專利名稱：一種改變移動物體與空氣的阻力的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于空氣動力學技術領域，特別屬于導彈或高速飛行器技術領域。
二背景技術：
空天飛機是航空航天飛機的簡稱。顧名思義，它既可以在大氣層內飛行，也能在太空 中飛行。與航天飛機相比，空天飛機多了一個在大氣層中航空的功能，而且它起飛時也不使 用火箭助推器。
空天飛機的奧妙之處在于它的動力裝置。這種動力裝置既不同于飛機發動機，也不同于 火箭發動機，這是一種混合配置的動力裝置。它由空氣噴氣發動機和火箭噴氣發動機兩大部 分組成，空氣噴氣發動機在前，火箭噴氣發動機在后，串聯成一體，為空天飛機提供動力。 空天飛機可以在一般的大型飛機場上起落。起飛時空氣噴氣發動機先工作，這樣可以充分利 用大氣中的氧，節省大量的氧化劑。飛到高空后，空氣噴氣發動機熄火，火箭噴氣發動機開 始工作，燃燒自身攜帶的燃燒劑和氧化劑。降落時，兩個發動機的工作順序同起飛時相反。 航空與航天兩大技術存在不可分離的聯系和很強的互補性。因為無論什么航天器進出太 空，都必須穿越大氣層與空氣打交道，后者顯然屬于航空技術范疇。航空與航天緊密聯系的 必然結果，就導致了人們對一種既能在大氣層內飛行，又能在大氣層外航行、水平起飛、水 平降落的新型飛行器的構想，這就是"航空航天飛機"，簡稱"空天飛機"。
當空天飛機以6倍于音速以上的速度在大氣層中飛行時，空氣阻力將急劇上升，所以其 外形必須高度流線化。亞音速飛機常采用的翼吊式發動機已不能使用.需要將發動機與機身 合并，以構成高度流線化的整體外形。即讓前機身容納發動機吸人空氣的進氣道，讓后機身 容納發動機排氣的噴管。這就叫做"發動機與機身一體化"。
在一體化設計中，最復雜的是要使進氣道與排氣噴管的幾何形狀，能隨飛行速度的變化 而變化，以便調節進氣量，使發動機在低速時能產生額定推力，而在高速時又可降低耗油量， 還要保證進氣道有足夠的剛度和耐高溫性能，以使它在返回再入大氣層的過程中，能經受住 高速氣流和氣動力熱的作用，這樣才不致發生明顯變形，才可多次重復使用。
空天飛機需要多次出人大氣層，每次都會由于與空氣的劇烈摩擦而產生大量氣動加熱， 特別是以高超音速返回再入大氣層時，氣動加熱會使其表面達到極高的溫度。機頭處溫度約 為1800攝氏度，機翼和尾翼前緣溫度約為1460攝氏度，機身下表面約為980攝氏度，上表 面約為760攝氏度。因此，必須有一個重量輕、性能好、能重復使用的防熱系統。
空天飛機在起飛上升階段要經受發動機的沖擊力、振動、空氣動力等的作用，在返回再 入階段要經受顫振、科振、起落架擺振等的作用。在這種情況下，防熱系統既要保持良好的 氣動外形，又要能長期重復使用，維護方便，所以其技術難度是相當大的。
本發明解決了高速飛行下的空氣阻力問題以及與空氣的劇烈摩擦而產生大量氣動加熱 問題。
三
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種改變移動物體與空氣的阻力的方法；本發明所 要解決的另一技術問題是，提供一種改變移動物體與空氣的阻力的裝置；本發明可以大大提 高移動物體的運動速度；本發明可以降低飛行器與大氣摩擦的溫度；本發明對飛行器的隱身 效果有很大的提高。所述移動物體是飛機或導彈或隱形飛機或隱形導彈或空天飛機或宇宙飛船或人造衛星 或火車或汽車或其他公知的高速運動的物體;所述飛行器是飛機或導彈或隱形飛機或隱形導 彈或空天飛機或宇宙飛船或其他公知的高速飛行的物體。
當飛行物體以高速飛行時，空氣的阻力將是其最大的飛行障礙，如導彈，空天飛機，飛 機，隱形飛機及隱形導彈等，空氣的阻力不僅阻止了其飛行速度的提高，同時，由于摩擦而 產生的高溫，也極大地增加了各種飛行器的制造難度。當飛行器速度達到音速時，會產生音 爆現象，這對飛行器的安全飛行很不利。對于高速運行的火車、汽車來說，空氣的阻力也是 影響其速度提高的重大因素之一。對隱形飛行器來說，如隱形導彈或飛機，由于其隱形的設 計要求，必然影響了其速度的發揮。本發明通過減小空氣阻力的方法，可以成功地解決這些 問題。
