一種可在流體中運動并利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可在流體中運動并利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]流體是氣體和液體的總稱。在人們的生活和生產(chǎn)活動中隨時隨地都可遇到流體，所以流體力學是與人類日常生活和生產(chǎn)事業(yè)密切相關的。大氣和水是最常見的兩種流體，大氣包圍著整個地球，地球表面的70%是水面。大氣運動、海水運動(包括波浪、潮汐、中尺度渦旋、環(huán)流等)乃至地球深處熔漿的流動都是流體力學的研究內(nèi)容。20世紀初，世界上第一架飛機出現(xiàn)以后，飛機和其他各種飛行器得到迅速發(fā)展。20世紀50年代開始的航天飛行，使人類的活動范圍擴展到其他星球和銀河系。航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展是同流體力學的分支學科一一空氣動力學和氣體動力學的發(fā)展緊密相連的。這些學科是流體力學中最活躍、最富有成果的領域。
[0003]飛機、船舶等都是典型的可在流體中運動并利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置，前者是在空氣中運動，而后者通常被理解為是在水中運動。但已利用浮力有時還不夠，飛機可能發(fā)生墜機、船舶可能會傾覆或沉沒，如果有額外的浮力可以利用，那么就可以減少這類事故的發(fā)生。航空器大都是依靠動力實現(xiàn)飛行的，而產(chǎn)生動力的燃料總會有用完的時候，所以不能實現(xiàn)長期的飛行。氫氣球(包括使用氫氣的飛艇)可以長期無動力浮空，但這種浮力不是額外的，自身工作時必須要用到而非備用的?；铏C也可以利用氣流升力無動力浮空，但不能長期浮空，其總的趨勢是要落地的，而且滑翔機利用的不是浮力，這也是不能長期浮空的關鍵原因。目前已造出太陽能驅(qū)動的飛機，無需自帶能源依靠太陽能就可供給自身飛行，但受天氣的限制(無太陽的天氣難以飛行)同時載重量也比較有限，另外太陽能驅(qū)動也是動力驅(qū)動，屬于有動力飛行。船舶分水面航行和水下航行兩大類。普通的船舶大都是水面航行的，靠船體排水產(chǎn)生的浮力實現(xiàn)在水面漂浮而不會下沉，但在遇到大風浪時為了防止進水及傾斜等，有時不得已要采取拋貨的措施，來不及采取措施或措施不當，還會造成船舶傾覆，2015年湖北長江上就發(fā)生了客輪傾覆事件，造成巨大損失，如果這時有額外的浮力可以利用，那么就可以減少甚至避免損失。水下航行器如潛艇，下潛后完全浸入水中，總的浮力不變，通過排出壓水倉中的水、往壓水倉中灌水來調(diào)節(jié)自重實現(xiàn)上浮、下潛，如果調(diào)節(jié)失控就可能沉底永遠不能再浮上來，如果這時有額外的浮力可以利用，那么也可以確保上浮。
[0004]汽車、火車都是典型的可在流體中運動但沒有利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置，它們在空氣中運動但空氣所產(chǎn)生的浮力很小可以忽略不計，一般認為沒有利用空氣所產(chǎn)生的浮力。如果能讓汽車具備額外的足夠的浮力，那么就可以避免墜崖、落水等事故造成的危害，具備浮空能力則甚至還可使汽車飛起來，從而避開一些無法通行的路段?，F(xiàn)有的兩棲車輛通過做得像船一樣實現(xiàn)在水中漂浮，這時可以看做是船，也像船一樣可以配置額外的浮力使其不會傾覆或沉沒。
[0005]人作為一種高級生物，在空氣中也像汽車一樣產(chǎn)生的浮力很小可以忽略不計，不能自主在空中飛翔；人在水中則一般能夠產(chǎn)生略微低于體重的浮力(死海這種特殊之處例外)，但也有些不會游泳或即使會游泳在一些時候氣力可能耗盡或者還來不及或不能發(fā)揮其游泳能力，這樣掉水里可能被淹死；人年老或生病或受傷后，身體機能下降，走路無法控制平衡或腿難以承受體重，導致行走比較困難，而使用拐杖等支撐工具也需要一定的力量，有些人可能做不到，如果能利用額外的浮力，從而減輕承重幫助行走。人使用額外的浮力，可以實現(xiàn)或幫助人在空氣、水等流體中自主的運動，既可以避免很多事故，也可實現(xiàn)很多相關的夢想。一些本身不能運動但可以通過運動裝置牽引、承載或驅(qū)動下運動或人工移動的物體，其實也與上述人、飛機、船舶、汽車或火車等相似，面臨類似的問題。如果能有效的利用額外的浮力，則可以解決這些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決額外浮力的利用問題，為人們提供一種可在流體中運動并利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置。本發(fā)明提供的可在流體中運動并利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置，是在任何要利用額外浮力的裝置基礎上，裝置可以是機械設備、電氣設備、特種設備、辦公設備、運輸車輛、儀器儀表、計算機及網(wǎng)絡設備、礦山專用設備、化工專用設備、航空航天專用設備、公安消防專用設備、消費電子產(chǎn)品、非電子類消費品、建筑物或構(gòu)筑物等任何人造的裝置，增設了作為組成之一的如下浮力部件，技術(shù)方案如下:
