XXX浙江萬里大學科協(xié)項目簡介

1、XXX浙江萬里大學科協(xié)項目簡介組名：自由之翼組長：干超吳涵涵組員：羅鵬程 查鎮(zhèn)浩 董黃正 陳春霞 王佩玲秦庚所屬院系：機電學院成品假象成效圖:正視圖側(cè)視圖背視圖一 該產(chǎn)品的產(chǎn)生符合時代需求（1）人類對親臨自然環(huán)境的探究的設備需求在那個科技高速進展的時代，人類妄圖更進一步的了解大自然，然而，就山地 探險這一項而言，人類任然處于設備上較為落后的時期，大多依舊采取徒步和攀 爬等手段。如此的危險性是極大的，此類事件造成的悲劇多不勝數(shù)。專門多中國 西部的多山地區(qū)有著豐富的礦藏，大量的古生物化石，天然原始的科考，探險環(huán) 境。然而坎坷的山路，險峻的地勢卻限制了大型交通工具的進出，科考團隊，挖 掘團隊，探險團

2、隊的人員只能徒步進行相關搜集，考察，等工作，工作過程中就 有著諸多不便羨至不安全因素。另一方面，人類的進展趨勢和求知欲使得人類對 海洋的探究力度必將加大，而在此過程中難免需要潛水員親臨險境，人類在水中 的移動山于受到極大的阻力而變得緩如龜速，因此，解決人類在水中的機動性咨 詢題也是一個有必要的課題！（2）全名健身推廣導向新型戶外運動產(chǎn)生生命在于運動，是永恒真理?，F(xiàn)在的青青年戶外運動形式多種多樣，部分勇于 探究，勇于超越的青年更是開拓了 “極限運動”這一全新版塊。而人類的運動項 L1也是需要不斷創(chuàng)新和進展的，例如，賽車，自行車，滑雪，等運動差不多上后 來演變出來的，不管是水中的依舊陸地上的戶外運

3、動，都還有專門大的創(chuàng)新空間。 21世紀，人們解決溫飽咨詢題之后，隨著全民健身的推廣因為需求新奇刺激， 健康與陽光的運動是人類的本能?！疤盏巧健北囟〞蔀橄矏坌缕鎰?chuàng)意的青年 戶外運動愛好者的最愛！（3）低科技，高創(chuàng)意領導革命性突破二.該產(chǎn)品合法性考慮本產(chǎn)品是一款類似于助推器的一件發(fā)明，通過向豎直方向噴氣獲得一個反向的 作用力，用于抵消部分重力。本產(chǎn)品的優(yōu)點在于：1、西部專門多含有富礦的山區(qū)地勢險峻，坎坷陡峭，即使 有大型開采機械的關心，仍舊需要大量人力，而礦工在工作過程中在坎坷地勢下 進行搬運等工作的機動性是專門低下的，也是危險的。有了 “風暴使者S對中 國采礦事業(yè)是一大進步。2、風暴使者有專

4、門多不同的款式，有一款專門酷的是 適合青青年戶外運動愛好者進行刺激安全的極限運動。是一種值得推廣的體育項 tlo 3、中科院專門多科考團隊，在云南，貴州一些實在太過偏僻的山區(qū)是兒乎 無法進行科研的，因為地勢太險峻，車開不上去，你乂不可能把山炸了，當?shù)厝?等專門少去的有一些原始山林地區(qū)，講不定里面有有味的事物，然而，我們需要 高機動性的小型器械關心。通過以上的介紹能夠看出本產(chǎn)品在對一些專門工作作業(yè)人員有專門大的關心， 對部分青年熱衷的極限運動提供一個新的運動，然而也需要提出的是，本產(chǎn)品存 在一定得危險性，并不是所有人都適合的，比如老人、孕婦、小孩等一些限制性 行為能力人和精神病患者。因此被一些不

