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一群无赖小国正在对我国边境领土和领海进行蚕食,且有愈演愈烈之势,越南、菲律宾、印尼等众多东南亚小国越来越明目张胆地侵占我南海岛屿、盗采我南海石油,而印度不但早已占领我藏南谷地而且移民已超过百万。

这群小无赖有近水楼台之便,更有美、日等强敌的支撑,尤其是美国航母频频现身,实际上就是不断地给这些小强盗打强心针。而我军由于重洋和峻岭阻隔,难以补充给养、装备、饮水、医疗和兵员,因此对南海岛礁,虽然有足够的能力驱赶入侵者,却没有办法长期驻守,而对于藏南谷地,即使仅仅要驱赶入侵者也会十分困难。要从根本上解决南海和藏南谷地问题,就必须有足够震撼的威慑能力、足够快速精准的打击能力和足够强大的后勤保障能力,而要迅速形成这三种能力,就必须有大的技术进步。否则,仅靠正常的国力积蓄,问题的根本解决可能会拖到猴年马月,甚至有可能使我国永久丧失对某些领土和领海的所有权。

那么,有没有能让我军低成本地、快速地形成这三种能力的新技术呢?

有,这就是国人发明的自给能巡空母舰,是安装了武器系统的翼环对拉飞悬机(专利号、申请号:2011201454643、2011100729802、2011203528410、2011102796483)。翼环对拉飞悬机可以有数平方公里的高空平台和数十万吨的承载量,完全可以设置飞机场、导弹发射基地、电磁武器、激光武器等大型武器系统。它的发电量相当于数个核电站,完全可以将激光炮、电磁炮和电磁干扰屏蔽武器作为其主要装备,并且除满足自身航行和武器用电之外还可以向下供电;利用空气取水技术,它的水源也完全自给,因此可以成为永不降落的空中航母!

巡空母舰的速度虽然比战机慢许多,却远快于海上航母,而它**的承载力、永久的续航力和它的自给能、自给水能力是任何飞机都不能相比的,它还可以实现军团整建制携带重型装备空运,这是任何运输工具办不到的。巡空母舰虽形体惊人,但结构简单且各部位受力均衡,对精密度和材料的要求较低,制造难度较小,单位成本较低,从经济和技术上说我国完全有能力在较短时间内让它投入现役。

拥有巡空母舰,就等于拥有取之不竭的能源和绝对的空中优势,就可以随时监控八方异动,随时对来自陆、海、空、天的任何攻击实施短促精准的拦截,随时对包括航母在内的海、陆目标实施完全压制性的打击。

从此,美国航母战略将土崩瓦解,任何敌人都不敢再越我雷池一步!

下面以问答形式介绍这项新技术:

一、翼环是什么?它有什么特点?

翼环是环状新式旋翼的统称。翼环,就是安装有多个翼片的圆环状支架,是一个“长”着许多翼片的环,也可以看成是许多固定翼飞机首尾相接围成的一个“飞机环”。

翼环是环状新式风轮和旋翼的统称。它是安装有多个翼片的圆环状支架,是一个“长”着许多翼片的环,也可以看成是许多固定翼飞机首尾相接围成的一个巨大的“飞机环”。翼环既是直升式飞行器的旋翼,同时又是风力发电机的风轮。

二、翼环的升力从哪里来?翼环飞行器为何不会随风飘去或坠落?它有没有可能象石头般坠落?

翼环式旋翼和普通旋翼一样,遇风必会旋转,翼环旋翼的翼片与固定翼飞机的机翼有相同的横截面(上沿弧线比下沿线长),当翼环旋转时,翼片快速切割空气,翼片上面的气流比下面的气流快,下面的气压比上面的气压大,因此产生上升力。旋转的翼环不但产生升力,而且可推动发电机发电。

翼环飞行器是翼环式旋翼和发电机组合而成的一个飞行器,它最少具有一个翼环组,而一个翼环组由两至三个翼环组成,其中既有顺时针旋转的翼环,也有反时针旋转的翼环,两个方向的扭矩正好相互抵消,所以整体机构不会向任一方向发生整体旋转,不会发生“拧缆”事故。

当发生故障或两个翼环飞行器之间的牵引缆或连杆、支架断裂,翼环飞行器当然会下坠,但下坠过程中翼环对于空气发生了相对运动,相当于被一股向上的风吹着,这股风必然驱使翼环旋转切割空气而产生基本上与重力相抵的升力,因此它会象降落伞般缓慢降落,而不会象石头般坠落。

三、翼环对拉飞悬机为什么没有牵引缆却可以悬停空中,为什么不消耗燃料却可以自由巡航?

