減阻，推進及提升生成系統的製作方法

2023-05-15 08:22:16 1

專利名稱：減阻，推進及提升生成系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種運動生成系統(motion generating system),用於4空制 物體和鄰近的流體之間的相對運動。本發明已經被特定地，儘管不僅僅，創造作為運動生成系統，用於使 用外爆(explosive)和內爆(implosive )過程推進和/或提升航行器，從而 ^t行器上的推進力或是升力產生於兩個來源流體流的生成，其將推力傳 給4元行器；以及在航行器前方和上方的壓力和密度減小的區域的生成，其 允許航行器能夠被航行器後方和下方的環境壓力向前推動和提升。而且， 航行器前方流體密度的減少導致迎面阻力減少，從而允許達到較高速度。 所述運動生成系統可以有其^f也應用；例如，所述運動生成系統可以#^用於 以泵的方式4,進;克體諒u。
背景技術：
眾所周知，對於水域和空中航行器，其速度上的主要限制是阻力當 推力與阻力相匹配時達到終速。同樣眾所周知的是，海平面處的流體的環 境壓力大約為100000牛頓每平方米。物體上這個壓力的部分失衡 (fractional imbalance )會導致非常高的推力和加速度。可以想得到的是， 在減少的迎面阻力和減少的迎面環境壓力的條件下，航行器能夠達到非常 高的速度和加速度。眾所周知，根據氣體動力學理論，由氣體分子所施加在固定壁 (stationary wall)上的壓力p與分子的均方才艮速度Vrms的平方成比例。 壓力p由下式症合出其中d是理想氣體密度。如果使氣體處於相變成液態或固態的熱力學 狀態，那麼大多數分子吸引到一起。氣體密度減少，並且會有相應的壓力 下降或內爆。冷凝熱阻止相變和壓力降低，因此如果相變要繼續，冷卻劑或散熱器(heat sink)必須吸^l欠i亥熱。如果氣體與較冷的表面接觸而經歷冷凝，那麼由冷凝的氣體分子所施 加的部分壓力是在該分子彈性地回彈的情況下將會施加在表面上的壓力 的一半。由於壓力的減小，如果蒸氣雲保持與冷的表面接觸，那麼蒸氣雲 將向該冷的表面移動並在冷的表面上凝結。而且，如果冷的表面不受約束， 冷的表面也將向蒸氣雲移動。只要所述表面保持冷卻並且補充冷凝的蒸氣 流，那麼這個動態行為就能夠被維持。布朗氣體是氫和氧按所需化學計量比組成的混合物，其允許完全燃燒 以形成純蒸汽。其能夠通過電解水生成，例如使用交流電通過電極以使氫 和氧在每一個電極上輪流生成。由於其高度的爆炸特性，大量儲存是危險 的。如果提供與爆炸接觸的冷散熱器，由於蒸汽的冷凝，可能會產生隨之 而來的快速內爆。已經熟知用於推動航行器的各種各樣的系統，包括馬達驅動推進器， 及通過排放流體流以產生推力的噴氣推進單元。美國專利No. 3,402,555 ( Piper)公開了 一種蒸汽噴射噴嘴系統，用於 推動船隻。在所述噴嘴系統中，蒸汽在高壓下產生和排放以提供推進力。 所迷噴嘴系統包括噴嘴，該噴嘴具有進入端和出口端。蒸汽通過進入端進 入噴嘴。貯水池中的推動船隻的原水被引進噴嘴以使其轉變為蒸汽來補充 噴嘴中已有的蒸汽。該推進力不是由水的噴射流提供，而是由高壓下蒸汽 的產生和排放提供。美國專利No. 6,662,549 (Bums )公開了 一種推進系統，用於通過使用 驅動流體(driving fluid)而不是單獨依靠動量傳遞來產生流體流。Burns 公布了一種推進系統，其包括具有入口及出口的流道，其中入口用於與工 作流體源相通。混合區域布置在入口和出口之間的流道內。提供了引進裝置，其用於向混合區域引進熱的可壓縮的驅動流體，由此，在混合區域中， 驅動流體和工作流體之間的相互作用產生混合區域中的減壓，使得工作流體被從所述源引進混合區域，並被向出口推動。提供了通氣裝置，其用於在與混合區域中的驅動流體相互作用以前使用通氣氣體(aerating gas)對工 作流體進行通氣，由此，在混合區域中，依靠通氣氣體、工作流體和驅動 流體的相互作用而建立了 一種三相流體狀態。熱的可壓縮的驅動流體和工作流體之間的相互作用包括驅動流體和 工作流體的4妄觸，導致驅動流體的快速冷卻以產生混合室內的減壓。快速 減壓在效果上是混合區域內的一種內爆。驅動流體的可壓縮性特點允許在 驅動流體快速冷卻時發生體積改變。熱的可壓縮的驅動流體和工作流體之間的相互作用優選地還包括從 驅動流體到工作流體的動量傳遞。蒸汽是特別適合的驅動流體，因為其能夠被容易和有效地產生。而且， 蒸汽能夠容易被膨脹，並且能夠在冷凝時快速地減少體積以產生必要的內 爆效果。在推進系統的運行中，驅動流體可以淨皮連續地或例如以脈衝方式間斷 地投射(project)或注射(inject)到工作流體中。通氣氣體可以包括空氣或任何其他合適的氣體或氣態混合物。工作流 體的通氣產生了一種雙相混和物，其具有某種程度的可壓縮性。人們認為， 與工作流體相比，通氣具有降低雙相混和物密度的效果，因此有助於工作 流體沿著流道朝向混合室的轉移。雙相混和物的較低密度也是有利的，因 為該密度與驅動流體的密度接近，因此有助於動量傳遞。當雙相混和物的 密度接近驅動流體密度時，動量傳遞增加。在現今未公開的美國專利申請及公開的文章中，Robert Daniel Hunt (Hunt Aviation, www.fiiellessflight.com) ^>開了包^舌用於向上和向下滑4亍 的循環浮力變化的滑行飛船和水下航行器。這項革命性的發明能夠從大氣 或水中提取能再生的熱勢能和重力勢能。在一些飛艇的實施方式中，浮力 控制至少部分地依靠與環境大氣的熱交換。特別的是，相變流體或冷卻劑 能被加熱和冷卻通過其沸點以提供浮力控制。出於本發明的目的，這樣一 個循環的滑行航行器(cyclicaliy gliding craft)將被稱作循環的滑行器(cyclider)。注意到，浮力控制所需要的能量部分地獨立於通過這樣一個航行器上 升或下降而釋放的重力勢能。事實上， 一定條件下，所釋放的能量能夠遠 遠超過所需要的能量，因此能夠進行由大氣的可再生的能量供以動力的免 燃料飛行。本發明尋求給出 一種運動生成系統，使用來自靠近物體外表面引進的 熱流體的熱傳遞所產生的減壓來生成運動。版權聲明專利申請的作者為Mr. Sapoty Brook， PO Box 352, Mullumbimby NSW 2482 , Australia. Telephone +61 2 6684 5107 ， [email protected]發明內容出於術語的目的，類比於向前面的人喊著'借過(excuse me )， 而從 人群中跑過的人，本發明可以淨皮稱作穿4亍器系統(excw^r system )。根據本發明的一個方面，給出了一種運動生成系統，其用於控制物體 和鄰近的流體的區域的相對運動，包括物體，其具有與鄰近的流體連續流體連通的主表面；目標區域，其布置在鄰近的流體中且相對於主表面定位；內爆區域，其布置在鄰近的流體中且相對於主表面定位，並且內爆區 域內出現的任何流體都與主表面緊密地熱接觸和壓力接觸；引進裝置，其用於將熱流體從物體引進至目標區域；轉移路徑，熱流體可沿所述轉移路徑從目標區域轉移至內爆區域，並 且當熱流體進入內爆區域時，在內爆區域內或其周圍，熱流體、主表面和 鄰近的流體之間的熱交換產生或是維持內爆區域內的動態減壓，以導致鄰 近的流體的區域、熱流體和主表面被相對地向彼此推進。為了本發明的目的，熱流體是可壓縮的，而且初始時具有高於相應主 表面的溫度。