5、法份子利用實施犯罪時絕對不承諾的， 應當對本產(chǎn)品采取有效的愛護。該產(chǎn)品與民航法、憲法、民法、自然資源與環(huán)境愛護法均無 沖突。三.產(chǎn)品講明(1)產(chǎn)品大體形狀草圖展現(xiàn)構(gòu)思2噴口集中位于臀部構(gòu)思3噴口共四個，臀部兩個，肩部兩個（2）產(chǎn)品使用方法及功能簡介人類登山之因此危險，困難，全然緣故是受到重力阻礙，從最簡單的物理模型 來看，登山的實質(zhì)是克服重力做功。而此裝置的差不多功能確實是朝豎直方向噴 射出一定動量的氣體，以抵消掉使用者部分或全部重力，制造岀一種類似于太空 中行走攀爬的環(huán)境。在失重或完全失重環(huán)境下，2-3米的高度只是是輕松一躍罷 To即使在懸崖峭壁上攀爬也是輕松自如壁虎一樣。而且十分安全，因為

6、噴出氣 體的動量是可手動調(diào)劑的。包括動力調(diào)劑和方向調(diào)劑，如此就能夠?qū)崿F(xiàn)，安全， 輕松的登山了。假如在水中就更簡單了，穿上潛水服，在套上該裝置。離開就能 夠感受海豚一樣的水中自山靈活度了。該裝置的重量操縱在30KG以內(nèi)。因此， 其方便，易攜帶，可推廣。盡管H前該裝置噴出氣體任然具有高熱特性，然而此 裝備配有隔熱服，和頭部防護罩，人體是絕對安全的。（3）產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理及技術(shù)指標（研發(fā)時期）1.發(fā)動機的選擇此項產(chǎn)品基于噴氣式飛機渦輪發(fā)動機技術(shù)，僅需一個微型類渦輪發(fā)動機能承載 人體即可。其發(fā)動機原理如下。目前本小組提供參考中的兒種發(fā)動機： 參考一，渦輪噴氣發(fā)動機這類發(fā)動機具有加速快、設計簡便等優(yōu)點，

7、是較早有用化的噴氣發(fā)動機類型。但 假如要讓渦噴發(fā)動機提高推力，則必須增加燃氣在渦輪前的溫度和增圧比，這將 會使排氣速度增加而缺失更多動能，因此產(chǎn)生了提高推力和降低油耗的矛盾。火花塞壓氣機渦輪/ 加力燃燒室燃燒室火焰穩(wěn)定器0 噴嗤液體注入噴嗤進氣道壓氣機燃燒室渦輪機噴口參考選擇二，渦輪風扇噴氣發(fā)動機渦扇發(fā)動機效率高，油耗低，但渦扇發(fā)動機技術(shù)復朵，專門是如何將風扇吸入的氣流正確的分配給外涵道和內(nèi)涵道，是極大的技術(shù)難題。因此只有少數(shù)國家能研 制岀渦輪風扇發(fā)動機，中國至今未有批量有用化的國產(chǎn)渦扇發(fā)動機。進氣道壓氣機 燃燒室 渦輪機 噴口風扇外涵道內(nèi)涵道參考選擇三，火箭沖壓噴氣發(fā)動機沖壓發(fā)動機的優(yōu)勢在于

8、構(gòu)造簡單、重量輕、體積小、推重比大、成本低。簡單的 講確實是一個帶燃油噴嘴和和點火裝置的筒子。因此常用于無人機、靶機、導彈 等低成本或一次性的飛行器。同時山于推重比遠大于其他類型的噴氣發(fā)動機專門 適用于此裝置。推進劑固體推進劑沖壓發(fā)動機沖壓火箭發(fā)動機整體式火箭沖壓發(fā)動機2外部材料選擇：漂珠一一低密度，高強度，低導熱漂珠的優(yōu)異性能和用途：（1）高耐火度:漂珠的要緊化學成分為硅、鋁的氧化物, 其中二氧化硅約為50-65%,三氧化二鋁約為25 35%。因為二氧化硅的溶點 高達攝氏1725度，三氧化二鋁的溶點為攝氏2050度，均為高耐火物質(zhì)。因此， 漂珠具有極高的耐火度，一樣達攝氏1600-1700度

