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[技术] “喷气式可垂直升降空中飞行汽车”投资前景及社会效益分析.1

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发表于 2009-11-1 10:35:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
"喷气式可垂直升降空中飞行汽车"
投 资 前 景 及 社 会 效 益 分 析.1
张 鸿 元

--- 远大的前景 ---
在电影《星球大战》中,我们可以看到未来社会汽车的使用已经很少,
人类最主要的交通工具是可以垂直升降、普通人都可驾驶的喷气式飞行
器。这种情景虽是电影里科学幻想的情节,却也反映出未来社会在交通工
具方面的大致发展趋势:那就是当造价适当、可以垂直升降、操控方便的
喷气式飞行器出现之后,它将逐步取代汽车在社会交通中的地位并最终成
为人类社会最主要的交通工具。
电影《星球大战》中未来社会的城市面貌图
人类的梦想是将来能够每人拥有一架属于自己的喷气式垂直升降飞行
器,人人都能像老鹰那样随时随地的起飞降落、快速地在天上自由飞翔,
使地球成为一个真正《地球村》------这种梦想是现在几乎所有科幻小说
关于未来社会人类在交通工具方面的共同描述,由此可见未来交通工具的
这种发展趋势得到了众多有识之士的一致认同,而且人类也确实有这样的
实际需要,就像我们现在所处的信息社会,需要每人携带一部手提电话,
能够随时随地、快速方便地和地球上的任何一个人联系那样。
--- 50 多年的艰难历程 ---
为了实现人类能像鸟那样随时随地的起飞降落、自由自在地在天上飞
翔的梦想,从20 世纪40 年代喷气式飞机产生后就有不少人开始尝试开发
这种喷气式垂直升降飞行器。1954 年8 月3 日,英国劳斯莱斯公司的首
席飞行员谢菲尔德首次驾驶一架名为TMR《推力测试平台》的飞行器,完
成了历史上喷气式飞行器的第一次垂直起落。接着,世界上许多飞机制造
商提出了种种设计方案、投入了大量的人力物力,他们制造出来的喷气式
垂直升降飞机的形状和起落方式五花八门,但遗撼的是经过50 多年的发
展,最终只有带转向喷管的英国《鹞》式和苏联的《雅克》系列真正投入
使用,其它计划均无果而终。当时世界各国制造的比较有名的喷气式垂直
升降试验样机主要有:
1. 1958 年英国罗斯莱斯公司和肖特兄弟制造厂联合生产的
《肖特 S.C.I》机;
2. 1965 年法国达索特公司制造的《幻影》III V;
3. 1963 年美国洛克希德公司生产的XV-4B;
4. 1963 年联邦德国EWR 公司生产的VJ-101;
5. 1967 年德国多尼尔公司制造的Do 31E 运输机等;
这些试验机均采用分别独立的多台涡轮喷气发动机提供飞机的升力及
另外几台涡轮喷气发动机提供推力。例如其中比较成功的美国洛克希德公
司生产的XV-4B 就在机身中段安装了4 台升力发动机及另外再安装了2 台
推力发动机。这样做使飞机的升力发动机在平飞时成为多余的重量,大大
削弱了飞机的载重比,使飞机的航程和有效载荷大幅减少,这些试验机最
终都没能真正投入使用。
1956 年,法国工程师克尔.韦伯看到了这个局限,提出采用推力转向
喷管实现垂直起降的技术设想,但当时主流的设计思想是由各自独立的涡
轮喷气发动机分别提供飞行器的升力和推力,他的这个设想被法国国防部
和美国五角大楼拒绝。幸好他得到了布里斯托尔航空发动机公司的总工程
师斯坦利.胡克博士的赏识,在斯坦利.胡克博士的帮助下改进了他的设计
方案。这个方案被英国霍克飞机公司和布里斯托尔航空发动机公司看中,
据此研制出了著名的《飞马》发动机,并开始着手研究《鹞》系列垂直/
短距起降攻击机。
英国《鹞》式垂直/短距起降战斗机
《鹞》式垂直/短距起降攻击机于1967 年批量生产,成为世界上第一
种实用型垂直/短距起降的亚音速多用途攻击机。1976 年,前苏联研制的
《雅克-38》正式在海军服役,成为世界上第二种实用型垂直/短距起降喷
射机。
然而这二种真正投入使用的垂直/短距起降飞机也存在着很多问题,其
中最主要的就是难以操控、使用成本高及噪音巨大。喷气式垂直升降飞机
的操纵系统十分复杂,对飞行员的操纵能力和反应能力要求很高,二款战
机都不是普通的战机飞行员所能驾驶的,必需挑选那些最为优秀的飞行员
再经过长期严格的训练才能驾驶这种喷气式垂直升降飞机,虽然对飞行员
的要求这么严格,但这种飞机的坠毁比例仍然远远高于普通的喷气式飞
机。据载,英国皇家空军的105 架《鹞》式战机中,就有24 架由于飞行
员的操纵失误原因而坠毁。苏联的《雅克-38》战机由于产生的噪音过于
巨大而被北约组织戏称为《铁匠》,现在前苏联的雅克战机已被淘汰掉了,