根據本發明的另外一個方面，提供一種運動生成系統，其用於控制物體和鄰近的流體的區i或的相對運動，包括物體，其具有與鄰近的流體連續流體連通的主表面；目標區域，其布置在鄰近的流體中且相對於主表面定位；內爆區域，其布置在鄰近的流體中且相對於主表面定位，並且內爆區 域內出現的任何流體都與主表面緊密地熱接觸和壓力接觸；域，在該條件下，由此，所述化學活性材料在目標區域中經歷具有熱流體 產物的反應；轉移路徑，熱流體可沿所述轉移路徑乂人目標區域傳遞至內爆區域，並 且當熱流體進入內爆區域時，在內爆區域內或其周圍，熱流體、主表面和 鄰近的流體之間的熱交換產生或是維持內爆區域內的動態減壓，以導致鄰 近的流體的區域、熱流體和主表面被相對地向4皮此推進。期望的是，被引入目標區域的熱流體將動量傳遞至位於目標區域內的 鄰近的流體，並將動量傳遞至進入目標區域的鄰近的流體，推動鄰近的流 體的至少一部分離開目標區域。鄰近的流體的一部分相對於主表面的運動產生自加速鄰近的流體離 開目標區域的熱流體的初始膨脹、以熱流體沿著轉移路徑朝向內爆區域的 運動夾帶進入轉移路徑的任何相鄰的流體，以及朝向內爆區域力口速鄰近的 流體的在內爆區域中熱流體的內爆。鄰近的流體的一部分相對於主表面的 運動也可包括物體相對於任何未^i。速的鄰近的流體的運動，其中，物體 的運動由物體的推進力引起，物體的推進力由物體上的壓差產生，而壓差 是由主表面上壓力的動態減少產生的，壓力的動態減少則歸因於熱流體在 內爆區域中的內爆。 .為了改善和保持從熱流體至主表面的熱傳遞，還可以提供與主表面熱 接觸的、包括散熱器的冷卻系統。熱流體可以是蒸汽或其它的氣體或氣體混合物，其能夠在處於或高於 鄰近的流體的溫度或冷卻的主表面的溫度的狀況下冷凝至液態或固態。冷凝相變在目標區域內或其周圍產生伴隨顯著的暫時性減壓的內爆。當與主表面連通的鄰近的流體是水或具有低的氧含量的 一些其它流 體時，可將布朗氣體投射或注射到目標區域中並點燃。產生的蒸汽爆炸性 地膨脹並冷卻，推動一些鄰近的流體遠離目標區域。如果鄰近的流體和主 表面能夠吸收足夠的餘熱，包括冷凝熱，蒸汽將會很快冷凝成水。這個內 爆能提供顯著的暫時性區域減壓。當與主表面連通的鄰近的流體是空氣或具有充足的氧含量的某些其 它流體時，可將氫氣才t射或注射到目標區域中並點燃。也可才殳射或注射布 朗氣體，由於目標區域內例如氮的其他氣體的濃度的減少，從而提供較高 的外爆或內爆性能。產生的蒸汽爆炸性地膨脹並冷卻，推動一些鄰近的流 體遠離目標區域。如果鄰近的流體和主表面能夠吸收足夠的餘熱，包括冷 凝熱，蒸汽將會^f艮快冷凝成水。這個內爆能提供顯著的暫時性區域減壓以及主表面上阻力的潛在減少(potential reduction)。在本發明的進一 步方面中，提供物體上的與環境流體壓力接觸的推力 面(thrust surface),其在物體上提供一種力，而當物體具有運動自由度時， 所述力有助於物體的推進。在物體運動方向上，主表面和目標區域之間的受控制的距離可根據物 體的運動通過投射或注射率、速度、方向及定時來控制。所述控制可以被 優化，以使物體的主表面為了最大化推力而經歷最大減壓。產生顯著的推力是有可能的。例如，主表面上的大氣壓力減少5%能 夠提供每平方米5kN的力(大約1,100 lbwt/squarem)。同時，減小的大氣 密度能減小物體上的阻力。進一步從主表面將氫和/或布朗氣體引入至目標區域能夠減少氫在物 體主表面上外爆的推力。如果主表面和熱流體朝著彼此相對運動，目標區 域能夠被定位得進一步遠離物體，而不耗盡主表面上的減壓。物體可以是一種用於水面、水下、陸地和/或空中的航行器。使用本發明的運動生成系統來控制航行器外表面上的壓力分布，能夠 影響航行器的動力學和姿態。在本發明的一個實施方式中，使用注射探針來將蒸汽、氫和/或布朗氣體注射至目標區域中。注射4笨針是可延長和可收 縮的，以及也可以做成能夠轉動的，且出口噴嘴是定向噴嘴。目標區域的 位置和分布能夠相對於主表面進行控制。這可影響主表面上的壓力分布， 並因此影響航行器的動力學和姿態。本發明包括以下方法通過收縮注射探針以使噴嘴移動至接近於主表 面的起始位置來開始形成熱流體的從噴嘴到主表面的羽流；使熱流體開始 從噴嘴流動；將注射探針的伸展增加至中間程度；等待建立熱流體的朝向 主表面的羽流流動，以及等待推力產生(arise);當航行器的速度增加時， 增加處於航行器前部的注射探針的伸展，並當航行器的速度降低時，減少 所述注射探針的伸展。理想地，伸展量被控制成在接觸航行器的主表面時 提供熱流體的最佳膨脹和冷卻。在本發明的一個實施方式中，熱流體的大部分^皮定向地以主表面的方 向注射。這樣的安排可提供由鄰近的流體產生有用的推力的機會。在本發明的一個替代實施方式中，航行器具有安裝了燃燒室和噴嘴的 注射探針。氫和氧和/或過氧化氫在燃燒室中燃燒，並且產生的過熱蒸汽由 噴嘴按照火箭發動機的方式引導，從而產生推力。廢汽，或其部分，被引 導向主表面，以提供進一步的推力、減阻和/或升力。才艮據本發明，推力面 可以^皮力。熱以停止蒸汽冷凝。在本發明的另一個實施方式中，定向噴嘴可用來將加壓的蒸汽、氫、 過氧化氫和/或布朗氣體才殳射至目標區域中。應該被注意的是，如果在本發明的任一實施方式中使用過氧化氫，那 麼優選地，還使用氫以確保充分地完全燃燒以形成實質上沒有未燃燒汙染 物的過熱蒸汽。在本發明的另一個實施方式中，氫和/或布朗氣體的低溫顆粒 (cryogenicpellet)可被投射到目標區域中。除了這些顆粒的燃燒之外，蒸 發也能增加外爆，並因而從目標區域清除鄰近的流體。能夠將熱流體和/或化學活性材料引進至目標區域中的任何裝置或者 裝置的組合都可被用在本發明的實施方式中。除了目標區域的位置以外，目標區域的形狀也可以被控制。例如，航 行器前面的目標區域可縱向延伸，以便產生具有主要橫向傳播的衝擊波的 外爆。這與用於定向通信的定相陣列天線類似。橫向衝擊波將在橫向方向 上從航行器路徑排出更多的流體，並在航行器的前面產生較少的衝力。因 而阻力能夠被減小而推力被增加。在本發明的另一個實施方式中，熱流體的大部分定向地以橫向於主表 面的方向而注射。
一些具有這種設置的進一步的實施方式將在以下做出描述。在本發明的另一個實施方式中，航行器具有帶噴嘴的注射系統，其以 相對於4元行器的運動方向來說實質上垂直的運動方向才殳射熱流體，從而推 動環境流體離開航行器的路徑，同時用跟在噴嘴後部的熱流體的膨脹區 域、羽流或錐體取代所述環境流體。由於熱流體的所述實質上垂直的運動 方向，從衝擊航行器前部的熱流體傳遞至航行器的動量在運動方向上減的動量也能夠通過提供相對的噴嘴來減少，以便平衡熱流體在噴嘴上的垂 直於航行器運動方向的推力。在本發明的進一步實施方式中，航行器具有帶噴嘴的注射系統，其在 垂直於航行器運動方向的所有方向上將流體投射在實質上平坦的區域內， 從而推動環境流體離開航行器的路徑，並用跟在噴嘴後部的熱流體的膨脹 區域、羽流或錐體取代所述環境流體。在本發明的進一步實施方式中，氫和氧按照實質上2:1的化學計量比 而被分開地提供至燃燒室，和/或在混合在一起後提供至燃燒室，並在燃燒 室中點燃，產生由實質上純的過熱蒸汽組成的熱流體。在本發明的另一實施方式中，氬被提供，且過氧化氫被催化分解以形 成過熱蒸汽和氧，其然後被提供，和/或未分解的過氧化氫被提供，且另外 的氧也可被提供至燃燒室，並在燃燒室中點燃，且所有所提供的化學製品 都按照產生由實質上純的過熱蒸汽組成的熱流體所要求的必需的化學計 量比來提供，根據aH2 + b02 + (a-2b)H202 _^ (2a-2b)H20其中a和b是摩爾數。熱流體中未反應的可燃氣體的存在減小了內爆的程度，因為它們不在 和水蒸汽相同的溫度和壓力下冷凝。