CN106628199A - 自循环流体推进器 - Google Patents
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Abstract
一种自循环流体推进器，包括一个或多个被构造成封闭管道状的主体，在主体内充盈有流体介质，主体具有一个或多个可使流体介质在其内部循环流动的支路管道，在各主体内分别设有可促使流体介质沿支路管道进行循环流动的动力源装置，当动力源装置促使流体介质在支路管道内流动时，流体介质的反冲作用力促使各主体沿与流体介质在流经动力源装置时的流动方向相反的方向进行运动。本发明的自循环流体推进器利用流体介质在封闭管道内循环运动时所产生的反冲作用力而进行推进，工作时只需向动力源装置提供能量使之可促使流体介质循环流动便可实现推进，因而使得本发明的自循环流体推进器运动可不受限于燃料，可提高推进安全性、稳定性和操控性，并且可长期多次循环使用，可大大降低单次使用成本，费效比高，具有极广的应用前景。
Description
【技术领域】
本发明涉及动力装置，特别涉及一种自循环流体推进器。
【背景技术】
推进器(助推器)一般用来提供动力，提高速度的。在航天航空，船舶，汽车等领域有广泛应用。它是通过旋转叶片或喷气(水)来产生推力的。按照交通工具的不同，有航空推进器、航天推进器、船舶推进器。按照原理不同，有螺旋桨、喷气推进器、喷水推进器、特种推进器。
总所周知，火箭是依靠燃料推力产生的反作用力而冲上云霄的，燃气喷发时做反冲运动，其反冲力巨大，而作用时间段，因而可使火箭获得很大的速度，进而飞入太空。对于火箭推进器，其分为固体推进器和液体推进器。固体推进器的推进剂为固体，俗称火药，其被铸造成块状，排放在箭体内，占用绝大部分空间。固体推进器的结构简单，制作方便，装入推进剂后可以长期存放，可以随时点火，但是其燃烧时间短，燃烧的激烈程度无法控制，发射时震动大，因此不适用于发射载人的飞行器。液体推进器的推进剂为液体，如酒精和液态氧、液态氢和液态氧等。液体推进器的燃烧时间长，便于控制，控制推进剂的输送，可以控制火箭停火、重新点燃等，从而可以控制火箭的飞行速度，相比与固体推进器，其操纵很方便。但是液体推进器的燃料不易储藏，成本极高。此外，不管是液体推进器还是固体推进器，其均是依靠燃料燃烧产生的巨大反冲力而进行推进的，其均需携带巨量的燃料，因此其耗资极大，技术要求很高，这在很大程度上限制了飞行器的航行领域。例如，神舟十一号飞船，火箭总重近900吨，飞船总重近8吨，成本投入量大，费效比较差。此外，传统的推进器都是一次性使用，无法回收使用。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种新型的自循环流体推进器，该自循环流体推进器结构更简单、其不依靠燃料燃烧提供反冲力，其航行稳定且航行速度和方向可控，适于航天航空领域，不仅可用于载人飞行器，也可用于无人飞行器。
为实现上述目的，本发明提供了一种自循环流体推进器，其特征在于，其包括一个或多个被构造成封闭管道状的主体，在所述主体内分别充盈有流体介质，所述主体具有一个或多个可使所述流体介质在其内部循环流动的支路管道，在各主体内分别设有可促使所述流体介质沿所述支路管道进行循环流动的动力源装置，当所述动力源装置促使所述流体介质在所述支路管道内流动时，所述流体介质的反冲作用力促使各主体沿与流体介质在流经动力源装置时的流动方向相反的方向进行运动。
在各支路管道上分别设有所述动力源装置，各动力源装置使得所述流体介质的在经过同一主体内的各动力源装置时其流动方向相同。
在所述支路管道上设有改变所述流体介质流速的阻力装置，所述阻力装置的位置使得所述流体介质在流经该阻力装置时其流动方向与流经同一支路管道上的动力源装置时的运动方向相反。
所述流体介质包括气体介质、液体介质。
所述动力源装置包括增压装置，所述增压装置包括螺旋桨装置、涡轮装置。
在所述主体上设有供所述动力源装置进行工作的能源装置。
所述能源装置包括太阳能装置、核能供电装置、磁量子感应传输装置、电池装置。
当同一主体内具有多个支路管道时，各支路管道相互贯通。
当同一主体内具有多个支路管道时，各支路管道相互隔离。
当具有多个主体时，各主体的运动方向不完全相同。
