專利名稱：避除高速飛行器“熱障”的設(shè)計(jì)的制作方法
避除高速飛行器“熱障”的設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及改變火箭及高速飛機(jī)外形并覆蓋軸承滾柱以避除熱障的設(shè)計(jì)，屬于航天航空技術(shù)領(lǐng)域。2、背景技術(shù):高速火箭和高速飛機(jī)，前進(jìn)時(shí)其表面與空氣發(fā)生劇烈滑動(dòng)摩擦而溫度飚升，速度越高，熱度增長(zhǎng)越快，對(duì)其內(nèi)人員和設(shè)備都構(gòu)成威脅，居計(jì)算，當(dāng)飛行速度Ma=2.5時(shí)摩擦溫度可達(dá)200°C，飛行速度Ma = 6時(shí)，溫度1300°C。當(dāng)飛行速度Ma = 20時(shí)(6900m/s)溫度可激增到15600°C，已超過(guò)太陽(yáng)表面溫度6000°C。這是因?yàn)榭諝夂蜋C(jī)表面的軟硬兩種材料之間的可變動(dòng)摩擦系數(shù)，是機(jī)表硬性和空氣軟性粘結(jié)度的剪切破壞力產(chǎn)生的“動(dòng)摩擦系數(shù)”隨速度的增加而改變，隨速度的增高而增大，當(dāng)然，摩擦系數(shù)也可以極高時(shí)還能產(chǎn)生“弛張型的摩擦振動(dòng)”，如螺旋槳飛機(jī)平時(shí)速度不高，在0.8馬赫左右，但在俯沖時(shí)可突然達(dá)到音速，會(huì)發(fā)生激烈的機(jī)身振動(dòng)，產(chǎn)生巨大的噪音，甚至機(jī)身解體，這是非常危險(xiǎn)的摩擦振動(dòng)情況。對(duì)于“熱障”，世界航空界都只用頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳的方式來(lái)找解決辦法，如找高分子耐高熱的涂料；使用鈦合金，不銹鋼等耐高熱材料制作構(gòu)件；或者在機(jī)表面采用容易弓丨燃的材料來(lái)帶走部分熱量；以及使用納米材料等等。這些自有它的優(yōu)缺點(diǎn)，總的來(lái)講還是沒有找到一個(gè)簡(jiǎn)易高效價(jià)廉物美的方法，如果試試換另一種思路來(lái)考慮又怎樣呢？物理學(xué)上早就指出，可以將滑動(dòng)摩擦改替用滾動(dòng)摩擦,如滾珠軸承的摩擦系數(shù)一般在0.002-0.005之間它是不會(huì)隨速度增高而改變，一輛不裝輪子的汽車要移動(dòng)它摩擦系數(shù)是5-6以上，裝上車輪胎，摩擦系數(shù)只有0.5，高速滑動(dòng)摩擦速度日平方與產(chǎn)生的熱量上升成正比，所以當(dāng)馬赫數(shù)達(dá)到20的機(jī)表面產(chǎn)生15600°C，如果在機(jī)體表面上面覆蓋滾珠軸承柱，都末15600°C X0.002 = 31.2°C，如此消除“熱障”，不就成為十分理想的方法了嗎？同時(shí)同樣的動(dòng)力在火箭消除“熱障”后因摩擦力的減低能使速度一下子就能躍上成百上千倍？使人類生產(chǎn)UFO的飛行器創(chuàng)造成為可能。若做個(gè)這樣的小火箭就能跨洲際攻擊是十分簡(jiǎn)易做到的。但是為什么科學(xué)家工程師們沒有想到這上面去呢！這是因?yàn)榛鸺透咚亠w機(jī)基本上都是圓柱形弧面形的，人們認(rèn)為根本不可能要在圓柱體上放置滾珠柱的可能，改變思路就為人們所忽視，而只往在一個(gè)方向牛角尖里去鉆。3、發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明的目的:是將火簡(jiǎn)體和高飛機(jī)體的表面以園柱形改成多個(gè)幾何平面組成的方尖錐柱形，并在平面上覆蓋以橫行軸承滾柱盤組合，來(lái)使表面的空氣由滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦，極大的減少摩擦并能和再提高到更高速又大大減少動(dòng)力能源的消耗。下面是附圖和實(shí)施例說(shuō)明:附