在本發明的另一實施方式中，受控制的水流和/或低溫蒸汽流在從燃燒 室到目標區域及進一步地到內爆區域的範圍內選擇的位置處被引進過熱 蒸汽中，用於影響運動生成系統的動力學和熱力學。水和/或低溫蒸汽可被引進至燃燒室以冷卻燃燒、冷卻和隔離燃燒室， 並增加來自燃燒室的過熱蒸汽的流量和速度。水和/或低溫蒸汽可以被引進 至目標區域以在目標區域內減小溫度、增加密度或壓力，或改變過熱蒸汽 的分布。水和/或低溫蒸汽可以被引進至內爆區域，以促進過熱蒸汽的冷卻和/或冷凝o在本發明的另 一實施方式中，低溫的氧和/或低溫的氫和/或冷的過氧 化氫作為冷卻劑流體流經與主表面進行熱接觸的散熱器。在本發明的一種實施方式中，當航行器上表面是主表面而航行器下側 為推力面時，能夠產生靜態的和動態的升力。目標區域在主表面上廣泛地 傳播。為了向下和向外引導被推動的鄰近的流體流，主表面朝著航行器邊 緣向下傾斜。如果主表面是凸狀的，那麼動態的或翼型升力也能夠由熱流 體和/或鄰近的流體的流動產生。本發明的進一步實施方式可包括被保持加熱在閾溫之上的推力面。這 樣能夠避免熱流體在推力面上冷凝以及因而在推力面上的任何減壓。特別的是，放熱反應可提供在推力面的外側附近，以便在推力面上提 供熱和/或施加壓力。這個》文熱反應可包括氬的氧化。當吸收來自熱流體的熱時，為了保持冷卻，主表面可以是有效的散熱 器。主表面可由好的導熱體組成，例如鋁，以及，主表面也可具有凹槽表 面以最大化表面積。優選地，凹槽糹皮定向成平行於流體移動過主表面的流 動路徑。在較早提到的Robert Hunt的目前未公開的美國專利申請中的一些循 環的滑行器航行器的實施方式利用流體例如蒸汽或氨的相變來控制浮力。 例如，循環的滑行器可被構造成使用氨作為提升氣體。當循環的滑行器到 達壓力和溫度適合氨液化的高度時，那麼開始與大氣的熱交換。液化的氨 儲存於熱絕緣的壓力容器中。浮力失去，且循環的滑行器向下滑行，且可 在下降過程中由空氣渦輪產生顯著的能量。這個能量能夠通過電解水而作 為氫和氧儲存。當循環的滑行器需要通過液態氨汽化以增加浮力時，汽化過程可用來 冷卻這樣一種循環的滑行器的主表面，如本發明所描述的。本發明使得循 環的滑行器能夠在大氣或環境流體中獲得高速度和加速度。根據本發明，在循環的滑行器中通過電解而得到的氫和氧可以被用作 引進至目標區域的化學活性材料。這樣能夠提供由可再生的能量供以動力 的高性能飛行。讓人信服的是，由於迎面阻力的減少、壓力控制所產生的推力，及相 變流體產生的漸增的浮力，這樣的循環的滑行器航行器能夠在大氣中達到 高的速度。其他相變流體或固體能夠被用在航行器內以冷卻主表面。 可從主表面上收回冷凝水。這對壓搶物和產生新蒸汽和/或氫和氧有用。本發明的提供推力和升力的裝置能夠與其他提供推力和升力的方式 結合使用，例如輪子、軌道、線性馬達、電磁力場、浮力、地心引力、帆、 機翼、螺旋推進器、噴氣機及火箭。


通過參考本發明如附圖中所顯示的幾個特定實施方式的以下描述，將 能更好地理解本發明圖1是才艮據利用引進熱流體的第一個實施方式的運動生成系統的示意性側;〖見圖；圖2是才艮據利用引進化學活性材料的第二個實施方式的運動生成系統的截面側-見圖；圖3是顯示散熱器的運動生成系統的截面側視圖； 圖4是導熱片的截面視圖；圖5是根據第三個實施方式的及在水中運行的運動生成系統的示意性 側#見圖；圖6是第三個實施方式的運動生成系統的示意性側視圖，以外爆狀態 顯示了化學反應；圖7是第三個實施方式和第一個實施方式的運動生成系統的示意性側 視圖，熱流體顯示為內爆狀態；圖8是根據第四個實施方式的及在空中運行的運動生成系統的示意性 側^L圖；圖9是第四個實施方式的運動生成系統的示意性側視圖，以外爆狀態 顯示了化學反應；圖10是第四個實施方式的運動生成系統的示意性側視圖，以內爆狀 態顯示了化學反應；圖11是根據包括投射熱流體或化學活性材料的第五個實施方式的運 動生成系統的示意性側;觀圖；圖12是根據包括投射化學活性材料的低溫顆粒的第六個實施方式的 運動生成系統的示意性側-現圖；圖13是根據包括對於熱流體或化學活性材料的投射進行定向控制的 第七個實施方式的運動生成系統的示意性側視圖；圖14是根據包括注射探針的第八個實施方式的運動生成系統的探針 構成部分(probe forming part)的示意性側3見圖；圖15是根據包括縱向目標區域的第九個實施方式的運動生成系統的 4果針構成部分的示意性側視圖；圖16是根據包括橫向注射的第十個實施方式的運動生成系統的探針構成部分的示意性側視圖；圖17是根據包括橫向平坦目標區域的第十一個實施方式的運動生成 系統的探針構成部分的示意性側視圖；圖18是根據包括燃燒室的第十二個實施方式的運動生成系統的探針 構成部分的示意性側視圖；圖19是注射和點火系統未被顯示的運動生成系統的一部分的示意性 側視圖；圖20是力的矢量圖，闡明了圖19中顯示的物體上的推力矢量和；圖21是根據具有初始位置的目標區域的第十三個實施方式的運動生 成系統的物體前端和探針構成的示意性側視圖；圖22是才艮據具有中間位置的目標區域的第十三個實施方式的運動生 成系統的物體前端和探針構成的示意性側視圖；圖23是根據具有延伸位置的目標區域的第十三個實施方式的運動生 成系統的物體前端和^:針的示意性側;現圖；圖24是根據第十四個實施方式的運動生成系統的示意性右側視圖， 指示了用於設置運動生成系統以控制特定運動的區域；圖25是根據第十四個實施方式的運動生成系統的示意性平面圖，指 示了用於設置運動生成系統以控制特定運動的區域；圖26是根據第十四個實施方式的運動生成系統的示意性前視圖，指 示了用於設置運動生成系統以控制特定運動的區域的布置；圖27是具有根據包括被加熱的推力面的第十五個實施方式的運動生 成系統的飛行物體的側視圖。圖28是才艮據利用動態升力的第十六個實施方式的運動生成系統的示 意性側^見圖；圖29是根據第十七個實施方式的運動生成系統的縱向截面視圖，其 中物體是穿行器循環的滑行器(excuser cyclider);圖30是根據圖29中所示的第十七個實施方式的運動生成系統的飛行 路徑的正4見圖；圖31是具有根據第十八個實施方式的運動生成系統的船隻的截面俯 視圖。
具體實施方式
現在參考附圖中的圖1,顯示了根據利用引進熱流體的第一個實施方 式的運動生成系統。^4t第一個實施方式的運動生成系統包括物體1、物 體1的主表面3以及用於引進熱流體5的裝置，其中物體1至少部分地浸 沒在鄰近的流體2中，，在這個實施方式中，用於引進熱流體5的裝置是 投射系統4，其將熱流體5從物體1投射至鄰近的流體2中的目標區域6 內。所述運動生成系統控制物體1和鄰近的流體2的區域之間的相對運動。 物體1關於鄰近的流體2的區域的相對速度由相對速度矢量9所指示。在 這個第一個實施方式中，主表面3與鄰近的流體2連續流體連通，可以是 面朝內或是面朝外，且在圖1中顯示為面朝外的表面。目標區域6設置在 鄰近的流體2中，並相對於主表面3定位。內爆區域7也被設置在鄰近的 流體2中，並相對於主表面3定位，並且內爆區域7中出現的任何流體都 與主表面3緊密地熱接觸和壓力接觸。投射系統4為用來將熱流體5引進 至目標區域6的裝置。轉移路徑26也被設置在鄰近的流體2中，沿著該 路徑，熱流體5能夠從目標區域6轉移至內爆區域7。當熱流體5進入內 爆區域7時，在內爆區域6內部或其附近，熱流體5、主表面3及鄰近的 流體2之間的熱交換產生內爆區域6中的動態減壓，從而導致鄰近的流體 2、熱流體5、及主表面3的區域如相對速度矢量9所指示地被相對地向彼注意到，目標區域6、內爆區域7和轉移路徑26僅僅是空間區域，其 中存在各種各樣的物態和流體，不 一定具有清楚明顯的邊界(sharp boundary)。