CN109854574A - 一种流体导流系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流体物体运动领域，涉及流体导流系统的结构技术要点：本导流系统由格栅段、吸流段、速流段、集流段、推进段、射流段构成，将运动物体设在吸流段、速流段、集流段内，并且在运动物体与系统之间设有差流差速空间，使阻挡物体的流体，经过导流系统转化为推动物体运动的动力，将已有以裸式方式运动在静态流体内的物体，拓为以裙式方式运动在动态流体内，使部分武器和武器装备的运行速度快上加快。应用流体导流系统运动在可见流体内的舰船、潜艇、鱼雷减小或消除运行时前部形成的水团，运动在非可见流体内的火箭、飞机(喷气式)、导弹运行时前部形成的激波。

Description

一种流体导流系统

技术领域：

本发明涉及流体物体运动领域，尤其是详细说明提高部分武器和武器装备的运动速度。

技术背景

公知，凡是快速运行在流体内物体在运动时都受到阻力，运动速度越快阻力就越大，这个阻力来自快速运动物体身的截面，是运动物体受阻的主要因素。目前，全球凡是运动在流体内的部分运动物体都是以裸式方式运动在静态流体内，是影响部分运动物体的运动速度。虽然在运动物体前部设有流线型，这只是改变运动物体本身形状，并没有减少或消除运动物体的截面阻力，仍是世界瓶颈问题。连美新舰朱姆沃尔特都是以裸式方式运动在静态流体内，对于再提高部分武器和武器装备被視为不可跨越鸿沟。可见提高部分武器和武器装备的运动速度，也是战争重要因素之一，对于国家安全是多么重要。美重返亚太就是压制我国的发展，如何提高部分武器和武器装备的运行速度，是一种严格考验，最终还是打铁需得自身硬是唯一选择，为提高我国部分武器和武器装备的运行速度开创一条新途径。

本发明旨是一种流体导流系统，将已有的以裸式方式运动在静态流体内运动物体，拓展为以裙式方式运动在动态内，改变部分武器和武器装备运动方式和运动规律。提高舰船、潜艇、鱼雷、火箭、飞机(喷气式)导弹它们的运行速度。

发明内容

本发明提供一种流体导流系统是由格栅段、吸流段、速流段、集流段、推进段、射流段构成。将运动物体设在吸流段、速流段、集流段内，并且在运动物体与流体导流系统之间设差流差速空间，利用系统中推进段的排流量，把阻挡运动物体的流体，经流体导流系统转化为推动物体运动的动力。使差流差速空间内的流体比导流系统外的流体的运动快N倍，使流速物体运动在动态流体内，减小或消除运动在流体内的运动物体自身截面阻力。提高舰船、潜艇、鱼雷、火箭、飞机(喷气式)、导弹的运行速度。

应用本发明可以减小或消除运动在流体内的部分物体前端产生阻流的流体。使物体运动在动态流体内，提高运动物体的运行速度。可以减小或消除运动在可见流体内的舰船、潜艇、鱼雷前部形成的水团，免设转向舵，消除人字形波纹。同样减小或消除运动在非可见流体内的火箭、飞机(喷气式)、导弹前部形成的激波。消除音障、音爆现象。

附图说明

图1是舰船应用流体导流系统侧示图。

图2是图1中的A-A剖视图

图3是图1中的A向视图。

图4是图1中的B视图。

图5是潜艇应用流体导流系统侧视图。

图6是图5中的B-B剖视图。

图7是图5中的C向视图。

图8是图5中的D向视图

图9是鱼雷应用流体导流系统侧视图。

图10是图9中的C-C剖视图。

图11是图9中的E向视图。

图12是图9中的F向视图。

图13是火箭应用流体导流系统侧视图。

图14是图13中的D-D剖视图。

图15是图13中的G向视图。

图16是图13中的H向视图。

图17是飞机(喷气式)应用流体导流系统侧视图。

图18是图17中的E剖视图。

图19是图17中的I向视图。

图20是图17中的J向视图。

图21是图导弹应用流体导流系统侧视图。

图22是图21中的F向视图。

图23是图21中的K向视图。

图24是图21中的L向视图。

具体实施方式

结合附图详细描述，部分武器和武器装备应用流体导流系统。因为武器和武器装备结构是很复杂的设施，所以本实施例的视图都是以示意图绘制，只能说明各部结构连接。本系统是由多段构成，首先说明各段在系统中发挥的作用与其部分装置的结构。

，格栅段(1)是只能设在可见流体内的舰船、潜艇上应用为一种拦网，以防杂物进入系统内。如果在北冰洋航行时将其制作成加强型。

吸流段(2)是流体导流系统中重要组成部分，和设在运动物体流线型处对应，使阻挡运动物体的流体有序流入射流段(3)内，尽可能减小运动物体的总阻流量，吸流段(2)的面积是流体导流系统中主要参数之一。为了减小舰船体总阻流量，把吸流段(2)两侧舷板制作成可以收缩、放大的机构，其调整范围根据实际需要而定。因为部分武器和武器装备应用流体导流系统，改变它们的运动方式和运动规律涉及相关计算方式、及名词解释，吸流段(2)的面积等于运动物体面积加差流差速面积。运动物体总阻流量等于吸流段(2)面积乘物体运动距离。运动物体总阻流量除推进器排流量等于物体运动速度。为了直观看出上述计算方式应用了加、减、乘、除和等于字样。下面是名词解释；总阻流量：是物体运动距离内的阻挡物体运动流体总量。差流差速空间：是运动物体与系统之间的缝隙，确定没有差流、就没有差速、就没有差流差速、就不能使运动物体运动在动态流体内。排流量；顾名思义是推进器排出的流体。

速流段(3)是系统中较长段，运动物体与系统有两种连接方式：一是两弧形，将两弧相扣形成A.B两切点空间内的区域为结点。根据实际需要可以放大和缩小，多用于潜艇、飞机弹翼。二是立板型结点立板内侧与运动物体连接，外侧与导流系统连接，多用于不设集流段(4)的运动物体。但是两结点可混用。

集流段(4)是设在速流段(3)的末端，将速流段(3)内的流体导入推进段(5)。注意尽可能减少尾部涡流现象。

推进段(5)是根据不同介质选用不同的推进器。目前各种推进装置种类很多，要选用适用的推进器。例：舰船的推进器使用齿轮泵作为推进器，因其推流量准确、无气泡、无飞溅。以齿轮泵宽1米为例；单齿排流量达到到吨以上。不求压力高，只需流量大。

射流段(6)是系统中末段，有两种结构方式，一种为固定式，另一种是活动式。固定式多用于鱼雷、导弹上应用。活动式多用于舰船、潜艇上应用。活动式射流段(6)是多节框架和多节导管构成，在框架上下都设有立轴，首节框架安装在推进段(5)上，尾节框架上不设立轴，在每立轴安装液压摆动缸使其摆动实现转向。导管比框架长，以防转弯时溢流。以上只是一种射流段(6)的结构方式，根据实用可以选择其他方式制作。由于商船载荷变化较大吃水线随着变化，为了适应吃水深度的变化，在每侧流体导流系统内可装两个齿轮泵上下布置，空载使用下面的齿轮泵运行，满载时两泵同时运行，利用立板式结点做为两泵之间隔板。军舰的载荷与商船相比变化较小，为适应载荷变化在舰船总体设计之前就应该考虑的问题。

图1是舰船应用流体导流系统侧视图，从图中可以看出流体导流系统是设在舰船吃水线以下，虚线是舰船的吃水线、双虚线是舰船底部线、舰船体流线型是点划线、吸流段(2)是双点画线、格栅段(1)是细实线、尾部鸭尾是粗实线、双细实线是射流段(6)的线段。格栅段(1)是设在舰船的前端安装在吸流段(2)的进口处，吸流段(2)与舰船体体的流线型相对应，将阻挡体的水导入速流段(3)内，速流段(3)是系统较长的的一段，在此段设有立板式结点使系统牢固。由于本导流系统是设在舰船体两侧舷以下该导流系统免设集流段(4)。水是经速流段(3)直接进入推进段(5)内，因为本舰船使用流体导流系统，选用齿轮泵作为推进器。因其排流量准确、无气泡、无飞溅。使用齿轮泵做推进器不是需要其多么高压力，而是需要大流量。根据所需排流量大小来调整齿轮泵模数实现，调整范围是200-3000模数之间选用。为减齿轮重量，可将其制作空腹或轻质材料制作。

图2是图1中的A-A剖视图，图中虚线为吃水线下双虚线是舰船底线和系统中的速流段(3)的底线，最外侧的两线是系统外边缘线，中间的两线是舰船体线，在两线外的立长方形是速流段(3)的截面形状，根据强度需要增设立板式结点。因为导流系统中未设集流段(4)可以把推进段(5)设在速流段(3)内，根据舰船总体布局而定。由于本例应用流体流体系统，把差流差速空间设在两舷吃水线以下，其高度和吃水深度相同。因为舰船是漂浮水面上的，所以舰船底面未设导流系统，而是设在两侧舷。调整每侧舷内水流量会获得很好的转向效果，这样使本舰船具有两套转向机构，是其他舰船不具备的条件。下面以十万吨舰船为例略述：设吃水宽度32米、水线长度320米、吃水深度11米、每侧差流差速空间为4米、两侧为8米、也就是说舰船吃水宽度32米，加两侧差流差速空间8米等于40米，吸流段(2)总宽是40米，因为吸流段(2)两侧舷板是可以调整的，是从流线型始端至进口处止，每舷调整范围0-10米。调整后吸流段(2)的进口面积最小为20米，根据舰船运行速度和用途调整进口流量。由于应用流体导流系统水线长度320米、每侧系统宽度4米、吃水深度11米、压舱石水量为4×11×320每侧压舱水量约等14000吨。减小舰船体在风浪中的摆动幅度，提高舰船的稳定性，利于舰载机的起落。

图3是段1中的A向视图，(是拆掉格栅(1)的视图)。看清楚看到吸流段(2)的形状上边虚线是吃水线，下边的双虚线是舰船体底线和速流段(3)的底线。

图4是图1中的B向视图，从图中看出两侧是活动的射流段(6)中间部分，是图1中的粗实线是鸭尾形状部分，上面虚线是吃水线，下面是舰船体和射流段(6)底部线，由于本舰船应用流体导流系统，鸭尾形状的舰船尾部也产生蠕动效应，同时也改变舰船尾部的结构方式。舰船是运行在可见流体内和非可见流体内是两种不同介质内的运动物体，吃水线以下与水接触，吃水线以上是与空气接触，虽然水的阻力是空气阻力800倍，但是风的阻力对于舰船来说也不可小视。以裸式方式运动在静态内舰船上设有首鼻，在风浪中摇摆频率还是很高，无法控制舰船体自身的左右摆动。在相同条件以裙式方式运动在动态内舰船是有所不同。已有运动在静态内的舰船首部形成水团，是用劈开水团运行方式运行的，速度越快舰船体就越往上浮，导致耐波能力下降。而运动在动态流体内的舰船前部形成的水团，是经过流体导流系统推进器，把阻挡舰船的流体从差流差速空间排出，而且排出的流体还成为推动舰船运动的动力。设在舰船两侧舷系统内的水，还起到压舱石作用，在风浪时降低舰船体的摇摆频率，提高舰船的稳定性。下面以泰坦尼克号为例，再次说明应用流体导流系统的优势所在。大家都知道：泰坦尼克号从发现冰山只有37秒钟，对于以裸式运动的船只是无法避让危险，对于运动在静态流体内的舰船当时都是应用前浆后舵设计布局，对于螺旋桨在打车时排流量不足、尾舵转弯半径大，以上两种原因导致操作失败，未能使泰坦尼克号摆脱噩运，付出沉痛代价。其实转向和打倒车两种方式泰坦尼克号都已用过，由于船体布局所致未能达到预期效果。应用流体导流系统结果有所不同，首先使舰船运动在动态流体内，对于舰船首部形成的水团经过差流差速空间排出，减小或消除阻挡舰船阻力。由于应用射流段(6)作为转向舵水流推力大、转向快、转弯半径小的特点。由于本例使用齿轮泵做推进器在打倒车时，排流量与正常一样，使舰船具有刹车效果。以上所述就是静态论和动态论的对比效果。舰船的运动速度提高一倍，需增加十多倍动力。按着以上所述：使用流体导流系统的舰船运动速度再提高一倍，再增加两倍动力这都算节省能源。已有以裸式方式运动的舰船，也可以应用流体导流系统，将其改进为以裙式方式运动的舰船。我国内陆的江、河、湖、很多、海岸线很长大量船只，都可应用流体导流系统，蕴藏特大商机。

图5是潜艇应用流体导流系统侧視意图，从图中可以看出格栅段(1)设在潜艇的前端，点画线部分吸流段(2)设在潜艇流线型对应处，与速流段(3)相连接，此段是本系统较长的段内可混用两种结点。集流段(4)是设在潜艇尾部其出口形状与推进器相吻合，推进段(5)和射流段(6)相连接。本潜艇是应用射流段(6)作为转向舵，转向时水流推力大、转向灵活快捷。潜艇应用流体导流系统起到消音作用。

图6是图5中的B-B剖視图，从图中可以看出，系统的内表面与潜艇外表面之间的差流差速空间，本例的差流差速空间选用15∶0.6米，也就是潜艇直径是15米差流差速空间是0.3米(仅供参考)。由于潜艇应用流体导流系统，其推进器选用齿轮泵，因为它排流量准确、无气泡、无飞溅(调整齿轮模数获得所需齿轮泵)。

图7是图5中的C向视图，从图中可以看到格栅段(1)是设在导流系统前部，上面可设百叶窗。

图8是图5中的D向视图，从图中可以看出本系统射流段(6)，使用活动式替代转向舵。为增加其强度在射流段内设有立板式结点从D向视图看到射流段(6)是立长方形，因为本潜艇流体导流系统使用齿轮泵做推进器，调整齿轮模数获得所需的齿轮泵。

图9是鱼雷应用流体导流系统侧視意图，从图中可以看出鱼雷前部没有设格栅段(1)，吸流段(2)设在鱼雷前部流线型相对应，流体从吸流段(2)、速流段(3)进入推进段(5)内的水，在推进器的作用下形成一束射流。因为系流段(2)和射流段(6)的直径相同，免设集流段(4)。采用固定式射流段(6)其长度是直径的1-2倍。从侧视图中看出，本导流系统象一个整流罩，但确是两种不同的运动理论和运动规律，一种是以裸式方式运动在静态流体内，另一种是以裙式方式运动在动态流体内，这就是静态论和动态论的有所不同。其特点是：在推进器的作用下使差流差速空间内的水，比系统外的水流速快N倍，将阻挡鱼雷运动的水团经过导流系统的疏导从射流段(6)排出，而且成为推动鱼雷运动的动力。

图10是图9在的C-C剖视图，从图中可以看出设在鱼雷体与差流差速空间内的立板式结点，也起到抑制鱼雷左右摆动作用。本例差流差速空间的比例是10∶1，例鱼雷直径为600毫米，系统总宽是720毫米、仅供参考。

图11是图9中的E向视图，从图中可以看到差流差速空间采用立板式结点，方便制作安装。

图12是图9中的F向视图，从图中可以看到射流段(6)的尾部。两种结点可混用。舰船、潜艇、鱼雷都是运动在可见流体内的物体它们共同特性是经过流体导流系统，把阻挡物体前部水团，经过导流系统的推进器，由差流差速空间排出而且成为推动舰船、潜艇、鱼雷运行的动力。

图13是火箭应用流体导流系统侧視意图，火箭是运动在空气内和大气层外的运载物体。目前运动在大气层内时还是裸式方式运动在静态流体内，为减小或消除火箭自身阻力将火箭设在吸流段(2)、速流段、推进段和射流段(6)内。本例未设集流段(4)，从直观看是个整流罩，实质确是静态运动和动态运动的不同之处，虽然一字之差改变它们之间的运动方式和运动规律。本例射流段(6)有两种结构方式可选择应用。

图14是图13中的D-D剖视图，从图中可以看出火箭与导流系统之间的差流差速空间，应用立板式结点连接。

图15是图13中的G向视图，从图中可以看出，火箭的前端就是吸流段(2)的端部和差流差速空间内的立板式结点。

图16是图13中的H向视图，从图中看出导流系统射流段(6)和立板式结点。应用已有的材料制作安装。

图17是飞机(喷气式)应用流体导流系统侧視意图，飞机是运行在大气层内的运载物体，是以反作用力运动的。从图中可以看到喷气式飞机应用流体导流系统各段状况，机身是设在吸流段(2)、速流段(3)集流段(4)内。从本图的前部看到，飞机的操作室A和其他设施B是设在吸流段(2)的进口处。飞机是有尾翼和无尾翼的，本例采用无尾翼叙述的，航天飞机除外都运行在大气层内，运行速度越快阻力就越大。根据计算飞机在运行时所产生的波阻是飞机全部动力的四分之三，这时阻力系数急骤增长好几倍，这就是由于飞机出现激波和波阻的缘故。

图18是图17中的E-E剖视图，从图中可以看出机身与导流系统之间的差流差速空间比例选12∶1，也就是机身直径是6米，差流差速是0.5米系统直径是7米(仅供参考)，未绘尾翼。两种结点可混用。

图19是图17中的I向视图，从图中可以看出，飞机应用流体导流系统的差流差速空间和驾驶舱A与其他设施B都是设在吸流段(2)内。

图20是图17中的J向视图，从图中直接看到系统中的射流段(6)的端部根据实际需要选择应用机翼、尾翼、轮胎起落架、挂弹架按常规设置。

图21是导弹应用流体导流系统侧视图，从图中可以看出导弹是设在导流系统之内，导弹流线型与吸流段(2)相对应，速流段(3)、推进段(5)、射流段(6)它们之间直径相同，从直观看是个整流罩，但却是静态论和动态论两种不同的运动方式和运动规律。已有以裸式方式运动在空气中的物体前部都会产生球面波，也就是说当运动物体不应用流体导流系统，是不会减小或消除自身截面阻流的流体，是无法提高运动物体的运动速度。只有应用差流差速空间、才会有差速、才能使物体运动在动态流体内，才能把阻挡运动物体的流体，经过流体导流系统转化为推动物体运动的动力。应用流体导流系统使运动物体前部没有形成球面波的条件，也就不会产生球面波、没有球面波运动物体就不会出现音障和音爆现象。

图22是图21中的F剖视图，从图中可以看到导弹与系统速流段(3)的截面，中间的圆形是导弹外侧的圆形，两之间的空间是差流差速空间，可随着弹种用途选择而定。

图23是图中的K向视图，图是导弹的前端视图，从图中可以看到差流差速空间和立板式结点是均布的，两种结点是可以混用，

图24是图21中的L向视图，从图中直接看到系统中采用固定式的射流段(6)。可用耐高温材料制作。

火箭、飞机(喷气式)、导弹都是运动在非可见流体内，它们共同特性是经过流体导流系统，可以减小或消除运动物体端部激波，经过系统内差流差速空间，把阻挡物体运动的流体疏导系统之外，而且成为推动火箭、飞机(喷气式)导弹运行的动力。无人机可以应用流体导流系统。

终上所述舰船、潜艇、鱼雷、火箭、飞机(喷气式)导弹，由于应用流体导流系统已经改变了它们的运动方式和运动规律，对于再提高运动速度的部分武器和武器装备，具备晋级条件。例如：舰船、潜艇可以晋升为二代，歼20战机再晋升一级。应用流体导流系统，再次提高了部分武器和武器装备的运动速度，即提升我国军事能力，又节省大量能源，同时还提高经济效益和社会效益。流体导流系统适用于多管火箭炮、潜航器等运动物体。

从附图可以看出图1、图5、图9、图13、图17、图21是部分武器和武器装备的侧视图，因为各种武器和装备结构都很复杂，为使流体导流系统各段在每附图中表达清楚，采用侧剖方式说明视图。在每份图上清楚看到，流体导流系统的各段在部分武器和武器装备上使用。可以根据不同武器和装备合理选用，旨是系统中的各段在部分武器和装备更好地发挥作用。

图2、图6、图10、图14、图18、图22是说明流体导流系统中应用的差流差速空间，是根据介质和运动物体的不同来选择使用，选用范围三分之一至三十分之一(仅供参考)，可以差流差速空间精确到毫米。差流差速空间内的流体粘度，流体流速有一定影响，只要把系统内平整、光滑就可减小影响。流体导流系统的设立的确增加运动物体的质量，对于提高物体运动速度来说；利永远大于弊。从上述各图可以看出只有差流、才能形成差速、才能使部分武器和装备运动在动态流体内，而且改变了它们的运动方式与运动规律。

图3、图7、图11、图15、图19、图23是部分武器和武器装备是前端部视图从图中清楚看到，不同的武器和装备应用的吸流段(2)的形状有所不同，例如舰船、吸流口是方形的。是根据运动物体的形状制作。

图4、图8、图12、图16、图20、图24是部分武器和武器装备的尾部视图，可以看出不同武器和武器装备的尾部都有所不同，运动在可见流体内的舰船、潜艇尾部是立长方形，与推进器出口形状有关，根据实际所需形状制作进、出口。其可选用耐腐蚀的材料制作，运动在非可见流体内的火箭、飞机(喷气式)导弹推进器前部选用优质材料制作，推进器后部选用耐热钢、耐热陶瓷材料制作。

提高上述部分武器和武器装备的运行速度，是世界各国梦寐以求之事，都是不惜重金研发，涉及各国所需重器，视为维护国家安全重要武器和武器装备。有的装备已用几个世纪，对于再提高它们运动速度的确很难，但是办法总比困难多，本发明提供一种流体导流系统就是破解了运动物体自身阻力的钥匙，使运动物体运动在动态流体内，改变了部分武器和武器装备运动方式和运动规律。以上所述应用流体导流系统提高部分武器和武器装备的运动速度，在各种武器和武器装备互相配合之下，使它们的运动速度快上加快。唯有这样才能使压制我国的国家起到震慑作用，使其在灵魂深处打上恐华烙印。应用流体导流系统进一步打造我国武器和武器装备建设平台，为中华民族安全发展保驾护航。

Claims (2)

1.一种流体导流系统使物体运动在动态内，减少或消除运动物体的自身阻力，其特征在于：由格栅段、吸流段、速流段、集流段、推进段、射流段构成的流体导流系统；将运动物体设在吸流段、射流段、集流段内；并且运动物体与流体导流系统之间设差流差速空间，利用系统中推进装置的排流量，把阻挡运动物体的流体，经过流体导流系统转化为推动物体运动的动力；使差流差速空间内的流体，比流体导流系统外的流体流速快N倍；使动物体运动在动态流体内，减小或消除运动在流体内的运动物体自身截面阻力，提高舰船、潜艇、鱼雷、火箭、飞机(喷气式)、导弹的运行速度。

2.根据权利要求1所述的流体导流系统其特征在于；应用齿轮泵作为舰船、潜艇的推进器。