CN101306716A - 改变水中移动物体所受阻力的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改变水中移动物体所受阻力的方法及装置，包括以下步骤：在移动物体上安装一个或一个以上高压水泵，并在移动物体上安装一个或一个以上可调控喷水装置，高压水泵的出水端通过可调控喷水管道与可调控喷水装置相连；所述高压水泵的进水端与可调控进水管道的一端相连，所述可调控进水管道的另一端在水中；当移动物体运动时，启动高压水泵，高压水泵通过可调控进水管道将水吸入，加压后通过可调控喷水装置将高压水喷射出来，使高压水将移动物体包裹住，在移动物体与阻力水之间形成一层中间层水，使阻力水与中间层水之间摩擦而改变水中移动物体所受的阻力。本发明可大大提高潜艇或鱼雷的速度。

Description

改变水中移动物体所受阻力的方法及装置

一、技术领域

本发明属于流体力学技术领域，特别属于改变潜艇或鱼雷或水中导弹或水面舰艇在行进中的阻力的方法及装置。

二、背景技术

为了提高潜艇或鱼雷或水中导弹或水面舰艇的速度，现有技术多采用增加动力的方法，然而，这种方法随速度的提高，移动物体在水中所受的阻力会成倍的增加，当速度达到一个极限值时，再增加发动机的功率就是徒劳无功的了，本发明通过降低水中移动物体所受阻力的方法及装置，成功地解决了这一问题。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种改变水中移动物体所受阻力的方法；本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种改变水中移动物体所受阻力的装置；本发明所要解决的再一技术问题是，提供再一种改变水中移动物体所受阻力的方法；本发明所要解决的再一技术问题是，提供再一种改变水中移动物体所受阻力的装置。

所述移动物体是潜艇或鱼雷或水中导弹或水面舰艇或其他公知的在水中移动的物体。

本发明所述的水中包括水面以下和水面以上。

本发明一种改变水中移动物体所受阻力的方法的技术方案是：一种改变水中移动物体所受阻力的方法，包括以下步骤：在移动物体上安装一个或一个以上高压水泵，并在移动物体上安装一个或一个以上可调控喷水装置，可调控喷水装置可以安装在移动物体的顶部或尾部或外表面，高压水泵的出水端通过可调控喷水管道与可调控喷水装置相连；所述高压水泵的进水端与可调控进水管道的一端相连，所述可调控进水管道的另一端在水中；当移动物体运动时，启动高压水泵，高压水泵通过可调控进水管道将水吸入，加压后通过可调控喷水管道到达可调控喷水装置，通过可调控喷水装置将高压水喷射出来，使高压水将移动物体包裹住，在移动物体与阻力水之间形成一层中间层水，阻力水与中间层水之间的摩擦阻力要远远小于移动物体与水之间直接摩擦的阻力，因此，大大降低了移动物体与水之间的阻力，提高了移动物体的速度；所述高压水是压力高于移动物体所在水域的阻力水对移动物体的压力的水。

所述高压水泵可以安装在移动物体的内部，也可以安装在移动物体的外部。

所述高压水泵是出水压力高于移动物体所在水域的水对移动物体的压力的水泵。

所述进水管道上安装有过滤器，用于过滤水中的杂质。

当需要提高速度时，喷水方向与运动方向相反，当需要降低速度时，喷水方向与运动方向相同。

本发明对于隐形潜艇或导弹来说，可以任意按隐形要求来设计外型，而不影响其运动性能。

本发明一种改变水中移动物体所受阻力的装置的技术方案是：一种改变水中移动物体所受阻力的装置，包括移动物体和安装在移动物体上的高压水泵，高压水泵的出水端通过可调控喷水管道与可调控喷水装置相连；所述高压水泵的进水端与可调控进水管道的一端相连，所述可调控进水管道的另一端在水中；所述可调控喷水装置可以安装在移动物体的顶部或尾部或外表面。

