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飞碟升力原理

2018-4-16 22:16| 发布者: dymodel| 查看: 267| 评论: 0|原作者: dymodel

摘要: 修复“laoztou”的帖子。 ★★★“飞碟”升力原理图片: 空气动力学的“升力原理”(之一) 偶们知道,空气动力学以“机翼”产生“升力”,有“上表面升力”和“下表面升力”之分。一般来说,上表面 ...
修复“laoztou”的帖子。
★★★“飞碟”升力原理图片:
飞碟升力原理

                空气动力学的“升力原理”(之一)

偶们知道,空气动力学以“机翼”产生“升力”,有“上表面升力”和“下表面升力”之分。一般来说,上表面是“低压区”(低于周围大气压),下表面是“高压区”(高于周围大气压)。机翼在低速(低于声速)时以上表面升力为主,而高速(声速以上)时以下表面升力为主。
机翼上表面是靠“升力涡流”产生低压区而得到升力的,机翼下表面是靠高速来流与斜面板的冲压作用产生高压区得到升力的。
一、上表面升力
空气动力学中的“升力涡流”在一百多年来只有两种,一种是机翼和鸟翼上的“附着涡”,是高速(比周围空气速度快)的流体附着于一个凸起的表面(机翼升力面);另一种则是昆虫和蝙蝠翅膀上的“分离涡”,是呈一个螺线管状的高速卷流(涡卷或涡管)。
两者都因为高速流体的圆弧形产生的离心力,对抗了上部的大气压力而得到低气压,即是升力面上部的“升力”,同时因为“升力涡流”对上部的周围空气有剪切力(或诱导作用),将大量空气诱导向下方,得到“下洗流”,则可用“下洗流”的总动量(mv)来代表升力面上部的“升力大小”!
但是,这两种“升力涡流”是有着天生的最根本的气动缺陷的!即都不能有效对付低空风切变和区域旋转风,比如此次中国的汶川大地震中的米-171的失事坠落,以及同一时期的缅甸热带风暴大灾中,也不可能用上直升机!
二、下表面升力
当来流速度很高时,流体与斜面板的冲压作用明显起来,机翼下表面就象一个风筝或冲浪板,是用斜板压缩空气得到高气压,即所谓“压缩升力”,当高声速时,激波层面与机翼下表面很贴近,升力就以激波的高压为主,即是“激波升力”了。
不管是机翼“上表面升力”还是“下表面升力”,只要是以空气动力学产生升力,那么结果都是形成一个“下洗流”,并可用“下洗流”的总动量(mv)来代表“升力大小”!
(注意,“气垫船”和“地效飞行器”的“气垫升力”不能用动量定理(mv)来计算,因为“气垫”内的空气受约束不向外部泄漏,就象个气球或气胎顶起重物)
————请看一下流体动能和大气压力势能转化示意图:
可以看到,管子的底部的三个黑色空气分子有一个初始动能和动量,其向上走(可比喻为涡流的离心力),那么将把上方的另外两个白色分子推堵一起向上走(可比喻为流体的诱导作用和流体层间的剪切力),把管子上方的空气都挤出去,而其下方就被“抽真空”了。但是,在大气压力下,这五个分子会最终在某个顶端停止运动,然后在大气压力作用下反向加速走回去,而这次是五个分子一起运动了。
这其中包含了“动能”和“大气压力势能”的相互转化过程,但总的能量守恒,而动量是由三个分子的动量变成了五个分子的动量,质量增大,速度减小,而动量却增大了。当然,实际上其带动的上方空气层的厚度是很大的,而各层的空气分子的速度是不同的,是呈梯度变化的,所以最起码动量和速率都会有积分关系式。
从上一帖的图和此帖的图可以看到,“下洗流”在质量、速度、方向和动量方面与原先的来流或吹气都有变化,主要原因是,在“大气压力”和“涡流的离心力”相互对抗下,“涡流”的动能和大气的“压力势能”之间有一个转化过程。这里的涡流演化为下洗流的整个过程中,动量的方向改变是180度角,事实上,涡流动量的方向改变可以大于或小于此值。
那么如果我们想要找那些把涡流流体的动量改变的“力”,可以认为是“大气压力”和“离心力”及“剪切力”吧。
以下可从简化角度出发,不使用微积分表达式,而采用速率的平均值对升力和动量进行推导分析,也可以看懂升力原理和动量的变化情况。
图片:
飞碟升力原理            
空气动力学的“升力原理”(之二)
三、下洗流的动量增大
对于机翼上表面涡流的升力,我们知道,这是“涡流所诱导的剪切流”在凸起的表面上因为离心力而有对抗大气压力,形成低气压,就是升力。
在涡流离心力和大气压力的作用下,涡流所诱导的剪切流最后成为下洗流,那么流体动量的改变量就代表了在此段时间内作用在其上的力的作用,是一个冲量,符合经典力学中的动量定理。
而涡流的离心力造成的升力可以由机翼上下表面的压力差来表示,等于此流体的动量在垂直轴y向上的改变量,
即  