单个的翼环飞行器,必须有地面牵引缆拉着,跟风筝必须有线拉着的原理相同。由于它被拉着停在原来的位置,因此风就会驱动翼环旋转,翼片就会切割空气产生升力,因此可以 悬停在空中,但它不能自由万向巡航。

而具有两个翼环飞行器的对拉飞悬机,其两个翼环飞行器并不处于同一高度,而是分别处于上下两个逆向的风层中,且其两者之间有缆绳、连杆或支架相连,互相对拉着,因此两者都被各自的风层驱动旋转产生升力并同时发电。因为电能充足,所以能自由万向巡航。

那么,高天之上有这种正好方向相反的逆向风层吗?

有!地球大气环流图表明:60°N-90°N,60°S-90°S极地东风带;30°N-60°N,30°S-60°S中纬西风带;0°-30°N东北信风带;0°-30°S东南信风带,这六个风带的上层皆为与之风向相反的风带。还有位置更高的平流层底层盛行西风,而平流层西风之上盛行平流层东风。这几组逆向平流风都具有终年不息、风力稳定的特点,是老天爷送给人类的巨大能源宝库,它们分布广泛并且取之不尽用之不竭,而且就大规模开发而言,其难度和成本都会低于其他能源(包括核电、水电、太阳能发电和石油、煤碳能源),因为高空风电既没有钻挖和运输的成本,也没有毒害和燃爆的危险,更没有地震和战争时崩坝的灭顶之灾!是一劳永逸的清洁能源。

但是这种逆向平流风能够托起如此庞大的翼环对拉飞悬机吗?

能!平流层的风力达到55米/秒,相当于15级强台风,足以掀翻汽车,足以将成年人抛到空中;信风比平流层风速慢且高度越低风速越慢,但据央视“我爱发明”节目播放的视频,某市民自制的一组低空风筝就将数十斤重的人体带飞空中,可见高空信风完全能提供翼环对拉飞悬机所需动力。平流层东、西风和信风反信风都有终年不息的特点,是最好的风电场。

四、直升机目前最大起飞重量目前是105吨(世界上最大的双旋翼直升机Mi-12),将来有没有可能扩大到千吨?最大翼环式旋翼与现有旋翼相比有何优点?翼环飞行器的最大直径为什么可以达到数千米?

因为普通旋翼的翼片必须与轴心相连并以轴心作为唯一支撑点,所以它们必然具有以下两个致命弱点:

(一)由于翼片中真正能够将风力转化为旋转动力的翼段只是远离轴心的翼段(称为高效翼段),而且离轴心越远转化效率越高。每个翼片从轴心往外的大部分翼段转化率不高,而且越靠近轴心的翼段转化率越低,直至为零,这一大截低效翼段实际上主要是充当高效翼段与轴心之间的连杆,但是这条连杆给高效翼段提供的支撑力非常有限,因为支撑点远在轴心,作为杠杆显得力臂过长且只能提供单侧支撑,所以旋翼的直径不可以很大,转速也不可以很高,否则翼片会严重振动、摇晃直至折断。

由于仅靠一根轴连接整个旋翼与整个发电机或发动机,整个旋翼的扭矩完全由这根轴传递,飞行器整个机身的重量也完全由这根轴负担,因此普通旋翼不可能有更大的直径、更宽的翼片和更高的转速,否则,翼片和轴都会在运行中严重损坏。

由于以上原因,以普通旋翼为升力机构的直升机永远不可能有千吨的起飞重量。

而翼环式旋翼的独特结构使其具有如下四个优点:

全部翼片都是高效翼段,并且高翼段的总面积可以比相同半径的普通旋翼多出数倍甚至数百倍,这使翼环将风力转化为动力或将动力转化为升力的效率比相同半径的普通旋翼高出数倍甚至数百倍(半径越大,相差的倍数越大)。

每个翼片皆由圆环形支架支撑,也就是说每个翼片皆由整个翼环的所有其他翼片来给它支撑,并且每个翼片也都是翼环的一个支撑点,每个作为支撑点的翼片都分摊着整个翼环的压力。因此,只要相邻的翼片之间互不防碍对方切割空气产生升力,就可以尽可能多地增加翼片的数量和面积,并且翼片越多,相互间支撑的力臂越短,支撑得越稳固。如果将旋翼比作一座桥,那么翼环式旋翼就是一座环形钢架桥,每个翼片都是它的桥墩,桥墩越多,桥越牢固,因此这座桥可以造得很长,甚至可达十数千米(直径达数千米),只要设置足够的“桥墩”(翼片)就行。相比之下,普通旋翼翼片仅依靠远在圆心的轴支撑,就如只有一个桥墩的悬板,轴是它唯一的桥墩,而每个翼片都尤如一头悬空的桥板,所以它不可能承担太大的压力,也不可能造得太长,否则就翼片和轴都会损毁。

