[发明专利]一种在流体中产生推力的方法及其装置

说明书

技术领域

一种在流体中产生推力的方法及其装置，属流体力学技术领域，尤其涉船舶推进技术领域。

背景技术

传统的船舶推进装置大多采用螺旋桨，尽管驱动方便，但效率较低，桨叶制造工艺复杂，使用时会产生尾迹；传统的明轮推进装置桨叶平面始终过转轴，使用时存在拍水现象，且水花较大，桨叶刚进水后和出水前水阻较大且产生的推力很小，能量损失大，效率较低，且噪音大。授权公告号为CN100360378C的专利，公开了一种仿生平板船舶推进器，虽效率较高，但结构较复杂。

发明内容

本发明的目的是克服传统船舶推进技术的上述不足，发明一种效率较高的在流体中产生推力的方法及其装置。

一种在流体中产生推力的方法，利用长方形的平板形叶片在流体中特别是在液体中产生推力，平板形叶片的运动方式的一个周期分四个过程：

过程一：假设起初位置是平板形叶片纵向竖直布置在最前位置，此时平板形叶片的前端为第一端，平板形叶片的后端为第二端，第一端和第二端的母线都竖向布置，第一端处于最前位置，第二端处于中间位置，在动力的驱动下，平板形叶片绕第二端转动180°，使得平板形叶片的第一端转到最后位置，此时平板形叶片的第二端还是处于中间位置，该过程，平板形叶片将前方的流体引向后方输出，平板形叶片产生向前的推力。

过程二：在过程一的基础上，在动力的作用下平板形叶片直线前行，前行使得第二端到达最前位置，第一端到达中间位置，该过程平板形叶片不做有用功。

过程三：在过程二的基础上，在动力的驱动下，平板形叶片按过程一的方向绕第一端再转动180°，使得平板形叶片的第二端转到最后位置，该过程，平板形叶片也将前方的流体引向后方输出，平板形叶片同过程一一样也产生向前的推力。

过程四：在过程三的基础上，在动力的作用下平板形叶片再直线前行，前行使得第一端到达最前位置，第二端到达中间位置，该过程平板形叶片也不做有用功。

平板形叶片在过程四后又回到了起初位置，然后再进入下一个工作周期，周而复始循环工作，平板形叶片将产生较大的推力。该方法用作船舶推进技术能起到良好的效果。

平板形叶片的竖直方向为长度方向，处于水平方向的边为宽度方向的边。为使推进效率足够高，平板形叶片的长宽比的比值在1~4之间。

用两个相同的平板形叶片背靠背地对称地同步反相转动向后划水，能相互抵消转动力矩使所推动的船舶平衡稳定；若两个平板形叶片运动的速度不同能使所推动的船舶转弯。

利用下列装置能实现上述流体中产生推力的方法：

装置一，包括平板形叶片和挡板。平板形叶片为长方形平板，挡板位于平板形叶片的左侧，挡板纵向竖直布置，起初时平板形叶片紧贴挡板的右侧面，平板形叶片能绕本身的一端转动半周后贴近挡板的右侧面直线前行，然后再绕本身的另一端转动半周再继续贴近挡板的右侧面直线前行至起初位置，接下来继续重复上述过程。平板形叶片会连续不断地将前方的流体划向后方，产生向前的推力。运动过程中，平板形叶片在前面与挡板之间突然打开而在后面与挡板之间突然合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，能产生很大的推力。

装置二，包括平板形叶片和方管形外壳。平板形叶片为长方形平板，方管形外壳由左侧板、顶板、右侧板和底板围成，方管形外壳的开口方向为前后方向。平板形叶片位于方管形外壳内部，方管形外壳的左侧板纵向竖直布置，平板形叶片与方管形外壳的底板垂直，平板形叶片至少有一端贴近方管形外壳的左侧板的右侧面。起初时平板形叶片紧贴方管形外壳的左侧板的右侧面，在方管形外壳内，平板形叶片能绕本身的一端转动半周后贴近方管形外壳的左侧板的右侧面直线前行，然后再绕本身的另一端转动半周再继续直线前行至起初位置，接下来继续重复上述过程。平板形叶片会连续不断地将前方的流体引进方管形外壳内然后划向后方，产生向前的推力。运动过程中，平板形叶片在前面与方管形外壳的左侧板之间突然打开而在后面与左侧板板之间突然合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，而且由于方管形外壳的束缚，平板形叶片在方管形外壳内运动还产生了镜面效果，能产生很大的推力。