本发明的主要贡献在于，其有效解决了上述问题。本发明提供的自循环流体推进器，其不依赖于燃料燃烧产生的反冲推力，而是依赖于流体介质在密封循环管道内循环流动时产生的反冲作用力进行推进，因而其在工作时只需向动力源装置提供能量保持动力源装置工作，迫使流体介质持续循环流动便可进行推进，因而其能耗较低，不需巨量的燃料便可实现远程推进。此外，本发明的自循环流体推进器通过控制动力源装置，便可控制流体介质的流速，便可控制推进方向和推进速度，其易于操纵。相比于传统的推进器，本发明的自循环流体推进器不仅结构简单、成本低、而且航行安全而稳定，且易于操纵，其不仅适用于载人飞行器，也适用于无人飞行器，其非一次性使用产品，其可多次循环使用，可有效降低单次使用成本，因此具有极广的应用前景，具有很强的实用性。
【附图说明】
图1是实施例1的原理示意图。
图2是实施例2的原理示意图。
图3是实施例3的原理示意图。
图4是实施例4的原理示意图。
其中，主体1、第一支路管道11、第二支路管道12、第三支路管道13、第一共用管道14、第二共用管道15、动力源装置2、第一动力源装置21、第二动力源装置22、阻力装置3、第一阻力装置31、第二阻力装置32。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
本发明的自循环流体推进器，其主要特点在于利用流体介质运动时的反冲作用力使物体进行反向运动，从而使得本发明的自循环流体推进器可以在空间内进行航行。
本发明的自循环流体推进器包括主体1、动力源装置2、能源装置(图中未示出)，进一步的，还可包括阻力装置3。所述主体1可设置一个或多个，各主体1被构造呈封闭的管道状。在各主体1内充盈有流体介质，所述流体介质可以为液体介质，也可以为气体介质。本实施例中，优选气体介质。在各主体1内分别设有一个或多个可促使所述流体介质在其内部循环流动的支路管道。所述支路管道可以贯通，也可以相互隔离，本实施例中，优选各支路管道贯通，即各支路管道在某些位置时共用同一管道而使得在各主体1内部形成一个或多个可使流体介质循环流动的支路。所述支路管道的轨迹可相同也可不同，其可为方形、圆形、跑道形等多种形状。所述支路管道的横截面可根据需要而设置，其优选曲面而减少阻力，本实施例中，所述支路管道的横截面优选为圆形。为使所述流体介质运动而提供反冲作用，在所述主体1内设有动力源装置2。本实施例中，优选在各支路管道上分别设置所述动力源装置2。所述动力源装置2促使所述流体介质在所述支路管道内进行循环流动。当在同一个主体1内设有多个动力源装置2时，所述动力源装置2使得所述流体介质在经过各动力源装置2时所述流体介质的流动方向相同，从而使得同一个主体1内的流体介质在流经多个支路管道时提供方向一致的反冲作用力，进而可促使所述主体1朝相同的方向运动，以提高能效。
所述动力源装置2与所述流体介质的类型相关。当所述流体介质为气体时，所述动力源装置2为可促使气体流动的动力装置，如涡轮或涡扇等空气增压机等。当所述流体介质为液体时，所述动力源装置2为可促使液体进行流动的动力装置，如水泵等。所述流体介质的类型不限，其可根据公知技术进行选择。所述动力源装置2的类型不限，本领域技术人员可根据流体介质的类型进行选择，其以能促进所述流体介质在各主体1内循环流动为目的，其可由本领域技术人员在公知技术中选择合适的动力源装置2以促使所述流体介质在各主体1内循环流动。
为使动力源装置2工作而迫使所述流体介质在主体1内循环流动，在所述主体1上还设有能源装置，该能源装置用于为所述动力源装置2提供电能，以使得动力源装置2可正常工作。所述能源装置包括但不局限于太阳能装置、核能供电装置、磁量子感应传输装置、电池装置。所述能源装置可参考公知技术，其不局限于本实施例所列举的具体的能源装置，其应当包括当下及未来所能为所述动力源装置2提供能源以使动力源装置2正常工作的所有能源装置。
为提高本发明的自循环流体推进器的航行速度及能效，还可在所述主体1内设置改变所述流体介质流速的阻力装置3。当在同一主体1内设有多个支路管道时，可在各支路管道上分别设置一个或多个阻力装置3。所述阻力装置3的设置位置使得所述流体介质在流经该阻力装置3时其运动方向与流经同一支路管道的动力源装置2时的流动方向相反，从而使得所述流体介质在流经所述阻力装置3时，可向所述阻力装置3施加作用力。由于所述流体介质在流经动力源装置2与阻力装置3时的流动方向相反，因而流体介质施加给阻力装置3的作用力与流体介质提供给动力源装置2的反冲作用力的方向相同，进而可促使所述主体1朝同一方向运动。
