离子风航空飞行器制造技术

在本发明专利技术中，要求把飞行器的外壳用光滑的、高强度的绝缘塑料制成。并将飞行器的外形做成“飞碟”状。其上半球的弧度要大于下半球的弧度，使其构成流线型。在内部结构上，采取平板电容器固定、永久磁铁旋转的工作方式。转动中，通过“导电滑环”和导线把电容器正极板中心所积累的正电荷引导至“放电腔”的侧壁上。带锯齿放电锥环与负极板的边缘连在一起，并固定于飞行器外壳上的适当位置。以能够同放电腔组成“雨伞形”的高压静电场为宜，只有这样才能确保“离子风”顺利地沿着飞行器的外表面快速从上面进入放电腔，以便于形成飞行器上、下两个部分之间的压力差，以及产生高速向下喷出的热气流，从而产生对飞行器的举力与向前行驶的推力。

【技术实现步骤摘要】
一
航空制造业
技术介绍
(一)概述到目前位置，在航空运输领域使用的飞行设备，大体上可分为螺旋桨式与喷气式两大类。除了直升飞机直接利用螺旋桨对空气的反作用力、宇宙飞船借助于火箭装置的喷气动力而升空之外，其余的民用或军用飞行设备几乎都是借助“流速大压强小”这一空气动力学原理，使飞机产生举力而升空的。诚如所知，无论哪种飞行装置，它们的共同特点都是燃料消耗巨大、噪音巨大、设备结构复杂、造价昂贵、操控难度很大、起降环境受到设施(如机场)与气象条件的严格限制、安全系数偏低等问题。为此，这里提出了一种借助于“离子风”产生举力的新型航空飞行器。(二)本装置的理论基础1)静电平衡现象众所周知，金属导体的特征是其中含有带负电的自由电子和带正电的结晶点阵。当导体不带电时，自由电子的负电荷与结晶点阵的正电荷互相抵消，使整个金属不显带电的特征。这时除了在微观上可以看到自由电子的热运动和结晶点阵的振动之外，电荷没有任何形式的宏观运动。当导体受到电场力的作用或带上额外的电荷时，导体中的自由电子(无论是原来就存在于导线之中的还是外来的)，在所受电场力的作用下，就开始相对于结晶点阵(结晶点阵本身只作微观振动)作定向的宏观运动，并引起了导体上电荷的重新分布。但是，这种宏观上的电荷运动是要消耗能量的。如果没有外界能源不断地支持就会立刻停止下来。电荷又会重新分布。我们把这种情况叫做静电平衡状态。在静电平衡状态下，不仅导体内部任何一点的电场强度等于零，而且导体表面任何一点电场强度的方向垂直于该点的表面。2)电容器中的静电场与此不同的情况是，如果我们把两块导电的金属板相互靠近，比如在中间夹上一层均匀的、具有一定厚度的绝缘介质，就构成了熟知的平板电容器。把这种电容器的两个极板分别地连接到一个电池的正极和负极上，在静电平衡时，电荷就会均匀地分布在两个极板之上。其中，与电池正极相连的极板就带上了正电荷，而与电池负极相连的极板就带上了负电荷。经过一个暂短的过渡过程，就会达到一种新的静电平衡状态。3)运动电荷所受到的洛伦兹力诚如所知，载流导线在磁场中要受到磁力的作用，这是因为导线中的电流来源自由电子的定向运动。所以我们可以假设，运动着的带电粒子在磁场中同样会受到洛伦兹力的作用。事实上，载流导体在磁场中作定向运动(如电动机的转动)的原因，是由于导体中的带电粒子除了在磁场中作定向运动之外，还不断地与导体中的宏观物质相互碰撞而把作用力传递给导体本身。——这就是载流导体在磁场中受力的微观本质。根据上面的分析，我们可以进一步地研究安培定律的意义。按照安培定律，载流导线上任意一电流元Idl在磁感应强度为 的磁场中所受到的外力df=BIdlsin(dl→·B→)---(1)]]>假设电流元的横界面为s，单位体积内有n个带有电荷e的粒子，且这些粒子定向运动的平均速度为 那么 的方向就是 的方向。而电流强度的定义为I＝neυs(2)将其代入安培定律后得出df=enυsBdlsin(υ→·B→)---(3)]]>这里的 是电荷定向运动方向和磁场强度的方向间的夹角。这个力就叫做“洛伦兹力”，其方向垂直于矢量 和 所决定的平面。