CN106158230A - 附加磁力装置的枪炮火箭喷气发动机汽轮机内燃机和飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明为附加磁力装置的枪炮火箭喷气发动机汽轮机内燃机和飞行器。一种磁体，利用洛仑兹力，强烈抑制在其附近的流体分子垂直于流体宏观流动方向上的平动、转动和振动，大幅度降低流体分子对垂直于流体宏观流动方向上的压强和温度；因而大幅度提高流体分子向着所需的宏观流动方向扩散的速度。从根本和微观上消除或至少是极大削弱粘性摩擦力、紊流剪应力、附面层和激波中的摩擦力和热传导、激波产生的阻力和发热对气流与物体间相对运动的负面影响。配备这种磁体的各类枪、炮、火箭发动机、喷气发动机、汽轮机、汽油机和柴油机等必将大幅度降低径向压强和温度，大幅度提高弹丸的初速，提高火箭发动机、喷气式发动机的功率和速度，提高燃气轮机、汽轮机和内燃机的能量利用率。大幅度降低飞行器受到的各种阻力和发热。

Description

附加磁力装置的枪炮火箭喷气发动机汽轮机内燃机和飞行器

技术领域

本发明属于用一种特殊的磁力装置来改进各类枪、炮等身管武器；改进各类火箭发动机、喷气发动机；改进各类燃气轮机、蒸汽轮机；改进各类柴油机与汽油机；改进各类飞行器特别是超音速飞行器等装备和/或装置中有关零部件的技术领域。

背景技术

现有的枪械的种类虽然繁多，但它们发射枪弹弹丸的初速度都相当有限。据“http://lxyd.imech.ac.cn/in炮弹到底能飞多快”说：“……弹丸离开炮口时的初速度)：步枪600-900米/秒，狙击步枪1000-1200米/秒(也有极个别达到1450米/秒的)……。”

现有的金属风暴武器***固然能极大地提高单位时间内发射的弹丸数。但它用传统发射火药发射弹丸的原理与普通枪械的没有区别。故它的弹丸的初速度与普通枪械的相似。

现有的火炮发射弹丸的初速度也相当有限。据同上“炮弹到底能飞多快”一文说：“坦克炮1500-1700米/秒。……在现役的枪炮中，弹丸的初速没有超过2000米/秒的。”

为了提高发射炮弹弹丸的初速度，各军事强国都研发了各类的电磁炮。如“http://baike.***.com/link？url＝gBHaDC4zEPqYTfjX4oORs0b41M1OrKtjI1z9jsw8LuVB6NFwe8Ip6UmznVGmJmCm轨道炮”说：“轨道炮是利用电磁***中电磁场的作用力，……可大大提高弹丸的速度和射程。……电磁炮，根据结构和原理的不同，可分为以下几种类型：线圈炮：线圈炮又称交流同轴线圈炮。……轨道炮：轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去。重接炮：重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置，没有炮管，但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度。”

上述几种电磁炮完全放弃了传统发射火药中强大的化学能，转而完全依赖电能来驱动弹丸。这样就需要配备庞大且笨重的大功率脉冲电源，而且发射时要消耗巨大的电能。这就在很大程度上制约了它们的发展。正如同上文献“轨道炮”说：“电磁发射在技术上的研究工作可能还要持续20多年，因为目前还没有哪艘军舰能产生并且储存开炮所需的电能。”

还有一种电热炮，它“分为两大类：用等离子体直接推进弹丸的，称为直热(或单热)式电热炮；用电能产生的等离子体再加热其他更多质量轻工质成气体而推进弹丸的，称为间热(或复热)式电热炮。……直热式电热炮是全部利用电能来推进弹丸的，……而绝大多数间热式电热炮，发射弹丸既使用电能又使用化学能，…是一类电热化学炮。…电热炮和其它电磁炮在效率方面有重大差别，这是因为电源和炮固有的能量损失引起的。”(摘自http://baike.***.com/link？url＝59mt7EK-dscBd3_51xxIi6KjLxX7zDlmOqQYq2vPgNLcisVBiH0xnSwZRSt2_n9Y电热炮”。可见：这两类电热炮仍然放弃或部分放弃了发射火药中强大的化学能，必将需要强大的电能供应。而且“和其它电磁炮在效率方面有重大差别”。

还有其它一些电磁炮的发明，如“CN1279391A[中文]发明名称--一种军用电磁能超高速发射炮。……该炮主要由电磁聚能发射器、磁能弹丸，……炮管上的弹丸发射磁能增速***、电力或发电设备、弹丸电磁能发射导电导轨、T型磁聚能器……等组成。”

它们的原理都是完全利用电磁能推动弹丸，故仍然存在所需要的电能极大这不足之处。

现有的液体火箭发动机的“燃烧室和喷口的冷却是液体推进剂火箭发动机的一大难题，为此，首先要让低温液体围绕温度极高的零件循环流动，给它们降温。泵必须产生极高的压力才能克服燃烧室中因燃料燃烧产生的压力。”摘自“http://wenku.***.com/link？url＝SfNn3NesscV_8aZgVJD4hJyK5VqPsYFgn5EFXJD1qYCXthR4x-n1WnH3JzSKMYruFgklVfF9vpoP5QELexHw15p44LF-uSzpV0Pb4SkT3i火箭发动机工作原理”。

而固体火箭发动机的“燃烧室须承受2500～3500度的高温和10²～2×10⁷帕的高压力。”摘自“http://www.360doc.cn/article/7536781_347050330.html火箭发动机概论”。

此外，还有诸如“电热火箭发动机、静电火箭发动机、电磁火箭发动机、核火箭发动机”等。但由于种种原因，它们都无法取代使用化学燃料的固体火箭和液体火箭发动机。

现有的各类喷气发动机也都存在与火箭发动机类似的燃烧室中的高温和高压问题。据“http://zhidao.***.com/link？url＝OWh84UBzdlyhKbsIzVk2LMUHeo4ZSepkSVpOW0_Vpku4DsNd_2r4UYxWGgrdG4rB-0SralcFI9ltUebZ5yXi2K航空发动机”说：“燃烧室的研究主要集中于......新的冷却方法和冷却结构......燃烧室内的部件工作环境恶劣，承受巨大的热应力。”

现有方兴未艾的“脉冲爆震发动机”也存在着燃烧室的高温问题：“(7)冷却问题：爆震波后热燃气的速度极高，引起管壁热量的增加，因此必须采取高效的冷却措施。”摘自“http://baike.***.com/view/1074436.htm？fr＝aladdin脉冲爆震发动机”。

现有的“超声速燃烧冲压式发动机”，“由于高超声速推进***极高的热负荷，……需要燃料在工作过程中完成许多部件的冷却任务。……用于冷却的燃料量将比燃烧消耗的燃料多。”摘自“http://baike.***.com/view/1424787.htm？fr＝aladdin超声速燃烧冲压式发动机”。

现有的燃气轮机的原理与喷气发动机相似，故它们也存在着与其相似的问题。如据“http://baike.***.com/link？url＝qs05r8Bih7eMXKU9LcSVIAOX0ESY5PyVK_IaQiwWbsdy7fuxZYn29SNl4GF2REGE燃气轮机”说：“燃烧室和涡轮不仅工作温度高，......工作条件恶劣。火焰筒和叶片等......还须用空气冷却来降低工作温度。”

现有的蒸汽轮机，如据“http://bbs.tiexue.net/post2_2912322_1.html蒸汽轮机工作原理”说：“利用从锅炉来的高温高压蒸汽，通过蒸汽喷嘴喷出，冲击汽轮机的叶片，带动机轴一起转动。......热效率为25～30％。”可见，它们所面临的问题仍然是如何尽可能地将蒸汽中的大部分能量用于冲击汽轮机的叶片，从而提高热效率；而不是将蒸汽自身加热到很高的温度。

现有的内燃机主要包括：汽油机和柴油机。它们在工作冲程中，都是利用燃油燃烧产生的高温高压气体来推动活塞作功的。但这些气体的能量中有相当多的部分并没有直接用于推动活塞作功，而是用于使气体本身产生高温和高压，这显然也是一种能量的浪费。如据“http://wenku.***.com/link？url＝rMtf5-Y8b5RwZQwzEbO3zuPHbX8aEUoQN4EXmDShJ7T91KW_vi288WhFrsdNJC8BDYg4Ku-_zVSAiblQJfperV91JQN6CbvoNyMWbcFNA-W喷气发动机的结构及原理”说：“不管是汽油机还是柴油机，都存在以下三问题：一是尾气带走的内能(即废气内能)占了一大半，客观上限制了内燃机的效率不足50％(汽油机为20％～30％，柴油机为30％～45％)；二是内燃机存在散热损失，如气缸、活塞等仍会散热……。”

现有的飞行器特别是超音速飞行器，主要包括各类军用飞机、弹道导弹及其重返大气层的弹头、炮弹、宇宙飞船等。当它们“以音速或超音速运动时，……形成了激波。……在高速飞行时，激波和波阻的产生，对飞机的飞行性能的影响更大。……波阻可能消耗发动机大约全部动力的四分之三。”摘自“http://baike.***.com/view/451757.htm？fr＝aladdin激波阻力”。

激波不但会形成很大的运动阻力，还会因摩擦产生很高的温度。如据“http://www.bzfxw.com/soft/softdown.asp？softid＝237982《空气动力学基础》徐华舫编著，国防工业出版社1979年12月第一版，统一书号：15034.1958.”(以下将这书籍《空气动力学基础》简称为《基础》)的下册P57说：“飞行器的M数很高时，譬如5以上，产生正激波时，波后的T₂达1000～2000K”。《基础》下册P83说，卫星、导弹等重返大气层时，“飞行马赫数在10以上，头部激波后的温度在5000K以上”。

下面将上述的“枪、炮、火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机、柴油机和汽油机”共八大类设备和/或装置简称为“八大类装置”。而上述的第九类“飞行器”将另外讨论。

上述八大类装置的工作原理中有一个共同点：它们都是用固态、液态和气态的燃料和助燃物(如枪、炮中的发射药和固体火箭中的固体燃料；其它几类装置中的液氢、液氧、煤油、汽油、柴油、大气等)燃烧产生(只有汽轮机的蒸汽来自于锅炉)的高温高压气体来作功的。

为了将燃料燃烧产生的化学能尽可能高比例地用于作“有用”功。在枪炮中，希望发射药产生的能量尽可能用于将枪炮的弹丸向着枪口或炮口这“单一方向”推动。在内燃机中，也希望燃料产生的能量尽可能用于将活塞向“单一方向”推动。在各类火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机和蒸汽轮机中，同样希望燃料产生的化学能尽可能都用于将气体分子向着“单一方向”推动，从而产生因气流高速运动带来的强大的反冲力。反向推动火箭、喷气发动机向前，和/或推动喷气发动机和燃气轮机中的涡轮、蒸汽轮机中的叶轮等高速旋转而作功。

但是，实际上气体的能量中有很大一部分用于加热气体“本身”，使得气体的温度升高。这不但造成了化学能的浪费，更带来了许多的困扰——在八大类装置中，几乎都要附加各类冷却装置。例如枪炮的身管会因为发热而需要散热；火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机中都需要特殊的耐高温材料来承受气体的高温。不但如此，它们甚至还需要散热装置来将大量的热量散开：例如液体火箭喷管周围的冷却管道，内燃机的气缸周围用于散热的水套等。

