風驅(qū)車船及其逆風、橫風行駛方法
【技術(shù)領域】
[0001]風驅(qū)車船暨風驅(qū)車船逆風、橫風行駛方法，涉及一種以風力為動力的車船暨以風力牽引車船前進的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高空風力遠比低空風力強大，而且高空風力具有風向穩(wěn)定、風力持久的特點，因此高空風力應是風驅(qū)車船更可靠、更經(jīng)濟的選擇。然而，目前由風力直接驅(qū)動的車或船都只利用低空風力，對于利用強勁的高空風力直接驅(qū)動車船的技術(shù)還是空白。
[0003]而且，目前為止，風驅(qū)車船尚無法實現(xiàn)逆風行駛和橫風行駛。這個技術(shù)難題不能攻克，也是風驅(qū)車船至今水能進入實用階段的主要原因之一。
[0004]風驅(qū)車船，尤其是大型風驅(qū)車船要真正具備實用價值，就必須突破如何利用高空風力的技術(shù)難題，就必須突破如何逆風行駛和橫風行駛的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明的目的
[0006]本發(fā)明就是要提供一種風驅(qū)車船及風驅(qū)車船行駛方法，突破上述兩大技術(shù)難題。
[0007]技術(shù)方案
[0008](本技術(shù)方案是CN201210101117X的分案，如有不詳盡之處，請參閱CN201210101117X的說明書和附圖)
[0009]風驅(qū)車船技術(shù)方案:
[0010]自身無需具備動力、僅靠空氣壓力或風力作用即可產(chǎn)生上升力的浮升機構(gòu)，通過纜繩與車輛或船舶連接;浮升機構(gòu)可以有一組或兩組(同組中可以有一個或一個以上的浮升機構(gòu)，浮升機構(gòu)多于一個時，可以各自與車、船連接，也可以先連接在一起，再通過同一纜繩與車、船連接)，如浮升機構(gòu)只有一組，就必須具備不依靠自然風力亦可自主浮升的特征(比如輕質(zhì)氣囊、飛艇自身因空氣壓力而具備自主浮升特征，又如風箏與氣囊、飛艇或自備動力的旋翼機構(gòu)、翼環(huán)機構(gòu)等結(jié)合后也具備自主浮升特征)，如浮升機構(gòu)具有兩組，則兩組分別運行于上下兩個高度不同且風向相反的風層，且兩組浮升機構(gòu)具有能夠改變兩者迎風面積的比例的特征，兩組浮升機構(gòu)或者分別通過各自的纜繩與車船體連接，或者兩組浮升機構(gòu)之間以纜繩或連桿或支架連接為一體后再通過同一條纜繩與車船體連接(這條纜繩的上端與兩組浮升機構(gòu)的連接點可以處在連接兩組浮升機構(gòu)的纜繩或連桿或支架上的任何一點)；浮升機構(gòu)或者與發(fā)電機構(gòu)連接，或者不與發(fā)電機構(gòu)連接，與浮升機構(gòu)連接的發(fā)電機或者置于浮升機構(gòu)的內(nèi)部或外側(cè)(如飛艇、自旋翼機構(gòu)、翼環(huán)機構(gòu)上的發(fā)電機)，或者置于車船內(nèi)部或外側(cè)(如與往復卸納箏纜繩8連接的發(fā)電機)；發(fā)電機直接與車船的電動引擎作電路連接或與蓄電池作電路連接，蓄電池與電動引擎作電路連接。
[0011]本方案所謂“自身無需具備動力、僅靠空氣壓力或風力作用即可產(chǎn)生上升力的浮升機構(gòu)”有多種，其中包括輕質(zhì)氣囊、飛艇、自旋翼機構(gòu)、翼環(huán)機構(gòu)、風箏和風箏機構(gòu)，而風箏和風箏機構(gòu)則是包括本系列技術(shù)方案中的雙纜箏和往復卸納箏在內(nèi)的一切風箏或風箏機構(gòu)。
[0012]有兩組浮升機構(gòu)的風驅(qū)車船，要實現(xiàn)“逆風”行駛，必須將其中一組置于兩股上下排列的逆向風組的上層風中，另一組置于該風組的下層風中，且兩組浮升機構(gòu)必須能夠改變它們的受風面積的比例(直接改變兩者或其中之一的迎風面積，或改變它們的迎風角度從而達到改變迎風面積的目的)。通過改變上下兩組浮升機構(gòu)的迎風面積或迎風角度，就可以使兩組浮升機構(gòu)接受的風力失衡，接受風力較大的一組就會牽引車船朝已方風向前進。當處于上位的一組接受風力較大時，就會牽引車船作“逆風”行駛，當然，此處所謂“逆風”，其實只是逆低空風而已，就高空風而言，車船還是順風的。
[0013]輕質(zhì)氣囊或飛艇自身(不依靠風箏)改變迎風面積的方法:
[0014]方法一:給輕質(zhì)氣囊或飛艇設置空氣室(不必充裝輕質(zhì)氣體)，空氣室有放氣口和進氣口，放氣口有能夠遙控或自動控制開關，進氣口連接充氣機，充氣機可以安置于輕質(zhì)氣囊或飛艇上，也可安置于車、船上(需要擴大迎風面積時就充氣，需要縮小迎風面積時就放氣);
