右边，而使冲击54b指向左边，如图3B所示。围绕一个旋转圆筒具有多部分的分离板可以增强运输工具的方向控制。
图4A～4C示出在船舶90的底部92上安装一个单一的快速旋转圆筒40，该底部在船头94和船尾96之间延伸。在一个实施例中，快速转动圆筒40水平地安装，跨越船舶90的横梁，并且输送斗81形成在底部92上。旋转圆筒40最好这样配置，使得其最下表面基本上与船尾96的底部92形成的平面平齐。分离板60部分地位于在船尾96底部92的槽97中。分离板60可来回地在接合位置或露出位置和缩回位置之间活动，在处于接合位置时，其前缘62紧靠近圆筒40，而在缩回位置时分离板则装入槽97中。在优选实施例中，分离板60基本上平行于底部92移动并与旋转圆筒90的底部相切。反向板70固定在旋转圆筒40的前侧，并倾斜向上，对着船舶的艉构架。反向板70连接于往复杆71，该杆配置在孔98中，以便在接合位置和缩回位置之间来回移动。
图4A和5A示出处于向前推进的单圆筒推进系统。为产生向前的推力，使分离板60定位在于接合位置，而使反向板70定位在其缩回位置，靠着输送斗81的前部分。当圆筒40转动时，便使吸送区域中的流体加速，并使其向后流向分离板，如上面参照图1的说明。当加速的流体50接近旋转圆筒40的最下部分时，前缘62便使冲击54与圆筒40分离，然后冲击面64将冲击54引到基本平行于底部92的方向。
图4B和5B示出处于不推进状态的单圆筒推进系统。分离板60和反向板70均位于其缩回位置。分离板60或者部分地退回，如图4B所示，或者完全退回，如图5B所示。当两个板处于其缩回位置时不产生冲击，因为没有从圆筒40分离出加速的流体。这样，围绕圆筒40的加速流体所产生的力便彼此相消，实际上形成零推进。
图4C和5C示出处于反向推进状态的单圆筒推进系统。分离板60缩回到槽97中，而反向板70位于接合位置，使其前缘72靠近旋转圆筒40的前侧。当圆筒40转动时，流体被夹带进入在圆筒40后侧的输送斗，并通过冲击面74使该流体以向下倾斜的角度引向船头94。
在另一个实施例(未示出)中，示于图4A～4C和图5A～5C的水平转动圆筒40具有多部分分离板和多部分反向板。多部分分离板和反向板相结合可以使绕圆筒的流体分开，模仿常规的双螺旋推进系统。例如将左分离板和反向板定位于反向推进而将右分离板和反向板定位于向前推进则可实现左转。相反，如将左分离板和反向板定位于向前推进而将右分离板和反向板定位于反向推进则实现向右转。
图6A～6E示意示出分离板60相对于圆筒40的定位。在图6A中，分离板60可沿圆筒40的纵向长度定位，基本平行于转轴42。相对于圆筒40调节分离板60的纵向位置，便可使加速流体选择地与旋转圆筒40分离，从而产生力矩M1(分离板60位于中心的左边)或力矩M2(分离板60位于中心的右边)。图6B中，分离板60可径向向外地并基本与其垂直地离开外表面41。径向调节分离板60的径向位置便可以调节与圆筒40分开的加速流体的量。分离板60可以配置成在圆筒40的足够大的径向外侧，这样便离开加速流体层，从而防止产生冲击。图6C中，分离板60沿与外表面41相切的方向定位。如图6B的径向定位那样，分离板的切向定位可以减少与圆筒40分离的加速流体量。图6D示出分离板60绕圆筒40的转动定位，如参照图2A和2B所述那样。图6E中，分离板的前缘62可相对于圆筒40进行倾斜调整。前缘62的第一端部61配置成离开外表面41，而前缘62的第二端部63则靠近地与外表面41并列。通过相对于圆筒40倾斜调节前缘62便可稍微改变冲击的惯性和方向，从而可调整运输工具的运行或调节其速度。