本發明一種改變移動物體與空氣的阻力的方法的技術方案是 一種改變移動物體與空 氣的阻力的方法，包括以下步驟在移動物體上安裝一個或一個以上氣體發生器，并在移動 物體上安裝一個或一個以上氣體可調控噴氣裝置，氣體發生器的出氣口通過可調控噴氣管道 與氣體可調控噴氣裝置相連；當移動物體高速運動時，啟動氣體發生器產生高壓氣體，高壓 氣體通過可調控噴氣管道到達可調控噴氣裝置噴出，用高壓氣體包裹住移動物體，在移動物 體和空氣之間產生一層中間層氣體，使空氣不能直接接觸到移動物體，空氣與中間層氣體摩 擦，中間層氣體再與移動物體摩擦，由于中間層氣體是從移動物體本身噴出，這樣就可以大 大降低空氣的阻力，既可以提高速度，又可以降低摩擦產生的高溫；當需要提高速度時，噴 氣方向與運動方向相反，當需要降低速度時，噴氣方向與運動方向相同；本發明對于隱形飛 機或導彈來說，可以任意按隱形要求來設計外型，同時又可以提高其運動性能。
所述氣體可調控噴氣裝置可以安裝在移動物體的頂部或尾部或外表面，
所述氣體發生器還有一個或一個以上可調控進氣管道用來吸進制造中間層氣體所需的 空氣，可調控進氣管道上安裝有過濾器，用以過濾空氣中的雜質。
所述氣體發生器可以安裝在移動物體的內部，也可以安裝在移動物體的外部。
所述高壓氣體，是壓力大于移動物體外的空氣壓力的氣體。
所述氣體發生器是空氣壓縮機或噴汽式發動機或蒸汽發生器或其他公知的可以產生氣 體的裝置。
所述氣體發生器是內裝固態氣體或液態氣體的可調溫容器，如干冰或液態氮或液態空 氣等，可以通過調溫來產生氣體及控制氣體的壓力。
如果飛行器本身是用噴氣式發動機為動力的話，可以不用氣體發生器，只需要將噴氣 式發動機噴出的一部分氣體通過管道弓I入氣體噴氣裝置然后噴出就可以。
所述氣體可調控噴氣裝置是噴嘴或其他公知的可以控制氣體噴出的裝置。
本發明一種改變移動物體與空氣的阻力的裝置的技術方案是 一種改變移動物體與空 氣的阻力的裝置，包括移動物體及移動物體上的氣體發生器，所述氣體發生器的出氣口通過 可調控管道與氣體可調控噴氣裝置相連，所述氣體可調控噴氣裝置可以用噴出的氣體將移動 物體包圍；所述氣體可調控噴氣裝置可以安裝在移動物體的頂部或尾部或外表面；所述氣體 發生器可以是一個，也可以是一個以上；所述氣體噴氣裝置可以是一個，也可以是一個以上。
所述氣體發生器還有一個或一個以上可調控進氣管道用來吸進制造中間層氣體所需的 空氣；所述可調控進氣管道的一端連接氣體發生器的進氣口，另一端通到移動物體外的空氣 中；可調控進氣管道上安裝有過濾器，用以過濾空氣中的雜質。
所述氣體發生器可以安裝在移動物體的內部，也可以安裝在移動物體的外部。
所述可調控管道是可以調控吸進或噴出的氣體的。所述高壓氣體，是壓力大于移動物體外的空氣壓力的氣體。
所述氣體發生器是空氣壓縮機或噴汽式發動機或蒸汽發生器或其他公知的可以產生氣 體的裝置。
所述氣體發生器是內裝固態氣體或液態氣體的可調溫容器，如干冰或液態氮或液態空 氣等，可以通過調溫來產生氣體及控制氣體的壓力。
本發明的有益效果是
本發明對隱形飛機或隱形導彈的氣動性能有很大的提高。眾所周知，對于隱形飛機或 隱形導彈來說，由于隱形設計的要求，就必然損失一部分飛機或導彈的機動性能，影響速度 和靈活性的提高，本發明由于在隱形飛機或隱形導彈的外部包裹了一層氣體，在飛行時，空 氣不與機體本身摩擦，而是與中間層氣體摩擦，因此，無論機體設計成任何形狀，都對其飛 行速度及機動靈活性影響不大。
本發明可以大大地提高導彈或飛行器的運動速度。對于導彈或飛行器來說， 一般有兩 種方法可以提高其速度， 一是提高發動機的功率，此種方法當速度達到一定程度時，就很難 在提高了，因為愈是速度提高時，其阻力就愈是成倍的增加，當以6倍于音速以上的速度在 大氣層中飛行時，空氣阻力將急劇上升。另一種方法是降低其阻力，當阻力降到很低時，只 須很小一部分的動力就可以抵消其阻力，發動機多余出來的動力就用來加速，使整個飛行過 程都處于加速狀態，因此，從理論上說，本發明可以無限地提高飛行速度，事實上，使飛行 器超過6倍于音速以上的速度是可以實現的。