所述阻力装置3可设置成多种，其目的在于改变所述流体介质在经过该处时的流速，在一些实施例中，可在所述支路管道的内部上设置挡板，如呈环状的挡板或螺旋状的挡板，该挡边使得支路管道在此处位置的孔径变小，从而使得所述流体介质在流经该挡板时可向所述挡板施加作用力。所述挡边便形成了本发明所述的阻力装置3。在一些实施例中，所述阻力装置3也可设置成无动力的扇叶装置，其横向设置在之路管道内，并可在流体介质作用下进行转动，从而使得所述流体介质施加给所述阻力装置3的作用力可被转换成助推力，促进主体同方向进行运动。在其他实施例中，所述阻力装置3也可根据情形而设置成其他形式，其不限于本实施例所述的挡板形式和扇叶形式，其以能有助于主体1朝同方向进行运动为主要目的。
为便于理解，以下以不同的实施例对本发明的自循环流体推进器的结构及原理进行说明。
实施例一
如图1所示，本实施例的自循环流体推进器设有一个主体1，该主体1被构造成具有一个可供流体介质循环流动的支路管道。所述支路管道可呈圆环型，或方形。本实施例中，所述支路管道被构造呈圆管状，其轨迹呈圆环型，支路管道的横截面呈圆形。所述动力源装置2设置于所述主体1内部的任意位置处，其促使所述流体介质在支路管道内循环流动。所述阻力装置3设置于所述支路管道内，其位置与所述动力源装置2相对于所述支路管道的圆心对称。如图1所示，当动力源装置2促使所述流体介质在支路管道内逆时针循环流动时，流体介质在动力源装置2处给所述主体1施加反冲作用力，在所述阻力装置3处给所述阻力装置3施加作用力，所述反冲作用力与该作用力共同促使所述主体1朝同一方向进行运动。图1中A为反冲作用力迫使主体1运动的方向，B为流体介质施加给阻力装置3的作用力而使主体1运动的方向，C为主体1的整体运动方向。通过控制所述动力源装置2，便可控制所述流体介质的流速，从而可控制所述主体1的整体运行速度。
实施例二
如图2所示，本实施例的自循环流体推进器设有一个主体1，该主体1被构造成具有两个可供流体介质循环流动的支路管道：第一支路管道11和第二支路管道12。所述支路管道的轨迹呈方形，其横截面呈圆形。所述第一支路管道11和第二支路管道12贯通，且其共用同一管道。所述动力源装置2包括第一动力源装置21和第二动力源装置22。所述第一动力源装置21设于第一支路管道11的与共用管道相对的位置处，所述第二动力源装置22设于第二支路管道12的与共用管道相对的位置处。所述阻力装置3设于第一支路管道11和第二支路管道12的共用管道内。所述第一动力源装置21促使所述流体介质在第一支路管道11内顺时针循环流动，所述第二动力源装置22促使所述流体介质在第二支路管道12内逆时针循环流动。以图2所示方向为基准，所述流体介质在第一动力源装置21和第二动力源装置22的作用下，向所述主体1施加反冲作用力而使主体1朝下运动，其方向如A所示。所述流体介质流经阻力装置3时对阻力装置3施加朝下的作用力，其方向如B所示，该作用力促使所述主体1朝下运动，从而使得所述主体1整体朝下运动，其方向如C所示。
实施例三
如图3所示，本实施例的自循环流体推进器设有一个主体1，该主体1被构造呈具有该主体1被构造成具有两个可供流体介质循环流动的支路管道：第一支路管道11和第二支路管道12。所述支路管道的轨迹呈方形，其横截面呈圆形。所述第一支路管道11和第二支路管道12贯通，且其共用同一管道。所述阻力装置3包括第一阻力装置31和第二阻力装置32。所述第一阻力装置31设于第一支路管道11的与共用管道相对的位置处，所述第二阻力装置32设于第二支路管道12的与共用管道相对的位置处。所述动力源装置2设于第一支路管道11和第二支路管道12的共用管道内。所述动力源装置2促使所述流体介质在第一支路管道11内顺时针循环流动，在第二支路管道12内逆时针循环流动。以图3所示方向为基准，所述流体介质在动力源装置2的作用下，向所述主体1施加反冲作用力而使主体1朝上运动，其方向如A所示。所述流体介质流经阻力装置3时对阻力装置3施加朝上的作用力，其方向如B所示，该作用力促使所述主体1朝上运动，从而使得所述主体1整体朝上运动，其方向如C所示。
实施例四
