CN102202966A - 用于产生推力的方法和用于在流体中运动的设备 - Google Patents

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Abstract

发明涉及用于在空气和水中运动的设备领域。用于在流体中运动的设备包括具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于在机翼的凸状上表面的上方形成压力射流的装置互连。设备的六种实施例的特征在于，用于形成压力射流的装置的设计。用于产生推力的方法在于使用用于在机翼的凸状上表面上方形成压力射流的装置。所述方法的五个实施例的特征在于，用于形成压力射流的装置的设计。该发明旨在提高效率。

Description

用于产生推力的方法和用于在流体中运动的设备
技术领域
本发明涉及运输技术领域，即涉及用于产生推力的方法和具有空气动力学横截面机翼的设备，且可用作用于在流体-空气和水中运动的设备。
背景技术
通常，以下类型的推进装置用于在气体(空气)和液体(水)介质中产生推力。
-平均密度低于周围环境的密度的容器：飞艇、气球和潜水容器。这种推进装置仅可产生垂直推力(根据阿基米德定律)。
-基于储存的工作介质的排放或基于环境材料的吸入、加速和随后的排放的射流式发动机(根据牛顿定律)；
-在倾斜平面与环境的相对运动过程中基于倾斜平面和环境的相互作用的螺旋桨螺旋桨(船用螺旋桨)；
-当由机翼几何形状确定的介质运动速度增大时，基于介质中的压力下降作用的飞机机翼(直升机旋翼)。为了在飞机机翼或直升机旋翼下方实现减小的压力，必须使飞机或直升机相对于空气移动(也可由风产生升力，但这不是受控的飞行)。
作为最接近的模拟物(原型)，我们选择根据2000年6月27日公开的1998年3月2日的RF专利No.2151717的用于产生推力的方法和垂直起飞和着陆的飞机(飞碟)。用于产生推力的方法的特征在于，空气动力学横截面机翼(盘)的上凸状表面上方的流体(空气流)的压力射流的方向(沿着切向)，以在盘上表面上方产生剧烈的空气流。
发明内容
本发明中使用的用于产生推力的方法(柯恩达效应)的特征在于，沿着切向向着空气动力学横截面机翼(具有球形上表面的盘)产生均匀空气流，且吹到机翼上表面上方。根据柏努利定律，产生稀薄的空间且产生垂直向上的推力。在此，在机翼上表面上方安装有高压螺旋桨。螺旋桨包括两个离心旋翼，所述离心旋翼彼此镜像且沿相反方向同轴转动。此外，螺旋桨具有成环形节流口的形式的扩散器，所述环形节流口具有用于改变推力矢量和以板的平移运动的模式开启它的螺旋通道。由于由吸气作用引起的重量增大是不明显的，因此方法和设备具有低的推力产生效率。
请求保护的解决方案的技术目的是提高推力产生效率。
所述目的通过具有相同的发明构思的一组发明实现。
该组发明包括：
-一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴沿着切向引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面，其中，根据本发明，喷嘴与借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的方向成一角度移动；
-一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于由沿着切向指向机翼的凸状上表面的喷嘴形成压力射流的装置互连，其中，根据本发明，所述设备具有用于转动所述装置的喷嘴的驱动器，所述装置以与机翼纵向轴线同轴的空心轴转动体的形式制成，且具有形成具有涡旋的压力射流的能力；
-一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴沿着切向引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面，其中，根据本发明，借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的排放点被顺序地改变；