[0015]方法二:是給它們配置能夠充壓和抽空氣體的壓縮機，壓縮機即可安置于氣囊、飛艇上，也可以安置于車、船上，壓縮機與輕質(zhì)氣囊或飛艇的氣囊之間有管道連接。利用壓縮機使上下兩組浮升機構(gòu)之一的輕質(zhì)氣囊擴大或縮小(直接充加或抽出氣體)，或在使一組浮升機構(gòu)的氣囊擴大的同時，使另一組浮升機構(gòu)的輕質(zhì)氣囊縮小(將需要縮小的氣室中抽出的氣體直接充壓到需要擴大的氣囊中)。
[0016]要使風箏的迎風面積能夠改變，就必須通過操控纜繩使風箏變形，其中最為方便和高效的是方案是采用本系列技術(shù)方案中的“雙纜箏”或往復卸納箏的箏體作為浮升機構(gòu)。
[0017]輕質(zhì)氣囊、飛艇和風箏結(jié)構(gòu)簡單、廉價、耐用，采用為能夠改變迎風面積的浮升機構(gòu)是最佳方案，故作詳細介紹;其他類型的浮升機構(gòu)亦可改變迎風面積和迎風角度，篇幅關系不在此--介紹。
[0018]只有一個或一組浮升機構(gòu)的風驅(qū)車船，也可以作所謂“逆風”行駛，前提條件是:浮升機構(gòu)必須能夠?qū)崿F(xiàn)自主上升。浮升機構(gòu)降到下層風中就能“順風”牽引車船行駛，浮升機構(gòu)上升到上層風中就能“逆風”牽引車船行駛。氣囊、飛艇由于比重輕于空氣，因此它的升力完全自主，與風力無關，而自旋翼機構(gòu)和翼環(huán)機構(gòu)只要輸入電源也可以在無風條件下主動上升，也屬于自主浮升機構(gòu)，因此它們都是能夠?qū)崿F(xiàn)“逆風”牽引車船行駛的浮升機構(gòu)。但是風箏不同，它必須依靠足夠強大的風力才能上升，它并不屬于自主浮升機構(gòu)。因此，只有與輕質(zhì)氣囊等自主浮升機構(gòu)相結(jié)合的風箏方可實現(xiàn)可操控的“逆風”行駛。兩個逆向風層之間會有一個風力很慢的或亂流的過渡層，如果，既無自主浮升機構(gòu)牽引，又無巧遇上升風流，僅靠風箏自身是很難飛到上層風中去的。
[0019]只有一個或一組自主浮升機構(gòu)的風驅(qū)車船，在連接浮升機構(gòu)和車船的纜繩上必須配置有纜繩收放機。此處所謂纜繩收放機并非本文“控纜機技術(shù)方案”中的控纜機，而是單純收短或放長纜繩的機構(gòu)，比如常見的絞纜卷揚機就屬于這種纜繩收放機。配置纜繩收放機的目的:一是將纜繩隨時放長或縮短到適宜長度，以免過長時糾纏機械，過短時阻礙浮升機構(gòu)上升;二是控制浮升機構(gòu)的高度，使之不過分上升而脫離自己的風層;三是可以直接將輕質(zhì)氣囊、飛艇等從上層風中拉下到下層風中。纜繩收放機在箏體需要上升到上層風中去時放長纜繩8，箏體需要下降到下層風中時回收纜繩8，注意:兩個纜繩收放機37同時放長或同時回收相同長度的纜繩
[0020]如果浮升機構(gòu)是往復卸納箏的箏體，那么纜繩收放機既可以置于纜繩8的任何一點上(即收放纜繩8)，也可以置于纜繩1、纜繩2任何一點上(纜繩1、纜繩2上皆要設置有纜繩收放機，并且要同時、同向、同長度收放纜繩1、纜繩2)，不過還是以設置于纜繩8上比較適宜。
[0021 ]如果浮升機構(gòu)是往復卸納箏的箏體，那么往復卸納箏與車船的連接方法:
[0022]往復卸納箏的纜繩8或者直接與船舶推進器的動力輸入端連接，或者與船舶的發(fā)電機動力輸入端連接，發(fā)電機或者直接連接電動引擎，或者連接蓄電池，蓄電池連接電動引擎;箏體可以配置有輕質(zhì)氣囊，該氣囊的浮力足以將箏體帶到上下逆向風組的上風層中，或者僅僅與車、船上的其他工作機輸入端連接。
[0023]如無需要追求上述所謂“逆風”行駛效果，那么只需將箏體固定在低空即可。但是，在低空，風力常常有驟停、驟減，使箏體失速墜落，因此最好采用以下兩種方式:
[0024]—、如果往復卸納箏是通過纜繩8與推進器或發(fā)電機動力輸入端連接，那么只需給箏體配置輕質(zhì)氣囊即可。
[0025]二、如果往復卸納箏是通過高桿27與推進器或發(fā)電機動力輸入端連接，那么，最好是采用“箏驅(qū)工作機構(gòu)技術(shù)方案”中“如果往復卸納箏通過高桿27連接工作機(或傳動機構(gòu))的動力輸入端，那么高桿27與工作機動力輸入端的連接方法”中所述的第一、第二種。如此，實際上構(gòu)成了一種風帆車或風帆船，不過它與傳統(tǒng)的帆船不同，它是以箏體為“帆”，以高桿27為桅桿，而且它的桅桿在風中可以不斷前后擺動，擺動過程就可以直接帶動船舶推進器，或直接帶動發(fā)電機，通過電源驅(qū)動電動引擎。
[0026]有上下兩組浮升機構(gòu)的風驅(qū)車船，與只有一組浮升機構(gòu)的風驅(qū)車船相比，優(yōu)點是能夠快速轉(zhuǎn)換牽引方向，尤其是可實現(xiàn)船舶航行中及時剎車，并且不拋錨也可停泊。
[0027]本技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)“順風”牽引、“逆風”牽引和“橫風”牽引行駛的原理詳見于“風驅(qū)車船逆風行駛方法”。
[0028]風驅(qū)車船逆風、橫風行駛方法:
[0029]將浮升機構(gòu)放飛于上下風層風向相反的空域，并將浮升