除了高温之外，气体还有很高的压强。但气体的压强即单位面积上的压力是向着“四面八方”，而不仅仅是向着上述所希望的“单一方向”的。这也带来了许多的困扰——八大类装置中所有承受气体高温的零部件同时也要承受极高的气体压力。例如枪炮的身管、火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机的燃烧室和喷管、内燃机的气缸等等。这样就需要用壁厚相当可观的高强度材料来制造八大类装置中直接承受气体压力的零部件了。

综上所述：燃料燃烧所产生的气体根本没有如人类所希望的那样：将其大部分的能量用于使气体中大部分的分子向着“单一方向”平动；反而造成了气体本身的高温和高压，并因此带来了上述的许多困扰。这就是八大类装置共同的不足之处。

下面再来深入地分析造成八大类装置中上述这些共同的不足之处的深层次的原因：

上述八大类装置中大多有燃烧的过程。而燃烧的产物主要是各种气体，气体中含有极多的气体分子，它们都在不停地进行着热运动。根据气体分子运动论，理想气体的压强为：

$p=\frac{2}{3}n\left(\frac{1}{2}m\stackrel{\‾}{v^2}\right)=\frac{2}{3}n\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ϵ}}_k}...\left(1\right);$

式(1)中p为气体作用在容器内壁上的压强，n为气体分子的密度；m为分子质量；是气体分子平动的平均速度。是气体分子的“平均平动”动能，其定义也可以见公式(2)：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ϵ}}_k}=\frac{1}{2}m\stackrel{\‾}{v^2}=\frac{3}{2}\mathrm{kT}...\left(2\right);$

式(2)中k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度。

从式(2)可知理想气体的温度仅仅取决于气体分子的平均“平动”动能。但据气体分子运动论：“气体分子的速度沿各个方向的分量的各种平均值相等”。八大类装置中所需的分子的平动只有上述的“单一方向”；任何“其它”方向的平动都是一种能量的浪费！非但如此，分子向着其它方向剧烈的平动导致的高温还造成了八大类装置需要冷却和要用耐高温材料等问题。

将式(1)、(2)结合起来就得到将压强p与温度T联系的理想气体状态方程，即公式(3)：

p＝nkT…(3)；

从式(3)可知：气体的压强正比于气体的密度和温度。假定X轴的正方向是上述所需的“单一方向”。那么，所有垂直于X轴的YOZ平面方向通常就是八大类装置中承受气体高压的容器的内壁。例如枪炮的身管、火箭和喷气发动机的燃烧室和喷管、内燃机的气缸等。而分子在YOZ平面内的剧烈平动必将带来垂直于X轴方向上的巨大压强。但造成这些方向上的巨大压强却是一种能量的浪费！更何况巨大的压强极大地增大了对于八大类装置中承受气体高压的容器内壁的材料、厚度与强度等方面的要求；也因此提高了它们的成本和重量等。

除了平动之外，分子还有其它多种形式的运动。据《原子物理学》(褚圣麟编 人民教育出版社1979年6月第1版，书号13012·0294)P280说：“一个分子是有相互联系的一组原子。......一个分子若有N个原子，就共有3N个自由度。......分子作为整体有三个平移自由度，三个转动自由度……剩下的3N-6个就是分子内部振动自由度。

据“能量按自由度均分原理”：在温度T的平衡态下，不论何种形式的运动，对应于每个自由度的能量都等于(1/2)kT。而据同上《原子物理学》中分子运动自由度的数量可知：分配在X轴一个自由度正负两方向上的能量只占总能量的1/3N；而分配在所希望的“单一方向”即X轴正方向上的平动能量只占总能量的1/6N。例如当N＝2时，分配在X轴正方向上的能量只占总能量的1/12！当N＝3时，分配在X轴正方向上的能量只占总能量的区区1/18了！

上面分析的是理想气体在平衡状态的情况。但在八大类装置中，通常都存在气体的“源”。例如枪炮的发射药是产生高温高压气体的“源”。火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机和蒸汽轮机中的燃烧室和喷嘴；内燃机中气缸盖上的凹坑和喷油嘴等也是产生气体的“源”。

由于在这些气体“源”附近的气体分子的温度、压强和密度都是最高值，那么，就会因分子密度的不均匀而产生“扩散”现象。例如在枪炮中，扩散的方向是能够移动的弹丸的前进方向。而在火箭、喷气发动机、燃气轮机和蒸汽轮机中，扩散的方向是喷嘴后的涡轮或汽轮机的叶轮或火箭、喷气发动机等后面的大气和/或真空等。这种扩散运动的扩散系数D为：

$D=\frac{1}{3}\stackrel{\‾}{\mathrm{v\λ}}...\left(4\right);$

式(4)中，为分子的平均自由程，它由下面的公式(5)决定：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\λ}}=\frac{\stackrel{\‾}{v}}{\stackrel{\‾}{Z}}=\frac{1}{\sqrt{2}\mathrm{\π}{d}^{2}n}=\frac{\mathrm{kT}}{\sqrt{2}\mathrm{\π}{d}^{2}p}...\left(5\right)$

式(5)中d为分子的有效直径，为单位时间内考察的分子与其它分子碰撞的平均次数。可见：平均自由程与气体分子的密度n或气体的压强p成反比。

而上述的气体分子向着所需的“单一方向”整体宏观上的迁移正是这种“扩散”现象。

在气体“源”及其附近区域，温度T最高。根据麦克斯韦速率分布函数可知：这一区域中气体分子的平均速率也最高！但在气体“源”及其附近的分子密度n和压强p也都是最大。那么，根据式(5)：这就造成了的最小！而的最小就意味着分子极其频繁的碰撞。据“http://baike.***.com/link？url＝hD2Udiqo3mfC4CYlTSFYIaD0x83OstxdSRsVcoKlAvRxBYw0s1VCsfzNu03PgNXI气体分子平均自由程”说：“在标准状况下，氮气分子的平均碰撞频率为1.2×10¹⁰次/s，平均自由程为3.8×10^-8m”。另一文献也说：“气体分子热运动的速率很大，分子间极为频繁地互相碰撞……。温度越高，分子运动就越激烈。在0℃时空气分子的平均速率约为400米/秒。”摘自“http://www.chinadmd.com/file/vtvvuwoxx3oi6z3s66wausoz_1.html关于气体内的迁移现象”。

注意：在上面这两个文献中，温度只有标准状态下的0℃。而在八大类装置中的气体“源”附近，温度往往高达几千℃！远远超过0℃。气体分子的平均速率和/或最可几速率必将远远超过400米/秒！同时，分子平均每秒碰撞的次数也将远超过10¹⁰的数量级！

这一“同时出现”的分子的“平均速率最高”和“平均自由程最小”的极为尖锐的矛盾极大地降低了来自“源”的气体分子向着“单一”方向扩散的速度！同上“关于气体内的迁移现象”中说：“由于极为频繁的碰撞，分子速度的大小和方向时刻都在改变，气体分子沿一定方向迁移的速度就相当慢，所以气体扩散的速度比气体分子运动的速度要慢得多。”在许多文献中，都出现了常温下气体要从一个瓶子中扩散到另外一个瓶子中需要几分钟时间的录像！

上述的第九类飞行器在飞行中，虽然没有燃烧产生的高温高压气体直接作用于其外壳表面。但如上所述，高速特别是超音速飞行时，它们与大气的作用也会产生强大的阻力和热量。

总之：用理想气体平衡状态下的理论分析可知：分子中只有很少部分的能量用于将分子向着所需的“单一”方向整体平动。用非平衡状态下的扩散理论分析也得出分子向“单一”方向扩散会受到极大的碰撞阻力。用空气动力学来分析可知：九大类装置中的气流和/或物体的运动速度都要受到音速和/或激波的限制。这些都是九大类装置遇到困境的根本性原因！

发明内容

本发明的目的一是：发明一种装置，它能极大地抑制在其周围一定范围内流体分子所有垂直于流体宏观流动方向上的平动、转动和振动，从而大幅度降低流体分子对于垂直于流体宏观流动方向上的压强和温度；并因此大幅度提高流体向着所需的宏观流动方向扩散的速度。同时，从根本上和微观上消除或者至少是极大地削弱诸如粘性摩擦力、紊流剪应力、附面层和激波中的摩擦力和热传导、激波产生的阻力和发热对气体与物体间相对运动的阻碍。

本发明的目的二是：在目的一的基础上，改进各类枪械，使其发射火药气体产生的能量尽可能高比例地用于推动弹丸，从而大幅度地提高弹丸的初速度。

本发明的目的三是：在目的一的基础上，改进各类火炮，使其发射火药气体产生的能量尽可能高比例地用于推动炮弹弹丸，从而大幅度地提高炮弹弹丸的初速度。

本发明的目的四是：在目的一的基础上，改进各类火箭发动机，降低气体的温度和压强，同时大幅度地提高气体向“单一方向”扩散的速度，从而大幅度地提高火箭发动机的速度。

本发明的目的五是：在目的一的基础上，改进各类喷气发动机，降低气体的温度和压强，同时大幅度地提高气体向“单一方向”扩散的速度，从而大幅度地提高喷气发动机的速度。

本发明的目的六是：在目的一的基础上，改进各类燃气轮机，降低燃气的温度和压强，同时大幅度地提高气体向“单一方向”扩散的速度，大幅度地提高其热效率和/或燃料利用率。

本发明的目的七是：在目的一的基础上，改进各类蒸汽轮机，大幅度地提高蒸汽向“单一方向”扩散的速度，从而大幅度地提高蒸汽轮机的热效率和/或燃料的能量利用率。

本发明的目的八是：在目的一的基础上，改进各类柴油发动机和/或汽油发动机，降低它们的气缸中燃气的温度和压强；同时大幅度地提高气体向“单一方向”扩散的速度，从而大幅度地提高柴油机和/或汽油机的热效率和/或它们的燃料的能量利用率。

本发明的目的九是：在目的一的基础上，改进各类飞行器特别是超音速飞行器，杜绝或至少是大幅度减少高速特别是超音速飞行中激波的产生及其造成的强大阻力和/或发热等。

本发明中目的一的技术方案是：在上述的高温高压气体向前扩散的通道中沿着气流运动的方向设置一个磁场，下面参见附图来详细说明这个磁场的作用。

参见示意图1：图中1为上述的气体之“源”。椭圆形2代表这源中不断产生的气体。3为引导这些气体向前扩散的通道或管道。3可以代表诸如枪炮中的枪管或炮管；火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机中的进气道、燃烧室和喷嘴，内燃机中的气缸等。

图中沿着3的长轴方向是X轴，垂直于X轴的为Z轴，黑点与其旁边的字母Y代表与X轴及Z轴垂直并从纸面向外的Y轴。带箭头的各细线代表沿着X轴正方向的磁感应线。

在1中有极多的因为燃料燃烧或发射药爆发和/或吸入的气体分子。那么在1、2区域中，气体分子的密度n最大。于是，气体分子必将向着阻力最小的箭头所指的X轴正方向扩散。

根据《无机及分析化学》(陈荣三、黄孟健、钱可萍编。人民教育出版社1978年2月第1版，书号13012·0136)P46～47可知：分子中有一类属于“在整个分子中正电荷重心与负电荷重心重合”的“非极性分子”；还有一类属于在整个分子中正、负电荷重心不重合的“极性分子”。下面先来看图1中的气体源1产生的“极性分子”在图1的磁场中的表现。