圖1、高速洲際火箭的方錐尖形頭部和方柱形體部外觀示意圖(顯示橫截面為方形)。附圖2、側(cè)視軸承滾柱盤結(jié)構(gòu)示意圖，其滾柱表面氣流線越行示意。附圖3、正俯視軸承滾柱盤示意圖。圖中:1、火箭方錐尖形頭部2、火箭方形體一側(cè)視
3、狹長(zhǎng)方盤4、滾柱5、軸承6、滾柱7、盤底8、盤邊上沿9、氣流線上方越行示意10、盤底部氣流被吸引上11、軸承中心棒而圖1所示火箭頭部呈方錐尖形，其錐尖間夾角不應(yīng)超過(guò)20°火箭體2 —側(cè)視為在長(zhǎng)方形平面上由數(shù)個(gè)狹長(zhǎng)方盤覆蓋組合固定，每狹長(zhǎng)盤3中有很多橫行排列的滾柱4，滾柱4中空管狀，空管內(nèi)中左嵌入數(shù)個(gè)軸承5，軸承內(nèi)有橫行軸心棒11，兩邊穿出固定于盤邊的上沿8梢下方，滾柱間距很小，由圖2所示當(dāng)氣流經(jīng)過(guò)滾柱4上面時(shí)，撥動(dòng)滾柱飛速轉(zhuǎn)動(dòng)(摩擦系數(shù)為0.002)其氣流越行線按“卡門潤(rùn)街”(Karman Vortex Artier)照片典型上半部所描述所呈是層流速續(xù)越過(guò)，不會(huì)沉向滾柱下而滾柱下盤底部的空氣較靜緩，壓力比上面快速氣流高很多，故按“伯努利定理(Bernoueeo theorem) ”就被上面氣流吸上帶走,接近真空，這樣就保證了滾柱能順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)不受干擾，由于軸承的摩擦系數(shù)只有0.002，所以火箭速度大Ma = 20時(shí)，計(jì)算其表面溫度只有30°C左右，這是十分理想的情況而盤沿部份是還在空氣滑行摩擦情況之中(約占總面積的3%)這時(shí)依照金屬的導(dǎo)熱能力，隨時(shí)隨地將這產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)導(dǎo)到滾柱表面散發(fā)到空氣中去，保持了總的無(wú)損傷性溫度，如果在這樣7000m/SMa = 20的火箭總比焓ho約1/2V2值為24.5兆焦耳/千克，溫度低了能量就省下了，速度也增加了。這樣原理也可以應(yīng)用到，潛水艇上，把水滴形潛艇改裝為長(zhǎng)方形尖錐型外形上覆軸承滾柱盤，以達(dá)到極高速度和隱身及大容量裝載。本發(fā)明在工藝上除了要求高度精確牢固以外，別無(wú)難處，成本低廉，任何中等工廠都能制造，不會(huì)存在什么困難。
權(quán)利要求
1.避除高速飛行器“熱障”的設(shè)計(jì)，其特征是其飛行器(火箭或高速飛機(jī))外形呈方錐柱形，外平面覆蓋多個(gè)狹長(zhǎng)形方盤合并組合盤上方橫行多個(gè)近間距軸承滾柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述避除高速飛行器熱障的設(shè)計(jì)，其特征是頭部方錐形夾角不超過(guò)20。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述避除高速飛行器熱障的設(shè)計(jì)，其特征是:滾柱內(nèi)是中空管，內(nèi)左中右位處嵌入軸承，軸承中貫穿軸心棒，棒兩端固定于方盤兩側(cè)上沿下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述避除高速飛行器熱障的設(shè)計(jì)，其原理可應(yīng)用于潛水艇的外部改 造上。
全文摘要
一種避除高速飛行器“熱障”的設(shè)計(jì)，是在方錐柱形外平面上覆蓋多個(gè)狹長(zhǎng)形方盤合并組合，盤上橫形有近距間隙的軸承滾柱，使空氣連續(xù)越行高速飛行的飛行器外滾柱，摩擦系數(shù)只有0.002，而致與空氣的摩擦熱度只到普通水平而不產(chǎn)生“熱障”和燒融并大大再提升速度和低能源消耗，本設(shè)計(jì)原理也可以應(yīng)用于潛水艇的改造上。
文檔編號(hào)B64C23/02GK103213674SQ20131005772
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者施仲偉 申請(qǐng)人:施仲偉