图7至14示出本发明的另一实施例，在此实施例中，本发明的推进系统包括多个旋转圆筒，以便形成增强的冲击矢量或多个冲击矢量。图7中推进系统100包括第一旋转圆筒40和第二旋转圆筒140。分离板60和曲面挡板80如参照图1～6所述，可操作地配置在第一圆筒40的周围。分离板160和曲面挡板180类似地配置在第二旋转圆筒140的周围。在优选实施例中，第二分离板160具有紧靠近第二圆筒140外表面141的前缘162和邻接前缘162的基本上平的冲击面164。冲击面164最好基本相切于外表面141延伸，并且可绕外表面141转动，使得在其整个转动范围内该冲击面基本上保持与外表面141相切。第一和第二圆筒40和140间隔开配置，使得分离板60和160在吸送会聚区148的两侧彼此并列。在倨选实施例中，圆筒40和140被配置成相对的一对圆筒，该圆筒的驱动轴42和142大体相互平行。因此分离板60和160相对配置并基本上彼此平行，中间是会聚区148。
在操作时，第一圆筒40从点52开始夹带流体进入加速流体层50，该流体层50沿要求的方向流过冲击面64，作为冲击54。第二圆筒140类似地从点152开始夹带流体进入加速流体层150，该流体层沿要求的方向流过冲击面164作为冲击154。当加速流体层50和150会聚于会聚区148时，与单旋转圆筒相比，加速流体层将夹带更多的流体进入冲击，形成增强的冲击158。增强的冲击158的质量惯性显著高于没有增强的单一冲击54和154之和。会聚区域148的大小和驱动轴42与142的相对位置影响增强冲击158的质量惯性。应当认识到，如果会聚区太大或太小，或者如果轴42和142位于不同的水平面上，则会减小对单个冲击54和154的增强作用。因此在需要最大冲击增强作用的场合，需要相对于旋转圆筒40的半径优化会聚区的尺寸并使旋转轴42和142配置在一个共同平面上。
圆筒的转动方向是本发明多圆筒的重要方面。为了产生最大冲击以便沿方向V驱动运输工具，使第一圆筒40顺时针转动，使第二圆筒140反时针方向转动，分别向会聚区148转动。因此加速流体层50和150从圆筒的外部流过圆筒之间的会聚区148，并在冲击分离板60和160的上面流过。通过圆筒40和140的转动使加速流体层50和150流过圆筒之间会聚区148，该流体将如上所述地得到增强，并且在偏转板上不损失任何能量，该偏转板不只是使气流与圆筒切向分开而且还引导气流。
图8示出驱动马达20和转动杆181连接于具有两个旋转圆筒40和140的推进装置100上。驱动系统包括第一皮带轮21、第二皮带轮23和第三皮带轮26。第一皮带轮21连接于马达20的驱动轴，第二和第三皮带轮23和26装在分开的转动轴上。第二皮带轮23具有与齿轮25啮合的齿轮24，齿轮25连接于第三皮带轮26。齿轮24啮合齿轮25，使得第二皮带轮23沿一个方向的转动产生第三皮带轮26沿相反方向的转动。第四皮带轮29连接于第一圆筒40的转轴42，第五皮带轮30连接于第二圆筒140的转轴142。第一驱动皮带22配置在第一皮带轮21和第二皮带轮23之间，第二驱动皮带27配置在第三皮带轮26和第四皮带轮29之间，而第三驱动皮带28配置在第二皮带轮23和第五皮带轮30之间。在操作时，马达20转动第一皮带轮21，从而驱动第一皮带22和第二皮带轮23。第二皮带轮23既驱动第三皮带28又驱动第三皮带轮26。第二皮带27和第三皮带28分别驱动转筒40和140。
转动机构包括支架85，该支架可转动地连接于轴42和固定地连接于曲面挡板80的相对点87和89上。支架185类似地连接于轴142上并固定地连接于曲面挡板180的点187和189上。杆181分别由销钉83和183可转动地连接于支架85和185的端部。在操作时，杆181的轴向运动将使支架85和185绕轴42和142转动。当支架85和185绕相应的轴转动时，分离板60、160和曲面挡板80、180将绕圆筒40和140转动，从而将冲击控制在要求的方向。
图9A～9D示出本发明的另一个实施例，在该实施例中，两个转动圆筒40和140具有独立的分离板和输送斗。在图9A中分离板60、160像上述对图7说明的那样配置在会聚区148上，从而产生沿向前的最大冲击。图9B所示的分离板60、160配置在圆筒40和140的相反侧面，位于会聚区148和148的外边，从而产生沿相反方向的分开的冲击54和154。如图9A所示，反向冲击54和154没有得到加强，因为冲击没有在会聚区148结合，从而没有增强地将静态流体夹带进入加速流体层。图9C示出的分离板60、160这样配置在其各自圆筒上，使得产生沿一个方向的侧向冲击，而图9D示出的分离板60、160配置成可产生相反方向的侧向冲击。