如图4所示，本实施例的自循环流体推进器设有一个主体1，该主体1被构造呈具有该主体1被构造成具有三个可供流体介质循环流动的支路管道：第一支路管道11、第二支路管道12和第三支路管道13。所述支路管道的轨迹呈方形，其横截面呈圆形。所述第一支路管道11和第二支路管道12贯通，且其共用同一管道，为便于描述，其称为第一共用管道14；所述第三支路管道13和第二支路管道12贯通，其共用同一管道，为便于描述，其称为第二共用管道15。所述第一共用管道14和第二共用管道15相对。所述阻力装置3包括第一阻力装置31和第二阻力装置32。所述动力源装置2包括第一动力源装置21和第二动力源装置22。所述第一阻力装置31设于第一共用管道14内，所述第二阻力装置32设于第二共用管道15内。所述第一动力源装置21设于第一支路管道11内，并与第一共用管道14相对。所述第二动力源装置22设于第三支路管道13内，并与第二共用管道15相对。所述第一动力源装置21促使所述流体介质在第一支路管道11内顺时针循环流动，所述第二动力源装置22促使所述流体介质在第三支路管道13内逆时针循环流动。以图4所示方向为基准，所述流体介质在第一动力源装置21和第二动力源装置22的作用下，向所述主体1施加反冲作用力而使主体1朝下运动，其方向如A所示。所述流体介质流经第一阻力装置31和第二阻力装置32时对阻力装置3施加朝下的作用力，其方向如B所示，该作用力促使所述主体1朝下运动，从而使得所述主体1整体朝下运动，其方向如C所示。
实施例5
本实施例的自循环流体推进器设有两个主体1，各主体1可分别构造成如实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中任一所述的结构，所述两个主体1机械结合在一起，两个主体1的的运动方向相互垂直，从而使得通过控制各主体1的运动速度，便可调整整个自循环流体推进器在平面内的运动方向和运动速度。
实施例6
本实施例的自循环流体推进器设有三个主体1，各主体1可分别构造成如实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中任一所述的结构，所述三个主体1机械结合在一起，各主体1的的运动方向相互垂直，从而使得通过控制各主体1的运动速度，便可调整整个自循环流体推进器在空间中的运动方向和运动速度。
实施例7
本实施例的自循环流体推进器设有若干个主体1，各主体1可分别构造成如实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中任一所述的结构，所述若干个主体1机械结合在一起，各主体1的的运动方向不完全相同，从而使得通过控制各主体1的运动速度，便可调整整个自循环流体推进器在空间中的运动方向和运动速度。
藉此，便构成了本发明的自循环流体推进器，当流体介质在动力源装置2的作用下在各支路管道内循环流动时，流体介质在动力源装置2处会施加一个与流体介质运动方向相反的反冲作用力，并在阻力装置3位置处向阻力装置3施加一个与流体介质运动方向相同的作用力，施加给动力源装置2的反冲作用力和施加给阻力装置3的作用力共同促使所述主体1沿同一方向运动。当多个具有不同运动方向的主体1组合在一起时，通过控制不同主体1的运动速度，便可以控制整个自循环流体推进器的整体运动方向和速度。此外，制作本发明的自循环流体推进器时可采用超导材料，例如，动力源装置2可采用超导材料，以进一步提供费效比。由于本发明的自循环流体推进器借助了流体介质的反冲作用力，在航行过程中只需给动力源装置2提供动力，便可促使整个自循环流体推进器在空间中进行任意方向和任意速度的航行，因而可用于推进，其相比于依靠燃料获取反冲力的推进器，本发明的自循环流体推进器更易于操纵，其航行稳定，航行速度和方向可控，且制造成本更低，其可长期循环使用，可大大降低单次使用成本，费效比高，其不仅适用于载人太空飞行，也适用于太空货运，如卫星投送、太空站货运等，其具有很强的实用性和应用前景。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。
Claims (10)