并且,一个翼环飞行器最少有一个翼环组,一个翼环组具有两至三个翼环,这些翼环尤如一列超长的火车首尾相接形成的“列车环”(只是每节车箱都长了翅膀而已),这些长了翅膀的“列车环”彼此互为列车、互为轨道,即A翼环象列车一样沿着B翼环的轨道前进(旋转),B翼环也象列车一样沿着A翼环的轨道前进(旋转),即无论A翼环和B翼环是共用同一组滑轮车,还是各自拥有自己的滑轮车,总之两个翼环同时也是两条轨道,众多的滑轮车将这两条轨道相偶合,从而将两个翼环结合在一起,使两个翼环既不会分离、又不会相撞,既不防碍彼此向相反方向旋转,又能互相加固从而使各自强度都增加一倍。

普通旋翼只能由一根轴承担的全部负荷,翼环机构却分摊给数组、数十组甚至成百上千组滑轮车,相当于将轴的数量增加了数倍、数十倍、数百倍,因而机械强度数倍甚至数百倍地提高。

(四)将原先由一根轴承担的负荷分摊给多组滑轮车的结构方式还降低了制造难度,并提高了机械可靠性和运行寿命。

五、翼环对拉飞悬机实质上也是旋翼飞行器,为什么起飞重量可以达到数十万吨?为什么一个直径仅千米的大型翼环飞行器可相当于几个核电站?

目前最大型运输机是前苏联研制的安-225型战略运输机,其机高18米,翼展88.4米,最大起飞重量600吨,也就是说一付安-225的翼片可以承载600吨起飞重量。而翼环式旋翼是相当于由很多架固定翼飞机首尾相接形成的一个“飞机环”。假设一个翼环直径1千米、周长3.1416千米,共安装50付安-225运输机的翼片,那么这个“飞机环”起飞重量是:

50付×600吨/付=3(万吨)。

而一个翼环飞行器最少具有两个翼环,因此,这个翼环飞行器的起飞重量(含飞行器自重)最少是6万吨。在这6万吨当中,大约机身(含翼片和环状支架等)重量2万吨、武器系统1万吨、生活设施和空气取水设备0.5万吨、人员及其他装备0.5万吨,余下2万吨安装15台(套)重达千吨/台(套)的百万千瓦级发电机(含配套设施),也就是说,这个高空翼环风电机构的装机容量是1500万千瓦,最少相当于两座大型核电站的发电容量!

而一般翼环巡空母舰应该有四个(最少有两个)翼环飞行器,具有四个翼环飞行器的翼环对拉飞悬机会有24万吨的起飞重量和相当于八座大型核电站的发电量!如果它的翼片更大些、更长些,或者翼环的数量更多些、半径更大些,那它的起飞重量和发电量都会更大!

六、目前即使动力性能最好的直升机也很少能飞越2万米高空,翼环飞行器这个庞然大物为什么能轻易飞升至2万米平流层?

之所以少有直升机能够飞越2万米高空,原因有四:一、旋翼高效翼段的面积太小,在现有发动机转速下无法提供更大的升力;二、整个旋翼与机身之间仅靠一根轴连接传递动力,发动机再强大也没有意义,因为轴无法承受过大的扭矩和过高速的磨擦;三、即使轴能够承受更高的扭矩和磨擦,翼片也会不能承受过大的风压而折断;四、起飞重量较小,无法携带足够的燃油,而且飞得越高,空气越稀薄、氧气越少,发动机单位油耗越大、动力性能越差,越是加大油门,反而越上不去。

而翼环可以承受的扭矩和转速比普通旋翼大数倍乃至数十倍、数百倍,因此能提供大数倍乃至数百位的升力;翼环飞行器在起飞阶段通过电缆输送电能,不存在能源不足的问题;电动机的效率天生就比内燃机高。因此翼环飞行器可以飞得比普通直升机更高。飞上风力足够大的高空之后,就可以切断地面电源,转而向下供电,当然也可以收起电缆作自由巡航。

七、翼环对拉飞悬机不设置任何发动机的话是否要建专用电厂供电才能起飞?

即使放飞大型、**型的机型,也无需另建专用电厂。可以先用现有电网的小部份电能放飞数只小型的单个的翼环飞行器,然后集数只小型翼环飞行器发出的电能放飞中型翼环飞行器,集数只中型机发出的电能飞大型翼环飞行器,集数只大型翼环飞行器的电能即可放飞大型、**型翼环对拉飞悬机。

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