[发明专利]加速流体和定向地控制流体的流体推进系统

说明书

技术领域

本发明涉及用连续动力表面例如高速旋转的筒或高速运动的带来加速流体和控制流体的方向。

发明背景

飞机、船舶、气垫飞行器以及其它交通工具通过加速流体形成冲击而被推进。该冲击产生一个沿冲击方向的反方向驱动交通工具的力。常规的推进系统一般包括螺旋桨和涡轮机。

螺旋桨推进系统广泛用在飞机和船舶上。然而螺旋桨效率比较低，因为相当部分的流体偏离要求的方向沿径向向外流动。因此螺旋桨耗费了流体中的能量。该能量可以单独地在一定程度上增加冲击输出。螺旋桨在水中操作时还容易产生旋涡，这又进一步降低其效率。螺旋桨的另一个问题是，它很危险，在螺旋桨转动时对碰到它的人或动物常常造成严重伤害或致死。最后，螺旋桨噪声特大，在机场周围造成噪声公害。

涡轮机广泛用于推进飞机。然而涡轮机由于其成本高和噪声大而应用受到限制。涡轮机还不能在高密度的流体例如水中工作。由于螺旋桨和涡轮机有这些问题，所以希望开发一种效率高、安全、噪声低并可广泛适用于陆地、海洋和空中运输工具的推进系统。

另外一种推进系统是旋转筒。以前关于快速旋转圆筒的发明一般集中于在流体流中应用圆筒，根据马格努斯(Magnus)效应来产生升力。虽然可以应用这种快速旋转圆筒来产生升力，但是并没有提出用这种快速旋转圆筒在静态流体中形成冲击力。

到今天转动圆筒还没有广泛地认作为是一种流体推进系统。当圆筒在流体中转动时，流体和圆筒之间的摩擦力可使一部分流体被夹带而形成围绕圆筒的一层流体流。用转动圆筒的常规推进系统在不超过给定运输装置的物理尺寸例如翼展(飞机)或横梁(船舶和车辆)的情况下不能产生充分的冲击。因此到今天，转动圆筒实际上还不能用于实物的飞机、船舶、气垫飞行器和其它运输工具。

在授予H.W.Bump的美国专利No.2,985,406中示出一种利用转动圆筒的一种推进系统，该系统公开两个起着飞行器升高和推进装置作用的转动圆筒。两圆筒基本上彼此平行配置并相向转动，使得空气沿圆筒流动并在圆筒的后部会聚。空气起初从圆筒之间的空间中被带走，其方向围绕圆筒的外侧。如果没有障碍，则圆筒之间空间中的被加速的流体方向一般相反于要求的最大推力方向。为适当地控制已加速流体，Bump将一个导流板放在圆筒的后面，该导流板使已加速的空气与圆筒分开，使该空气转90°角，将其引导到要求的方向。

旋转圆筒推进系统与螺旋桨和涡轮机相比具有许多优点。首先这种系统比螺旋桨更安全，因为它们没有任何叶片，并在邻接圆筒处形成一层无粘性的流体流，这种流体流一般可以防止物体实际上碰到圆筒表面。旋转圆筒操作时特别安静，并且同样适合于在空气和水中操作。因此很希望开发一种有效率的适应性强的推进系统，该系统采用快速旋转圆筒或其它类型的连续动力表面例如快速运动带来加速和控制静态流体。

发明概要

本发明的创新性推进系统是一个连续的动力表面，用于使流体从吸送区流到冲击区。该动力表面使靠近该表面的流体加速，从而在从吸送区流到冲击区时形成一层被加速的流体。一个马达可工作地连接于动力表面，以便驱动该动力表面。配置一个分离板，使其邻靠该动力表面。分离板具有前缘和基本上平的冲击面，该前缘用于使加速的流体层与动力表面分离，该平的冲击面邻接前缘，用于将被加速的流体引导到要求的方向。分离板可相对于动力表面定位，使前缘一般很靠近该动力表面，该冲击面基本上与作为至少一部分冲击区的动力表面相切。

在另一个实施例中，本发明的推进系统具有多个圆筒(或柱，下同)。每一圆筒具有外表面，该外表面可在流体中旋转，从吸送区域转到冲击区域，从而在每个外表面上形成一层被加速的流体。该圆筒被间隔开，使得在圆筒之间形成一卷吸气流的会聚区，并且圆筒向内朝会聚区转动，因而每个圆筒的加速流体便沿要求的冲击方向流过会聚区。一个马达可操作地连接于圆筒，以便高速驱动圆筒。邻接多个圆筒配置多个分别具有前缘和冲击面的活动冲击分离板，使得每个圆筒在其冲击区域至少具有一个相应的分离板。每个分离板配置在会聚区并可以相对于其对应的圆筒移动。

附图简要说明

图1是本发明的快速旋转圆筒流体推进装置的横截面图；

图2A是图1流体推进系统的快速转动圆筒的另一个横截面图；

图2B是图1推进系统的快速旋转圆筒的另一个横截面图；

图3A是本发明流体推进系统的快速旋转圆筒的等角投影图，该圆筒具有许多分离板；

图3B是图3A的推进系统的横截面图；