图2是沿着图1中X轴正方向看去的视图。椭圆形4为一个极性分子；4中央的黑点为分子4的质量中心(简称“质心”，下同)。分子4中的“+”、“-”标记分别代表分子4中的正、负电荷重心。据同上《无机及分析化学》P49可知：“分子极性大小常用偶极矩来定量表示，……偶极矩μ定作偶极子电荷q和正负偶极间距d的乘积，即μ＝qd。”而分子4中正负偶极间距d与Y轴的夹角为α。众多的“×”代表垂直于纸面并指向纸面内的磁感应线箭头的尾部。Y轴负方向的箭头及其旁边的黑体字母“V”代表整个分子4平动的速度矢量(本文中所有矢量都用加粗字母来表示)。当分子4向Y轴负方向平动时，其中的正负电荷重心“+”、“-”将同时受到磁场中洛仑兹力的作用，此力为：

$\stackrel{\→}{F}=q\stackrel{\→}{V}\×\stackrel{\→}{B}...\left(6\right);$

式(6)中上面带箭头的字母为矢量(下同)。F为洛仑兹力，V为电荷的初速度，B为磁感应强度；q为正或负电荷的带电量。由于分子通常是电中性的，因此其正、负电荷量的绝对值相等。那么，据式(6)可知：正、负电荷重心受到的洛仑兹力F₊和F_-的绝对值相等、平行、反向且作用在不同的直线上；这就形成一个负力偶(假定驱动分子4顺时针转动的力偶为正)。在这力偶作用下，分子4将围绕其质心开始逆时针转动。由于F₊和F_-形成的力偶只能使分子4围绕自己的质心转动却不能改变分子4平动速度V的方向。那么，无论分子4如何转动，其正负电荷重心受到的洛仑兹力F₊和F_-将始终保持平行于Z轴的方向不变。

根据运动叠加原理可知：分子4虽然有了转动这一新形式的运动，但由于它的平动速度V的方向始终不变，那么，它仍将沿着原来的初速度V的方向平动。这就出现了类似于刚体的平动加转动的合运动。而分子4一旦转动，就必然具有转动动能。其大小为公式(7)：

$E=\frac{1}{2}I{\mathrm{\ω}}^2...\left(7\right);$

式(7)中，E为能量，I为分子4绕自己的质心转动时的转动惯量，ω为转动的角速度。

参见图2：在负力偶的作用下，分子4将逆时针转动。由于力偶的力臂＝dcosα；一旦分子4转动，正负电荷间的连线d与Y轴的夹角α以及力偶矩就随着α的余弦的变化而变化。假定一开始α＝0，力偶矩因cos0＝1而取最大值qd；但此刻分子4还没有转动，故此刻ω₀＝0。当α＝π/2时，力偶矩因为cos(π/2)＝0而为0；而此刻的ω却因为α从0增大到π/2的过程中力偶矩持续作功而达到最大值ω_max。虽然这一过程中的力偶矩是变量，但从能量观点能方便地求出这一过程中力偶矩对分子4作的功：它等于分子4转动动能的增量，即公式(8)：

$E=\frac{1}{2}I{{\mathrm{\ω}}^2}_{\max }-\frac{1}{2}I{{\mathrm{\ω}}^2}_0=\frac{1}{2}I{{\mathrm{\ω}}^2}_{\max }-0=\frac{1}{2}I{{\mathrm{\ω}}^2}_{\max }...\left(8\right);$

一旦分子4转到了α＝π/2时，它将因惯性继续逆时针转动而进入α＞π/2的第二象限。那么，力偶矩立即从0变成了驱动分子4向顺时针方向转动的正值。而且，在分子4因惯性继续转到第二甚至第三象限的过程中，cosα一直＜0。那么，这一正力偶矩必将使分子4一直有顺时针方向的角加速度β。而不论分子4在前面逆时针转动的动能有多大，都有足够的角度范围让它受到这个正力偶矩的作用，直到ω从ω_max减小到ω＝0。而在ω从ω_max减小到ω＝0的过程中，力偶矩必将克服分子4在式(8)中所示的转动动能而对其作负功。当ω重新＝0时，分子4立即在这正力偶矩的作用下顺时针转动，并逐渐获得这一转动方向上新的转动动能。

同样，当分子4从第二甚至第三象限内顺时针转到α＝π/2时，其正向的转动动能取得最大值。此时，分子4将因惯性而转入第一象限，并立即重新受到负力偶矩的作用，同时获得一个负方向的角加速度-β。而在分子4因惯性转动进入第一甚至第四象限的过程中，cosα一直＞0。直到其顺时针转动的角速度ω从ω_max逐渐减小到ω＝0。而在ω从ω_max减小到ω＝0的过程中，负力偶矩再次克服分子4在上次转动中获得的转动动能对分子4作负功。当ω重新＝0时，分子4立即逆时针转动，并获得这方向的转动动能......如此反复循环。显然：α＝π/2是个平衡点。在这一点，正负电荷受到的洛仑兹力在同一条直线上，它的力偶为0。但一旦过了这一点，力偶就不等于0了。而力偶矩总是企图使分子4向这一平衡点转动。这一过程近似一个“扭摆”运动：它具有角简谐振动的特性：角加速度与角位移成正比，且方向相反。

在上述的转动过程中，力偶矩时而使分子4加速转动、时而使其减速转动。这些过程中必将需要输入转动动能和/或克服旧转动动能并带来新的转动动能的转换过程。但洛仑兹力不对电荷作功。根据能量守恒：分子4的转动动能及动能的转换过程只能从“自己”其它形式的能量中转化或吸收过来。具体来说，这能量只能来自于分子4的平动动能。那么，分子4的平动速度V的方向虽然不会变，但其速率却因为部分平动动能转换成转动动能而下降了！

只要平动速度V大于0，分子4就必然受到洛仑兹力及其造成的力偶的作用，使分子4作“扭摆”运动并不断地消耗其平动动能。直到V等于0时，作用在分子4上的洛仑兹力和力偶才都等于0。至此，分子4的平动动能全部消耗完毕，变成能量最低甚至静止的分子了。

如果分子4的平动初速度V的方向沿着Z轴的正方向。那么，与图2中相似的分析可知：它受到的两个洛仑兹力F₊和F_-仍然在YOZ平面内，且平行于Y轴，方向仍然相反。那么，分子4仍将进行与图2中相似的一边平动一边扭摆而将能量消耗到最小值的运动过程的。

推而广之：任何一个极性分子，只要它的平动初速度V的方向在YOZ平面内，无论初速度V与Y轴的夹角如何，它都将会在图1中磁场的作用下产生与图2中相似的一边平动一边扭摆并将其能量消耗到最小值的过程的。

下面将X轴方向又称为“轴向”；而与X轴垂直的YOZ平面中的方向又称为“径向”。

虽然根据麦克斯韦速率分布函数可知：在径向内众多分子的平动初速度V从0一直扩展到∞。但据式(6)可知：分子受到的洛仑兹力与V成正比。那么，平动初速度V快的分子受到的力偶就大；如上所述的能量转换过程就快。反之，平动初速度V慢的分子受到的力偶就小；如上所述的能量转换过程就慢。于是，快速和慢速平动分子的能量最终消耗到最小值所需要的时间相差不大。可见，图1中的磁场能将不同平动速率分子的平动动能差很快地减小。

必须强调指出：由于磁感应线的方向平行于X轴。那么，所有沿着X轴即磁感应线方向平动的分子都不会受到洛仑兹力的作用。它们将保持其原有的速率沿着X轴的正、负两个方向平动。可见，图1中的磁场对于所有平动的分子都有一种“方向性”的选择功能。

上面是一个初始运动方式为平动的分子在图1的磁场中的表现。下面再看一个初始运动方式为“转动”的分子在磁场中的表现。根据同上《原子物理学》P257可知：分子的转动“是分子的整体转动。对双原子分子要考虑的转动是转动轴通过分子质量中心并垂直于分子轴(原子核间的连线)的转动。对多原分子的转动，如果分子的对称性高，也可以进行研究。”

参见图3：图中5是个极性分子，它围绕其质心且转轴平行于X轴如图中弧形箭头所示的方向逆时针转动。假定一开始，分子5中从正到负电荷间的连线平行于Y轴。V₊和V_-分别代表开始转动时正负电荷重心在切线方向上的初速度矢量。一旦分子5开始转动，正负电荷重心就同时受到洛仑兹力F₊和F_-的作用。但因为电荷相反，F₊和F_-的方向相同。那么，如图所示：这正负电荷重心以及整个分子5都将受到F₊和F_-合成的洛仑兹力F₁的作用。

随着分子5的转动，切线方向的速度V₊和V_-以及F₊和F_-的方向也都随着转动。如图4所示：当分子5转到从正到负电荷间的连线与Y轴的夹角α＞0时，F₊和F_-的方向也随着转了同一个角度α。将F₊和F_-的合力F₂投影在Y轴和Z轴上。可见：F₂在Y轴上的分力F_2Y随着夹角α的cos而变化：一开始α＝0时，F_2Y最大；随着5的转动，F_2Y逐渐减小。当α＝π/2时，F_2Y＝0。当α＞π/2之后，F_2Y就向着Y轴负方向了。与此同时，F₂在Z轴上的分力F_2Z随着夹角α的sin而变化：一开始α＝0时，F_2Z＝0，随着α的增大，F_2Z逐渐增大。当α＝π/2时，F_2Z达最大值。当α＞π/2之后，F_2Z的值逐渐减小。这变化可以用一个参数方程来描述：

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\→}{F}}_{2Y}={\stackrel{\→}{F}}_2\cos \mathrm{\α}\\ {\stackrel{\→}{F}}_{2Z}={\stackrel{\→}{F}}_2\sin \mathrm{\α}\end{array}\right....\left(9\right);$

式(9)是个典型的“圆”的参数方程。而根据牛顿第二运动定律：加速度a与作用力F成正比。那么，将式(9)的两边除以分子的质量m就可得到加速度a的公式(10)：

式(10)表示的也是一个圆。可见：分子5在围绕其质心不断“自转”的同时，必将在式(9)所示的力或式(10)所示的加速度的作用下，新增加一种曲线运动。显然，这种新增加的曲线运动也要消耗能量。但洛仑兹力不对运动电荷作功，根据能量守恒：分子5的这一新增加的曲线运动所需要的能量只能从“自己”原来的转动动能中转换或者吸收过来。那么，分子5自转的转速必将逐渐减慢，V₊和V_-、F₊和F_-以及它们的合力F以及式(9)中F的两个分力F_2Y和F_2Z必将也随着时间的增加而减小并趋近于0。同时，分子5新增加的曲线运动的动能也将不断地减小并趋近于0。那么，分子5最终就变成一个能量最低甚至静止的分子了。

根据同上《原子物理学》P269说：“实际上分子不是刚体，转得快时，二原子核之间的距离要变”；那么，分子5中正负电荷重心间的距离d会因为它旋转所需的向心力的加大而加大；而线速度正比于旋转的半径。于是，在同样的转速下，V₊和V_-以及F₊和F_-都将加大。那么，分子5由自转转换成自转加曲线运动并将能量消耗到最小值的过程也更会加快。

