磁力舵解密飛碟機(jī)理

1、磁力舵解密飛碟機(jī)理關(guān)鍵詞：磁力舵、碟形飛行器、宇宙磁場、陀螺儀、微型核動力1 引言碟形飛行器是一種新型飛行裝置，對碟形飛行器的研究，不僅可以拓展飛行器的研究領(lǐng)域，可不斷滿足民用、商用的需求，也可以以滿足國際反恐和國防需求，還可用于開發(fā)和利用太空資源、進(jìn)行太空操作和試驗。相對于其它飛行器來說，碟形飛行器結(jié)構(gòu)更為緊湊，能產(chǎn)生巨大的升力，并且可以通過陀螺儀控制飛行器的平衡，對其進(jìn)行研究具有重大的現(xiàn)實意義，逐漸成為國內(nèi)外飛行器的一大研究熱點。2 研究現(xiàn)狀從目前國內(nèi)外的研究情況來看，對碟形飛行器的研究（影視道具類飛碟不在論述之列），按總體結(jié)構(gòu)形式劃分主要包括非共軸式碟形飛行器和共軸式碟形飛行器兩類；如果

2、按動力驅(qū)動形式劃分則包括螺旋槳發(fā)動機(jī)和噴氣發(fā)動機(jī)兩類。筆者認(rèn)為，目前所研究的碟形飛行器缺點是顯而易見的，均與真正意義上的飛碟形似神離，雖具備一定的飛行能力，均為氣動推進(jìn)設(shè)計，都不能脫離大氣層而獨立飛行。3 飛碟磁力飛行機(jī)理3.1磁力舵的概念定義所謂磁力舵，就是指依據(jù)電磁機(jī)理、利用電能產(chǎn)生強(qiáng)大且可以萬向旋轉(zhuǎn)的磁場，驅(qū)動自身及其負(fù)載在磁場中運動的動力裝置。磁鐵之間會發(fā)生同性相斥異性相引的特性，磁力可以懸浮、也可以驅(qū)動，電動機(jī)的發(fā)明也緣于此，前提是需要控制被推動物體磁極方向。我們通過有趣的懸空陀螺小實驗來加深對磁力驅(qū)動的理解：準(zhǔn)備玩具陀螺，將其中間即轉(zhuǎn)軸部分安裝一圓柱形磁鐵，N極向下，再準(zhǔn)備直徑較大

3、的（保證陀螺可在線圈中旋轉(zhuǎn)）電磁線圈若干，線圈兩端加上直流電源。準(zhǔn)備好后將陀螺在線圈中間高速旋轉(zhuǎn)，同時給線圈加電，加電電流的方向應(yīng)保證線圈產(chǎn)生的磁場N極向上，當(dāng)你不斷加大電流時，有趣的現(xiàn)象發(fā)生了，陀螺升空而起，保持電流不變，陀螺會在空中上下浮動幾次后懸停在空中。不難解釋這個現(xiàn)象，磁極同性相斥，電磁線圈產(chǎn)生的磁力對陀螺產(chǎn)生向上推力，推力大于陀螺的重力時，陀螺就會離靠地面向上飛起，飛起的同時磁力卻不斷的減小，磁力到一定的高度磁力和重力達(dá)到平衡，另外旋轉(zhuǎn)的陀螺在進(jìn)動力作用下具備自主穩(wěn)定的性質(zhì)，于是就產(chǎn)生了有趣的空中懸停。如果你進(jìn)一步加大電流，陀螺會進(jìn)一步攀升，最終陀螺在空氣的阻力下逐漸停止轉(zhuǎn)動時就會

4、由于磁極方向失穩(wěn)而跌落?，F(xiàn)今有基于此原理的懸浮陀螺玩具如下圖所示：3.2 宇宙磁場地球內(nèi)部由于存在沸騰激流的液態(tài)導(dǎo)體鐵，所以存在地球磁場，宇宙中同樣由于高速運行的星系而存在磁場，我們也可以稱之為以太磁場。宇宙中有很多星系，星系中包括很多星球，星球中間沒有任何氣體，我們通常稱之為真空，其中卻存在一種物質(zhì)，那就是磁場。據(jù)科學(xué)家報報道，近日科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中一個神秘的磁場在不斷的變化，銀河中至今仍然存在的宇宙大型磁場M51。正是存在于早期銀河系中閃爍著異常光芒的類星體，為科學(xué)家尋找這個大型磁場起源提供了線索：當(dāng)宇宙只有現(xiàn)在三分之一歲的時候，這些磁場在慢慢的變強(qiáng)。宇航員發(fā)現(xiàn)從類星體輻射出的光線是具有角

5、度的，并存在偏振現(xiàn)象，而造成這一結(jié)果的原因是光受到了宇宙磁場的扭曲。而當(dāng)類星體距離越遠(yuǎn)時，其發(fā)出的光線發(fā)生偏振的程度就越大。因此由來自瑞士聯(lián)邦技術(shù)機(jī)構(gòu)的科學(xué)家組成的研究小組，利用位于歐洲南部的智力天文臺的大型望遠(yuǎn)鏡觀察了近七十多個類星體，來尋找類星體到地球間隱藏的星系和神秘的宇宙磁場，而在觀察的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前觀察的類星體所發(fā)出的光中鎂二光譜的偏振程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他的類星體所獲得的該光譜發(fā)生偏振的情況。對于這一現(xiàn)象研究人員的理解是，這確實證明了星系和宇宙磁場的存在，而偏振就發(fā)生在光通過星系和磁場的過程中。通過光譜的紅移就能夠推測這個星系磁場的年齡，而通過分析證明這個磁場的形成時間大

6、約在五億兩千萬年前。并且科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在最初的時候這個星系中是不存在神秘的磁場，是類星體的劇烈運動產(chǎn)生了強(qiáng)度小體積卻很大的宇宙磁場。而宇宙風(fēng)暴把磁場漸漸的擴(kuò)大。研究人員說，“觀察顯示宇宙磁場的擴(kuò)大速度是相當(dāng)驚人?！睂⑦@些磁場的數(shù)據(jù)放入有關(guān)星球的計算機(jī)模型中，就可以了解到為什么它會在五億年前形成，同時也能了解到磁場對星球形成大小的影響。目前，科學(xué)家還在繼續(xù)觀測這個神秘的不斷擴(kuò)大的宇宙磁場。3.3 小結(jié)航空領(lǐng)域的研究領(lǐng)域主要是地球表面的大氣層以內(nèi)，要把人類的活動范圍發(fā)展到太空則是航天研究的任務(wù)，目前所有的航天器均需要大量的固體推進(jìn)劑，利用動量守恒原理，向后高速噴射推進(jìn)劑產(chǎn)生前進(jìn)的動力，而大量的推進(jìn)劑

7、自身所謂油耗油又成為負(fù)載，形成一對突出而不能克服的矛盾，因此即便是對最近的太空鄰居月球的拜訪也是一項十分巨大而艱難的工程。本文中的宇宙磁場和磁力舵是太空長途旅行的基礎(chǔ)。磁力舵是關(guān)鍵所在，正如遠(yuǎn)古時代人類探索浩瀚海洋時憑借的一張風(fēng)帆，宇宙磁場是大海，磁力舵則是帆。如果說真的存在外星高智能生物乘坐飛碟來訪地球的話，他們也必然憑借于此。4 飛碟的結(jié)構(gòu)組成飛碟裝置是一套高度集成的超現(xiàn)代的機(jī)電一體化設(shè)備，其構(gòu)成包括主體支架、外殼體、駕駛艙和驅(qū)動機(jī)組，把動力、控制、遙測、保障、綜合處理等多個處理系統(tǒng)有機(jī)組合為一體，涵蓋了大多數(shù)現(xiàn)代的科學(xué)領(lǐng)域，如電磁學(xué)、微型核動力、自動控制、空氣動力學(xué)、超導(dǎo)技術(shù)、材料學(xué)、精

8、密機(jī)械等,相關(guān)文獻(xiàn)假想圖如下。4.1 主體支架主體支架是承載飛行器的基礎(chǔ)，需要由強(qiáng)度高重量輕的合金制作，除此之外金屬還應(yīng)該具備記憶功能，即便是有意外損傷和變形也能自行恢復(fù)，這是對材料學(xué)的一大考驗，目前輕質(zhì)的記憶金屬在民用眼鏡上有很多應(yīng)用。4.2外殼體同樣由強(qiáng)度高重量輕的合金制作，另外還具備流線外形，觀察飛碟的各個剖面，均成流線形狀，這樣在包含大氣層的星球上，任何方向的自由度都很高，可以機(jī)動性很好地自由飛行。4.3駕駛艙駕駛艙是駕駛者操控、休息的密封艙室，裝有綜合控制系統(tǒng)，駕駛艙外表面襯有高效的保溫材料，抗輻射、耐氣壓。4.4驅(qū)動機(jī)組驅(qū)動機(jī)組是推動飛碟運動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)組由多個磁力舵組成，呈

9、圓周分布，在多個磁力舵的協(xié)調(diào)配合下，形成飛碟所需要的動力。驅(qū)動機(jī)組可繞柱體框架360度自由旋轉(zhuǎn)，以保證駕駛艙內(nèi)的重心后移、乘坐舒適。4.4.1磁力舵（專利已申請）的組成磁力舵均有兩個互相垂直的轉(zhuǎn)軸，通過匯流環(huán)均可360度旋轉(zhuǎn)而形成萬向節(jié)，中間負(fù)載為超導(dǎo)電磁線圈組，兩維旋轉(zhuǎn)框架均由電機(jī)驅(qū)動，可進(jìn)行速度、角度測量，通過智能模糊控制系統(tǒng)（單片機(jī)、DSP等甚至更高級、快速、可靠的硬件平臺)形成對磁力舵的伺服控制。a) 萬向框架由可以360度旋轉(zhuǎn)的兩周框架組成，包括導(dǎo)電滑環(huán)、電機(jī)、陀螺、軸承組成,這些器件均有類鎳鐵合金材料的超強(qiáng)磁屏蔽外殼，以免產(chǎn)生大磁場時受到影響。b) 超導(dǎo)電磁線圈組超導(dǎo)的應(yīng)用可有效提

10、高電能的效率，減小發(fā)熱量，電流可以做大很大而不會產(chǎn)生過多的熱能，進(jìn)而產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，近年來國際上電磁炮的研制也是采用類似原理。超導(dǎo)電磁線圈組由外殼包覆，外殼具有保溫并透射電磁波性質(zhì)，外殼內(nèi)部為真空、線圈和斯特林制冷機(jī)。磁場在導(dǎo)磁材料所在區(qū)域分布均勻一致，又由于導(dǎo)磁材料磁導(dǎo)率較大（即r>>1），這樣根據(jù)磁路把求解磁場力大小的公式簡化表示為式1。式中B為磁場與導(dǎo)磁材料作用面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度H為磁場與導(dǎo)磁材料作用面處的磁場強(qiáng)度，S為磁場與導(dǎo)磁材料作用面的面積。公式采用SI單位制即式中F、B、H、S單位分別為N、T、A/m、m2，因此表達(dá)作用力的量綱為T A m，和電流與長度均成正比，線圈總

11、長度一定的情況下，與電流成正比，超導(dǎo)的電流I=U/R可以做得很大且發(fā)熱量T=I2R很低。電阻和熱損失成正比，電阻為零時，幾乎沒有能量損耗，所有的電能都可以轉(zhuǎn)化為動能；4.4.2飛碟磁力飛行簡析a)起飛將磁力舵簡化為磁鐵符號，在磁場中需要橫向移動時，是每對磁力舵反向旋轉(zhuǎn)，本對磁力舵受到的磁力如圖所示，兩個磁力舵磁力線方向上的分力互相抵消，垂直于磁力線的分力方向卻一致形成合力，可使飛碟垂直升空，此時速度很低（為克服重力還應(yīng)具備輔助的噴射系統(tǒng)）。b) 攀升飛行當(dāng)飛碟離開地面達(dá)一定的高度時，每對磁力舵偏擺方向一致，形成傾斜向上的合力使飛碟加速，飛碟姿態(tài)使其水平中性面和飛行方向呈一定的夾角，同時利用氣動外形產(chǎn)生巨大的升力，在星球的磁場最強(qiáng)的極地上升到太空。c)太空飛行在高空或太空飛行時，所