[发明专利]一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置。

背景技术

流体是气体和液体的总称。在人们的生活和生产活动中随时随地都可遇到流体，所以流体力学是与人类日常生活和生产事业密切相关的。大气和水是最常见的两种流体，大气包围着整个地球，地球表面的70%是水面。大气运动、海水运动(包括波浪、潮汐、中尺度涡旋、环流等)乃至地球深处熔浆的流动都是流体力学的研究内容。20世纪初，世界上第一架飞机出现以后，飞机和其他各种飞行器得到迅速发展。20世纪50年代开始的航天飞行，使人类的活动范围扩展到其他星球和银河系。航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。这些学科是流体力学中最活跃、最富有成果的领域。

飞机、船舶等都是典型的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，前者是在空气中运动，而后者通常被理解为是在水中运动。但已利用浮力有时还不够，飞机可能发生坠机、船舶可能会倾覆或沉没，如果有额外的浮力可以利用，那么就可以减少这类事故的发生。航空器大都是依靠动力实现飞行的，而产生动力的燃料总会有用完的时候，所以不能实现长期的飞行。氢气球（包括使用氢气的飞艇）可以长期无动力浮空，但这种浮力不是额外的，自身工作时必须要用到而非备用的。滑翔机也可以利用气流升力无动力浮空，但不能长期浮空，其总的趋势是要落地的，而且滑翔机利用的不是浮力，这也是不能长期浮空的关键原因。目前已造出太阳能驱动的飞机，无需自带能源依靠太阳能就可供给自身飞行，但受天气的限制（无太阳的天气难以飞行）同时载重量也比较有限，另外太阳能驱动也是动力驱动，属于有动力飞行。船舶分水面航行和水下航行两大类。普通的船舶大都是水面航行的，靠船体排水产生的浮力实现在水面漂浮而不会下沉，但在遇到大风浪时为了防止进水及倾斜等，有时不得已要采取抛货的措施，来不及采取措施或措施不当，还会造成船舶倾覆，2015年湖北长江上就发生了客轮倾覆事件，造成巨大损失，如果这时有额外的浮力可以利用，那么就可以减少甚至避免损失。水下航行器如潜艇，下潜后完全浸入水中，总的浮力不变，通过排出压水仓中的水、往压水仓中灌水来调节自重实现上浮、下潜，如果调节失控就可能沉底永远不能再浮上来，如果这时有额外的浮力可以利用，那么也可以确保上浮。

汽车、火车都是典型的可在流体中运动但没有利用流体所产生浮力的装置，它们在空气中运动但空气所产生的浮力很小可以忽略不计，一般认为没有利用空气所产生的浮力。如果能让汽车具备额外的足够的浮力，那么就可以避免坠崖、落水等事故造成的危害，具备浮空能力则甚至还可使汽车飞起来，从而避开一些无法通行的路段。现有的两栖车辆通过做得像船一样实现在水中漂浮，这时可以看做是船，也像船一样可以配置额外的浮力使其不会倾覆或沉没。

人作为一种高级生物，在空气中也像汽车一样产生的浮力很小可以忽略不计，不能自主在空中飞翔；人在水中则一般能够产生略微低于体重的浮力（死海这种特殊之处例外），但也有些不会游泳或即使会游泳在一些时候气力可能耗尽或者还来不及或不能发挥其游泳能力，这样掉水里可能被淹死；人年老或生病或受伤后，身体机能下降，走路无法控制平衡或腿难以承受体重，导致行走比较困难，而使用拐杖等支撑工具也需要一定的力量，有些人可能做不到，如果能利用额外的浮力，从而减轻承重帮助行走。人使用额外的浮力，可以实现或帮助人在空气、水等流体中自主的运动，既可以避免很多事故，也可实现很多相关的梦想。一些本身不能运动但可以通过运动装置牵引、承载或驱动下运动或人工移动的物体，其实也与上述人、飞机、船舶、汽车或火车等相似，面临类似的问题。如果能有效的利用额外的浮力，则可以解决这些问题。

发明内容

本发明要解决额外浮力的利用问题，为人们提供一种可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置。本发明提供的可在流体中运动并利用流体所产生浮力的装置，是在任何要利用额外浮力的装置基础上，装置可以是机械设备、电气设备、特种设备、办公设备、运输车辆、仪器仪表、计算机及网络设备、矿山专用设备、化工专用设备、航空航天专用设备、公安消防专用设备、消费电子产品、非电子类消费品、建筑物或构筑物等任何人造的装置，增设了作为组成之一的如下浮力部件，技术方案如下：