9、，使其成為優(yōu)異的高性能耐 火材料。(2)質(zhì)輕、保溫隔熱:漂珠壁薄中空，空腔內(nèi)為半真空，只有極微量的 氣體(2、H2及C02等)，熱傳導極慢極微。因此漂珠不但質(zhì)輕(容重250-450 公斤/m3),而且保溫隔熱優(yōu)異(導熱系數(shù)常溫0. 05-0.1),這為其在輕質(zhì)保溫 隔熱材料領域大顯身手奠定了基礎。一樣真空產(chǎn)生真空效應是在100FA以下，烘烤后抽真空成效更佳，因為溫度阻 礙脫氣速度，切烘烤之后能把部分水蒸氣蒸發(fā)掉，抽完真空后組好有一阻隔性能 較好的包裝袋，能防止氣體的滲入。抽真空的LI的是使帶有氣體的物質(zhì)固體化， 固體的導熱系數(shù)比氣體液體低。3. 能源及能源系統(tǒng)選擇。(研發(fā)，考慮中)該產(chǎn)品的供能

10、裝置必須滿足的條件是，輕便小巧，功率可控性強，能夠高輸出。 環(huán)保安全性強。按人體規(guī)格來看，額定功率要求與最大能量儲備量并不高。(1) 電能：一個正常人的體重只是70KG左右，普遍登山高度只是3000米，如 此一樣48V12AH的電池,350W電機的車,大致能跑40-60公里；48V20AH電池, 500W電機的車大致能跑60-80公里。蓄電池不管是功率，能量，和易攜帶性上 都滿足。(2) 天然氣：假設一個70KG的正常人登上3000米的高峰，那么需要能量210 萬焦耳。熱量散失按40%算，那么需要能量500萬焦耳，10摩爾屮烷足夠提供這 一切。而且環(huán)保無污染。3. 成本預算(研發(fā)考慮中)4.

11、相關空氣動力學理論考慮一一該裝置是否裝風翼？(1).動量理論推導岀作用在風機葉輪上的功率P和推力T (忽略摩擦阻力)。由于受到風輪的阻礙，上游自曲風速V0逐步減小，在風輪平面內(nèi)速度減小為U1。 上游大氣壓力為P0,隨著向葉輪的推進，壓力逐步增加，通過葉輪后，壓力降 低了 AP，然后有乂逐步增加到P0 (當速度為U1時)。依照伯努力方程H=l/2 ( P v2) +P(1)P空氣密度H總壓依照公式(1),P V02/2+P0= P u2/2+plPU12/2+P0二 Pu2/2+p2Pl-p2=AP由上式可得 AP=P (V02- ul2) /2(2)運用動量方程，可得作用在風輪上的推力為：T

12、二 m(Vl-V2)式中m二P SV,是單位時刻內(nèi)的質(zhì)量流量因此：T= PSu (VO-ul)因此：壓力差 P=T/S二 Pu (VO-ul)由(2)和(3)式可得：u=l/2 (VO-ul) (4)由(4)式可見葉輪平面內(nèi)的風速u是上游風速和下游風速的平均值，因此，假 如我們用下式來表示U。u=(la) *V0a稱為軸向誘導因子，則ul可表示為：ul=(l-2a) *V0(6)功率P和推力T可分不表示為：T 二 A P*A(7)p二 A P*u*A(8)依照方程(2), (3)和(6)可得：P=2Pa(l-a) 2 * V03A(9)T=2Pa(l-a) V02A(10)通過定義功率和推力系