[0007]該浮力部件具有相對于要利用產(chǎn)生浮力的流體可密閉的體積并通過往其中填充比所述要利用產(chǎn)生浮力的流體更輕的流體產(chǎn)生浮力，完全浸入流體而產(chǎn)生浮力需要本身密閉，這里的密閉是指外部的流體不能進入、里面的物質(zhì)不能溢出，當然在現(xiàn)實情況下，絕對的密閉很難實現(xiàn)，存在微量的外部的流體進入或里面的物質(zhì)溢出但總體上基本沒有什么影響而可以忽略不計的情形在本發(fā)明中也是屬于密閉的典型情況。對于像船一樣漂浮在流體上產(chǎn)生浮力的情況，產(chǎn)生浮力的體積可以不密閉，這時只要具有相對于要利用產(chǎn)生浮力的流體不完全密閉的可漂浮體積就可通過此可漂浮體積排開所述要利用產(chǎn)生浮力的流體產(chǎn)生浮力，當然這個可漂浮體積在于流體接觸的部分也是不滲漏的，同樣這樣滲漏也不是絕對的，只要總體上基本沒有什么影響而可以忽略不計就可。同時該體積可變且最大時不低于最小時的2倍，即該浮力部件是可以收納的，無需占用太大的體積，如果不能收納那和現(xiàn)有的飛機、船舶沒有區(qū)別。在所述裝置正常工作時所述浮力部件可處于不工作狀態(tài)或處于實際可產(chǎn)生浮力不超過最大可產(chǎn)生浮力50%的部分工作狀態(tài)，這是與現(xiàn)有可在流體中運動并利用流體所產(chǎn)生浮力的裝置最大的區(qū)別，即本浮力部件是增設的，裝置正常工作時可以不使用本浮力部件來產(chǎn)生浮力，當然也可以使用，不過使用本浮力部件對于裝置正常工作不是必要的，一般情況下只在需要時特別是遇險時才使用本浮力部件。所述浮力部件最大可產(chǎn)生浮力或包含所述浮力部件最大可產(chǎn)生浮力的所述裝置最大可產(chǎn)生浮力不低于所述裝置自重的10%或不低于所述裝置自重及其最大承載合計重量的10%;這是對本浮力部件可產(chǎn)生浮力所做的限制，如果太小就沒有意義了，所以這里采用了下限限制。
[0008]在前面基礎上，所述裝置可包含可以承載所述裝置自重或所述裝置及其最大承載合計重量的承重結(jié)構(gòu)，承重結(jié)構(gòu)是為了承載重量的，可以是本裝置的一部分，也可以是本浮力部件的一部分。所述浮力部件可以以單一功能部件內(nèi)置、單一功能部件外置、非單一功能部件內(nèi)置、非單一功能部件外置或者或上述四種方式任意組合相結(jié)合的方式成為所述裝置的一部分，常規(guī)情況下作為單一功能部件內(nèi)置或外置，這樣對現(xiàn)有裝置的影響不大，特別是外置的情況，如果以附加的方式外置可以對現(xiàn)有裝置幾乎完全不需要改造；為了減輕重量及優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可以作為非單一功能部件內(nèi)置或外置，這種情況需要將浮力部件與其它功能部件集成一體。所述浮力部件可以包含兩個及以上獨立可產(chǎn)生浮力的體積，比如為了防止船舶傾覆，可以在兩側(cè)個放置一個，這樣無論往哪邊傾斜，浮力部件都可起作用。所述浮力部件全部或部分是可以分離的或是可以復位的，可以分離是為了拋棄或解除下方便維修保養(yǎng)等，可以復位則實現(xiàn)了調(diào)節(jié)，更加了使用。所述浮力部件可以采用軟殼空腔結(jié)構(gòu)或硬殼空腔結(jié)構(gòu)或上述兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，軟殼空腔結(jié)構(gòu)如氣囊，硬殼空腔結(jié)構(gòu)如硬殼的氣腔或氣室，也可一半硬殼一半軟殼的兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合的形式。所述浮力部件可以采用伸縮結(jié)構(gòu)或活塞結(jié)構(gòu)或折疊結(jié)構(gòu)或彈性形變結(jié)構(gòu)或上述四種結(jié)構(gòu)任意組合相結(jié)合的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)體積可變，不用時一般以最小體積狀態(tài)放置，使用時才使其體積增大；伸縮結(jié)構(gòu)如層層嵌套結(jié)構(gòu)，拉伸出來后便形成空腔；活塞結(jié)構(gòu)如一個大的筒狀結(jié)構(gòu)同時內(nèi)有一個可以移動的塞子通過移動塞子即可改變體積；折疊結(jié)構(gòu)即平時收納折疊，需要增大體積時則展開；彈性形變結(jié)構(gòu)如氣球，未充氣時很小，充氣后體積可以不斷增大。所述浮力部件的體積變化可以對所述裝置的外形完全沒有影響，內(nèi)置就沒有影響；也可以沒有明顯影響，即變化不超過15%，如在部分外置的情況中不超過15%的體積露出在外部時；也可是有明顯影響，即由于體積變大而有明顯變化，一般外置的情況下都是這樣；也可對其外形既可沒有明顯影響又可有明顯影響，如在部分外置的情況中當增大的體積還沒有露出在外部時或不超過15%時就是沒有明顯影響，而超過15%時則有明顯影響。所述裝置外形可以模仿所述要利用產(chǎn)生浮力的流體環(huán)境中存在的自然界生物，如在水中就模仿水中的鯊魚、鯨魚等水生動物，如在空中就模仿鳥類、蝙蝠、昆蟲等可在空中飛行的動物，由于人造的與自然生成的總會有些差異，為了消除這種差異，可將所述自然界生物的外層直接用作或加工后用作所述裝置的外殼的全部或部分，加工如防腐處理等，考慮到性能、成本等問題，在一般情況下只部分外殼米用。