因半径一定时，线速度正比于角速度。分子自转初角速度快的分子的正负电荷的线速度也快。而据式(6)可知：线速度快受到的洛仑兹力就大，能量转换的过程就快。反之，初角速度慢的分子能量转换的过程就慢。于是，快转速和慢转速的分子的能量最终转换到最小值所需的时间相差不大。可见，图1的磁场能将不同转速的分子能量消耗到最小值的时间差减小。

再来看另一种转动的分子：图5是从图1中Z轴反方向看的视图：图中Z轴垂直于纸面向纸外；与X轴平行的是众多的磁感应线。椭圆代表一个极性分子6，它围绕其质心和Z轴如图中弧形箭头所示的方向逆时针转动；其从正到负电荷间的连线与X轴的夹角为δ。分子6因为转动使它的正负电荷重心产生切线方向的速度V₊和V_-，那么，正负电荷重心将同时受到洛仑兹力F₊和F_-的作用。据图中V₊、V_-和B的方向可知：F₊和F_-都向着Z轴的正方向，即图中两个圆点标注的垂直于纸面向外的方向。那么，分子6将在转动的同时新增一个向着Z轴正方向的平动。假设一开始δ＝0，那么，这两个切线方向的速度V₊和V_-与磁感应线垂直，分子6就受到最大的沿Z轴正方向的洛仑兹力F₊和F_-。从而在原有转动的基础上新增加一种运动：即向着Z轴正方向的平动。随着分子6的转动，切线方向的速度V₊和V_-的方向也都随着转动。根据式(6)和矢量积的定义并参见图5可知：在夹角δ逐渐增大的过程中，两个洛仑兹力F₊和F_-都将随着夹角δ的增大而减小。当夹角δ＝π/2时，F₊和F_-都＝0。

参见图6：图中布局与图5中的相似。此时，分子6已转到其从正到负电荷间的连线与X轴的夹角δ＞π/2(图中圆弧箭头所示)。那么，其正负电荷重心就同时受到两个向着Z轴负方向的洛仑兹力F₊和F_-，即图中两个“×”代表的向着纸内方向的箭头尾部。但F₊和F_-必须首先克服分子6在上述0＜δ＜π/2阶段中向着Z轴正方向平动的惯性，使其受到一个负加速度，从而减速直到停止平动，再向着Z轴的负方向平动。这一过程从δ进入第二象限后一直持续到δ进入第三象限。分子6继续转动，当δ进入第四象限后，F₊和F_-才再次转而向着Z轴正方向。同样根据运动叠加原理：分子6不断地转动，也不断地沿着Z轴的正负方向来回平动即振动。显然，这一平动及其方向不断变换的过程必将需要很大的能量。同样因为洛仑兹力不对分子6作功，那么，分子6只能将其转动动能的一部分转换成这一来回的平动。那么，其转动的角速度必将很快下降。与此同时，来回平动的动能和振幅也将很快地下降。……这一过程不断地重复，转动的能量和转速以及平动的能量和平动的速度及其振幅也不断地减小。直到分子6最初的转动能量消耗完毕，它就变成一个能量值最小而几乎静止的分子了。

下面再来分析一个振动的分子在图1的磁场中的表现。参见图7：图中7为一个极性分子，它的初始运动为振动。据同上《原子物理学》P257说：“双原子分子沿着轴线振动”。即双原子分子的振动是沿着图中正、负电荷之间连线互相背离和互相相向的两种运动。假设振动的上半周期，正负电荷重心互相背离：如图中V₊和V_-分别为正负电荷重心的速度方向。那么，根据图中B的方向和V₊、V_-的方向以及q的正负可知：它们必将同时受到洛仑兹力即图中两个箭头F₊和F_-的作用而向下平动。而平动必将需要能量，由于洛仑兹力不作功。那么，这平动的能量只能来源于原振动的能量。于是，振动的能量和振幅就因此被削弱了。而在振动的下半周期，正负电荷重心互相相向平动。同样根据图中B的方向和新的V₊和V_-的方向可知：正负电荷重心必将同时受到两个洛仑兹力F₊和F_-而向上平动。但由于分子7在上半周期中已经有了向下的平动。那么，这种向上的洛仑兹力必须首先克服这一向下平动的惯性，使分子7有向上的负加速度并因此而减速，直到其向下平动的速度为0；然而才能向上平动。显然，在这一过程中，也必将消耗分子自身的振动能量，使其振幅再次减小。

分子7由于自身振动而不断地受到时而向下时而向上的洛仑兹力，因此它只能在一个平衡位置附近在振动的同时垂直于振动方向来回小幅度平动。只要分子7还有振动，就必将受到洛仑兹力。只要受到洛仑兹力，分子7就必将重复上述的振动的部分能量转换成平动能量的过程。这一过程不断重复，振动的能量和振幅以及平动的能量、平动的速度和平动位移量也不断地减小。直到分子7的振动能量消耗完毕，它就变成一个能量最低甚至静止的分子了。

分子的振幅越大和/或频率越高，振动初始的V₊、V_-及F₊、F_-也越大。振动中新出现的平动并将能量消耗到最小值的过程就越快。反之振幅越小和/或频率越低，这转换过程就越慢。可见，图1中的磁场能将不同振幅和/或频率的分子能量消耗到最小值的时间差减小。

虽然根据量子力学：分子平动、转动和振动的能量值都不能连续变化而是量子化即只能取若干个特定数值而跳跃变化的。但这并不影响上述各种形式的运动中动能的转换过程。

虽然能量按自由度均分，但由于上述图2～7中所有的平动、转动和振动都受到图1中磁场的抑制。故即使这三种自由度之间出现分子碰撞而造成运动方式的互相转换。但无论转换成何种运动方式，它们都将受到图1中磁场的抑制，最终仍将会变成一个能量最低的分子的。

此外，上述《无机及分析化学》中的“极性分子”并未限定分子中的原子数。其实，无论是双原子分子还是多原子分子，它们的分子中都有两个或两个以上带正电的原子核和众多带负电的电子。当这分子在磁场中运动时，所有的正电荷受到的洛仑兹力都是同方向而且平行的。这样就能用“同向平行力合成”将这些力合成一个合力；这合力的作用点就是分子中所有正电荷的“重心”。同样，也可以将分子中所有负电荷合成一个负电荷的“重心”。可见：无论是双原子分子还是多原子分子，最终都能合成“两个”正、负电荷的重心。因此，上述对于图2至图7中各个分子的分析结果无论对于双原子分子还是多原子分子都是通用的。

综上所述：无论是双原子分子还是多原子分子；无论它们是平动、转动还是振动，只要它们正负电荷的运动速度V的方向与B方向平行；分子就不会受到洛仑兹力的作用。反之，只要V方向与B不平行，就必将受到洛仑兹力的作用，从而加入一种新的运动，并消耗其原来运动的能量。直到能量最终消耗完毕，分子就变成一个能量最低甚至静止的分子了。

上面分析了“极性分子”在图1中的磁场中的表现。那么，非极性分子又怎样呢？

根据同上《无机及分析化学》P52～53可知：“……非极性分子在电场中的变形极化。这种在外电场诱导下产生的偶极叫做诱导偶极。”“不仅外加电场……，极性分子和离子本身就是电场，也能产生这些极化作用。所以分子和分子之间，分子和离子之间及离子和离子之间，都可以互相发生极化作用。”“当极性分子或离子和非极性分子充分接近的时候，极性分子和离子使非极性分子产生诱导偶极，并进而产生了吸引力，这就是诱导力。”“每一个非极性分子中电子的转动和原子核的振动经常可使电子云和原子核之间发生瞬间的相对位移，因而产生瞬间偶极，这些瞬间偶极就会使相邻分子的瞬间偶极产生定向极化，于是在异极之间产生了吸引力，称为弥散力。......分子间的弥散力始终在起作用。”“分子间力是由……定向力，诱导力和弥散力所组成。......上述三种作用力中，弥散力是主要的。”

综合有关资料可知：八大类装置中的主要燃料是烃(如喷气发动机中的煤油，内燃机中的汽油和柴油，燃气轮机中的天然气、液化石油气，火箭中的煤油和液O、液H和液O；枪炮中的硝化纤维或硝化纤维加***油等)以及少量的其它化合物(如固体火箭中的高氯酸铵、铝、氧化铁、聚合物和环氧固化剂)等。从外界吸入的主要是N₂和O₂。上述燃料燃烧的生成物和吸入的气体中包括单原子分子：H、O、N、Ar。双原子分子：H₂、O₂、CO、N₂、OH。多原子分子：CO₂、SO_x、H₂O、NO_x等。其中的极性分子主要有：H₂O、CO、SO₂等。

“http：//wenku.***.com/link？url＝HV-hdegZ2_vTaEHD3e1_g1Ksc1MvYNmEFTZVXBrJiRI-x59HzoyqwpzjjSYi92gczfc4OSJ8ZYC25c9dH-p8sbYPTajcU0Xlkesc2grIq0q第一章—石油物性和组成”P39说：汽油、煤油和柴油中H/C原子比从1.9～2.4。那么，烃类燃烧时一个C原子生成CO₂和/或CO的同时，必将有约两个H原子生成H₂O分子。即产物中通常同时有极性的H₂O、CO分子以及非极性的CO₂分子(占比例不大的其它燃烧产物中也有极性与非极性的分子)。可见：极性分子至少为非极性分子数量的两倍！那么，非极性分子必将被约两倍的极性分子和/或离子的“诱导力”以及非极性分子自身的“弥散力”所极化。而一旦被极化，它们在图1的磁场中运动时受到的洛仑兹力及其表现就与上述极性分子的相似了。

从式(6)可知：分子中正负电荷的绝对值|q|越大，分子受到的洛仑兹力也越大。上述燃烧产物中的主要元素有H、C、N和O，它们的原子序数分别为1和较大的6、7、8。而由这些元素组成的分子中的总电荷量必将更大。例如燃烧的主要产物CO₂中为6+2×8＝22个单位电荷。H₂O中为2×1+8＝10个单位电荷。CO中也有6+8＝14个单位电荷。NO_x中的单位电荷量就更大了。根据上面的分析可知：双原子分子和多原子分子都能用同向平行力法则合成各自的正、负电荷重心。而这两个重心中包括的电荷量正比于分子中的正负电荷量。显然：正负电荷量越大，分子受到的洛仑兹力就越大，上述各种磁场抑制径向运动的作用也就越强。

为了增强磁场对于气体分子径向运动的抑制能力，必要时，在图1中的磁场中再加一个垂直于磁场的电场。参见图8：图中1、2、3与图1中的相同。在通道3里增加了一对电极板8和9(这样可以避免通道3外壳的导体对电场的屏蔽)。电极8、9分别接在一个直流电源(图中省略了这电源)的正极10和负极11上，使它们分别带有正负电荷；从而在通道中形成一个电场。图中垂直于磁感应线的众多带箭头的线为从电场的正极指向负极的电力线。

由于这个电场的加入，“非极性”分子必将在这在电场中产生变形极化，并形成“诱导偶极”。而极性分子更是因为这电场的作用增强了其极性。这两者都能使极性和非极性分子的正负偶极间距d和偶极矩μ增大，从而加强磁场对于它们的各种径向运动抑制的功效。