13、數(shù)：CP=4a(l-a)2(11)CT=4a(l-a)(12)方程(9)和(10)可寫成如下形式：P二0. 5P V03 A CP(13)T 二 0. op V03 A CT(14)對方程(11)求極值dDp/九二4 (3a2-4a+l)=o(15)求得a 二(2 1)/3 二 1 或 1/3依照公式(6) a0. 5因此滬1/3時，Cp有極大值(Cp) max = 16/270. 59(16)當a二1/3時，Cp值最大。(2) 尾渦的旋轉(zhuǎn)(1)中的公式推導是基于以下假設：力矩保持線性，沒有旋轉(zhuǎn)個發(fā)生。然而，葉輪是通過作用在其上的扭矩Q來吸取風能的，依照牛頓第二定律，尾渦 也在旋轉(zhuǎn)，同時其旋轉(zhuǎn)

14、方向和葉輪相反。Ul=2cDrab(17)3：葉輪角速度b :切向誘導因子作用在環(huán)素dr上的力矩為：dQ=mutr=(P u*2 n rdr)utr=2 n r2 P u*utdr(18)m通過環(huán)素的質(zhì)量流相應的功率為：dp二 *dQ(19)用a,b和方程(18)能夠?qū)懗鰀p二4 兀 r3 P vO 3 2(1-a)bdr(20)葉輪吸取中的總功率為：P=4 n (VO/ A 2R2) P / 0R(l-a)btr3dr (21) 尖速比=V0/ 3 r(22)誘導因子分不給VO和個誘導速度，同時產(chǎn)生一個相對速度W,因為假設 的是無摩擦流淌，誘導速度必定垂直于w, d和b并不是獨立的，有以下關

15、系：(bar) /aV0=V0(W)/ or(l+b)J (23)X (r) =V0/r (24)由以上兩式可得：a(l-a) X2(r)=b(l+b) (25)關于小的尖速比入(r)來講，葉片轉(zhuǎn)速相對風速來講較大，這時切向誘導系 數(shù)b兒乎能夠忽略，軸向誘導系數(shù)兒乎達到了 0.333,關于大的尖速比入(r), 尾渦的阻礙較大，最大功率輸出時,a減小到0. 25。(3) .空氣動力學基礎山于受到風輪的阻礙，上游自山風速V0逐步減小，在風輪平面內(nèi)速度減小為 Ulo上游大氣壓力為P0,隨著向葉輪的推進，壓力逐步增加，通過葉輪后，壓 力降低YAP,然后有乂逐步增加到P0 (當速度為U1時)。依照伯努力

16、方程H二1/2 ( P v2) +P(1)P空氣密度H總壓依照公式(1),P V02/2+P0=Pu2/2+plP U12/2+P0二 P u2/2+p2Pl-p2=AP由上式可得 AP=p (V02- U12) /2(2)運用動量方程，可得作用在風輪上的推力為：T=m(Vl-V2)式中ID二P SV,是單位時刻內(nèi)的質(zhì)量流量因此:T=PSu (VO-ul)因此： 壓力差 AP=T/S=Pu (VO-ul)由(2)和(3)式可得：u=l/2 (VO-ul) (4)由(4)式可見葉輪平面內(nèi)的風速u是上游風速和下游風速的平均值，因此，假 如我們用下式來表示u。u=(l-a) *V0 (5)a稱為軸向誘導因子，則ul可表示為：ul=(l-2a) *V0 (6)功率P和推力T可分不表示為：T= A P*A (7)P= A P*u*A (8)依照方程(2), (3)和(6)可得：P=2Pa(l-a) 2 * V03A (9)T=2Pa(l-a) V02A (10)通過定義功率和推力系數(shù)：CP=4a(l-a)2 (11)CT=4a(l-a) (12)方程(9)和(10)可寫成如下形式：P二0.5PV03 A CP (13)T二0. 5PV03ACT (14)對方程(11)求極值d：