图10是侧视图，示出装在拖船190底部192上的两个双圆筒推进系统100。该推进系统装在拖船上，使得其转轴从底部192垂直向下延伸。为产生最大的向前推力，圆筒分离板按图9A配置，从而可用最大的力推动拖船向前。
图11A示出具有四个圆筒40、140、240和340的流体推进系统200。圆筒端部对端部地配置并基本垂直于其相邻圆筒，形成一个矩形的会聚区248。如像双圆筒推进系统100一样，圆筒的转动方向是本发明的一个重要方面。为最大地增强流体流，圆筒向内向会聚区248转动，使加速流体流过圆筒之间的会聚区248，然后沿要求的最大冲击的方向流出会聚区。
每个圆筒具有至少一个配置在其冲击区的相应分离板。在一个实施例中，圆筒40具有两个分离板60，圆筒140具有两个分离板160，圆筒240具有两个分离板260，而圆筒340具有两个分离板360。每个分离板可相对于其各自圆筒定位，使得可以单独地控制各个圆筒的单个的冲击向量。如图11A所示，冲击向量54、154、254和354可以与相应圆筒分开，并使其向下流动，流出会聚区248。向外流动的冲击54、154、254和354使总的冲击分散在较大区域上，从而更容易地控制着陆的机动性和减小下冲气流的集中。在图11B中，冲击向量54、154、254和354向下指向，使冲击聚集，由此增加夹带进入加速流体层的气体量。在操作时，示于图11的多圆筒结构可用于升浮和推进运输工具例如飞机或气垫飞行器。
图12示出四圆筒推时系统200的横截面图。为产生最大的升力，冲击面60、160、260和360被配置成使冲击54、154、254和354垂直向下，并与圆筒在会聚区248内滚柱的最内的表面相切。为产生侧向冲击及垂直冲击，使一个或多个分离板绕其各个的圆筒转动，从而使冲击以适当角度侧向流动，以获得要求的侧向冲击。
在推进系统200的结构中至少两个圆筒是彼此大体相对配置的，通过结合三个或多个旋转圆筒可使推进系统200既产生升浮冲击又能产生侧向冲击。由于提供三个或多个圆筒，所以可使用至少两个圆筒来形成升浮冲击，而用其中至少一个来形成侧向冲击。在一个实施例中，圆筒配置成相对的对，使得每对中的圆筒基本上彼此平行。在这样一种实施例中圆筒的数目和配置可以包括形成四边形的四个圆筒、形成六角形的六个圆筒或形成八角形的八个圆筒，但不限于此。在另一实施例中，推进系统200可以包括配置成U形或三角形的三个圆筒、配置成五边形的五个圆筒或适当结构的任何数目的圆筒。
通过个别地改变圆筒40、140、240和340的速度，可以在运输工具上产生陀螺效应和滚动特性。减少圆筒40的速度和/或增加圆筒240的速度将造成向左滚动的左转弯。相反，增加圆筒40的速度和/或减少圆筒240的速度则造成向右滚动的右转弯。
推进系统200还可以在相当小区域内的提供特别的升浮量，并且圆筒容易由运输工具支承。图13示出气垫飞行器或飞机290的推进系统200。与常规的由长的悬臂安装的圆筒构成的旋转翼不同，在推进系统200中的圆筒采用许多短的圆筒，该圆筒可以在两个端部安装。由于应用许多短圆筒，所以在小得多的物理空间中推进装置200可具有与上述常规装置相同的总长度。另外，在推进系统200中的圆筒不像悬臂转动器那样需要很高的费用和复杂的结构支承。
图14示出多圆筒推进系统300的另一实施例，在该实施例中，圆筒的转动轴可以移动，从而形成一个可增加侧向冲击和侧向速度的推进系统。第一圆筒40可以升高，使其转轴42位于其正常位置(虚线示出)的上面。而其第三圆筒240可以配置成其转轴242低于其正常位置(以虚线显示)。由于转动轴的移动，冲击54和254可以指向侧方而不妨碍圆筒140和340卷吸流体。