  =  c m v
其中(cv)为下洗流的速率(v)在垂直轴y向的分量;
另外,也可以这样看:
设此凸起表面的曲率半径为(r),剪切流的质量为(m),平均速率为(v),那么这个剪切流的“离心力”可表示为(F),
即  F  =  m (v^2) / r
那么,因为此凸起表面的面积一定即长度有限,并不会随流体的速率变化而变化,而我们是寻求一个有限长度的弧形表面的压力(P),而从量纲分析出发,此凸起表面是一个有限的圆弧段,所以以上公式须再除以一个速率(v),并乘以圆弧长(cr),其中c为一常数,
即  

  =  c m v
上式右边即是涡流诱导的剪切流在此有限的凸起表面产生的升力,也是下洗流的动量,所以,涡流变成剪切流最后演化成下洗流后,由下洗流的动量的绝对值代表了升力大小。
四、总动能守恒
对于涡流对周围空气的“诱导比”,我们知道,这是“涡流在流体的粘性和大气压力下”剪切或诱导一定质量的周围空气形成剪切流,在“动能守恒”的大条件下,此剪切流的动量大于原来涡流的动量。设一股“涡流”质量为(m),平均速率为(10v),在“诱导”出了两倍质量的“下洗流”(2m)后,从“动能守恒”出发,可以算其平均速率为(7v),
即  (1/2) (m) (10v)^2  =  (1/2) (2m) (7v)^2
那么结果计算动量时,动量的绝对值增加了0.4倍。
即  (m) (10v)  
飞碟升力原理