如果物體1具有自由度，並且還具有與鄰近的流體2或別的壓力源壓力4妄觸的推力面8，那麼物體1可以淨皮力口速。熱流體5是可壓縮的，且初始具有比相應的主表面3高的溫度。例如， 熱流體5可以是蒸汽。熱流體5在目標區域6中的初始膨脹實質上可能是 全方向的，然而當熱流體5與主表面3接觸時，熱流體5在內爆區域7中 的收縮可能會變成朝向主表面3的單向性的。現在參考附圖中的圖2,顯示了根據利用引進化學活性材料的第二個 實施方式的運動生成系統的截面側視圖。根據第二個實施方式的運動生成 系統包括物體1、物體1的主表面3及用於引進化學活性材料10的裝置， 其中物體1至少部分地浸沒在流體2中，，在這個實施方式中，用於引進 化學活性材料10的裝置是投射系統4，其將化學活性材料10從物體1投 射至目標區域6內。所述運動生成系統控制物體1和鄰近的流體2的區域 之間的相對運動。物體1關於鄰近的流體2的區域的相對速度由相對速度 矢量9所指示。在這個第二個實施方式中，主表面3與鄰近的流體2連續 流體連通，可以是面朝內或是面朝外，且在圖2中顯示為輸送管11的面朝 內的表面。目標區域6設置在鄰近的流體2中，並相對於主表面3定位。 內爆區域7也設置在鄰近的流體2中，且內爆區域7中出現的任何流體都 與主表面3緊密地熱接觸和壓力接觸。投射系統4為用來將化學活性材料 10引進至目標區域6的裝置，由此，所述化學活性材料IO在目標區域中 經歷具有熱流體5產物的反應。轉移路徑26也設置在鄰近的流體2中， 沿著該^各徑，熱流體5可從目標區域6轉移至內爆區域7,且當熱流體5 進入內爆區域7時，在內爆區域6內部或其附近，熱流體5、主表面3及 鄰近的流體2之間的熱交換產生內爆區域6中的動態減壓，從而導致鄰近 的流體2、熱流體5、及主表面3的區域如相對速度矢量9所指示地被相 只於i也向;f皮jtM,動。期望的是，引進至目標區域6中的熱流體5將動量傳遞到位於目標區 域6中的鄰近的流體2，並且將動量傳遞到進入目標區域6的鄰近的流體 2,推動鄰近的流體2的至少一部分離開目標區域6。部分鄰近的流體2相對於主表面3的運動產生自加速鄰近的流體2 離開目標區域6的熱流體5的初始膨脹、以熱流體5沿著轉移^4聖26朝向內爆區域7的運動來夾帶(entrain)進入轉移路徑26的任何鄰近的流體 2,以及使鄰近的流體2朝向內爆區域7加速的熱流體5在內爆區域7中 的內爆。鄰近的流體2相對於主表面3的運動也可以包括物體1相對於任 何未被加速的鄰近的流體2的運動，其中，物體1的運動由物體1的推進 力引起，物體1的推進力由物體1上的壓差產生，而該壓差是由主表面3 上壓力的動態減少產生的，壓力的動態減少則歸因於熱流體5在內爆區域 7中的內爆。通常，熱流體5和/或化學活性材料10可以以連續流或脈衝流的方式 注射或才殳射。類似地，化學活性材料10的點火可以是連續的或是脈衝的。所有實施方式中的主表面3都優選地與有效的散熱器12熱接觸，用於 從主表面3移除過量的熱，如圖3所示的。要求是當吸收來自熱流體5的 熱的時候，主表面3保持是冷的。主表面3可以是例如鋁製的導熱片21 的外側，也可以是凹槽表面(flutedsurface)20,以使與經歷動態壓減或內爆 13的內爆區域6接觸的表面積最大化，如圖4所示的。優選地，凹槽表面 20的凹槽^皮定向成平行於流體移動過主表面3流動路徑。圖4顯示了部分 的散熱器12，包括凹槽表面20，其處於導熱片21的內側上，所述導熱片 21與冷卻劑22熱接觸，所述冷卻劑22可以是能夠吸收大量熱的相變物質。熱流體5可以是蒸汽或別的氣體或氣體混合物，其能夠在冷凝過程的 開始和期間所出現的動態壓力下，以及在處於或高於鄰近的流體2的溫度 狀況下，或在處於或高於冷卻的主表面3的溫度的狀況下冷凝至液體或固 體。冷凝相變在目標區域6內或其周圍產生伴隨顯著的動態減壓的內爆13， 如圖7所示。化學活性材料10可以在其自身的化學成分之間反應，如圖5至7所示， 或是與鄰近的流體2反應，如圖8至10所示。現在參考附圖中的圖5至7，顯示了根據第三個實施方式的運動生成 系統。除主表面3是面朝外的，及更具體的，例如，化學活性材料為布朗 氣體14,及鄰近的流體2是水以外，第三個實施方式與第二個實施方式類 似。圖5顯示了，布朗氣體14的一個脈衝由點火和投射系統16投射至目 標區域6中，並被點燃。與主表面3連通的鄰近的流體2優選為水或其它 的具有低分子氧含量的流體。圖6中，在布朗氣體14被點燃後，產生的蒸汽外爆15,即包含蒸汽 27的熱流體5，膨脹和冷卻，導致一些鄰近的流體2遠離目標區域6而噴 出23。在這個階段，由於主表面3比推力面8上的壓力高而在物體1上產 生一些反推力17。蒸汽27和物體1之間的分離由於相對速度9而減少， 同時蒸汽27通過轉移路徑26 (或者換句話說，轉移路徑26通過蒸汽27 )。圖7中，鄰近的流體2和主表面3吸收足夠的餘熱，包括冷凝熱，並 且包括蒸汽的熱流體5快速冷凝成水。這個內爆13提供了顯著的暫時性 區域動態減壓。在這個階段，由於主表面3和推力面8上的壓差而在物體 1上產生前推力18。〗叚設物體1有適當的自由度，物體1的時間平均加速 度或減速度取決於反推力17和前推力18的淨效應。現在參考附圖中的圖8到10,顯示了根據第四個實施方式的運動生成 系統。除化學活性材料10是氫氣19和鄰近的流體2是空氣以外，第四個 實施方式與第三個實施方式類似。圖8中，與主表面3連通的鄰近的流體2為空氣或一些其它的具有充 足氧含量的流體。氫氣19被投射和點火系統16衝殳射至目標區域6中，並 且4皮點燃。布朗氣體也可被投射，由於在目標區域6中其它氣體例如氮氣 的濃度的減少，從而提供較高的外爆和內爆性能。布朗氣體不需要與空氣 混合來爆炸，因此與由氫外爆形成的蒸汽區域相比，能夠形成氮濃度減少 的蒸汽區域。圖9中，產生的蒸汽外爆15膨脹和冷卻，推動一些鄰近的流體2遠離 目標區域6。圖IO中，鄰近的流體2和主表面3吸收足夠的餘熱，包括冷凝熱，以 快速地將蒸汽冷凝至水。這個內爆13能在主表面2上提供顯著的暫時性 區域減壓，以及當物體1處於主表面2移動通過內爆13的軌跡上時，在 主表面2上提供減阻。現在參考附圖中的圖11，顯示了根據第五個實施方式的運動生成系統。除了l殳射和點火系統16具有精細定向的噴嘴24以外，第五個實施方 式與以前的實施方式類似，所述噴嘴24用於將熱流體或化學活性材料的 噴流25才殳射至目標區域6中，熱流體例如加壓的蒸汽，而化學活性材料 例如氪和/或布朗氣體。當目標區域6需要距噴嘴24更遠時，噴流25相對 於噴嘴24的初始速度被設置的較高。在噴流25包括化學活性材料10的 情況下，反應可以由點火和投出系統16點燃，或者通過與發生在目標區 域6中或其附近的反應相接觸而點燃。當物體1相對於鄰近的流體2的由 相對速度矢量9所指示的速度增加時，目標區域6能夠被重新定位在更遠 於物體1的前方，以便於允許當來自重新定位的目標區域6的熱流體到達 主表面3和鄰近的內爆區域7時開始最終的內爆。圖11中，每一個內爆區 域7中的流體都來自相似劃界的目標區域6。與較高的目標區域6相比， 較低的目標區域6被適當地定位以用於物體1相對於鄰近的流體2的增加 的相對速度。通常，在任何相對速度9下，內爆區域7都必須保持成鄰近 於主表面3以在該相對速度9下獲得推進力。在圖12顯示的本發明的第六個實施方式中，氫和/或布朗氣體的低溫 顆粒28可以祐L投射至目標區域6中。除燃燒以外，低溫顆粒28的蒸發增 加至蒸汽外爆15,並且因而從目標區域6清除鄰近的流體2。