显然，当这一夹角等于90°时，上式可以写成df＝enυsBdl(4)在dl这一段导体内始终保持有dn＝nsdl个运动的带电粒子。如果我们认为这段载流导体所受到的磁场力就是磁场经由这些定向运动的带电粒子传递给导体的，则每一个运动着的带电粒子在磁场中受到的力应为f1=dfdn=eυBsin(υ→·B→)---(5)]]>这个力就叫做“洛伦兹力”。无论粒子带的是正电荷还是负电荷，它们的指向关系都满足于“右手定则”。而洛伦兹力与电流的方向以及磁场方向之间的矢量关系可以用以下矢量方程表示f+→=eυ→×B→f-→=-eυ→×B→---(6)]]>也就是说，上式所代表的受力方向取决于电荷本身的正负。由于洛伦兹力与带电粒子的运动方向垂直，所以这种力事实上并不对带电粒子做功，而只能改变粒子本身的运动路径。4)离子风的产生与升力的形成通过以上分析可以看出，如果让已经充电的平板电容器在垂直于该电容器表明的磁场中相对地旋转(或者电容器的极板不动，永久磁铁作垂直于磁力线的转动)，那么由式(6)可知，在洛伦兹力的作用下，电容器两个极板上所携带的正负电荷就会向相反的方向移动。假如负极板上的负电荷向极板的边缘移动，则正极板上的正电荷就会向它的圆心移动。这样一来，就会在正极板的圆心与负极板的边缘上分别堆积大量的正电荷与负电荷。如果把它们适当地引导，就会在设定的区间上形成一个高压静电场。假设我们把负极板的边缘设计成尖锐的锯齿状，那么集中在负极板圆周边缘上的负电荷就会与其周围空气中残留的“正离子”相互中和而形成“尖端放电现象”。与此同时，剩下来的“负离子”就会在电场力的驱使下迅速地离放电区而形成一种所谓的“离子风”。实验证明，即使微弱放电所形成的离子风也可以吹灭蜡烛。由于我们事先已经把飞行器的外壳用绝缘材料做成流线型，那么离子风中的负离子(连同周围的空气分子)就会在高压静电场的作用下，沿着飞行器的外表面迅速地冲向静电场的正极而被拖入放电腔。进入放电腔的负离子便立刻与堆积在那里的正电荷中和放电。如果把放电腔做成喷射器的形状，则放电所产生的高温气流就会迅速向下喷出。可想而知，夹杂着空气的离子风沿着飞行器上表面的流速将远大于其底半部外表面处空气的流速，根据“流速大压强小”这一空气动力学原理，飞行器就会受到一个垂直向上的举力。再加上放电腔内高速向下喷出气流的反冲力，二者的合力，便可以使飞行器迅速的垂直升空。——从而构成了所谓的“离子风航空飞行器”的工作原理(参见图1)。三
技术实现思路
在本专利技术，要求把飞行器的外壳用光滑的、高强度的绝缘塑料制成。并将飞行器的外形做成“飞碟”状。其上半球的弧度要大于下半球的弧度，使其构成流线型。在内部结构上，采取平板电容器固定、永久磁铁旋转的工作方式。在永久磁铁转动的过程中，通过“导电滑环”和导线把电容器正极板中心所积累的正电荷引导至“放电腔”的侧壁上。带锯齿放电锥环与负极板的边缘连在一起，并固定于飞行器外壳的适当位置。以能够同放电腔组成“雨伞形”的高压静电场为宜，只有这样才能确保“离子风”顺利地沿着飞行器的外表面快速进入放电腔，造成飞行器上下之间的压力差，以及产生高速向下喷出的热气流，从而产生对飞行器的举力与向前行驶的推力。(参见图2)本装置的动力来源可以采用多种形式，其中包括利用太阳能电池，即把飞行器的上表面覆盖一层光顺的太阳能电池板，再通过一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
本飞行器结构简单、造价低廉、操控方便、没有噪音、机械效率高、安全可靠，可垂直起降、无需机场和跑道、可在任意高度飞行（理想高度在电离层及其以下）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏烆光，
申请(专利权)人：夏烆光，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]