适应低空高大气压环境的低抗拉强度材料航空飞行用真空气球

具有气压递减的三层真空气球(Vacuum balloon)的结构分析

文·小易

由于真空气球(Vacuum balloon)在低空飞行，要承受一个大气压的高压，需要非常高的抗拉强度轻质材料，制造显得非常困难，但往往上升浮力很大，低空智能飞行交通更是非常有意义的；真空气球在高空飞行，空气稀薄，大气压非常小，需要材料抗拉强度可以大大减小，但是上升浮力相对很小，当然我们可以再增加辅助动力来解决问题。

低空飞行真空气球(Vacuum balloon)，我们可以这样来降低制造难度，使用相对较低的抗拉强度轻质材料，具体方法描述如下：

我们知道人类想下海11000米深度比登天还难，同样道理我们假设外来生物如果是生活在近零大气压环境，它们要从外太空透过大气层登陆到地球表面，也是极困难的。我前面的文章《怎样打造海底最深载人潜艇》讨论了深度潜海的问题，其主要提到三层分压结构，依次有个梯度气压的递减，这样需要制造的材料大大降低，安全可靠性大大提高。随着潜艇下降到三个梯度压力值的潜海深度，我们只要依次开启和关闭三夹层的阀门，既可从里到外分配其相应水压。

我们也可以用三层真空气球(Vacuum balloon)结构，来分压大气压，依次有个梯度气压的递减，这样便可以使用相对较低的抗拉强度轻质材料，大大降低制造难度和成本，增加飞行的安全可靠性。也许会认为三层结构会增加真空气球的重量比，其实恰恰相反，因为最外层真空气球的高压环型管，假设充三个大气压，其夹层为2/3大气压；向内的第二层真空气球的高压环型管充二个大气压，其夹层为1/3大气压；向内的第三层真空气球的高压环型管充一个大气压，其内层既为接近0大气压的大容量真空腔了。我们可以从外到里三夹层，依次用真空泵抽出空气，来达到三夹层的压力梯度值。最后把里层的真空腔抽为真空。

真空气球的每个支撑层环型高压管假设是三个大气压，密度大于地面空气；而三夹层都低于一个大气压，肯定是平均远低于三个大气压，实际上分配好完全可以低于一个大气压，密度低于地面空气，本身就能在空气中浮起。（yijiqing）