由于燃烧的产物中有时会含有等离子体(如火箭喷出的气体等)。等离子体主要包括正离子和带负电的电子。故有必要研究它们在图1中的磁场中的表现。

参见图9：这是沿着图1中X轴正方向看过去的视图，图中3与图1中的3相同。据“《电磁学》北京大学赵凯华陈熙谋，人民教育出版社1978年4月第1版书号13012·0127”上册P329可知：带正电荷q的离子12在YOZ面内以速度V₁₂平动时，受洛仑兹力F₊的作用，使这离子12围绕一个半径为R的圆(图中带箭头的实线圆)旋转；R由公式(11)决定：

$R=\frac{m{V}_{12}}{\mathrm{qB}}...\left(11\right);$

从式(11)可见：当B一定时，离子12的荷质比q/m越大，速度V₁₂越小；12旋转的圆半径R就越小。当R小到一定程度时，12旋转时就始终不与通道3的内壁碰撞而形成一个完整的圆了。可见：所有不与3碰撞的离子都不会对3的内表面产生宏观上的压强和温度了。

而荷质比q/m较小和/或V较大的离子的R就大。如图中离子13以初速度V₁₃平动时，同样由于洛仑兹力F₊的作用，它本应以图中半径较大的带箭头虚线圆旋转。但因为3的存在，13转到3的内表面时就与其碰撞。在碰撞点14，离子13对虚线圆切线方向的速度为V_13A。根据压强是容器单位面积内壁正压力的定义，将V_13A分解为对于内壁3圆心的法向分速度V_13An和切向分速度V_13At。而只有V_13An能对3的内表面产生宏观的压强和温度了。

图中15为一与3同心其半径R₁₅小于3的半径R₃的圆。据上面分析可知：凡圆心位于15的圆内其旋转半径R小于(R₃-R₁₅)的离子都将被约束在半径为R₃的圆内；对内壁3也没有压强和温度了。而只有少数速度特别大的离子仍可能碰撞到3的内壁，产生压强和温度。

从式(11)可见：增强B能在很大程度上减小离子旋转的半径R，而R的减小就意味着碰撞通道3内壁的离子数占离子总数的比例大幅度地下降，这样就能在很大程度上减少离子对于3的内壁的碰撞而产生宏观上的压强和温度。这也可以视为一种对等离子体的磁约束。

据同上《电磁学》上册P329：离子旋转周期T与离子的速率V及旋转半径R无关，即：

$T=\frac{2\mathrm{\πm}}{\mathrm{qB}}...\left(12\right);$

那么，根据式(11)和(12)可知：所有具有相同荷质比q/m但速度V不同的正离子都将以相同的周期T但不同的半径R“同步”旋转。那么，图1中的磁场就能将YOZ平面内平动的离子都变成相同周期T但半径R不同的圆周运动；这样就避免了它们之间的互相碰撞。

等离子体中的负离子和/或电子等在图1中磁场中受到的力与正离子的相反，但它们在图1中磁场中的表现与上述的正离子的完全相似；这里就不赘述了。

总之：在图1的磁场中，等离子体中的正负离子对于容器内壁3的压强和温度都将下降。

从式(2)可知：理想气体的温度“仅仅”取决于气体分子的平均“平动”动能。而根据“能量按自由度均分原理”可知：在容器内部，气体分子的平均“平动”动能是处处相等即“各向同性”的。但加入了图1中的磁场之后，所有沿着径向平动的气体分子的能量都很快变成了最小值并且始终保持这最小值。那么，在径向上气体的宏观温度必将因为气体分子的平均平动动能取最小值而取最小值，从而形成一种前所未有的气体宏观温度的“各向异性”！

从式(3)可知：因温度T出现了“各向异性”，那么，与T成正比的压强p也必将出现相同的各向异性：即在垂直于X轴的方向上气体的压强p必将降到最低值。于是，目的一中“大幅度地降低流体分子对于垂直于流体宏观流动方向上的压强和温度”的目的就达到了。

从式(4)、(5)可知：一旦压强p大幅度地下降，分子的平均自由程和扩散系数D也必将大幅度地增大。那么，分子群体向着X轴正方向扩散的速度也必将大幅度地增大！

然而，是否还有阻止扩散的因素存在，磁场能否将它们的影响消除或者至少是削弱呢？

据《基础》下册P60“第十章一维定常高速管流”说：“在一维流的假设之下，……许多工程上使用的管道流动，如超音速风洞，喷气发动机，火箭发动机，初步的计算都可以用一维处理法。”《基础》下册P75说，喷气发动机中的气流经燃烧室时，获得了大量热量的过程属于“非绝热管流”。《基础》下册P80说，固体火箭中的空心药柱燃烧时有燃烧产生的气体质量添加进来的过程属于“变流量的管流”。可见：八大类装置中都存在气流的一维定常高速管流。而这些管流往往会受到如下的几种阻力：

《基础》上册P7～9说：“实际流体都是有粘性的。......阻碍板面向左运动的，称为摩擦阻力。”下面还用分子运动论分析了造成这种摩擦力的原因是不同层面的分子有不同的动量。当不同层面的分子穿过考察的垂直AA界面时，便将各自的动量携带到不同层面中，从而形成了动量的交换。而“单位时间通过AA界面的单位面积这样的动量交换便是摩擦应力τ”。

《基础》上册P144～145说：“紊流是流体微团的一种极不规则的运动，有点像分子的热运动，不过它不是以分子为单位而运动的，它是以微团为单位而运动的。微团的大小......属于宏观尺寸量级的，......紊流是要消耗能量的(最后都通过粘性的作用而转变为热能)，......紊流中的剪应力较之层流中的大得多。”

“http：//baike.***.com/link？url＝s14aYJO0GLAfiIWppVv5oWVYP8c1PR0v3eYdBpIeR9uzOI2p0CgeE0GStw8QH_ALFMYz2KhnNcFM3eaC6F8Zza剪切应力”说“应力可分解为……相切于截面的分量称为‘剪切应力’。作用在构件两侧面上的外力的合力是一对大小相等，方向相反，作用线相距很近的横向集中力。”《基础》上册P7说：摩擦应力τ“对于较快的那层气体说来是一个反对流动的拖扯的力……；反过来对于下层速度较慢的气流来说，这个力是一个顺流向向前拉的力”。由于剪应力与摩擦应力τ中都有一对“大小相等，方向相反，作用线相距很近的横向集中力”。可见这两种力是非常相似的。

《基础》下册P4～5说：“如果流动过程中出现了摩擦或其它的不可逆过程(如......激波)。......摩擦使流动的机械能变成了热能，......摩擦降低了能量的可利用率。”

《基础》下册P14说：“在管道流动里，往往可以假设整个气流是绝热的，但气流和管壁之间的摩擦以及各层气流之间的摩擦是不可忽略的。”

《基础》下册P67说，“气流经过正激波总压有很大的损失……”。

《基础》下册P90说：在附面层内和激波内“法向的速度梯度很大，温度梯度也大，粘性和热传导才是不可忽略的。”《基础》下册P175说：“在高速附面层里，热传导的作用不可忽略。这时的能量方程得把一切形式的能量(摩擦应力所做的功、压力功和传导热量)都包括进去。......气体微团之间的热传导，从机理上说，和动量的传输(它造成粘性力)一样都是由分子运动造成的。分子运动造成质量的传输；质量带有宏观运动的动能，造成动量的传输(产生粘性力)；温度不相同的质量互相交换时，便造成热能的传输，即热传导。所以热导系数κ和粘性系数μ之间有直接的关系。”下面仍然用分子运动论推导出了κ和μ之间的关系，仍然得出不同层面有不同热量的分子垂直穿越所考察的AA界面时，便将各自的热量携带到不同的层面中，从而形成了热能的交换。

综上所述：粘性造成的摩擦力、紊流中“流体微团的一种极不规则的运动”和剪应力、附面层和激波中粘性造成的摩擦力和热传导中都有气体分子在“垂直于”气流宏观流动方向上的运动，并造成动量、热量、质量的交换，从而造成了上述几种负面的力以及能量的损失。

图1中的磁场能极大地抑制气流宏观流动中所有分子的径向运动，必将从“根本上”杜绝或者至少是极大地削弱各分子层之间的动量、热量、质量的传输与交换。从根本和微观上消除或至少是极大地削弱粘性造成的摩擦力、紊流中流体微团极不规则的运动中的径向运动和剪应力、附面层和激波中的摩擦力和热传导。将所有这些负面效应消除或至少是减到最小！

由于八大类装置中都有流体的一维流动。因此，这种将所有的负面效应消除或者至少是将它们减弱到最小的效果对于八大类装置是共同的。再加上上述的分子平均自由程和扩散系数D的增大；必将极大地提高分子群体向着所需的X轴正方向扩散的速度。

再看扩散的速度：据麦克斯韦速率分布函数可知：当温度升高时，描述大部分分子运动的“最可几速率”将向高速率方向移动。然而，分子平动的速率有极大的差异：速率从0一直延伸到∞。由于X轴方向上分子速率的这种巨大差异，它们必将沿着X轴方向互相碰撞。

据分子运动论的假设：气体分子间的碰撞都是“完全弹性碰撞”。而据《基础物理手册》(苏和、王文亮编著.内蒙古人民出版社1984年2月第二版，书号7089·195)P70～71可知：若质量分别为m₁和m₂的分子，各自以初始速度v₁和v₂运动。当它们碰撞后，有公式(13)：

$\left\{\begin{array}{c}{v_1}^{\′}=\frac{(m_1-m_2)\·v_1+2m_2{v}_2}{m_1+m_2}\\ {v_2}^{\′}=\frac{(m_2-m_1)\·v_2+{2m}_1{v}_1}{m_1+m_2}\end{array}\right....\left(13\right)$

式(13)中v₁′和v₂′分别为m₁和m₂碰撞后的速度。可见：

1、如果m₁＝m₂，则有：v₁′＝v₂；v₂′＝v₁。即质量相同的两个分子碰撞后交换速度：慢速的分子变快；而快速的分子变慢。

2、若m₂＞＞m₁，则有v₁′≈-v₁；v₂′≈0。即分子m₁碰撞一个质量比它大许多倍的分子m₂后；分子m₂不动，分子m₁反弹回去。但具体来说，八大类装置燃烧中的气体分子中不可能有高分子；也不可能有重金属原子组成的分子量极大的分子。因此这种情况几乎不存在。

3、若v₂＝0，即分子m₂在碰撞前静止。如那些原来向着径向平动、转动和振动后被磁场抑制而几乎静止的分子，若它们受到沿着X轴方向平动的分子m₁的碰撞，则有公式(14)：

$\left\{\begin{array}{c}{v_1}^{\′}=\frac{(m_1-m_2)v_1}{m_1+m_2}\\ {v_2}^{\′}=\frac{{2m}_1{v}_1}{m_1+m_2}\end{array}\right....\left(14\right)$

从式(14)可见：碰撞后的分子m₂沿着分子m₁碰撞前的方向平动，速度为v₂′。而分子m₁以速度v₁′平动，其方向取决于两者的质量差(m₁-m₂)，可正可负。

也可以这样理解：在图1中磁场作用下，原有分子热运动造成的杂乱无章地向各方向的分子的运动和碰撞将变成沿X轴正、负两个方向的分子的运动和碰撞(其它方向即径向的平动、转动和振动都被磁场抑制掉了)。再加上气体源不断地涌现出新的气体分子，造成了沿着X轴正方向的密度差。那么，气体分子必将不断地沿着X轴的正方向“扩散”。这些向着X轴正方向扩散的高能量和高密度的气体分子不仅会碰撞被磁场抑制后静止的分子；也能对式(13)的情况1中因碰撞交换速度而减速、甚至对式(14)中一些因碰撞后反向运动的分子再次碰撞使其获得新的动能后向着X轴正方向运动。而原先向着X轴负方向扩散的小部分分子也必将受到这些向着X轴正方向高速运动的分子的碰撞转而向着X轴正方向运动了。

