陳春祥

(天津宏能科技有限公司 天津301700)

高端電推進(jìn)技術(shù)研究

陳春祥

(天津宏能科技有限公司 天津301700)

電推進(jìn)技術(shù)在當(dāng)前已成為動力行業(yè)的高端戰(zhàn)略，尤其是在高鐵、艦船和電動車領(lǐng)域。研發(fā)出一種多維力矩的多元集成驅(qū)動聚能動力技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于各種交通工具并有望改變現(xiàn)有能源與動力行業(yè)的游戲規(guī)則。描述了其基本原理、技術(shù)特性與應(yīng)用前景。

多維力矩 多元集成驅(qū)動 聚能動力

0 引 言

有情報顯示，美國正在研制一種新型飛行裝置，稱為反重力推進(jìn)器，即所有交通工具都能從空間獲取能量得到驅(qū)動，并可以自由進(jìn)出地球大氣層與海底。該研究追求的是能源與動力科技的最高境界，即獲得宇航能源與動力技術(shù)。我國要想趕超世界強(qiáng)國，唯一的方法只有從基礎(chǔ)研究破局，通過研究全新的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，切忌跟蹤式研究。

1 研究路徑

研究路徑是通向技術(shù)的方向和靈魂。由于燃料獲取與供給工藝較復(fù)雜且易枯竭，而太陽能發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電的獲取與供給工藝簡易且永不枯竭，該研究依據(jù)“燃燒型發(fā)動機(jī)屬于燃料消耗工藝，其動力傳動機(jī)構(gòu)(排擋與傳動機(jī)構(gòu))屬于能量消耗工藝，還要考慮燃料獲取工藝。而電動機(jī)屬能量消耗工藝，其動力傳動機(jī)構(gòu)(變速)的能量消耗可忽略，工藝較簡單。如果將電動機(jī)與發(fā)電機(jī)融為一體，可將能量消耗與能量獲得簡化為一個工藝問題”作為研究路徑。

2 基本原理

力矩的概念起源于阿基米德對杠桿的研究。轉(zhuǎn)動力矩又稱為轉(zhuǎn)矩或扭矩。故常規(guī)力矩M＝LF，而二維力矩的扭矩力G＝M＝1.5,LF。

如圖1所示，A至B為力臂；G＝轉(zhuǎn)距力；F＝動力；S＝力矩位移量；a＝力矩增殖角。通過圖 1實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出方程：

G＝(F－Fsin a)＋F

圖1 二維力矩結(jié)構(gòu)受力分析圖Fig.1 Two-dimensional moment structure analysis diagram

圖2 高端節(jié)能單缸發(fā)動機(jī)剖視圖Fig.2 High-end energy-saving single-cylinder engine section

將圖 1設(shè)置于汽缸內(nèi)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能 30%,以上，其基本原理就是給常規(guī)力矩原理增加了一個維度的力矩。因而，三維力矩的 G＝2,LF，六維力矩的 G＝4,LF。圖 1結(jié)構(gòu)是在靜態(tài)條件下的 M＝1.5,LF，因此不涉及與動能和位能的關(guān)系，也就與機(jī)械能無關(guān)。而將圖1結(jié)構(gòu)設(shè)置于圖2中，因力學(xué)關(guān)系沒變，則動態(tài)時其特性也就相同，它只是一種傳動且內(nèi)斂可使力獲得力矩最大化的工具而已。

3 發(fā)明成果

由天津宏能科技有限公司研發(fā)的“多維力矩的多元集成驅(qū)動聚能動力技術(shù)”是獲得能量與驅(qū)動融為一體的“高端電推進(jìn)技術(shù)”的最優(yōu)解決方案。多維力矩是指發(fā)明扭矩力倍增獲得能量的技術(shù)單元名稱，內(nèi)含二維、三維、六維至多維系列，每個維度獲取能量的程度各異。多元集成驅(qū)動是指用多個扭矩力倍增單元驅(qū)動技術(shù)的系列方式，內(nèi)含多輪驅(qū)動或多方式驅(qū)動。聚能動力是指將電動機(jī)與發(fā)電機(jī)融為一體，但屬于驅(qū)動和發(fā)電兩個技術(shù)層面。技術(shù)層面是指它可匹配任何一種交通工具的通用特性。

4 技術(shù)特征

該技術(shù)的主要特征由多維力矩、多元集成驅(qū)動、聚能、動力、技術(shù)5個物理內(nèi)涵組成。其中，多維力矩特征只是一種動力傳動節(jié)能技術(shù)，主要由多元集成驅(qū)動技術(shù)實(shí)現(xiàn)在驅(qū)動過程中的聚能。例如，用 G＝2,LF技術(shù)多元集成驅(qū)動，6個單元串連組合，則G＝26LF＝64,LF，由于 6個單元的力臂 L都相等則速度相同，所以第1個單元的輸岀值即是第2個單元的輸入值，類推則 6個單元之間是乘積關(guān)系。但多維力矩技術(shù)單個單元的應(yīng)用只限于節(jié)能，而多元集成技術(shù)則包括驅(qū)動與聚能兩大功能，而類推 6個 G＝4,LF單元組合應(yīng)用，則G＝46LF＝4,096,LF。顯然，將之用于驅(qū)動可以實(shí)現(xiàn)小電量獲得較大的功率，而用于發(fā)電則可以實(shí)現(xiàn)小電量獲得較大的電量效應(yīng)。所以，聚能與動力可單用也可雙用，并可廣泛適用于各種動力系統(tǒng)的升級換代。

5 結(jié) 論

基礎(chǔ)研究成果的一大特征是關(guān)聯(lián)度較高，如當(dāng)初一個小小的晶體二極管的發(fā)明，時至今日已成為 IT產(chǎn)業(yè) CPU的核心技術(shù)組件，對社會各個領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。而本文中提及的普通多維力矩節(jié)能發(fā)明技術(shù)，也會成為解決能源與動力兩大行業(yè)的技術(shù)融合方案，預(yù)測其未來的影響可能不亞于二極管對 IT產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)，也不亞于反重力推進(jìn)技術(shù)。21世紀(jì)是一個環(huán)境能源時代，這是第 N次工業(yè)革命和新科技浪潮的本質(zhì)，而解決能源與動力兩大行業(yè)的融合技術(shù)，將會引發(fā)何種工業(yè)與社會變革也將是發(fā)明人想象不到的?！?/p>

［1］ 中國能源戰(zhàn)略研究課題組. 中國能源戰(zhàn)略研究[M].北京：中國電力出版社，1997.

［2］ 吳漢基，安世明. 俄羅斯等離子體發(fā)動機(jī)的研究和應(yīng)用[J]. 中國航天，1993(9)：40-43.

［3］ 吳漢基，周順林，蔣遠(yuǎn)大. 走向國際化的靜態(tài)等離子體推力器[J]. 中國航天，1998(4)：29-31.

Basic Research of High-end Electric Propulsion Technology

CHEN Chunxiang
(Tianjin Macro Technology Co.，LTD.，Tianjin 301700，China)

Electric propulsion technology has become a high-end strategy of the power industry, especially in the sectors of high speed rail, ships and warships and electric vehicles. A multidimensional torque multiple integrated driven energygathered power technology was developed, which can be widely used in various transport tools and is expected to change the game rules of current energy industry. Its basic principle, technical features and application prospect were described.

multidimensional torque；multiple integrated driver；energy gathered momentum

TK4

A

1006-8945(2016)11-0043-02

2016-10-09