-一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于由沿着切向指向机翼的凸状上表面的喷嘴形成压力射流的装置互连，其中，根据本发明，所述装置以成块体的静止喷嘴的形式制造，所述静止喷嘴连接到脉动空气喷气式发动机，且模拟喷嘴的圆周运动而具有形成具有涡旋的压力射流的能力；
-一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面的上方，其中，根据本发明，喷嘴被配置成在机翼纵向轴线平面上往复运动，使得流体压力射流借助于涡旋捕获周围流体；
-一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于由沿着切向指向机翼的凸状上表面的喷嘴形成压力射流的装置互连，其中，根据本发明，用于形成压力射流的装置以具有空心轴和喷嘴的块体的形式制造，所述块体安装在机翼纵向轴线平面上，所述喷嘴被制成具有形成具有涡旋的压力射流的能力且连接到往复运动机构；
-一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和用于在机翼的凸状上表面上方形成压力射流的装置，其中，根据本发明，用于形成压力射流的装置以铰接安装的弯曲喷嘴的形式制造，所述铰接安装的弯曲喷嘴连接到脉动空气喷气式发动机且被制成具有形成具有涡旋的压力射流和借助于弹簧复位的能力；
-一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面的上方，其中，根据本发明，在机翼纵向轴线平面上模拟借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的喷嘴的往复排放点；
-一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和具有用于在机翼的凸状上表面上方形成压力射流的喷嘴的装置，其中，根据本发明，用于形成压力射流的装置以安装在机翼纵向轴线平面上的成块体的静止喷嘴的形式制造，所述静止喷嘴连接到脉动空气喷气式发动机而具有往复改变借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的喷嘴的排放点的能力；
-一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面上方，其中，根据本发明，流体压力射流的喷嘴被配置成在与所述机翼的纵向轴线平行的平面上振荡运动，使得流体压力射流借助于涡旋捕获周围流体；
-一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和用于形成压力射流和将所述压力射流引导到机翼的凸状上表面上方的装置，其中，根据本发明，用于形成压力射流的装置以具有空心轴和喷嘴的转动体的形式制造，所述转动体与机翼纵向轴线垂直地安装，喷嘴对称地且与端面成一角度安装在轴端面上而具有使压力射流借助于涡旋捕获周围流体的能力。
本发明基于由V.A.Kovalchuk发现的现象，当射流源与射流的方向成一角度移动时使射流的运动区域的压力下降。作者称这种射流排放为“扩散射流”(图1)。“扩散射流”在射流源移动时和射流排放点顺序地改变时即在源的“假像”运动过程中形成。
所提出的用于产生推力的方法可在喷嘴之后形成内部具有低的压力的螺旋扩散射流，在向着机翼周边的离心运动中，会将大量的周围流体吸入(捕获或载送)到涡旋运动中，这明显降低机翼下方的压力(在介质中不具有机翼运动)。
因此，推力效率增大，使得可获得高的运动速度。
在射流的排放和转动体与喷嘴的同时转动以及喷嘴在“扩散射流”区域中的往复或振荡运动中，产生从喷嘴移动到机翼的周边区域的无限涡旋射流的系统。涡旋比流体射流具有明显更高的势能，且在运动过程中，涡旋串捕获和载送走大质量(量)的环境空气，从而降低机翼下方的空气压力。机翼上方和下方的压力差使得设备运动。
由于设备不具有作用于介质的机械元件，因此它简化了设备设计且减小了其尺寸和增大了其可靠性，这使得可以任何方向执行起飞和着陆，而不会在与周围物体接触的情况下产生危险损坏。
已进行的专利检索没有发现相同的技术方案，这使得所请求保护的技术方案具有新颖性和相应的技术水平。
民用工业具有所有必需的条件(材料、技术和仪器)来制造和广泛地多功能实施所提出的设备。
附图说明
下面，参看附图解释本发明的本质，附图包括：