所述高压水泵可以安装在移动物体的内部，也可以安装在移动物体的外部。

所述高压水泵是出水压力高于移动物体所在水域的水对移动物体的压力的水泵。

所述可调控喷水装置是公知的可以控制喷水压力的装置。

所述进水管道上安装有过滤器，用于过滤水中的杂质。

对于水面舰艇而言，只需将可调控喷水装置安装在水面以下部分就可以，水面以上部分就不用安装了。

本发明再一种改变水中移动物体所受阻力的方法的技术方案是：一种改变水中移动物体所受阻力的方法，包括以下步骤：在移动物体上安装一个或一个以上气体发生器，并在移动物体上安装一个或一个以上气体可调控喷气装置，气体可调控喷气装置可以安装在移动物体的顶部或尾部或外表面，气体发生器的出气口通过可调控喷气管道与气体喷气装置相连；当移动物体高速运动时，启动气体发生器产生高压气体，高压气体通过可调控喷气管道到达喷气装置喷出，使气体包裹住移动物体，在移动物体和水之间产生一层中间层气体，使水不能直接接触到移动物体，水与中间层气体摩擦，中间层气体再与移动物体摩擦，由于中间层气体是从移动物体本身喷出，这样就可以大大降低水的阻力，提高速度，当需要提高速度时，喷气方向与运动方向相反，当需要降低速度时，喷气方向与运动方向相同。

所述气体发生器还连接有一个或一个以上可调控进气管道用来吸进制造中间层气体所需的空气，可调控进气管道上安装有过滤器，用以过滤空气中的杂质。

所述气体发生器可以安装在移动物体的内部，也可以安装在移动物体的外部。

所述可调控进气管道的进气口是在水面之上的空气中。

本发明对于隐形飞机或导弹来说，可以任意按隐形要求来设计外型，而不影响其运动性能。

所述高压气体，是压力大于移动物体外的水域对移动物体的压力的气体。

所述气体发生器是空气压缩机或喷汽式发动机或蒸汽发生器或其他公知的可以产生气体的装置。

所述气体发生器是内装固态气体或液态气体的可调温容器，如内装干冰或液态氮或液态空气等，可以通过调温来产生气体及控制气体的压力。

如果移动物体本身是用喷气式发动机为动力的话，可以不用气体发生器，只需要将喷气式发动机喷出的一部分气体通过管道引入气体喷气装置然后喷出就可以。

所述气体可调控喷气装置是喷嘴或其他公知的可以控制气体喷出的装置。

本发明再一种改变水中移动物体所受阻力的装置的技术方案是：一种改变水中移动物体所受阻力的装置，包括移动物体及移动物体上的气体发生器，所述气体发生器的出气口通过可调控喷气管道与气体可调控喷气装置相连，所述气体可调控喷气装置可以用喷出的气体将移动物体包围；所述气体可调控喷气装置可以安装在移动物体的顶部或尾部或外表面；所述气体发生器可以是一个，也可以是一个以上；所述气体喷气装置可以是一个，也可以是一个以上。

所述气体发生器还有一个或一个以上可调控进气管道用来吸进制造中间层气体所需的空气；所述可调控进气管道的一端连接气体发生器的进气口，另一端通到移动物体外的水面之上的空气中，可直接吸进空气。

所述气体发生器可以安装在移动物体的内部，也可以安装在移动物体的外部。

所述可调控管道是可以调控吸进或喷出的气体的。

所述高压气体，是压力大于移动物体外的水域压力的气体。

所述气体发生器是空气压缩机或喷汽式发动机或蒸汽发生器或其他公知的可以产生气体的装置。

所述气体发生器是内装固态气体或液态气体的可调温容器，如干冰或液态氮或液态空气等，可以通过调温来产生气体及控制气体的压力；所述可调温容器是采用电调温或引入发动机的部分剩余热量加温或采用其他公知的调温方式调温；通过调控可调温容器内的温度，使干冰或液态氮或液态空气汽化，产生高压气体；所述气体发生器可以没有可调控进气管道。

对于水面舰艇而言，只需将可调控喷气装置安装在水面以下部分就可以，水面以上部分就不用安装了。

本发明的有益效果：

本发明对隐形潜艇或隐形鱼雷的性能有很大的提高。众所周知，对于隐形潜艇或隐形鱼雷来说，由于隐形设计的要求，就必然损失一部分机动性能，影响速度和灵活性，本发明由于在隐形潜艇或隐形鱼雷的外部包裹了一层气体或中间水层，在前行时，水不与机体本身摩擦，而是与中间层气体或中间水层摩擦，因此，无论机体设计成任何形状，都对其运行速度及机动灵活性影响不大。

本发明可以大大降低移动物体在水中的噪音。

本发明可以大大地提高潜艇或鱼雷或水面舰艇的运动速度。对于潜艇或鱼雷或水面舰艇来说，一般有两种方法可以提高其速度，一是提高发动机的功率，此种方法当速度达到一定程度时，就很难在提高了，因为愈是速度提高时，其阻力就愈是成倍的增加。另一种方法是降低其阻力，当阻力降到很低时，只须很小一部分的动力就可以抵消其阻力，发动机多余出来的动力就用来加速，使整个运行过程都处于加速状态，因此，从理论上说，本发明可以无限地提高运行速度。