图15示出多圆筒推进系统200的另一实施例，该系统具有许多连接于圆筒40外表面的盘状翅片68。翅片168、268和368类似地分别连接于圆筒140、240和340的外表面。该翅片垂直于圆筒的外表面并平行加速流体的流向。该翅片增加了与流体摩擦接触的表面积，由此可夹带更多流体进入加速流体层和增加该层中流体的速度。如图15清楚示出那样，分离板60具有许多位于各个圆片68之间空间中的指形件65。分离板的指形件使加速的流体与圆筒的外表面和翅片表面二者分离，并且如上所述，使其流过分离板的表面。
本发明还设计应用任何类型的连续动力表面，不局限于使用旋转圆筒。图17示出另一类型的连续动力表面，该表面是卷绕在至少两个滚筒上的皮带40。该皮带由至少一个滚筒驱动，在快速的线性速度下运行。分离板60配置在一个滚筒上，在该处从该皮带上分离出加速流体。分离板60基本上与皮带的表面相切，使冲击流54纵向离开皮带，或者它可以倾斜配置(虚线所示)，使冲击流向皮带侧面。连续动力表面的类型(例如转动圆筒或快速移动带)一般不改变本文所公开的原理和实施例。因此本发明不限于旋转圆筒。
本发明与常规动力表面的推进系统相比具有若干优点。首先，由于沿与表面相切的方向使加速流体与动力表面分离，所以仅有加速流体的转动能损耗在分离板上。另外，由于使基本平的冲击表面邻接前缘，所以本发明还使在加速流体和动力表面分离时在其它方式情况下可能发生的能量损失减至最小。第二，在两个或多旋转圆筒的情况下，圆筒被配置成形成一个会聚区，通过使圆筒向内向会聚区转动而使冲击流沿要求的方向无阻碍地在圆筒之间流过，这样，便可在要求的方向增强该冲击。第三，本发明利用三个或多个旋转圆筒来产生升力和推进二者的推力。
还可以明显看出，虽然本文中已说明作为例示目的的特定实施例，但可以进行各种改变而不违背本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于加速流体和定向地控制流体的流体推进系统，它包括连续动力表面，该表面使流体从吸送区域流到冲击区域，在该吸送区中流体被引导到动力表面，随后靠近表面的流体被加速，产生一层加速的流体，在该冲击区中被加速的流体从动力表面排出；马达，可操作地连接于动力表面，用于驱动动力表面；分离板，具有用于使加速的流体层与动力表面分离的前缘和具有基本平的邻接前缘的冲击面，该冲击面用于将加速的流体引向要求的方向，该分离板可相对于动力表面定位，使得前缘一般紧靠近动力表面，而且冲击面基本上与作为冲击区至少一部分的动力表面相切。
2.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，连续动力表面包括旋转圆筒。
3.如权利要求1所述的推进系统，还包括可运动的带，该带绕在两个滚筒上，至少一个滚筒驱动该带，其中至少一部分带表面形成连续动力表面。
4.如权利要求2所述的推进系统，还包括配置在吸送区域的输送斗，以便将更多的流体引向圆筒。
5.如权利要求4所述的推进系统，其特征在于，输送斗包括连接于分离板的曲面挡板，该曲面挡板沿一部分圆筒从分离板伸向吸送区。
6.如权利要求4所述的推进系统，其特征在于，输送斗可绕圆筒转动。
7.如权利要求4所述的推进系统，其特征在于，输送斗还包括多个部分，这些部分包括曲面挡板和配置在曲面挡板外边的外挡板。
8.如权利要求7所述的推进系统，其特征在于，曲面挡板和外挡板在一个区域彼此重叠，该区域基本上平行于圆筒的转轴延伸。
9.如权利要求7所述的推进系统，其特征在于，挡板包括多个部分，这些部分沿一个边界彼此分开，该边界基本垂直于圆筒的转轴。
10.如权利要求1所述的推进系统，还包括连接于动力表面的翅片，该翅片垂直于动力表面并平行于加速流体的流向。
11.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，分离板可在前缘紧靠近动力表面的分离流体位置和从动力表面缩回的基本上移出加速流体层的脱开位置之间进行调节。