由于这几类碰撞都是完全弹性的，虽然分子的动能从快速分子转移到了慢速和/或静止的分子上，但分子总体的“总能量并没有损失”！再加上粘性摩擦力、紊流中的径向运动和剪应力、附面层和激波中的摩擦力和热传导等负面效应都被抑制到了最小值。那么，气体“源”产生的所有的气体分子必将在平均自由程和扩散系数D最大而且所有阻止扩散的负面效应最小的“最佳条件”下以可能的最高速度向着所需的“单一”方向即X轴正方向扩散了。于是，目的一中“大幅度地提高流体向着所需的宏观流动方向扩散的速度”的目的就达到了。

必须指出：A、如上《关于气体内的迁移现象》所述：即使温度低到0℃，空气分子的平均速率也能达到超过音速的400米/秒。而只要分子有运动，就必将受到图1中磁场的洛仑兹力作用。可见：图1中的磁场对于“常温常压甚至低温低压”的气体也有“抑制径向的温度和压强而轴向的扩散非但不受抑制并且会被解放”的作用(以下将这作用简称为“抑制径向解放轴向”)。那么，除了将上述各类高温高压气体视为气体“源”之外，也必须将气体“源”的定义扩展到常温常压甚至低温低压的范围。例如喷气发动机要吸入大量的空气，这些空气在没有被压气机压缩之前就是常温常压的。在高空中，吸入的空气就是低温低压的。在飞行器运动时气体分子必将以相对的高速向着飞行器飞过来。在上述这些过程中，这几类气体显然都是气体之“源”。推而广之：由于任何高于绝对零度、气压大于0且不论气体是否有宏观运动的气体中的分子都有热运动；因此，它们都应该成为气体之“源”。

B、据“A”所述：将图1中元件1即气体“源”的定义扩展：气体“源”1包括燃烧产生的气体和/或从外界吸入和/或飞行器运动中迎面飞来的常温常压和/或低温低压的气体。

C、虽然图1中磁场的磁感应线与通道3的长轴线平行，并且在通道3的内部。但综合公式(6)和对图1～7的分析可知：只要磁感应线与气流的迹线或流线平行或夹角λ＜π/2，气体中的分子就必将受到洛仑兹力的“抑制径向解放轴向”的作用(当然，λ越接近于0，磁场的这一作用就越强)。而不论磁感应线在磁体的什么位置。那么，推而广之：任何外形和/或材料的磁体(如永磁体、电磁体、超导磁体等)，无论它们产生的磁感应线在筒形、条形、或任何其它外形的磁体的内部和/或外部；只要磁感应线与气流的迹线或流线平行或夹角λ＜π/2，气体分子在其中都会受到磁场的“抑制径向解放轴向”的作用的。

D、据同上《电磁学》上册P279可知：一个筒形磁体，它外部的磁感应线从N极扩展到S极，“在内部却是从S极走向N极的”；并形成若干条基本上平行的磁感应线。可见，无论是筒形广义电磁体或筒形广义永磁体(详见下述)，其内部的磁感应线是基本上平行的。

E、下面再来讨论两个或两个以上的条形磁体之间的磁场情况。参见图10：图中有两个条形磁体16和17，它们的N极和S极互相平行地同向排列。在16和17之外，各磁体的磁感应线(带箭头的曲线)从磁体的N极指向S极向外扩展。但在16和17之间磁感应线如何呢？据“http://ishare.iask.sina.com.cn/download/explain.php？fileid＝25343844中国科技大学电磁学课件第五章”P25“磁场的叠加原理”有：如果有p个单独存在的电流产生的磁场感应强度分别为B₁、B₂、…B_p，当这p个电流不改变其电流分布同时存在时的磁感应强度B为：

$\stackrel{\→}{B}=\underset{i=1}{\overset{p}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\→}{B}}_i...\left(15\right);$

据式(15)可知：当两个条形磁体同时存在时，它们之间的磁感应强度就是各磁体磁感应强度的叠加，从而使它们之间的B增大，这就导致磁感应线密度加大；使磁感应线互相挤压而趋向于互相平行，从而使各磁感应线满足“C”条中磁感应线与气流的迹线或流线平行或夹角λ＜π/2的要求。推而广之：如果有多个条形磁体如图10中互相平行排列。那么，在它们中间，就会形成若干个类似于图1中通道3的筒形磁体中磁感应线与气流的迹线或流线平行或夹角λ＜π/2的区域。在这些区域中，同样能对气体分子起着抑制径向解放轴向的作用。

F、虽然图10为一个平面，但必须将它拓展理解成三维空间的。即是说：与图10纸面相垂直的方向上也有众多满足“磁感应线与气流的迹线或流线平行或夹角λ＜π/2”的磁感应线。同样能对气体分子起着“抑制径向解放轴向”的作用。

G、虽然图1中的气体通道3为圆筒形，但它绝不局限于这种外形。在实际应用中可能出现非圆筒形的断面(例如战斗机的矩形甚至其它外形的进气道)。但只要在其内部形成若干条磁感应线与气流的迹线或流线平行或夹角λ＜π/2的磁感应线，就仍然能产生对气体“抑制径向解放轴向”的作用。因此，应该将通道3拓展到“一切截面的筒形”。

H、磁感应线一旦流出上述筒形和/或条形磁体的空间之后，磁场并非立即消失，而是逐渐扩散而减弱。那么，推而广之：从任何磁体中出来的气体分子都将在一定距离上受到磁场对它们的“抑制径向解放轴向”的作用；从而因惯性继续沿着磁体的轴向高速扩散一段距离。

I、图1中的磁体及其所有的特性不仅对于气体，而且对于液体也适用。液体也会流动，特别是液体中也有极性分子：如“正丁醇、异丙醇、乙二醇、乙醇、乙酸、甘油、乙腈、甲醇、六甲基磷酰胺、甲酸、三氟乙酸、甲酰胺、水、三氟甲磺酸”等；摘自“http://baike.***.com/link？url＝oxqM7i_KKcevsyb52_2sKvhYXL7NOQBSzg1bXsIvuIrnk5BxK0pzheLjCaVVxWG_极性”。这些分子在图1的磁场中也会受到“抑制径向解放轴向”的作用。因此，图1中的磁体及其所有特性对于包括液体和气体在内的“流体”都是适用的。

下面再来讨论第九类飞行器的问题：

如上“A”、“B”所述：虽然飞行器的表面没有诸如燃烧产生的高温高压气体的流动，但却有常温常压甚至低温低压的气流流过。那么，在这一过程中，也存在上述的“粘性造成的摩擦力、紊流中的剪应力、附面层和激波中的摩擦力和热传导”等阻止飞行器高速运动的因素。于是，在飞行器的表面如图10所示沿着气流宏观流动方向平行地布置多个磁体。那么，正如上面“C、D、E”中所说，各磁体的磁场必将对气流起到抑制径向解放轴向的作用。

然而，磁场能否抑制甚至消除飞行器超音速飞行中的“激波”阻力及其造成的发热呢？

《基础》下册P11说：“气体里的一个微小的压力波……它的传播速度都是相同的，……所以在空气动力学中就用音速来表示微小扰动的传播速度。”下面P12中还讨论了在一根十分长的管子中，一个活塞对气体产生微弱的扰动。并指出已扰动部分和未扰动部分的分界面为“波阵面”。进一步假设波阵面右边是未扰动的气体，并明确假设这未扰动的“气体分子没有宏观的运动，速度v₁＝0。”《基础》下册P27在研究“§1微弱扰动区的划分马赫锥”说：“假定空气静止。扰源的运动有四种情况……。扰源的运动一旦达到音速或超过音速，流场上就存在有划界的马赫锥……。”《基础》下册P34“§3激波”一段假设“活塞在长管中压缩气体……设有一根很长的直管，管子的左端有一活塞。管内气体原是静止的。”

可见：上面关于“音速、扰动中的波阵面、马赫锥和激波”的推导都是建立在“气体没有宏观运动速度＝0”的假设基础上的。确实，由于气体分子的热运动是各向同性的，而这种热运动一般不会形成宏观上的气流，只会形成气体的温度和压强，故这样的假设是合理的。

图1中的磁场能改变“气体没有宏观运动”的假设，并能在很大程度上解决诸如飞行器等物体对空气扰动中其速度超过音速时的发热和/或激波阻力等问题！其原理详细分析如下：

一、空气动力学将“介质看成是连绵一片的流体，假设介质所占据的空间里到处都弥布了这种介质，而不再有空隙……既然我们已经采用了连续介质的概念，当然不能取一个分子来说，而必须取一小块介质来说，这样的一块微量的介质我们取名‘微团’。”(摘自《基础》上册P3～4)。这样的假设固然利于研究。然而，实际上，气体介质并非是“连绵一片”的，而是有极多的互相分离、平常没有互相作用只有碰撞时才有互相作用的气体分子。

二、据《基础》下册P34～35可知：激波形成的条件一是在一根很长的直管中有一个活塞压缩气体，而“管内气体原是静止的”。条件二是这活塞压缩气体造成当地气体的压强、温度、密度和音速增大。因此，紧靠活塞的气体赶上了前面的气体，最终形成了压强、温度和密度突跃式的上升，从而形成了激波。“激波一旦形成之后，它会继续以一定的速度v₁(必大于a₁)向右推进。凡是激波扫过的气体，压强立即由p₁跃升为p₂，温度和密度分别跃升为T₂和ρ₂。同时，气体微团的速度也是跃升式的由0变为某个一定大小的vg。这也就是说，激波在前面推进，气体微团在后面有一定的跟进速度。”此外，《基础》下册P13有音速公式：

$a^2={\left(\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{d\ρ}}\right)}_s={\mathrm{\γ}}_{\mathrm{perf}}\frac{p}{\mathrm{\ρ}}={\mathrm{\γ}}_{\mathrm{perf}}\mathrm{RT}...\left(16\right);$

式(16)中a为音速，γ_perf为等压比热C_P与定容比热C_v之比，其下标“perf”表示“完全气体”；γ_perf是个常数，R为普适气体常数，T为绝对温度。可见：音速a与成正比。但是，一旦有飞行器扰动并压缩了气体，使气体的温度和压强升高；必将立即受到图1中磁场对于分子径向运动的抑制，极大地减小气流径向的温度T和压强；极大地限制当地的音速a，进而从根本上杜绝压缩波从后面赶上前面的气体；甚至能从“根本”上消除激波的形成。

三、据“http://wenku.***.com/browse/downloadrec？doc_id＝90dab5ef0975f46527d3e156&激波”说：激波的“厚度很小，只有千分之一到万分之一毫米。”而如上“H”条所述：任何磁体的磁场都能延伸到其磁体之外的空间，并对这空间周围一段距离上的气体分子产生“抑制径向解放轴向”的作用。可见：磁场的作用距离或作用范围远远超过了激波的厚度。