本發明可以消除飛行器的"音爆"現象。
本發明可以大大地降低飛行器在高速飛行時與空氣摩擦所產生的高溫。飛行器在高速 飛行時與空氣摩擦所產生的高溫，對飛行器本身有極大的傷害，本發明減小了空氣的摩擦阻 力，因此，解決了這一問題。
本發明可以大量節省能源，使飛行器可以增加航程。由于本發明降低了阻力消耗，因 此，在燃料相同的情況下，可以很大的增加航程，這一點，對于導彈或其他飛行器來說，都 是非常非常重要的。
對于火車或汽車來說，空氣阻力同樣是不可忽視的一個問題。本發明應用于高速行駛 的列車或汽車上，可以大量的節省能源，提高速度。
四

圖1是本發明的結構原理示意圖
圖2是本發明的用于隱形移動物體的結構原理示意圖
圖3是本發明的另一結構原理示意圖
附圖標記
l移動物體2可調控噴氣裝置3氣體發生器4可調控噴氣管道5可調控進氣管道 6中間層氣體7空氣 8過濾器
五具體實施方式
實施例一
如圖1所式，移動物體1是導彈，氣體發生器3采用空氣壓縮機，在導彈的外部安裝多 個噴氣裝置2，以所噴出的氣體可將整個導彈全部覆蓋為準，氣體發生器3通過可調控進氣 管道5吸進體外的經過濾器8過濾后的空氣，經加壓后可通過可調控噴氣管道4到達可調控 噴氣裝置2。當導彈高速飛行時，啟動空氣壓縮機，空氣通過可調控進氣管道進入空壓機，壓縮成高 壓氣體；所述高壓氣體是壓力大于導彈外空氣壓力的氣體。高壓氣體通過可調控噴氣管道及 噴氣裝置噴出，使氣體將整個導彈包裹住，高速飛行的導彈不與空氣接觸，空氣直接與中間 層氣體接觸，空氣與中間層氣體之間的摩擦阻力，遠遠小于空氣與導彈之間的摩擦阻力，因 此，可大大提高導彈的速度。
所述氣體發生器也可以采用內裝固態氣體或液態氣體的可調溫容器，如干冰或液態氮或 液態空氣等，當空氣通過可調控進氣管道進入可調溫容器后，由于空氣的溫度遠遠高于干冰 或液態氮或液態空氣等，使之迅速汽化，產生高壓氣體，可以通過調節可調控進氣管道中空 氣的進氣量，來控制高壓氣體的壓力。
如果導彈本身是用噴氣式發動機為動力的話，可以不用氣體發生器，只需要將噴氣式發 動機噴出的一部分氣體通過管道弓I入氣體噴氣裝置然后噴出就可以。
所述移動物體也可以是飛機或隱形飛機或隱形導彈或空天飛機或宇宙飛船或火車或汽 車或其他公知的高速運動的物體。
實施例二
如圖3所示，所述氣體發生器也可以采用內裝固態氣體或液態氣體的可調溫容器，如干 冰或液態氮或液態空氣等；所述可調溫容器是采用電調溫或引入發動機的部分剩余熱量加溫 或采用其他公知的調溫方式調溫；當可移動物體高速飛行時，通過調控可調溫容器內的溫度， 使干冰或液態氮或液態空氣汽化，產生高壓氣體，高壓氣體通過可調控噴氣管道及噴氣裝置 噴出，用氣體將整個可移動物體包裹住，高速飛行的可移動物體不與空氣接觸，空氣直接與 中間層氣體接觸，空氣與中間層氣體之間的摩擦阻力，遠遠小于空氣與可移動物體之間的摩 擦阻力，因此，可大大提高可移動物體的速度，且大大降低可移動物體與空氣之間摩擦所產 生的高溫。
實施例三
如圖2所式，移動物體是隱形導彈或隱形飛行器，同理，無論按隱形的要求設計成任意 形狀的外型，當其外部包裹上一層氣體時，其飛行時的空氣阻力都只是空氣與中間層氣體的 摩擦阻力，而飛行器的外型對阻力的影響不大。
實施例四
如圖l所示，，移動物體是空天飛機或宇宙飛船或人造衛星，當移動物體以超高速進入 大氣層時，啟動氣體發生器，使移動物體周圍包裹住一層中間層氣體，則空氣不直接與移動 物體摩擦，而是與中間層氣體摩擦，因此，不產生高溫。當需要加速時，運動速度方向與中 間層氣體噴氣方向相反，當需要減速時，運動速度方向與中間層氣體噴氣方向相同。
實施例五