在圖13中顯示的本發明第七個實施方式中，化學活性材料或熱流體的 噴流25可以被沿著物體軌跡，或與物體軌跡成任何角度地被向前引導。 對於目標區域6的方向的控制能控制主表面3上的隨後的內爆的分布。這 能控制主表面3上的壓力分布，並從而控制物體1上的線性的和有角度的 推力的方向和大小。現在參考附圖中的圖14,顯示了根據第八個實施方式的運動生成系 統。除了使用注射探針29來將化學活性材料和/或熱流體的噴流或羽流31 注射進目標區域6中以外，第八個實施方式與以前的實施方式類似。注射 探針29和定向噴嘴30可設置成具有自由度。例如圖14中顯示的注射探 針29是可延長和可收縮的、能夠轉動的，並且定向噴嘴30也能夠轉動。 通過控制這樣的自由度，目標區域6相對於主表面3的位置和分布能夠被控制。這影響了主表面3上的壓力分布，並從而影響物體l的動力學和平衡度(trim)。在圖15顯示的本發明第九個實施方式中，目標區域6的形狀通過控制 一系列精細定向的噴嘴24而得到控制，噴嘴24沿著注射探針29長度的 一部分定位，從而提供以噴流25的方式分布熱流體和/或化學活性材料的 裝置。在該實施方式中，物體1前面的目標區域6是縱向延伸的，以便產 生具有沖擊波的膨脹和/或外爆，該沖擊波相對於軌跡實質上橫向地傳播。 這類似於用於定向通信的定相的陣列天線。橫向衝擊波能在橫向上產生鄰 近的流體2離開物體1路徑的更多的噴出23，並在航行器的前面產生較少 的衝力。因而阻力能夠減小而推力增加。現在參考附圖中的圖16,顯示了根據第十個實施方式的運動生成系 統。除了物體1具有帶定向噴嘴30的注射探針29以外，第十個實施方式 與以前的實施方式類似，該探針以實質上橫向於物體1的由相對速度矢量 9指示的運動方向而將熱流體和/或化學活性材料投射至目標區域6中。在 這種情況下，每一個目標區域6具有錐形形狀。在橫向方向上的投射推動 鄰近的流體2離開物體1的路徑，並且用跟在每一個目標區域6之後的熱 流體的膨脹區域或羽流31取代所述鄰近的流體2。由於熱流體和/或化學活性材料的所述實質上橫向的運動方向，來自衝 擊航行器前部的熱流體的、從熱流體和/或化學活性材料傳遞至物體1的動 量在運動方向上減少。而且，糹黃向於物體1的運動方向的、/人熱流體和/ 或化學活性材料傳遞至物體1的能量也能夠通過提供相對的定向噴嘴30 來減少，以便平衡熱流體和/或化學活性材料在定向噴嘴30上的橫向於物 體1運動方向的4,力。在圖17顯示的本發明第十一個實施方式中，物體1具有帶平的噴嘴 32的注射探針29，該注射探針29將熱流體和/或化學活性材科投射至目標 區域6中，其具有相對於物體1的運動方向橫向定向的實質上平的形狀。 在這種情況下，目標區域6具有圖17中截面所示的環形的平的形狀。鄰 近的流體2因此被推離物體1的路徑，並且被跟在目標區域6之後的熱流 體的膨脹區域、羽流31，或錐體所取代。現在參考附圖中的圖18,顯示了才艮據第十二個實施方式的運動生成系 統。除了物體1具有安裝了燃燒室33和定向噴嘴30的注射糹冢針29外， 第十二個實施方式與以前的實施方式類似。氫和氧和/或過氧化氫在燃燒室 33中燃燒，並且過熱廢蒸汽被傳輸到噴嘴30，同時由噴嘴30按照火箭發 動機的方式引導，從而產生推力。廢蒸汽27或其部分被引導通過目標區 域6、轉移路徑26到達鄰近主表面3的內爆區域7，以提供物體1上的進 一步減阻，並促進物體1上的推力和/或升力。燃燒室33可以定位成鄰近 定向噴嘴30,如圖18中所示，或者可以位於物體1上別的位置。傳輸管 34將熱流體>^人燃燒室33傳輸至定向噴嘴30。應該被注意的是，圖16中的定向噴嘴30和圖17中的平的噴嘴也能夠 被供以來自燃燒室的熱流體5，如參照圖18所描述的。在圖17所示的第 十一個實施方式的結構中，考慮給平的噴嘴32額外地加設燃燒室，以構 成用於實現本發明的最好實現方式之一。在本發明的利用燃燒室來提供由過熱蒸汽組成的熱流體的實施方式 中，燃燒室優選地被供給氫和按照產生由實質上純的過熱蒸汽組成的熱流 體所要求的必需的化學計量比的氧、過氧化氫和水的組合物。燃燒室還可 以包括4崔化劑，用於將過氧化氫分解為氧和水。另外，可以增加水/蒸汽注 射系統(圖中沒有顯示)，以在從燃燒室到目標區域及進一步地到內爆區 域的範圍內選擇的位置處將受控制的水流和/或低溫蒸汽流引進過熱蒸汽 中。而且，在將這些化學製品供應到燃燒室以前，可以使低溫氧和/或低溫 氬和/或冷的過氧化氬作為冷卻劑流體流經與主表面熱接觸的散熱器12, 參照圖3。將氫和/或布朗氣體引進至更加遠離主表面的目標區域能夠減少物體 主表面上的氬外爆的推力。如果主表面和熱流體朝著彼此進行相對運動， 那麼目標區域能夠被定位成更加遠離物體而不耗盡主表面上的減壓。在物 體運動方向上，主表面和目標區域6之間的受控制的距離可根據物體的運 動通過注射率、速度、方向和定時來控制。控制可以一皮優化，以為了最大 化推力而使物體的主表面經歷最大的減壓。圖19闡明了在物體1的軌跡中目標區域6被定位於物體1的前面的情況。物體1在由相對速度矢量9所指示的方向上運動。物體l經受來自更遠側的化學活性材料的外爆35和/或熱流體的膨脹的小的反推力。這之後 是較大的前推力，而該前推力由熱流體在主表面3上的近側的內爆13和 物體1的推力面8上的環境壓力所產生。圖20是矢量圖，描述圖19情況下的推力。右外爆推力矢量36是在右 手側主表面3上的外爆推力，左外爆推力矢量37是在左手側主表面3上 的外爆推力，合成的外爆推力矢量38是這些外爆推力矢量的矢量和。內 爆推力矢量39是由主表面3上的內爆減壓和推力面8上的環境壓力所產 生的淨推力。淨推力矢量40是合成的外爆推力矢量8和內爆推力矢量39 的矢量和。這樣的分析^i殳合成的外爆推力矢量8和內爆推力矢量39以 相等的時間間隔作用，或者作為替代的，他們代表在外爆和內爆循環中作 用於物體1上的總衝量。通常，物體向靜態熱流體移動的情況和熱流體向靜態物體移動的情況 是限制性的情況。如果物體具有自由度，通常存在物體和熱流體兩者都向 彼此移動的組合。被確認為正在懸浮的飛行物體是其中熱流體向靜態物體 移動以便提供升力的情況的 一 個例子。現在參考附圖中的圖21， 22和23，顯示了才艮據第十三個實施方式的 運動生成系統，除了注射探針29是可伸長的外，第十三個實施方式與第 九個實施方式類似。本發明包括一種控制物體1和鄰近的流體2的區域的相對運動的方法， 參考圖21、 22和23來說明，包括以下步驟給出具有主表面3的物體1以及將熱流體5和/或化學活性材料10引 進至鄰近的流體2中的目標區域6中的裝置；將目標區域6移動至接近於主表面3的初始位置，如圖21所示；使熱流體5和/或化學活性材料10開始從引進熱流體5和/或化學活性 材料10的裝置流動到目標區域6，在該實施方式中，所述裝置為注射探針 29;如果在目標區域6中出現化學活性材料10，那麼就點燃該化學活性材料10;以保持熱流體5的羽流31的連續性的方式，將目標區域6移動至距主 表面3更遠的中間位置，如圖22所示；等待建立熱流體5的從目標區域6、通過轉移路徑26，並進入與主表 面3接觸的內爆區域7的由羽流流動矢量41所指示的羽流31的流動；當物體1和熱流體5之間的相對速度9增加時，以保持由羽流流動矢 量41所指示的羽流31的流動的方式，增加目標區域6距主表面3的距離， 如圖23所示；且進一步包括步驟當物體1和熱流體5之間的相對速度9減小時，以 保持羽流31的流動的方式，減少目標區域6距主表面3的距離，如圖22 所示。理想地，目標區域6距主表面3的距離被控制成當熱流體5接觸到物 體1的主表面3時提供熱流體5的膨脹和冷卻的最佳組合。