四、由于磁场以光速传播，那么，磁场中所有的分子必将“同时”受到磁场抑制径向解放轴向的作用，没有时间差。如果使用或加上永磁体(详见下述)，就根本不存在时间差了。

五、根据对式(13)和(14)的分析可知：在磁场抑制径向解放轴向的作用下，必将有众多分子向X轴的正负双向运动。而“能量按自由度均分”导致向X轴正负双向运动的分子比例相同。但据麦克斯韦速率分布函数可知：分子的速率从0一直延伸到∞。假定飞行器向X轴正方向飞行，但仍将有众多向X轴正方向运动并且其速率大于飞行器速率的分子将不会受到飞行器的扰动。而只有向着X轴负方向和向X轴正方向运动且其速率小于飞行器速率的气体分子才会受到其扰动。这样就减小了受到飞行器扰动的气体分子占分子总数的比例。

六、此外，一旦飞行器扰动气体造成气体密度上升，必将形成气体向着X轴正方向扩散的趋势即内因。换句话说，这种扰动必将形成一个气体向着X轴正方向扩散的“源”；再加上磁场解放轴向运动的外因，必将形成气体向着X轴正方向的“宏观扩散”运动。

七、由于第六条的因素，必将进一步加大向着X轴正方向扩散的气体分子的“整体”运动速率，从而进一步减少受到飞行器扰动的气体分子占分子总数的比例。

八、《基础》下册P37说：“激波对气体而言的速度是相对速度。”由于第六、七条已经指出气流必将以相当高的速度向X轴正方向宏观流动；那么，飞行器对于气流的相对速度必将“大为下降”。这样就极大地延缓了飞行器超过音速并形成激波的过程；甚至可能出现飞行器虽然有很高的绝对速度却不会出现超音速！因而也能从“根本上”杜绝激波的形成。

九、《基础》下册P38～39说：“只有物体以超音的速度运动时，才产生激波。这时扰动来不及传到物体的前面去，路途上的气体微团没有事先的准备运动，要等到物体冲到跟前，才受到压缩，因而可以造成大块气体被压缩。……物体以高超音速运动时，相对而言，气体简直就象没有流动性了，空气微团简直象固体粒子那样直接迎面向飞行器打来。”但如上面“五至八”条所述：由于有高比例的速度超过飞行器速度的分子向着X轴的正方向宏观运动；那么，它们必将“事先”碰撞飞行器前面众多的气体分子，使它们向前运动。从而给这些分子一个“准备”，使得它们由“来不及”变成“来得及”迎接飞行器的扰动。因而在很大程度上减轻飞行器到来时对于气体微团的压缩过程；进而使得飞行器能够顺利地跨越音速和/或激波的限制。并且在很大程度上减少超音速甚至高超音速飞行中的发热和/或激波阻力。

十、一是因为磁场抑制分子径向的宏观温度和压强；二是因为上面多条因素都能抑制甚至彻底消除激波的形成；三是从式(3)可知：气体压强正比于气体的密度和温度。四是如上“五至八”条所述：由于有高比例的速度超过飞行器速度的分子早已向着X轴正方向扩散；那么，飞行器附近气体分子的密度将大为减小，这些因素都能极大地降低飞行器前面的温度。

综上所述：飞行器上的磁体确实能抑制甚至消除超音速飞行中的激波及其造成的发热。

图1中的磁场类似于一个密绕的无限长螺线管内的磁场。据同上《电磁学》上册P290可知：一只(假定其长轴沿着X轴方向)无限长螺线管内的磁感应强度为公式(17)：

B＝μ₀OI…(17)；

式(17)中μ₀为真空中的磁导率，O为线圈单位长度中的匝数；I为线圈中的电流强度。从式(17)可见：这螺线管内的磁感应强度B与线圈半径及轴向坐标无关。即B在线圈内是处处均匀其大小值不会随着半径和X轴的坐标变化而变的。而如果电流I也不变化，那么，B在时间上也是稳恒的。即在螺线管内，B在空间和时间上都是均匀不变的，这是第一种磁场。

如上所述：这第一种磁场能对气体分子产生“抑制径向解放轴向”的作用。但为了进一步加速气流的宏观流速，在此基础上，本发明中进一步提出第二种磁场：据同上《原子物理学》P58说，一个具有磁矩ψ的磁体在不均匀的磁场中会感受到一个力f：

$\stackrel{\→}{f}={\mathrm{\ψ}}_x\frac{d\stackrel{\→}{B}}{\mathrm{dx}}=\mathrm{\ψ}\frac{d\stackrel{\→}{B}}{\mathrm{dx}}\cos \mathrm{\θ}...\left(18\right)$

式(18)中ψ_x为磁矩在磁场X轴方向上的分量；dB/dx是沿磁场方向磁感应强度B变化的梯度，θ是磁矩与磁场方向之间的夹角。当θ小于90°时，力f向着B的方向。据同上《原子物理学》P191说：“凡是总磁矩等于零的原子或分子都表现抗磁性；总磁矩不等于零的原子或分子表现顺磁性。……由分子构成的物质决定于分子总磁矩的情况。”同上《原子物理学》P196说：“由实验得知氮气是抗磁性的，氧气是顺磁性的。”

综合式(18)和上面的论述可知：总磁矩≠0的分子在空间不均匀磁场中会受到向着磁场梯度增强方向的推力。那么，区别于第一种磁场就有空间上不均匀即磁感应强度B沿着X轴正方向增强的“第二种磁场”。这磁场中总磁矩≠0的分子必将因此而向着X轴的正方向运动。

第二种磁场能在第一种磁场“抑制径向解放轴向”的基础上进一步“主动”地将总磁矩≠0的分子推动向前。而受到磁场力推动的这些分子必将从微观上碰撞那些总磁矩＝0而不受这第二种磁场“直接”推动的分子向前运动，从宏观上进一步加速分子整体的扩散速度。

空气中主要是氮气和氧气，由于喷气发动机吸入和飞行器接触的空气中的O₂是顺磁性的；而八大类装置的燃烧产物中也必然有一些顺磁性的分子。那么，O₂分子和所有顺磁性的分子都将受到第二种磁场的推力作用，进而去碰撞不受第二种磁场推动的N₂和其它燃烧和/或吸入的气体中抗磁性的分子。进一步“加速”分子总体向着X轴正方向扩散的速度。

而正如对图9的分析可知：沿X轴正方向增强的第二种磁场也能将正负离子中碰撞内壁3的离子占离子总数的比例沿着X轴正方向逐渐减少；从而逐渐减少它们的宏观压强和温度。

综上所述：磁场对于流体分子抑制径向解放轴向的功效直接与磁感应强度B成正比。如果能大幅度提高B，就能在尽可能短的时间内完成抑制径向解放轴向的功效。但要提高B，据式(17)可知：一是提高线圈单位长度中的匝数O；但O的提高要受到诸如线圈体积、重量等因素的限制。提高线圈中的电流强度I也能提高B，但I不能无限地增大；因为线圈通电后的发热导致其能承受的连续电流I的强度是有限的。解决的方法一是在条件许可的情况下，为线圈增加冷却***；二是用超导磁体；三是将线圈中的连续电流I变成脉冲电流。

图11为线圈中的电流强度i与时间t的关系i(t)：在脉冲的各T₁时间中有最强电流i_max；而各T₂时间内的电流强度为0。当然T₂时间内电流强度也可以为小于i_max的较小值，即图中的虚线段i_min。由于各T₂时间内电流强度i较弱甚至为0，各T₂时间就让线圈散热降温。而在各T₂时间内，气体分子将因为惯性继续向前运动。如果加入了永磁体(详见下述)，那么，磁场将持续存在；并且在脉冲的各个T₂时间中，仍然存在永磁体的磁感应强度B_永磁了。

综合上面的方案可见，有几种形式的磁场：一是时间和空间上都稳定的磁场。二是时间上稳定但空间上如式(18)所述的沿着X轴正方向逐渐增强的磁场。三是空间上稳定但如图11所述的时间上脉冲的磁场。四是空间上沿着X轴正方向逐渐加强同时时间上脉冲的磁场。

上面的式(17)描述的是一个无限长螺线管内的磁场。然而，螺线管不可能无限长，但当它的长度L远远大于其直径Φ时，式(17)也近似成立。可见，在实际应用中，应当尽可能地增大螺线管的长度与直径的比值L/Φ。反之，在螺线管的长度L有限时，应该尽量减小其直径Φ，这样才能在其内部形成均匀且强大的磁场，这是方案一。

然而，在许多应用场合，比值L/Φ往往受到诸如喷管的长度较短而且其直径较大等因素的限制。为了适应这些场合，采用方案二：参见示意图12：图中3与图1中的相同；19为若干个互相平行的如图1中的L/Φ比值相当大的并列的小直径磁力管。在这些磁力管前有前面板18，18上有多个引导气流的喇叭口，各喇叭口与各个小直径磁力管的进气孔相连接。后面也有用于连接并固定各个磁力管的后面板20。各磁力管平均分配在前后面板的圆面上。

如果磁力管19过长且刚性不足，也可以在前后面板18和20中增加若干个固定面板。

图13为图12中的A向视图。从图中可见：有7个磁力管平均分配在前面板的圆上。同心圆中7个大直径圆为前面板18上的喇叭口，7个小直径圆为磁力管19的内孔。

图14也为图12中的A向视图。从图中可见：将图13中前面板18上7个大直径圆换成了7个大尺寸正六边形即蜂窝形的气流引导管，中间有7个小直径的磁力管19的内孔。

图15为图12中的B向视图。从图中可见：后面板20上有7个均匀分布的孔，用于支撑和/或固定7个小直径圆形磁力管19。

当直径很大的气流从前面板18进入时，它们被各圆形或正六边形的喇叭口引导并分配到众多的小直径磁力管19中，从而产生与图1中相同的磁场的抑制径向解放轴向的作用。

此外，如图16所示：也可以将若干根小直径磁力管19密集地排列在一根大直径的管道3中，而前后面板18和20上也密集分布着众多的小孔，以容纳众多的磁力管19。同时，前面板18还有引导气流的作用，只允许气流从众多的小直径磁力管19中通过。

图17是图16的C向视图：显示出大直径管道3的前面板18的众多小孔中密集排列了众多的小直径磁力管19。

同样，当直径很大的气流从前面板18进入时，它们被前面板18上众多小孔直接引导到各自的小直径磁力管中，从而产生与图1中相同的磁场的抑制径向解放轴向的作用。

必须指出：图12～17只是示意图，在许多应用场合中，通气管道3的形状有方形、矩形甚至不规则形。因此，并列的小直径磁力管19的形状也可以有诸如方形、矩形甚至不规则形。而且，它们的数量和排列方式也要根据具体的情况而相应地变化。总之，其目的就是将大直径的气流分配到众多L/Φ比值很大的小直径磁力管19中。

为了形成图1中的磁场，既可以用广义电磁体和/或广义永磁体包裹在通道3和/或图12～17中多个并列的小直径磁力管19的外面；也可以直接用广义电磁体和/或广义永磁体制成通道3和/或图12～17中多个并列的小直径磁力管。如上“D”所述：在这些筒形磁体的内部，有若干条基本上平行的从S极到N极的磁感应线。