如圖1所示，，移動物體是高速列車，氣體發生器采用空氣壓縮機或公知的蒸汽發生器， 當列車高速前進時，啟動氣體發生器，使移動物體周圍包裹住一層中間層氣體，則空氣不直 接與移動物體摩擦，而是與中間層氣體摩擦，可以大大降低空氣阻力，提高速度，節省能源。
所述可調控噴氣裝置或可調控噴氣管道或可調控進氣管道或過濾器采用公知產品就可以。
權利要求
1.一種改變移動物體與空氣的阻力的方法，其特征是，包括以下步驟在移動物體上安裝一個或一個以上氣體發生器，并在移動物體上安裝一個或一個以上氣體可調控噴氣裝置，氣體發生器通過可調控噴氣管道與氣體可調控噴氣裝置相連；當移動物體高速運動時，啟動氣體發生器產生高壓氣體，高壓氣體通過可調控噴氣管道到達可調控噴氣裝置噴出，在移動物體和空氣之間產生一層中間層氣體，空氣與中間層氣體摩擦，中間層氣體再與移動物體摩擦，這樣就可以大大降低空氣的阻力；所述高壓氣體，是壓力大于移動物體外的空氣壓力的氣體。
2. 根據權利要求1所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的方法，其特征是，所述氣 體可調控噴氣裝置是安裝在移動物體的頂部或尾部或外表面。
3. 根據權利要求1所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的方法，其特征是，所述氣 體發生器上還連接有一個或一個以上可調控進氣管道用來吸進制造中間層氣體所需的空氣。
4. 根據權利要求3所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的方法，其特征是，所述 可調控進氣管道上安裝有過濾器。
5. 根據權利要求l所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的方法，其特征是，所述氣 體發生器是安裝在移動物體的內部或外表面。
6. —種改變移動物體與空氣的阻力的裝置，其特征是，包括移動物體及移動物體上的 氣體發生器，所述氣體發生器通過可調控噴氣管道與氣體可調控噴氣裝置相連，所述氣體發 生器是一個或一個以上；所述氣體可調控噴氣裝置是一個或一個以上。
7. 根據權利要求6所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的裝置，其特征是，所述氣 體發生器上還連接有一個或一個以上可調控進氣管道，所述可調控進氣管道的一端連接氣體 發生器，另一端通到移動物體外的空氣中。
8. 根據權利要求6所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的裝置，其特征是，所述氣 體可調控噴氣裝置是安裝在移動物體的頂部或尾部或外表面。
9. 根據權利要求7所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的裝置，其特征是，所述可 調控進氣管道上安裝有過濾器。
10. 根據權利要求6所述的一種改變移動物體與空氣的阻力的裝置，其特征是，所述氣 體發生器是安裝在移動物體的內部或外表面。
全文摘要
本發明公開了一種改變移動物體與空氣的阻力的方法及裝置，包括以下步驟在移動物體內安裝一個或一個以上氣體發生器，并在移動物體上安裝一個或一個以上氣體可調控噴氣裝置，氣體發生器通過可調控噴氣管道與氣體可調控噴氣裝置相連；當移動物體高速運動時，啟動氣體發生器產生高壓氣體，高壓氣體通過可調控管道到達可調控噴氣裝置噴出，使氣體包裹住移動物體，在移動物體和空氣之間產生一層氣體，使空氣不能直接接觸到移動物體，空氣與中間層氣體摩擦，中間層氣體再與移動物體摩擦，這樣就可以大大降低空氣的阻力。本發明可以大大提高導彈及各種飛行器的速度，也可以對隱形飛機的機動性有很大的提高。
文檔編號B64C23/00GK101306723SQ20071010753
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者孟英志 申請人:孟英志