本发明可以大量节省能源，使移动物体可以增加航程。由于本发明降低了阻力消耗，因此，在燃料相同的情况下，可以很大的增加航程，这一点，对于潜艇来说，是非常非常重要的。

四、附图说明

图1是本发明的一种结构原理示意图

图2是本发明的用于隐形移动物体的结构原理示意图

图3是本发明的另一结构原理示意图

图4是本发明的再一用于隐形移动物体的结构原理示意图

图5是本发明的再一结构原理示意图

附图标记：

1移动物体  2可调控喷水装置  3高压水泵  4可调控喷水管道  5可调控进水管道

6中间水层  7阻力水  8过滤器

11移动物体  12可调控喷气装置  13气体发生器  14可调控喷气管道

15可调控进气管道  16中间层气体  17阻力水  18过滤器

五、具体实施方式

实施例一：

如图1所式，移动物体1是潜艇或鱼雷，在潜艇的外部安装多个可调控喷水装置2，以所喷出的中间水层可将整个潜艇全部覆盖为准，高压水泵3通过可调控进水管道5吸进体外的水，经加压后可通过可调控喷水管道4到达可调控喷水装置2；可调控进水管道5的进水口安装有过滤器8。

当移动物体1高速前行时，启动高压水泵3，水经过滤器8后通过可调控进水管道5进入高压水泵3，加压成高压水；所述高压水是压力大于移动物体外水域的压力。经加压后通过可调控喷水管道4及喷水装置2喷出，使高压水作为中间水层6将整个移动物体包裹住，高速潜行的移动物体不直接与阻力水接触，阻力水7与中间水层6产生滑动摩擦，阻力要远远小于阻力水7与移动物体1直接接触所产生的阻力，因此，可以大大提高移动物体1的速度，节省能量。

所述移动物体也可以是水面舰艇，对于水面舰艇而言，只需将可调控喷水装置安装在水面以下部分就可以，水面以上部分就不用安装了。

实施例二：

如图2所式，移动物体是隐形潜艇或隐形鱼雷，同理，无论按隐形的要求设计成任意形状的外型，当其外部包裹上一层中间水层时，其前行时的阻力都只是阻力水7与中间水层6之间产生的滑动摩擦阻力，而移动物体的外型对阻力的影响不大；本发明由于中间水层的作用，大大的降低了移动物体的噪音，因此，提高了移动物体的隐身性能。

实施例三：

如图3所式，移动物体11是潜艇或鱼雷，气体发生器13采用空气压缩机，在移动物体的外部安装多个喷气装置12，以所喷出的气体可将整个移动物体全部覆盖为准，气体发生器13通过可调控进气管道15吸进体外经过滤器18过滤后的空气，经加压后可通过可调控喷气管道14到达可调控喷气装置12。可调控进气管道15的进气口和过滤器18在水外的空气中。当移动物体11高速前行时，启动空气压缩机，空气通过可调控进气管道进入空压机，压缩成高压气体；所述高压气体是压力大于导弹外空气压力的气体。高压气体通过可调控喷气管道及喷气装置喷出，使气体将整个移动物体11包裹住，高速前行的移动物体11不与阻力水17直接接触，阻力水17直接与中间层气体16接触，阻力水17与中间层气体16之间的摩擦阻力，远远小于阻力水与移动物体11之间的摩擦阻力，因此，可大大提高移动物体11的速度，节省能量。

所述气体发生器也可以采用内装固态气体或液态气体的可调温容器，如干冰或液态氮或液态空气等，当空气通过可调控进气管道进入可调温容器后，由于空气的温度远远高于干冰或液态氮或液态空气等，使之迅速汽化，产生高压气体，可以通过调节可调控进气管道中空气的进气量，来控制高压气体的压力。

所述移动物体也可以是水面舰艇，对于水面舰艇而言，只需将可调控喷气装置安装在水面以下部分就可以，水面以上部分就不用安装了。

实施例四：

如图4所式，移动物体是隐形潜艇或隐形鱼雷，同理，无论按隐形的要求设计成任意形状的外型，当其外部包裹上一层气体时，其前行时的阻力都只是阻力水与中间层气体的摩擦阻力，而移动物体的外型对阻力的影响不大；