1.一种自循环流体推进器，其特征在于，其包括一个或多个被构造成封闭管道状的主体(1)，在所述主体(1)内分别充盈有流体介质，所述主体(1)具有一个或多个可使所述流体介质在其内部循环流动的支路管道，在各主体(1)内分别设有可促使所述流体介质沿所述支路管道进行循环流动的动力源装置(2)，当所述动力源装置(2)促使所述流体介质在所述支路管道内流动时，所述流体介质的反冲作用力促使各主体(1)沿与流体介质在流经动力源装置(2)时的流动方向相反的方向进行运动。
2.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，在各支路管道上分别设有所述动力源装置(2)，各动力源装置(2)使得所述流体介质的在经过同一主体(1)内的各动力源装置(2)时其流动方向相同。
3.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，在所述支路管道上设有改变所述流体介质流速的阻力装置(3)，所述阻力装置(3)的位置使得所述流体介质在流经该阻力装置(3)时其流动方向与流经同一支路管道上的动力源装置(2)时的运动方向相反。
4.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，所述流体介质包括气体介质、液体介质。
5.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，所述动力源装置(2)包括增压装置，所述增压装置包括螺旋桨装置、涡轮装置。
6.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，在所述主体(1)上设有供所述动力源装置(2)进行工作的能源装置。
7.如权利要求6所述的自循环流体推进器，其特征在于，所述能源装置包括太阳能装置、核能供电装置、磁量子感应传输装置、电池装置。
8.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，当同一主体(1)内具有多个支路管道时，各支路管道相互贯通。
9.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，当同一主体(1)内具有多个支路管道时，各支路管道相互隔离。
10.如权利要求1所述的自循环流体推进器，其特征在于，当具有多个主体(1)时，各主体(1)的运动方向不完全相同。
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| CN201710067458.2A Pending CN106628199A (zh) | 2016-11-28 | 2017-02-07 | 自循环流体推进器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106628199A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109737022A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-10 | 陈春 | 一种基于液体表面张力的动力驱动装置 |
| CN112874820A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-01 | 李奕樵 | 一种内动力发动机动力单元及其工作方法 |
-
2017
- 2017-02-07 CN CN201710067458.2A patent/CN106628199A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109737022A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-10 | 陈春 | 一种基于液体表面张力的动力驱动装置 |
| CN112874820A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-01 | 李奕樵 | 一种内动力发动机动力单元及其工作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170510 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |