[發明專利]一種利用低密度氣體高效獲取空氣升力的裝置

在審

• 申請號: 201610066419.6
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105667792A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 徐瓏洋
• 申請（專利權）人: 徐瓏洋
• 主分類號: B64C39/06
• 分類號: B64C39/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及由氣體密度差和旋轉運動共同作用產生上升力的技術方法，尤其是用于飛艇和熱氣球的升 力系統。

二、技術背景

現有飛艇和熱氣球的上升力是由于腔體內氣體密度低于外部空氣密度而產生的浮力。到目前為止，實 際使用中的飛艇和熱氣球依然采用這種升力方式。為了獲得更高效的升力，人們通過不斷的探索提出了一 些新的方法。例如，一種真空式旋碟(CN101368550A)就突破了傳統的浮力模式，其主要內容是：圓形 凹狀缸體和上面的碟形缸蓋密封接觸，內部形成真空空腔。當缸蓋高速旋轉時，其上表面的壓強降低，下 表面壓強為零，而缸體底部壓強為正常氣壓，內部壓強則為零，于是整個系統獲得向上的升力。該方法僅 具有理論意義，不具有實際意義。首先，將空腔抽成真空十分困難；其次，即使空腔被抽成真空，缸蓋也 將承受巨大的空氣壓力，甚至被壓碎。如果在缸體內增加支撐體(如鋼珠等)，缸蓋旋轉需要克服的摩擦 力也是巨大的；第三，在空腔內外存在巨大壓差的情況下，缸體和缸蓋間隙處設置密封圈并作高速相對運 動是無法想像的。另外，一種通過空轉獲取空氣升力的裝置(CN103895859B)則更具應用前景，其主要 內容是：取消缸體和缸蓋間的密封圈并讓二者保持適當的間隙，該間隙成為外部空氣進入空腔的入口，同 時將空腔和抽風設備連通(主要為風扇)。當抽風設備工作時，空氣從間隙處吸入空腔并由抽風設備高速 排出。此時，空腔內的氣壓降低，空氣密度也相應降低。當缸蓋高速旋轉時，缸蓋上下表面的壓力都會降 低，而且上表面的壓力下降的更多，但其他位置的壓力不變。這樣系統總的受力平衡被破壞，產生上升力。 顯然，后者克服了前者的致命缺陷，而且后者產生的高速氣流不但可平衡設備而且可做前進推力。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種獲取上升力的更高效方法，它通過以下技術方案實現：一種利用低密度氣 體高效獲取空氣升力的裝置，其特征在于：主要由旋轉件、擋風件、氣壓調節器、旋轉軸和進氣管組成； 所述旋轉件具有旋轉體外形并在中心位置與所述旋轉軸固連；所述擋風件位于所述旋轉件的下方并與之保 持一定間隙；所述間隙位于所述旋轉軸為中心的1個圓形位置上；所述旋轉件和所述擋風件內部形成空腔； 所述氣壓調節器設置在所述擋風件上并與空腔連通，通常為氣壓調節閥或空心管或小孔；所述進氣管與所 述空腔連通。

根據上述技術方案，低密度氣體由所述進氣管導入所述空腔，所述氣壓調節器維持所述空腔內氣壓與 外部氣壓相當。當所述旋轉件高速旋轉時，其上下表面的壓強降低，并且上表面的壓強降低得更多(外部 空氣密度較大)。這樣，所述旋轉件便獲得了向上的升力。

現結合附圖對這一技術方案進行詳細介紹：

圖1是一個實施例的立體圖，圖2是該實施例的剖面圖。圖1和圖2示出：所述裝置由旋轉件(1)、 擋風件(2)、氣壓調節器(3)、旋轉軸(4)和進氣管(7)組成；所述旋轉件(1)具有旋轉體外形并在 中心位置與所述旋轉軸(4)固連；所述擋風件(2)位于所述旋轉件(1)下方并與之保持小的間隙(5) 但不隨所述旋轉軸(4)轉動；所述間隙(5)位于所述旋轉軸(4)為中心的1個圓形位置上；所述旋轉 件(1)和所述擋風件(2)內部形成空腔(6)；氣壓調節器(3)設置在所述擋風件(2)上并與所述空腔 (6)連通，通常為氣壓調節閥或空心管或小孔；所述進氣管(7)與所述空腔(6)連通；低密度氣體由 所述進氣管(7)導入所述空腔(6)；所述氣壓調節器(3)維持所述空腔(6)內的氣壓與外部氣壓相當； 當所述旋轉件(1)高速旋轉時，其上下表面承受的空氣壓強會降低，并且上表面的壓強降低得更多(外 部空氣密度較大)。這樣，所述旋轉件(1)上下表面產生壓力差，所述裝置便獲得了向上的升力。

設外部氣壓為p，密度為ρ。所述空腔(6)內的氣壓和密度分別為p和kρ。其中0＜k＜1。當所述旋轉件(1)高速旋轉時，其上表面承受的空氣壓強會降低，根據佰努利方程，該壓強為同理，所述旋轉件(1)下表面承受的壓強為所述擋風件(2)上下表面壓強相等，相互抵消。因此向上的總壓強為：