只剩下硕果仅存的一种英国鹞式战机仍在服役,而且效果不甚理想,喷气
式垂直升降飞机50 多年来的这种发展状况完全无法满足人类的飞天梦想
及社会的实际需求。
造成喷气式垂直升降飞机的发展严重滞后的最主要问题就在发动机
方面。现在的喷气式航空发动机依靠吸入、喷出大流量的气流为飞行器提
供动力,它的主要特点是:吸入、喷出的气流量非常巨大而喷出气流的气
压并不高,只有一个大气压多一点而不会超过二个大气压;在喷气产生推
力方面,它与火箭发动机喷出的气流量不大而气压却很高形成了鲜明的对
比。当飞行器的发动机改变功率、空中的气流扰动、地效干扰等因素造成
飞机姿态发生变化时,要通过控制、改变现代喷气式航空发动机大流量气
流的喷射方向及喷射流量,使飞行器能够保持稳定状态或者从垂直起降状
态平滑地过度到飞行状态就会相当困难,这就是造成现代喷气式垂直升降
飞机难以操控的主要原因。
其次,现在的喷气式航空发动机只能使用价格很高的航空煤油而不能
使用燃烧值相对较高而价格却低很多、在社会上已普遍使用的普通柴油,
造成了现代的喷气式飞机使用成本高、载重效益低并且无法使用社会上分
布广泛的民用汽车加油设施;现在的喷气式航空发动机产生的巨大噪音也
无法让人们生产出一种可以像普通汽车那样在城市之中穿梭飞行的交通
工具。
所以,人类如果要生产一种像电影《星球大战》中所描述的那样容易
操控普通人都可驾驶、制造和使用的成本低,并且能够在城市中间穿梭飞
行、可以垂直升降的喷气式飞行器就必须发明出一种能够克服上述各项缺
点的新型喷气式航空发动机,这种新型喷气式航空发动机一旦发明成功,
人类希望像老鹰那样随时随地的起飞降落、快速自由地在天上飞翔,使地
球成为一个真正《地球村》的梦想立刻就可以变为现实,因为除了发动机,
人类现有的技术水平已经完全可以解决生产这样一种交通工具的其它技
术难题。
--- 新的希望 ---
空气压缩航空发动机
现在我们发明的《空气压缩航空发动机》就是这样一种将会改变人类
社会面貌的新型喷气式航空发动机。它和现在普通的喷气式航空发动机的
最大区别就是:它吸入、喷出的气流量较少而喷出气流的气压却很高。它
喷出气流的气压可以达到5 个大气压左右,只需吸入比现在普通喷气式航
空发动机少得多的气流量就可以产生和现在普通喷气式航空发动机同样
的推力,这种特点使它看起来更像是一部可以吸气而不需要自带氧化剂的
火箭发动机。
它采用小气量高压力气体喷出取代大气量低压力气体喷出和在涡轮后
部设置压力腔的创新做法不但可以有效地解决造成现代喷气式垂直升降
飞机难以操控的困难问题,也可以使用成本低、 燃烧值较高的普通柴油;
并且可以把燃料爆炸燃烧产生的巨大噪音隔离吸收。使我们生产一种普通
人都可驾驶、低使用成本,又能够像普通汽车那样在城市中间穿梭飞行、
可以垂直升降的喷气式飞行器(空中飞行汽车)变为现实。
《空气压缩航空发动机》甚至可根据人们的特殊要求把喷出气流的
气压提升至大约十个大气压(只要压气机在燃烧腔里产生的压力超过33
个大气压或更高就能做到)。《空气压缩航空发动机》只需吸入比普通喷气
式航空涡轮发动机少得多的气流量就可产生和普通喷气式航空涡轮发动
机同样推力的特性导致它在空气稀薄的高空也可产生有效的推力,使安装
《空气压缩航空发动机》的飞行器飞行高度要远远超过现在的喷气式飞
机。如果这种飞行器在2 万米以上高空的飞行速度达到2 马赫以上,它就
有可能飞到大气层的边沿,这时它若启动自带的火箭只需耗费很少的火箭
燃料就能飞出外太空,使生产具有自带火箭的新型空天飞机成为可能。
《空气压缩航空发动机》可以非常容易地改变喷口方向,当这种新型
的空天飞机要返航时可先启动自带火箭,它只需耗费很少的火箭燃料就可
减速并飞到大气层边沿,再启动《空气压缩航空发动机》燃烧普通柴油并
改变喷口方向,使它产生的推力用来减速及克服万有引力,然后像普通飞
机那样在大气层中长距离飞行并在普通的机场降落。
由于新型空天飞机自带的火箭只在冲出大气层飞进太空的加速及返
回地球飞进大气层的减速过程中短暂使用,因此新型空天飞机只需携带数
吨普通柴油及少量火箭燃料、氧化剂便可飞行;甚至可将自带火箭进行改
造,让它能使用普通柴油作为火箭燃料,这样新型的空天飞机就只需携带
数吨普通柴油及少量液氧就能飞行,并不需要像现在的太空穿梭机那样要
携带数百吨火箭燃料及氧化剂,大大增加了空天飞机的有效载荷。新型空
天飞机飞进大气层时在空气压缩航空发动机的减速下不必像现在的太空
舱那样在大气层中高速飞行、表面产生几千度的高温,故不必像现在的穿
梭机和太空舱那样在外壳装上厚重的防热层,进一步增加了新型空天飞机
的有效载荷并可大幅降低造价。
当装上空气压缩航空发动机造价低廉、有效载荷大的新型空天飞机生
产成功后,我们将可像现在乘搭民航客机那样24 小时全天候在普通的民
用机场起飞、廉价方便地进出太空,人类开发、利用外层空间将进入一个
全新的阶段。