12.如权利要求11所述的推进系统，其特征在于，前缘具有第一端部和第二端部，该前缘可相对于动力表面进行倾斜调节，使其中一个端部与动力表面很靠近地并列，位于分离出流体的位置，而另一端部至少部分地从动力表面缩回。
13.如权利要求1所述的推进系统，其特征在于，分离板包括多个部分，每个部分包括前缘和冲击面，各个部分可相对于动力表面单独配置，从而使加速流体沿多个方向流动。
14.如权利要求13所述的推进系统，其特征在于，每个前缘可在分离流体的位置和缩回位置之间进行调节，在分离位置时前缘很靠近动力表面，在退回位置时前缘从动力表面缩回，基本上移出加速流体层。
15.如权利要求13所述的推进装置，其特征在于，每个前缘具有第一端部和第二端部，该前缘可相对于动力表面进行倾斜调节，使得其中一个端部与动力表面很靠近地并列，位于分离流体的位置，而另一端部至少部分地从动力表面缩回。
16.如权利要求2所述的推进系统，还包括配置在吸送区的反向流动分离板，反向流动分离板可在啮合位置和退回位置之间运动，反向流动分离板在啮合位置时使加速流体与动力表面分离并使其沿相反方向流动，而在缩回位置时脱离加速流体。
17.如权利要求2所述的推进系统，还包括许多圆筒，各个圆筒具有至少一个配置在其冲击区的相应分离板，各个圆筒彼此分开，使得每个分离板与另一个分离板并列。
18.如权利要求17所述的推进装置，其特征在于，圆筒配置成相对的对，从而在圆筒之间形成输送的会聚区，每个圆筒基本上平行于其相对的圆筒；每个分离板配置在会聚区中，与至少一个另外的分离板相对。
19.如权利要求17所述的推进系统，其特征在于，每个分离板可沿其对应圆筒定位。
20.如权利要求17所述的推进系统，其特征在于，每个分离板具有多个部分，各个部分可沿其对应圆筒定位。
21.如权利要求1所述的推进系统，动力表面的速度是可变的。
22.一种用于加速流体和定向地控制流体的流体推进系统，它包括多个圆筒，每个圆筒具有外表面，该外表面从吸送区开始转动通过流体，在该吸送区，流体被引导到外表面，随后邻接外表面的流体被加速，产生一层流过冲击区的加速流体，该加速流体在冲击区域排出外表面，圆筒分开配置，从而在圆筒之间形成吸送会聚区，并且圆筒可向内向会聚区转动，使得各个圆筒的加速流体沿要求的冲击方向流过圆筒之间的会聚区；操作上连接于圆筒的马达，用于转动圆筒；多个冲击流分离板，每个板具有前缘和冲击面，其中每个圆筒至少具有一个位于其冲击区的相应分离板，每个分离板配置在会聚区中并可相对其相应圆筒运动。
23.如权利要求22所述的流体推进系统，其特征在于，圆筒包括基本上彼此平行的两个圆筒。
24.如权利要求23所述的流体推进系统，还包括连接于每个圆筒的输送斗，每个输送斗大体与吸送会聚区相对。
25.如权利要求22所述的流体推进系统，其特征在于，圆筒至少包括三个圆筒。
26.如权利要求22所述的流体推进系统，其特征在于，每个圆筒的转速是可调的，而且可以独立于其它圆筒而受控。
全文摘要
用于加速流体和定向地控制流体的推进系统具有连续的动力表面(40),该动力表面使流体从吸送区(44)流到冲击区(46),在该吸送区中,流体被引向动力表面(40),而在冲击区中流体排出动力表面(40)。该动力表面(40)加速靠近表面的流体,使其产生一层从吸送区(44)到冲击区(46)的加速流体。用于驱动动力表面(40)的发动机传动地连接于动力表面(40)。分离板(60)靠近动力表面(40)配置。分离板60具有使加速流体层与动力表面(40)分离的前缘62和邻接该前缘的用于使加速流体沿要求方向流动的基本平的冲击面64。分离板60可相对于动力表面(40)定位,因而连缘62一般很靠近动力表面(40),并且冲击面(64)基本与作为冲击区(46)至少一部分的动力表面40相切。
文档编号B64C23/02GK1190938SQ96195492
公开日1998年8月19日 申请日期1996年5月30日 优先权日1995年6月7日
发明者威廉·W·杰斯瓦恩 申请人:威廉·W·杰斯瓦恩