图1是“扩散”射流的形成的示意图；
图2是涡旋的形成的示意图(顶视图)；
图3是涡旋的形成的示意图(纵向横截面)；
图4是用于形成涡旋的装置的总体视图(具有转动体和径向布置的喷嘴)；
图5是用于形成涡旋射流的装置的总体视图(具有转动体和成一角度设置的喷嘴)；
图6是具有成块体构造的静止喷嘴的设备的总体视图，所述静止喷嘴模拟喷嘴的圆周运动；
图7是用于形成涡旋的装置的总体视图(利用喷嘴的往复运动)；
图8是用于形成涡旋的装置的总体视图(模仿喷嘴的往复运动)；
图9是用于形成涡旋的装置的总体视图(利用带有弹簧的弯曲喷嘴的往复运动)；
图10是用于形成涡旋的装置的总体视图(利用朝转动体端面倾斜的喷嘴的振荡运动)；
图11是成球截形的机翼的总体视图；
图12是成球截形的机翼的总体视图，所述机翼在其中心处具有孔；
图13是当机翼以中心处具有孔的球截形制造时的压力射流的方向的示意图；
图14是成两个球截形的机翼的总体视图；
图15是具有成弯曲矩形板的形状的机翼的设备的总体视图(所述矩形板的横截面弓弯)；以及
图16是具有成弯曲三角形板的形状的机翼的设备的总体视图(所述三角形板的横截面弓弯)。
具体实施方式
所提出的本发明利用气体涡旋1在它们的运动过程中会吸入(吞入)质量非常大的周围流体2的独特特征(图2和3)，这是由于在涡旋1的中心区域具有空气稀薄的空间引起的。当涡旋1从中心移动到机翼4的边缘3时，大质量的空气2被捕获和运走，这降低了机翼4下方的压力。产生推力的作用在压力射流源5沿一个方向(圆周)运动的情况下、在机翼4的纵向轴线的平面上的往复运动和在与机翼4的纵向轴线平行的平面上的振荡运动的情况下产生。
根据权利要求1的用于产生推力的方法在于，将流体压力射流5从喷嘴沿着切向引导到空气动力学横截面机翼4的凸状上表面6，其中，喷嘴7相对于流体压力射流5的方向成一角度运动，所述流体压力射流借助于涡旋1捕获周围流体。
根据权利要求2的用于上述方法中的运动的设备包括具有凸状上表面6的空气动力学横截面机翼4、和高压流体源8，所述高压流体源8与用于由沿着切向指向机翼4的凸状上表面6的喷嘴7形成压力射流5的装置互连；所述高压流体源8具有以转动体9的形式制成的用于转动喷嘴7的驱动器，具有驱动器10和空心轴(未示出)，所述转动体9与机翼纵向轴线同轴地安装，从而具有形成具有涡旋1的压力射流5的能力(图4和图5)。
高压流体源8以(离心或轴向式)压缩机的形式制造。
根据权利要求3的用于产生推力的方法在于，将流体压力射流5从喷嘴7沿着切向引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面6，且在该过程中，顺序地改变借助于涡旋1捕获周围流体的流体压力射流5的排放点。
根据权利要求4的用于权利要求3的方法中的在流体中运动的设备包括具有凸状上表面6的空气动力学横截面机翼4、和高压流体源，所述高压流体源与用于由喷嘴形成压力射流5的装置互连，所述喷嘴沿着切向指向机翼4的凸状上表面6。所述用于形成压力射流5的装置以成块体的静止喷嘴11的形式制成，所述静止喷嘴11连接到脉动空气喷气式发动机12，且模拟喷嘴的圆周运动，从而具备形成具有涡旋1的压力射流5的能力(图6)。
在根据权利要求2和4的设备中，空气动力学机翼4可被实施为成球截形13(图11)、中心处具有孔14的球截形13(图12和图13)或两个球截形15(图14)的形式的板。
根据权利要求5的用于产生推力的方法在于，在喷嘴7被配置成在机翼4的纵向轴线的平面上往复运动的情况下将流体压力射流5从喷嘴7引导到空气动力学横截面机翼4的凸状上表面6的上方，使得流体压力射流5借助于涡旋1捕获周围流体。
根据权利要求6的用于权利要求5的方法中的在流体中运动的设备包括具有凸状上表面6的空气动力学横截面机翼4、和高压流体源8，所述高压流体源8与用于在机翼4的凸状上表面之上形成压力射流5的装置互连，其中，所述用于形成压力射流5的装置以具有空心轴(未示出)和喷嘴7的块体16的形式制成，所述块体安装在机翼4的纵向轴线的平面上，且喷嘴被制成具有形成具有涡旋1的压力射流5的能力，且连接到往复运动机构(未示出)(图7)。
高压流体源8以(离心或轴向式)压缩机的形式制成。