有关此项目的各种详细资料请参考:
http://blog.163.com/instech@126/

本成果已申请国际专利(中国发明专利号:ZL 2005-1-0034447.1, 国际专利
申请号: PCT/CN2006/000730 , 欧共体专利申请号:
06722377.6-1267-CN2006000730,俄罗斯专利申请号:20071398,美国专利
申请号:11/659888,日本专利申请号:2008-508053,),拥有独立知识产权,
任何单位或个人未经专利权人(张鸿元)许可,不得为生产经营目的制造、使
用、销售本发明产品,或者使用其发明方法以及使用、销售依照该发明方法直
接获得的产品。
 楼主| 发表于 2009-11-1 21:37:09 | 显示全部楼层
3# 三叶锤
“新型旋翼机”是螺旋桨的,也就是直升机的变形而已,这个项目可是喷气式的。虽然说是一种新型的喷气式发动机,但实际上只是在涡喷发动机的后面加了一个压力腔、再从压力腔引出喷嘴而已,并没有什么特殊的技术难关需要攻克,故要生产出来并不困难,如果有资金支持的话。本人虽然胆大妄为敢到世界各国去申请发明专利,但断不敢冒用高歌教授的大名,况且本人也没有能力写出高技术含量的喷气式航空发动机专业论文。
发表于 2009-11-1 22:57:36 | 显示全部楼层
 楼主| 发表于 2009-11-2 00:09:41 | 显示全部楼层
5# 三叶锤
所谓的“旋翼机”和我的“喷气式可垂直升降空中飞行汽车”比起来都不是在一个档次上的东西,我用得着去掐它的脖子吗?
 楼主| 发表于 2009-11-3 11:40:01 | 显示全部楼层
10# 三叶锤

具体情况请参考:
“喷气式可垂直升降空中飞行汽车”投资前景及社会效益分析.2
发表于 2009-11-3 20:15:58 | 显示全部楼层
这种东西就是扯蛋。你以为你那个东西能把汽车吹上天?你计算过一辆汽车有多重,需要多大的反作用力。需要多大的功率才能产生所需的反作用力?
发表于 2009-11-3 21:18:25 | 显示全部楼层
我建议楼主直接去找喷气式飞机发动机图纸把比例缩小到气车能用的大小,装在车上试试,哈哈
 楼主| 发表于 2009-11-4 10:49:34 | 显示全部楼层
15# 心系蓝天
你看过英国鹞式喷气式可垂直升降战斗机吗?别说它的重量有几十吨可垂直起降,就是它的载重量也要比一部汽车的重量多得多。我的“喷气式可垂直升降空中飞行汽车”就是这种类型的,但比它要具有如下的优点:
1. 容易操控,普通人都可驾驶;2. 可使用普通柴油不需使用专用的航空煤油,故可使用现在分布广泛的民用加油设施;3. 噪音很小可在城市中间川梭飞行就像现在的普通汽车那样。
详细情况可参考我的博客上的各种资料,尤其是在像片栏目里,有不少图片。
 楼主| 发表于 2009-11-4 11:15:40 | 显示全部楼层
16# 三叶锤
如果我的“喷气式可垂直升降空中飞行汽车”是豪华奔驰车的话,旋翼机就是一部自行车了,由于它很简单故您能把它的详细图纸放在这里给人家看,也可自己造一部出来。但我就无法把详细的图纸拿出来只能把它的大概情况讲一下,我也曾经和国内的一些航空发动机厂家联系,要求他们要根据我的专利设想帮我造一部喷气式的“空气压缩航空发动机”出来,因为这个项目如果要申请国家资助就必须得造一部样机出来。你猜他们是怎么说的?他们说要根据我的专利设想设计、制造一部“空气压缩航空发动机”出来并没有困难,只需把现成的涡喷发动机加以适当的改造再加上压力腔及引出喷管、装上喷嘴就行,问题是他们这么做要花费约五千万元的资金,这笔钱必须要由我自己来承担。您说我到那里去拿五千万元资金出来?这么复杂的东西有办法在这里拿出详细的图纸给您看吗?如果要了解这个项目的大概情况,我博客中的资料已是足够的,在“相片”栏目里也有不少资料可看。谢谢您对这个项目的关注!
发表于 2009-11-4 11:54:16 | 显示全部楼层
  1. 请把图像。图片上来。好叫大家分析。
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