在圖22和23中，羽流流動矢量41和淨推力矢量40由箭頭表示。在 圖21中，在熱流體5和/或化學活性材料10開始流動時，還沒有產生羽流 和推力，並且事實上，物體1和熱流體5之間的淨相對速度為零。現在參考附圖中的圖24、 25及26,顯示了根據第十四個實施方式的 運動生成系統的主表面位置。在這個實施方式中，可以通過使用本發明的 運動生成系統控制物體1主表面上的壓力分布來影響鄰近的流體2中的物 體l的三維動力學和姿態。在圖24中，顯示了物體1的右側視圖。根據本發明，主表面上可產生 動態減壓，並且，當主表面是位於物體1前部的加速和減阻區域42時， 那麼物體1將受到加速力和減阻力；當主表面是位於物體1後部的減速區 域43時，那麼物體l將受到減速力；當主表面是位於物體1的上前部和/ 或下後部的正向俯仰區域(positive pitch zone)44時，那麼物體1將受到正向 俯仰力；當主表面是位於物體1的下前部和/或上後部的反向俯仰區域 (negative pitch zone ) 45時，那麼物體1將受到反向俯仰力；當主表面是 位於物體1的頂部的升力區域46時，那麼物體l將受到升力；當主表面是位於物體1的底部的下沉區域47時，那麼物體1將受到下沉力。在圖25中顯示了物體1的平面圖。當主表面是位於物體1的左舷側的 左舷區域48時，那麼物體1將受到向左舷的側滑力；當主表面是位於物 體1的右舷側的右舷區域49時，那麼物體1將受到向右舷的側滑力；當 主表面是位於物體1的前左舷側和/或後右舷側的左舷偏航區域50時，那 麼物體1將受到左舷偏4元力(port yaw force );當主表面是位於物體1的前 右舷側和/或後左舷側的右舷偏航區域51時，那麼物體1將受到右舷偏航 力。加速和減阻區域42及減速區域43參考圖24說明，也在圖25中示出。在圖26中顯示了物體1的前視圖。當主表面是位於物體1的上右舷側 和/或下左舷側的左舷滾轉區域(port-roll zone ) 52時，那麼物體1將受到 左舷滾轉力；當主表面是位於物體1的下右舷側和/或上左舷側的右舷滾轉 區域(starboard-roll zone) 53時，那麼物體1將受到右舷偏航力。升力區 域46和下沉區域47參考圖24說明，也在圖26中示出。根據本發明的運動生成系統可包括保持加熱在閾溫以上的推力面。這壓。特別的是，可以在推力面外側附近提供放熱反應，以便在推力面上提 供熱和/或施加壓力。這個放熱反應可包括氫的氧化。在圖27中，給出了具有加熱的推力面的第十五個實施方式。顯示了飛 行物體1的側視圖，包括向前凸出的注射/點火4笨針54，並且給出了連續 的前部外爆55,跟在其後面的是在處於前端的前部冷表面61周圍的連續 的前部內;^暴56,允許飛4於物體1連續飛入局部真空。在頂部冷卻表面61 之上的連續的頂部外爆57和相關聯的連續的頂部內爆59在飛行物體1的 上表面上連續地提供較低壓力升力區域。在底部熱表面63之下的連續的 底部外爆59在下方連續地提供額外的比圍壓在飛行物體1上以其他方式 提供的推力大的向上推力。處於尾部的後部熱表面64周圍的連續的後部 外爆60連續地提供額外的比圍壓在飛行物體1上以其他方式提供的推力 大的前向推力。當所有的外爆都是由氬的氧化造成時，飛行物體l拖著蒸 汽羽流65。現在參考附圖中的圖28，顯示了根據第十六個實施方式的運動生成系 統。在這個實施方式中，當物體1的上表面為主表面3且物體1的下表面 為推力面3時，能夠生成靜態和動態升力。目標區域6被定位於主表面3 之上，並且在這個實施方式中，布朗氣體14從注射/點火4笨針54中注射。 在這個實施方式中，目標區域6內的外爆35產生蒸汽27,該蒸汽27流經 目標區域6、轉移路徑26到達鄰近主表面3的內爆區域7,以便於促進物 體1上的升力。在某種意義上說，這是靜態升力，其取決於主表面3和推 力面8之間壓力的不同。主表面3朝著物體1的邊緣向下傾斜，以便於將 混有任何剩餘蒸汽27的鄰近的流體2向下或向外引導，如羽流流動矢量 41所指示的。如果主表面3是凸起的，也可以由熱流體5和/或鄰近的流 體2的流動生成動態的或翼型升力，在主表面3是凸起的情況下，這個動 態升力可"t要照一種類似於由翼的曲線上側生成動態升力的方式生成。圖29顯示了本發明的一種實施方式，其中本發明的裝置被安裝在一個 較早提及的Robert Hunt的現在未公開的US專利所描述的循環的滑行器航 行器中。圖29顯示的實施方式以縱截面顯示了一個穿行器循環的滑行器 72,其包括可膨脹的飛艇氣嚢(gas envelope )66,能具有可變體積，其裝入氨73， 該氨作為升力氣體和相變流體以控制穿行器循環的滑行器72的浮力；方向舵67及尾平面68,其用於穿行器循環的滑行器72的定向控制和 穩定性；水容器74;空氣驅動的渦輪發電機和電解系統69，其用於電解來自水容器74中 的水以提供布朗氣體14;管70，其傳送布朗氣體14;注射/點火探針54，其在穿行器循環的滑行器72前面接收和注射布朗 氣體14,並點燃布朗氣體14以便引起產生蒸汽羽流65的蒸汽外爆15;主表面3，其位於穿行器循環的滑行器72的前端上；鄰近的氨容器71，其接收從主表面3傳導來的熱；及閥門79，其用於控制可膨脹飛艇氣嚢66和氨容器71之間的氨氣流動。當穿行器循環的滑行器72需要通過液氨73的蒸發而增加浮力時，蒸 發過程可用來冷卻這樣一個循環的滑行器的主表面3。本發明能夠使循環 的滑行器在大氣或圍流中達到高的速度和加速度。循環的滑行器可以被設計成在除了空氣之外的鄰近的流體內運行，可 以使用除了氨之外的升力材料，且可以使用除了氨之外的相變物質。例如， 循環的滑行器可使用熱蒸汽作為升力流體及酒精作為相變物質。作為自然 的循環的滑行器的例子，抹香鯨使用水作為鄰近的流體，用肉體作為升力 材料，並用鯨油作為取決於溫度的密度流體來控制浮力。應該被注意的是， 雖然在大氣中溫度通常會隨著高度而降低，但在海洋中溫度通常卻隨著高 度而升高。因此，對於在大氣中運行相變的循環的滑行器來說，免燃料的 循環滑行更簡單。本發明包括一種控制物體在鄰近的流體2中的相對運動的方法，參照 圖30中所顯示的飛行路徑的正視圖來說明，包括以下步驟提供包括參照圖29來描述的根據第十七個實施方式浸沒在鄰近的流 體2中的穿行器循環的滑行器72的物體；控制穿行器循環的滑行器72以傾斜滑行地或垂直地上升75;同時控制穿行器循環的滑行器72的總密度，以在上升75中保持低於 周圍鄰近的流體2的密度；任選地，同時通過釋放來自氨容器71中的氣態氨73來增加浮力；同時操作由鄰近的流體2驅動的渦輪發電機和電解系統69以將來自水 容器74中的水轉換為布朗氣體14;同時在鄰近的流體2中的目標區域6內投射或注射並點燃布朗氣體14;同時控制從主表面3至氨容器74的熱傳導以保持蒸汽羽流65的冷凝 和氨73的蒸發；任選地，同時收回來自主表面3的冷凝水並將其回返到水容器74中；控制穿行器循環的滑行器72以保持較高的高度76，在這個高度下， 壓力和溫度適合氨73氣液化；同時控制從氨容器71至鄰近的流體2的熱傳遞；同時控制氣態氨73進入氨容器71並且液化；控制穿行器循環的滑行器72傾斜滑行地或垂直地下將77;同時控制穿行器循環的滑行器72的總密度以在下降中保持高於周圍 鄰近的流體2的密度；同時保留氨容器71中的液化氨73;任選地，同時使氨容器71熱隔絕；同時操作由鄰近的流體2驅動的渦輪發電機和電解系統69以將來自水 容器74中的水轉換為布朗氣體14並儲存布朗氣體14;控制穿行器循環的滑行器72以保持較低的高度78,在這個高度下，壓力和溫度適合液態氨73沸騰；任選地，為了懸浮穿行器循環的滑行器72,同時控制穿行器循環的滑 行器72的總密度以保持等於周圍鄰近的流體2的密度；任選地，同時控制從鄰近的流體2至氨容器71的熱傳遞；及循環重複這些步驟，以便進一步用來自鄰近的流體2的淨推力和低阻 力水平地平移穿行器循環的滑行器72,或者進一步轉變重力能和熱力學能 以用於其它目的。