根据权利要求7的用于权利要求5的方法中的在流体中运动的设备包括具有凸状上表面6的空气动力学横截面机翼4、和具有用于在机翼4的凸状上表面6上方形成压力射流的喷嘴的装置，其中，所述用于形成压力射流5的装置以弯曲喷嘴17的形式制成，所述弯曲喷嘴铰接安装、连接到脉动空气喷气式发动机12且被制造成具备形成具有涡旋1的压力射流5和借助于弹簧18复位的能力(图9)。
根据权利要求8的用于产生推力的方法在于，在机翼纵向轴线平面上模拟借助于涡旋1捕获周围流体的流体压力射流5的喷嘴7的往复排放点的情况下将流体压力射流5从喷嘴7引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面6上方。
根据权利要求9的用于权利要求8的方法中的在流体中运动的设备包括具有凸状上表面6的空气动力学横截面机翼4、和具有用于在机翼4的凸状上表面6的上方形成压力射流5的装置，其中，所述用于形成压力射流5的装置以安装在机翼4的纵向轴线平面上的静止喷嘴的块体19的形式制成，所述块体连接到脉动空气喷气式发动机12，从而具有往复地改变借助于涡旋1捕获周围流体的流体压力射流的喷嘴的排放点的能力(图8)。
在根据权利要求9的设备中，空气动力学横截面机翼4可以以具有弧形横截面的弯曲矩形板20的形状制造(图15)或以其横截面弓弯的三角形板21的形状制造(图16)。此外，也可以以球截形13的形状(图11)、以中心处具有孔14的球截形的形状(图12和13)或以两个球截形15的形式(图14)制造机翼。
根据权利要求10的用于产生推力的方法在于，将流体压力射流5从喷嘴引导到空气动力学横截面机翼4的凸状上表面6的上方，其中，流体压力射流5的喷嘴被配置成在与所述机翼4的纵向轴线平行的平面上震荡运动，使得流体压力射流5借助于涡旋1捕获周围流体。
根据权利要求11的用于权利要求10的方法中的在流体中运动的设备包括具有凸状上表面6的空气动力学横截面机翼4、和高压流体源8，所述高压流体源8与用于形成和将压力射流引导到机翼4的凸状上表面6上方的装置互连，其中，所述用于形成压力射流的装置以转动体22的形式制造，所述转动体22具有空心轴(未示出)和喷嘴23，所述喷嘴23与机翼纵向轴线垂直且对称地与端面24成一角度安装在端面24上，从而具有借助于涡旋1利用压力射流5捕获周围流体的能力(图10)。
高压流体源8以(离心或轴向式)压缩机的形式制造，而机翼可具有任何上述形状。
用于在流体中运动的设备如下所述地工作。
根据图2的设备(图4)。高压源8和具有喷嘴7的转动体10被开启。流体(空气或水)压力射流5流动到设备的喷嘴7。这样，具有涡旋1的压力射流5在可移动的喷嘴之后形成。
根据权利要求6的设备(图7)。高压源8和喷嘴的往复运动机构(未示出)被开启。流体(空气或水)压力射流5流动到设备的喷嘴7。这样，具有涡旋1的压力射流5在可移动的喷嘴之后形成。
根据权利要求11的设备(图10)。与对称地安装在转动体24的端面上的倾斜喷嘴互连的高压源8被开启。当从喷嘴排放时，压力射流使得转动体22转动，同时喷嘴23相对于机翼4振荡。这样，具有涡旋1的压力射流在可移动的喷嘴之后形成。
在喷嘴的模拟运动过程中的根据权利要求4的设备(图6)如下所述地工作。脉动空气喷气式发动机12被启动，且已形成的射流在压力下以设定顺序供给到位于块体圆柱形表面上的静止喷嘴的块体11。这样，具有涡旋1的压力射流5在模拟喷嘴的圆周运动的可移动喷嘴之后形成。
在喷嘴的模拟往复运动的情况下，根据权利要求9的设备(图8、图15和16)如下所述地工作。脉动空气喷气式发动机被开启，且压力下的压力射流供给位于同一条线上(线性布置)的静止喷嘴的块体19(图8)或块体(图15和16中)，其中，喷嘴的压力射流排放点以指定顺序变化。这样，形成具有涡旋1的压力射流5。
根据权利要求7的设备(图9)如下所述地工作。连接到弯曲喷嘴17的脉动空气喷气式发动机12被启动，所述弯曲喷嘴被制成具有借助于弹簧18复位的能力。这样，喷嘴往复运动，这形成具有涡旋1的压力射流5。
当涡旋1从中心移动到机翼4的边缘3时，大质量的空气2被捕获和运走，使得机翼4下方的压力下降。(在任何请求保护的实施例中)设备升起，并沿所需的方向运动。
发明人对具有各种机翼形状的设备的实验室模型进行了试验；试验表明设备具有产生推力和沿任何方向运动的能力。如果需要，申请人愿意提供照片或视频资料。

Claims (11)