实施例五：

如图5所示，所述气体发生器也是采用内装固态气体或液态气体的可调温容器，如干冰或液态氮或液态空气等；所述可调温容器是采用电调温或引入发动机的部分剩余热量加温或采用其他公知的调温方式调温；当可移动物体高速前行时，通过调控可调温容器内的温度，使干冰或液态氮或液态空气汽化，产生高压气体，高压气体通过可调控喷气管道及喷气装置喷出，使气体将整个可移动物体包裹住，高速前行的可移动物体不与阻力水接触，阻力水直接与中间层气体接触，阻力水与中间层气体之间的摩擦阻力，远远小于阻力水与可移动物体之间的摩擦阻力，因此，可大大提高可移动物体的速度，节省能量。

本发明中，可调控喷水装置或可调控喷水管道或可调控进水管道或可调控喷气装置或可调控喷气管道或可调控进气管道或过滤器采用公知产品就可以。

Claims (10)

1.一种改变水中移动物体所受阻力的方法，其特征是，包括以下步骤：在移动物体上安装一个或一个以上高压水泵，并在移动物体上安装一个或一个以上可调控喷水装置，高压水泵的出水端通过可调控喷水管道与可调控喷水装置相连；所述高压水泵的进水端与可调控进水管道的一端相连，所述可调控进水管道的另一端在水中；当移动物体运动时，启动高压水泵，高压水泵通过可调控进水管道将水吸入，加压后通过可调控喷水管道到达可调控喷水装置，通过可调控喷水装置将高压水喷射出来，在移动物体与阻力水之间形成一层中间层水，使阻力水与中间层水之间摩擦而改变水中移动物体所受的阻力；所述高压水是压力高于移动物体所在水域的阻力水对移动物体的压力的水。

2.根据权利要求1所述的一种改变水中移动物体所受阻力的方法，其特征是，所述可调控喷水装置可以安装在移动物体的顶部或尾部或外表面。

3.根据权利要求1所述的一种改变水中移动物体所受阻力的方法，其特征是，所述进水管道上安装有过滤器，用于过滤水中的杂质。

4.一种改变水中移动物体所受阻力的方法，其特征是，包括以下步骤：在移动物体上安装一个或一个以上气体发生器，并在移动物体上安装一个或一个以上气体可调控喷气装置，气体发生器的出气口通过可调控喷气管道与气体喷气装置相连；当移动物体高速运动时，启动气体发生器产生高压气体，高压气体通过可调控喷气管道到达喷气装置喷出，在移动物体和水之间产生一层中间层气体，水与中间层气体摩擦，中间层气体再与移动物体摩擦而改变水中移动物体所受的阻力；所述高压气体，是压力大于移动物体外的水域对移动物体的压力的气体。

5.根据权利要求4所述的一种改变水中移动物体所受阻力的方法，其特征是，所述气体发生器还连接有一个或一个以上可调控进气管道用来吸进制造中间层气体所需的空气；所述可调控进气管道的进气口是在水面之上的空气中。

6.一种改变水中移动物体所受阻力的装置，其特征是，包括移动物体和安装在移动物体上的高压水泵，所述高压水泵可以安装在移动物体的内部，也可以安装在移动物体的外部；所述高压水泵的出水端通过可调控喷水管道与可调控喷水装置相连；所述高压水泵的进水端与可调控进水管道的一端相连，所述可调控进水管道的另一端在水中；所述高压水泵是出水压力高于移动物体所在水域的水对移动物体的压力的水泵。

7.根据权利要求6所述的一种改变水中移动物体所受阻力的装置，其特征是，所述可调控喷水装置安装在移动物体的顶部或尾部或外表面。

8.根据权利要求6所述的一种改变水中移动物体所受阻力的装置，其特征是，所述可调控进水管道上安装有过滤器。

9.一种改变水中移动物体所受阻力的装置，其特征是，包括移动物体及移动物体上的气体发生器，所述气体发生器的出气口通过可调控喷气管道与气体可调控喷气装置相连，所述气体可调控喷气装置可以安装在移动物体的顶部或尾部或外表面；所述气体发生器是一个或一个以上；所述气体喷气装置是一个或一个以上。

10.根据权利要求9所述的一种改变水中移动物体所受阻力的装置，其特征是，所述气体发生器还有一个或一个以上可调控进气管道；所述可调控进气管道的一端连接气体发生器的进气口，另一端通到移动物体外的水面之上的空气中。

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