根據本發明，在循環的滑行器中電解產生的氫和氧可用作引進到目標 區域中的化學活性材料。這可提供由可再生能量供以動力的高性能飛行。可以想得到的是，由於迎面阻力的減小、壓力控制產生的推力及相變 流體產生的漸增的浮力，這樣的循滑的滑行器航行器能夠在大氣中達到高 速度。可以在航行器內使用其他相變流體或固體來冷卻主表面。 可以從主表面上收回冷凝水。這對壓搶物和產生新蒸汽和/或氫和氧有用。本發明的第十八個實施方式參照圖31描述，其中船隻的俯視圖包括 船體80;布朗氣體發生器81,其位於船體內；注射/點火探針54,其在水下位於指向前方的船首上；氣體傳輸管82,其用於將布朗氣體14從布朗氣體發生器81傳輸至注 射/點火探針54;主表面3，其在水下位於船首的每一側；及冷卻系統83，其位於船體內鄰近每一個主表面3。爆炸的布朗氣體14產生目標區域6內的蒸汽泡沫84，及跟隨蒸汽泡 沫84從目標區域6至內爆區域7的羽流31,在內爆區域7內，蒸汽泡沫 84由於蒸汽在冷卻的主表面3和周圍的水85上的冷凝而內爆。船體80向 著內爆區域7向前推進，並且由於船上減少的水的質量而受到對這個前向 運動的減少的阻力。任何能夠將熱流體和/或化學活性材料引進至目標區域的裝置或裝置 的組合都可以被用在本發明的實施方式中。本發明的提供推力和升力的裝置能夠與其他提供推力和升力的裝置結 合使用，例如輪子、軌道、線性電動機、電磁力場、浮力、地心引力、帆、 機翼、螺旋推進器、噴氣機及火箭。圖中顯示的物體1、目標區域6及本發明的其他部分的形狀僅僅是說 明性的，任何在所附權利要求範圍內的其他形狀都可以被使用。儘管已參照具體實施方式
描述了本發明，但應該了解的是，所述實施 方式僅僅是說明性的，因為本領域的技術人員可進行許多變化和修改。因 此，本發明應被解釋成僅受限於所附權利要求的精神和範圍。
權利要求
1.一種運動生成系統，其控制物體和鄰近的流體的區域的相對運動，所述運動生成系統包括所述物體，其具有與所述鄰近的流體連續流體連通的主表面；目標區域，其布置在所述鄰近的流體中且相對於所述主表面定位；內爆區域，其布置在所述鄰近的流體中且相對於所述主表面定位，並且所述內爆區域內出現的任何流體都與所述主表面緊密地熱和壓力接觸；引進裝置，其用於將熱流體從所述物體引進至所述目標區域中；轉移路徑，所述熱流體可沿所述轉移路徑從所述目標區域轉移至所述內爆區域，並且當所述熱流體進入所述內爆區域時，在所述內爆區域內或其周圍，所述熱流體、所述主表面和所述鄰近的流體之間的熱交換產生或是維持所述內爆區域內的動態減壓，以導致所述主表面、所述熱流體及所述鄰近的流體的區域被相對地朝向彼此推動。
2. —種運動生成系統，其控制物體和鄰近的流體的區域的相對運動， 包括所述物體，其具有與所述鄰近的流體連續流體連通的主表面；目標區域，其布置在所述鄰近的流體中且相對於所述主表面定位；內爆區域，其布置在所述鄰近的流體中且相對於所述主表面定位，並 且所述內爆區域內出現的任何流體都與所述主表面進行緊密的熱和壓力 接觸；引進裝置，其用於將化學活性材料從所述物體引進至所述目標區域 中，由此，所述化學活性材料在所述目標區域中經歷具有熱流體產物的反 應；轉移路徑，所述熱流體可沿所述轉移路徑從所述目標區域轉移至所述 內爆區域，並且當所述熱流體進入所述內爆區域時，在所迷內爆區域內或其周圍，所述熱流體、所述主表面和所述鄰近的流體之間的熱交換產生或 是維持所述內爆區域內的動態減壓，以導致所述主表面、所述熱流體及所 述鄰近的流體的區域被相對地朝向彼此推動。
3. 如權利要求1或2所述的運動生成系統，其中引進至所述目標區域的所述熱流體將動量傳遞至位於所述目標區域中的鄰近的流體，並且將 動量傳遞至進入所述目標區域的鄰近的流體，推動所述鄰近的流體的至少 一部分離開所述目標區域。
4. 如權利要求l、 2或3所述的運動生成系統，還包與所述主表面熱 接觸的括散熱器，由此，熱被從所述主表面移除。
5. 如權利要求1、 2、 3或4所述的運動生成系統，其中所述熱流體 是氣體或氣體混合物，其能夠在冷凝過程的開始和期間所出現的動態壓力 下，以及在處於或高於所述鄰近的流體的溫度的狀況下，或在處於或高於 所述主表面的溫度的狀況下，冷凝至液體或固體，由此，冷凝相變在所述 內爆區域內產生伴隨動態減壓的內爆。
6. 如權利要求l、 2、 3、 4或5所述的運動生成系統，還包括所述物 體上的推力面，其與所述鄰近的流體的區域或所述物體外部的另外的壓力 或作用力的源壓力接觸，由此，所述主表面和所述推力面上的作用力的組 合產生淨推力，在給定適當的自由度的情況下，所述淨推力產生所述物體 的運動。
7. 如權利要求2所述的運動生成系統，其中所述化學活性材料對於 所述鄰近的流體是反應性的。
8. 如權利要求2所述的運動生成系統，其中所述化學活性材料在其 自身的化學成分之間是反應性的。
9. 如權利要求2所述的運動生成系統，其中所述化學活性材料是氫 和氧的混合物。
10. 如權利要求2所述的運動生成系統，其中所述化學活性材料是氫。
11. 如權利要求2所述的運動生成系統，其中所述化學活性材料包括 過氧化氬。
12. 如權利要求2所述的運動生成系統，其還包括點火裝置，所述點 火裝置用於點燃所述化學活性材料。
13. 如權利要求1或2所述的運動生成系統，其中用於引進熱流體和 /或化學活性材料的所述引進裝置包括投射裝置，其用於將熱流體和/或化學活性材料投射一段距離而進入目 標區域中；及控制裝置，其用於控制所述距離。
14. 如權利要求2所述的運動生成系統，其中所述化學活性材料由包 含氫的低溫顆粒組成。
15. 如權利要求1或2所述的運動生成系統，其中用於引進熱流體和 /或化學活性材料的所述引用裝置包括注射裝置，所述注射裝置用於將所述 熱流體和/或化學活性材料注射至所述目標區域中。
16. 如權利要求15所述的運動生成系統，其中所述熱流體和/或化學 活性材料橫向於所述物體的運動方向而被注射。
17. 如權利要求1或2所述的運動生成系統，其還包括分配裝置，所 述分配裝置用於將所述熱流體和/或化學活性材料分配至所述目標區域中， 以使所述目標區域的形狀得到控制。
18. 如權利要求17所述的運動生成系統，其中所述目標區域的形狀 淨皮^控制以形成實質上細長的形狀。
19. 如權利要求17所述的運動生成系統，其中所述目標區域的形狀 被控制以形成實質上平的形狀。
20. 如權利要求1所述的運動生成系統，其中用於將熱流體從所述物 體引進至所述目標區域中的所述引進裝置包括燃燒室，其中所述熱流體在所述燃燒室中產生；及定向噴嘴，其#1定位和調整成定向地將所述熱流體注射入所述目標區 域中；及傳輸管，其用於將所述熱流體從所述燃燒室傳輸至所述定向噴嘴。
21. 如權利要求20所述的運動生成系統，其中所述熱流體的大部分 淨皮定向i也以所述主表面的方向注射。
22. 如權利要求20所述的運動生成系統，其中所述熱流體的大部分 4皮定向i也以4黃向於所述主表面的方向的方向注射。
23. 如權利要求20所述的運動生成系統，其中氫和氧按實質上2: 1 的化學計量比而被分開地提供至所述燃燒室和/或混合在一起後提供至所 述燃燒室，並在所述燃燒室中點燃，產生由實質上純的過熱蒸汽組成的所 述熱流體。