1.一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴沿着切向引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面，其特征在于，喷嘴与借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的方向成一角度移动。
2.一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于由沿着切向指向机翼的凸状上表面的喷嘴形成压力射流的装置互连，其特征在于，所述设备具有用于转动所述装置的喷嘴的驱动器，所述装置以具有空心轴且与机翼纵向轴线同轴地安装的转动体的形式制成，且具有形成具有涡旋的压力射流的能力。
3.一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴沿着切向引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面，其特征在于，借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的排放点被顺序地改变。
4.一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于由沿着切向指向机翼的凸状上表面的喷嘴形成压力射流的装置互连，其特征在于，所述装置以成块体的静止喷嘴的形式制造，所述静止喷嘴连接到脉动空气喷气式发动机，且模拟喷嘴的圆周运动而具有形成具有涡旋的压力射流的能力。
5.一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面的上方，其特征在于，喷嘴被配置成在机翼纵向轴线平面上往复运动，使得流体压力射流借助于涡旋捕获周围流体。
6.一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于由喷嘴在机翼的凸状上表面上方形成压力射流的装置互连，其特征在于，用于形成压力射流的装置以具有空心轴和喷嘴的块体的形式制造，所述块体安装在机翼纵向轴线平面上，所述喷嘴被制成具有形成具有涡旋的压力射流的能力且连接到往复运动机构。
7.一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和用于在机翼的凸状上表面上方形成压力射流的具有喷嘴的装置，其特征在于，用于形成压力射流的装置以铰接安装的弯曲喷嘴的形式制造，所述铰接安装的弯曲喷嘴连接到脉动空气喷气式发动机且被制成具有形成具有涡旋的压力射流和借助于弹簧复位的能力。
8.一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面的上方，其特征在于，在机翼纵向轴线平面上模拟借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的喷嘴的往复排放点。
9.一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和用于在机翼的凸状上表面上方形成压力射流的装置，其特征在于，用于形成压力射流的装置以安装在机翼纵向轴线平面上的成块体的静止喷嘴的形式制造，所述静止喷嘴连接到脉动空气喷气式发动机而具有往复改变借助于涡旋捕获周围流体的流体压力射流的喷嘴的排放点的能力。
10.一种用于产生推力的方法，所述方法在于将流体压力射流从喷嘴引导到空气动力学横截面机翼的凸状上表面上方，其特征在于，流体压力射流的喷嘴被配置成在与所述机翼的纵向轴线平行的平面上振荡运动，使得流体压力射流借助于涡旋捕获周围流体。
11.一种用于在流体中运动的设备，包括：具有凸状上表面的空气动力学横截面机翼、和高压流体源，所述高压流体源与用于形成压力射流和将所述压力射流引导到机翼的凸状上表面上方的装置互连，其特征在于，用于形成压力射流的装置以具有空心轴和喷嘴的转动体的形式制造，所述转动体与机翼纵向轴线垂直地安装，喷嘴对称地且与端面成一角度安装在端面上而具有使压力射流借助于涡旋捕获周围流体的能力。
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