飞碟升力原理

如图:
“飞碟”上全新的“第三种升力涡流”的生成和演化过程图片:
飞碟升力原理
(正式版专利内容之一)
                       复合涡流的制造方法、制造设备及复合涡流飞行器
    目前世界上用于空气动力学方面产生“气动升力”的现象有两种类型,一种是机翼上表面或者是昆虫翼上表面的由“涡流的离心力”自然形成的低气压,另一种则是机翼下表面或风筝下表面的由“迎风面与来流之间的冲压作用”得到的高气压。
    而在前者中,目前飞行器只有两种专用的“升力涡流”:其中一种是“沿着”一个“凸起的表面”(如飞机机翼)所流过高速的“面状”的流体(至少比周围空气的流速高)时自然拥有的“离心力”(因为流体流过圆弧形表面),对抗了周围的大气压而得到低气压(升力),这是一种呈凸面状的“附着涡”;另一种则是“绕着”一个“有尖锐的前沿的表面”(如超音速飞机机翼或昆虫翼)所流过高速的“龙卷旋涡管状”的流体(流体旋转流动的速度也比周围空气的高)时的“离心力”对抗了周围大气压得到升力,这是一种呈龙卷旋涡管状的“分离涡”。
    这两种“升力涡流”都是利用了“高速流体以圆弧形轨迹流动”而自然拥有的“离心力”,对抗大气压而得到升力的。最后,它们都是因为“涡流的圆弧形轨迹流动”而对周围空气有一种剪切力,也即所谓的“诱导作用”,将大量空气诱导进来提高了流体的“总动量”,也即提高了“总升力”,则结果都成为了机翼后沿的向下方流动的“下洗流”。
    即原来飞行器上只有两种专用的“升力涡”——“凸面状附着涡”和“螺线管状分离涡”,但它们皆是自然界已有的而被人类“发现”的,则当航空发展一百年后的现在,终于由人工“发明”出一个“升力涡流流型”。
    现新发明的“升力涡流”是“第三种升力涡流”,其产生升力的道理与前面两种是一样的,只是其外表差别很大,而性能也很独特,并称为“复合涡流”——分别由“立体涡流”(如烟圈) + “平面涡流”(如台风) + “中心涡管”(如龙卷风) + “奇异涡环”(环形分离涡) + “下洗流”(可旋可不旋)等五个部分组成。
    “飞碟”有二十个主要特征:  直升悬停、光环围绕、强力旋风、强大磁场、电磁干扰、机体旋转、周身发光、核能辐射、无声飞行、波浪轨迹、强光尾喷、外壳电场、雷达隐身、伸缩光束、烟雾遮体、空中离合、空中变形、极度加速、非超光速、三域通行。
    “飞碟”活动的附带现象是:  当“飞碟”悬停在空中或平飞时,总有一层明亮的彩色光环和光晕,当其降落时,光环就消失了,当它重新启动时,又射出光环;当“飞碟”掠地前飞或起降时常有狂风大作,在其下部往往可见类“城市尘卷风”的旋风,比如当其在沙漠地带起飞或着陆时,会激起狂烈的沙暴,当其飞越大雪覆盖的雪原时,在其下方出现强烈的雪旋风暴,而有时其下部的风力却很柔和;“飞碟”下部可形成类“吸管式龙卷风”吸附物体,比如当其悬停在大海上方时,海面会掀起巨浪和水柱,海浪直朝飞碟方向吸去,可将重物如人体、汽车、飞机等吸起或卷动,将树木连根拔起,还能以其下部产生的破坏性扭矩和旋转力使其下方被吸引的物体伴随其旋转和作螺旋式运动,并能将飞行中的旋翼直升机迅猛向上提升;“飞碟”常被观察到射出有长度和有实体的光束,并且似乎可以伸缩此光束;经常可见“飞碟”在空中用烟雾遮体,如同飘浮在空中的云团,但其体表的烟雾不但不会被高速前方来流吹散,而且也不影响“飞碟”的空气动力学流场和升力,其在高速(特别是超音速)飞行时,如果其采用云雾遮体,则其机体顶部正上方贴近体表处都会出现明显可见的悬空浮动的稳定的“球状旋转小云团或云泡”,却不会被超音速来流吹散;并可形成“旋转式下击暴流” 在森林开劈着陆区;“飞碟”所过之处可以使目击者的机械钟表停止,当低空掠过车辆时,将会把其掀起(牵引),甚至将物体磁化;“飞碟”出现时,往往伴有大规模的停电、放电或无线电通信中断或讯号干扰、甚至电器烧毁现象;“飞碟”兼有直升悬停和高速平飞的能力;“飞碟”在低空以超音速掠过或直升悬停时,极少发出人耳听觉的声音,但却往往令动物惊惧;“飞碟”在地面时会对周围物体有明显的电场效应,接触时有强烈的电击感;“飞碟”在飞行时会有机体上的分离和聚合现象,以及不合现有空气动力学原理的外形变化;“飞碟”在高速平飞时有时会有“打水漂”式轨迹;“飞碟”会在军用监视雷达的有效范围内突然现身及隐身;“飞碟”在平飞时总是在旋转,但在悬停时有时会不转;“飞碟”在太空或大气层中飞行时可以直角或锐角转弯,并可以瞬间加速到高速而消失或突然出现;“飞碟”在向前平飞时常见在尾部会出现“燕尾形光尾”和“棒状光尾”;当“飞碟”极度加速离开时,会以如“强光爆炸”的形象瞬间消失;在海洋湖泊水下发现光环,以及光环或光球从水中升起……
飞碟升力原理



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