24. 如權利要求20所述的運動生成系統，其中氫被提供，且過氧化 氫一皮催化分解以形成過熱蒸汽和氧，其然後^皮提供，和/或未分解的過氧化 氫被提供，且另外的氧也可被提供至所述燃燒室，並在所述燃燒室中點燃， 且所有所提供的化學製品都按照產生由實質上純的過熱蒸汽組成的所述熱流體所要求的必需的化學計量比來提供，根據aH2 + b02 + (a-2b)H202 - (2a-2b)H20其中a和b是摩爾數。
25. 如權利要求23或24所述的運動生成系統，其中受控制的水流和 /或低溫蒸汽流在從所述燃燒室到所述目標區域及進一步地到所述內爆區 域的範圍內選擇的位置處被引進至所述過熱蒸汽中，用於影響所述運動生 成系統的動力學和熱力學。
26. 如權利要求4所述的運動生成系統，其中低溫氧和/或低溫氬和/ 或冷的過氧化氫作為冷卻劑流體流經所述散熱器。
27. —種控制物體和鄰近的流體的區域的相對運動的方法，包括步驟提供物體及引進裝置，所述物體具有主表面，所述引進裝置用於將熱 流體和/或化學活性材料引進至所述鄰近的流體中的目標區域中；將所述目標區域移動至接近於所述主表面的初始位置；使所述熱流體和/或化學活性材料開始從用於引進熱流體和/或化學活 性材料的所述引進裝置流動至所述目標區域；如果在所述目標區域中出現所述化學活性材料，那麼就點燃所述化學活性材料；以保持所述熱流體的羽流的連續性的方式，將所述目標區域移動至距 所述主表面更遠的中間位置；等待建立所述熱流體的從所述目標區域、通過轉移路徑，並進入與所 述主表面4妄觸的內爆區域的羽流流動；當所述物體和所述熱流體之間的相對速度增加時，以保持所述羽流流 動的方式增加所述目標區域距所述主表面的距離；且還包括步驟當所述物體和所述熱流體之間的相對速度減少時，以保 持所述羽流流動的方式減少所述目標區域距所述主表面的距離。
28. 如權利要求27所述的控制物體和鄰近的流體的區域的相對運動 的方法，其中所述主表面保持冷卻在閾溫以下。
29. 如權利要求6所述的運動生成系統，其中所述主表面位於所述物 體的前部區域，由此，所述鄰近的流體的一部分被移出所述物體的軌跡， 潛在地導致所述物體上的阻力的減小。
30. 如權利要求6所述的運動生成系統，其中多於一個主表面位於所 述物體上，使得能夠控制所述物體的平移和/或旋轉運動。
31. 如權利要求6所述的運動生成系統，其中所述主表面位於所述物述物體的上升和/或下沉和/或滾轉和/或俯仰。
32. 如權利要求6所述的運動生成系統，其中所述主表面位於所述物 體的實質上面向前的表面上和/或實質上面向後的表面上，使得能夠控制所 述物體的加速和/或減速和/或偏4元和/或俯仰。
33. 如權利要求6所述的運動生成系統，其中所述主表面位於所述物制所述物體的側滑移和/或偏航和/或滾轉。
34. 如權利要求6所述的運動生成系統，其中所述推力面保持加熱到閾溫以上。
35. 如權利要求34所述的運動生成系統，其中放熱反應在所述物體 的外部被提供，接近所述推力面的外側，以便在所述推力面上提供熱和/ 或施加壓力。
36. 如權利要求35所述的運動生成系統，其中放熱反應包括氧化氫。
37. 如權利要求1或2所述的運動生成系統，其中主表面按流過所述 主表面的所述熱流體的流動方向而凸狀地彎曲。
38. 如權利要求7所述的運動生成系統，其中所述散熱器包括相變物 質，所述相變物質能夠進行吸熱相變。
39. 如權利要求38所述的運動生成系統，其中所述相變物質吸熱地 變化至較低密度的相。
40. 如權利要求39所述的運動生成系統，其中所述較低密度的相在 環境溫度和壓力下具有比所述鄰近的流體低的密度。
41. 如權利要求39所述的運動生成系統，其中所述較低密度的相在 環境溫度和壓力下具有比所述鄰近的流體高的密度。
42. 如權利要求38所述的運動生成系統，其中所述物體具有總密度， 所述總密度既能可變地控制成低於所述鄰近的流體密度的較低密度，又能 可變地控制成高於所述鄰近的流體密度的較高密度。
43. 如權利要求42所述的運動生成系統，其中所述物體形成為能夠 在所述鄰近的流體中滑行的形狀。
44. 如權利要求9或10所述的運動生成系統，其中所述氫至少部分 地通過使用源自所述鄰近的流體相對於所述物體的流動的能量而在所述 物體內由水產生。
45. —種控制物體在鄰近的流體中的運動的方法，所述方法包括步驟為浸沒在所述鄰近的流體中的所述物體提供可膨脹的嚢、容器、閥門、 布朗氣體和/或氫和/或過氧化氫的源及主表面，所述可膨脹的嚢裝有較低 密度流體相的相變物質，所述容器連接到所述可膨脹的嚢，並且裝有較高密度相的所述相變物質，其中所述較高密度相轉變至所述較低密度相是放 熱的，所述閥門控制在所述可膨脹的嚢和所述容器之間的所述較低密度流體相流動；控制所述物體傾斜滑行地或垂直地上升；同時控制所述物體的總密度，以在所述上升的過程中保持低於周圍所 述鄰近的流體的密度；任選地，同時通過操作所述閥門將所述較低密度流體相的所述相變物 質從所述容器釋放至所述可膨脹的嚢來增加浮力；同時操作布朗氣體和/或氫和/或過氧化氫的所述源，以提供布朗氣體和 /或氫和/或過氧化氫；同時投射或注射並點燃所述布朗氣體和/或氫和/或過氧化氫，和/或將 他們燃燒的產物注射入所述鄰近的流體內的距所述主表面足夠近的目標 區域中，以提供與所述主表面接觸的蒸汽羽流；同時控制從所述主表面至所述容器中的所述相變物質的熱傳導，以保 持所述蒸汽羽流的冷凝和所述相變物質向所述較低密度流體相的轉變；任選地，同時收回和儲存來自所述主表面的冷凝水；控制所述物體以保持較高高度，同時將所述相變物質的較低密度流體 相轉變至較高密度；同時控制從所述相變物質至所述鄰近的流體的熱傳遞；同時控制所述較低密度流體相的所述相變物質進入所述容器，並轉變 至所述較高密度相的所述相變物質；控制所述物體傾斜滑行地或垂直地下降；同時控制所述物體的總密度，以在所述下降的過程中保持高於周圍所 述鄰近的流體的密度；如果需要，同時繼續將所述較低密度流體相的所述相變物質轉變至所 述專交高密度相的所述相變物質；同時在所述容器中保持所述較高密度相的所述相變物質；任選地，同時使所述容器熱絕緣；同時梯:作布朗氣體和/或氫和/或過氧化氫的所述源，以提供和儲存所述布朗氣體和/或氫和/或過氧化氫；控制所述物體以保持較低高度，同時將所述高密度相的所述相變物質轉變至所述低密度流體相的所述相變物質；任選地，為了懸浮所述物體，同時控制所述物體的總密度以保持等於周圍所述鄰近的流體的密度；任選地，同時控制從所述鄰近的流體至所述容器中的所述高密度相的 所述相變物質的熱傳遞，或如果周圍所述鄰近的流體的溫度太低，就提供 來自其他源的熱；及循環重複所述步驟，以便進一步用來自所述鄰近的流體的淨推力和低 阻力水平地平移所述物體，或者進一步轉變重力和熱力學能量以用於其它 目的。
全文摘要
一種運動生成系統，其用於利用外爆(explosive)和內爆(implosive)過程推進和/或提升航行器，由此，航行器上的推進力或升力產生於兩個來源流體流的生成，其將推力傳給航行器；在航行器前方和上方的壓力和密度減小的區域的生成，其允許航行器能夠被航行器後方和下方的環境壓力向前推動和提升。而且，航行器前方流體密度的減少導致迎面阻力減少，從而允許達到較高速度。所述運動生成系統可以有其他應用；例如，所述運動生成系統可以用於以泵的方式來推進流體流。
文檔編號B63H19/00GK101277868SQ200680036957
公開日2008年10月1日 申請日期2006年10月4日 優先權日2005年10月4日
發明者薩伯蒂·布魯克 申請人:薩伯蒂·布魯克