上面介绍的是目的一的技术方案。当然，具体实施时还需要配备与各类电磁体有关的诸如电源、开关、电路、控制部分；甚至根据需要还要配备超导磁体的冷却***等零部件。

由于目的二至目的七中有许多装置的外形和原理相似，故将它们的技术方案合并介绍：

本发明的目的二中的枪械和目的三中的火炮的主要区别是它们的身管的口径，故它们共同的技术方案是：在包括金属风暴武器***在内的枪、炮的身管外面包有圆筒形的广义电磁体和/或广义永磁体，或者直接用圆筒形的广义电磁体和/或广义永磁体代替原有的身管。

而本发明的目的四至目的七这四大类装置中所有需要用本发明对气流中的气体分子进行抑制径向解放轴向的零部件可以分成几类：

第一类的L/Φ值不大而且管道中(基本上)没有其它零件。如火箭发动机、火箭弹、冲压发动机(其中除了一段有定子之外)、加力燃烧室、脉冲爆震发动机中的喷管；涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机、燃气轮机中的喷管、燃烧室和汽轮机中的输汽管道。

第一类的技术方案是：在各类通道外包有广义电磁体和/或广义永磁体，和/或直接用这两种磁体作这些通道，并根据需要在通道内也分布有上述的多个并列的小直径磁力管19。

第二类的L/Φ值不大但管道中有其它的零部件。如上述四种喷气发动机和燃气轮机中的进气道中有压气机。冲压和超燃冲压发动机有锥体定子；涡扇发动机的外涵道中有风扇等。

第二类的技术方案是：通道外包有广义电磁体和/或广义永磁体，和/或直接用这两种磁体作这些通道。对通道中无其它零件处见缝插针地分布多个并列的小直径磁力管19。并将冲压和超燃冲压发动机的定子磁化。

第三类是等间距分布的多个引导气流的叶片：如上述四种喷气发动机和燃气轮机中的进气和出口导向叶片、压气机静叶、火焰筒涡流器、涡轮导向器叶片、涡轮静叶；汽轮机喷嘴、隔板和静叶环等。

第三类的技术方案是：将叶片磁化和/或用广义永磁体和/或广义电磁体代替叶片。

上述各类方案中，都可以根据需要和空间容纳的许可而增加一个如图8所示的电场。

以上就是本发明的目的四至目的七的技术方案。

本发明的目的八是这样实现的：将柴油发动机和/或汽油发动机的气缸盖底面的凹坑和/或气缸套磁化；和/或将火花塞的圆筒形部位延长，和/或将气缸延长并减小其直径；这后两者都利于形成一处L/Φ值很大的磁场区。

本发明的目的九是这样实现的：在飞行器表面沿气流流动方向平行布置多条磁体。

必须强调指出：本发明中的“飞行器”绝不局限于飞机、火箭、导弹、火箭弹、炮弹等范围。也可以包括高速行驶的汽车、列车；甚至包括高速行驶的水翼船、气垫船等。总之，凡是在大气中运动的物体，不论是在空中、地面还是水面，只要其速度接近甚至超过音速，都可以用与图23、24(详见下述)相似的磁力装置来对气流产生抑制径向解放轴向作用。

本发明的有益效果逐一介绍如下：

本发明的目的一中的技术方案能将燃烧产生的高温高压气体和/或常温常压甚至低温低压的气体分子所有径向上的负面运动都减弱到最低值，从而大幅度地降低气体对于通道内壁的宏观压强和温度；必将大幅度地降低对于通道材料的强度、厚度和冷却等方面的要求。同时大幅度地减少阻碍分子向所需的“单一”方向扩散的阻力，必将极大地提高气流的整体扩散速度，使气流以可能的最高速度向所需的方向扩散。如果再加上第二种梯度磁场对流体分子的主动推动作用，必将进一步加速气流。而且，磁体是成熟的技术，结构简单、研发周期短、成本低，不需要对九大类装置大规模整体改造；却能取得“低投入高回报”的效果。

实现本发明的目的二能大幅度地提高各类枪械弹丸的初速度、射程、动能和毁伤力。特别能大幅度提高各类较小口径枪械弹丸的毁伤力，使它们超过普通大口径弹丸的毁伤力。甚至能实现过去小口径枪械的弹丸无法实现的诸如对装甲目标的毁伤。反之，也能因此而减少发射药和弹壳的体积和重量，从而成倍地提高单位体积的弹匣中能够容纳的子弹的数量。

实现本发明的目的三能大幅度地提高各类火炮发射弹丸的初速度、射程、动能和毁伤力。充分发挥发射药强大的化学能和“成熟”的火炮技术，实现“老兵新传”和“不是电磁炮胜似电磁炮”的效果！在火炮的体积几乎不增大、所需的电源的体积和容量远远小于普通电磁炮的基础上，“后来居上”地超越各国正在研发的巨大而笨重、耗电量大、且迟迟不能列装军队的各类电磁炮。也必将因为弹丸速度成倍地增大带来其动能随之平方急速地增大从而可用于反装甲，和/或对几百公里外目标的超视距攻击，和/或超视距防空，用于对付高性能飞机、飞航导弹、制导炮弹和制导炸弹等；其成本必将远远低于各类防空导弹。甚至能用这类火炮在一定程度上取代昂贵且命中率不高的反导***进行末段甚至是中段弹道导弹的反导和用于反卫星。普通火箭需要长时间的准备才能发射卫星，而且发射场固定，生存性差。本发明能利用这类火炮成本低廉而且经常更换发射场地来随时发射(小)卫星，快速取代在战争中受到攻击而失效的各类卫星。也必将因为发射单元的灵活移动而极大地提高其生存性。

《基础》下册P67说，喷气发动机“尾喷口上的总压则决定最后喷出的流速，是直接决定推力的。”实现本发明的目的四、五和六能大幅度地提高各类固体火箭和液体火箭发动机、火箭弹、火焰喷射器、冲压发动机、加力燃烧室、脉冲爆震发动机、超声速燃烧冲压式发动机、涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机和燃气轮机中气流的喷气速度和/或各类火箭的比冲。也能大幅度地提高它们在消耗同样燃料的前提下的飞行速度和/或航程。大幅度地减少它们的燃烧室和/或喷管的压力与温度；降低对制造燃烧室、喷管和固体火箭外壳的材料的材质及其厚度、强度和冷却等方面的要求，从而也降低它们的成本。

它能大幅度地提高携带同样燃料的火箭的速度和/或它们的推力和/或在相同负荷下的射程。也能在可提供同样推力的前提下大幅度地减小火箭和/或导弹的直径和体积，让同样直径的发射管中容纳更多的火箭和/或导弹。它能大幅度提高各类弹道导弹和/或飞航导弹的射程，变短程为中程甚至远程、变中程为洲际导弹。或者对于同样的导弹，能大幅度地提高它们能携带的有效负载，变单弹头为多弹头或者增加多弹头的数量和/或当量。提高其威慑力，为保卫和平作贡献。它也能大幅度地提高各类运载火箭的运载能力、比冲、速度和有效负载。

它也能大幅度地提高在消耗同样燃料的前提下各类飞机特别是战斗机的航程。甚至能因此而消除对于行动缓慢并且需要大量军舰保护但仍然容易受到攻击的***的依赖！

它也能大幅度地提高燃气轮机燃料的能量利用率和/或输出功率。

《基础》下册P61说：“用蒸汽来推动蒸汽涡轮机。需要高速气流，流速越高越好。”

由于蒸汽轮机和输送蒸汽的管道中的工质都是强极性的H₂O分子，它们更容易受到磁场的抑制径向解放轴向作用。那么，实现本发明的目的七中的蒸汽轮机能大幅度提高输送蒸汽的管道和蒸汽喷嘴中蒸汽的喷气速度。必将大幅度地提高蒸汽轮机的效率和燃料利用率。

实现本发明的目的八中的柴油发动机、汽油发动机能大幅度地提高燃烧气体在气缸内扩散的速度，大幅度地提高燃料的能量利用率。降低气缸内径向的压力与温度；减少“尾气带走的内能”；降低对气缸的材料及其厚度、强度和冷却等要求。甚至会出现一种不需要水冷或至多只需要风冷、且体积小、但输出功率比同样体积的内燃机大的全新的汽油机和柴油机。

实现本发明的目的九中的各类飞机、火箭、导弹、炮弹、火箭弹；高速汽车、列车；高速水翼船、气垫船等高速运动的物体。能在很大程度上缓解诸如激波造成的阻力倍增和发热等不利因素。甚至能实现较低油耗、低阻力和低发热下的超音速巡航！

附图说明

图1是本发明目的一的原理示意图。

图2是一个平动的极性分子在图1所示的磁场中的表现图。

图3是一个围绕X轴转动的极性分子在图1所示的磁场中的表现图。

图4是与图3中相同的转动的极性分子转过一定角度后在图1所示的磁场中的表现图。

图5是一个围绕Z轴转动的极性分子在图1所示的磁场中的表现图。

图6是与图5中相同的转动的极性分子转过一定角度后在图1所示的磁场中的表现图。

图7是一个振动的极性分子在图1所示的磁场中的表现图。

图8是在图1的基础上，在通道3中增加一对电极板的示意图。

图9是两个有不同初速度的带正电的离子在沿着图1中X轴正方向看过去的视图中的受力情况及其运动轨迹。

图10是相邻两个南北极同方向排列的磁体之间的磁感应线及其分布的示意图。

图11为通过广义电磁体线圈的电流强度i与时间t的关系i(t)图。

图12为套在一个大直径通道中的若干个互相平行并列的小直径磁力管的示意图。

图13为图12中的A向视图，图中有若干个圆形的大直径喇叭形导气管。

图14也为图12中的A向视图，其中有若干个正六边形的大直径喇叭形导气管。

图15为图12中的B向视图，其中有固定多个小直径磁力管的后面板。

图16为若干根小直径磁力管密集地排列在一根大直径管道中的示意图。

图17是图16的C向视图，显示若干根小直径磁力管密集排列的情况。

图18为枪、炮通用的在机械击发机构中增加一个广义电磁体电开关及其动作的示意图。

图19为枪、炮通用的电磁击发机构的示意图。

图20为固体火箭的内部增加磁体的原理示意图。

图21为拉瓦尔喷管的内部布置多个并列的小直径磁力管的示意图。

图22为将内燃机火花塞或喷油嘴做成其长度远大于其直径的圆筒形气体通道示意图。

图23为导弹和/或火箭等飞行器表面布置磁体的示意图。

图24为飞机表面布置众多磁体的示意图。

图1～17的内容已经在上面介绍过了；图18～24的内容将在下面详细介绍。

具体实施方式

本发明的目的一是这样实施的，据“http：//www.baike.com/wiki/磁体”可知：有“螺线管、亥姆霍兹线圈、电磁体、毕特磁体、永磁体、脉冲场磁体、超导磁体”共七种磁体；此外还有磁性涂料和/或磁性油漆等。上述这八种磁体中，“永磁体”和“磁性涂料或磁性油漆”无需耗电，故将它们统称为“广义永磁体”。而其余六种都需要耗电的“螺线管、亥姆霍兹线圈、电磁体、毕特磁体、脉冲场磁体、超导磁体”则统称为“广义电磁体”。

在关于“磁场叠加”的式(15)中并没有限定磁性的来源即磁体的种类，也没有限定可以叠加的磁体的数量。那么，在实施中，可以单独使用上述八种磁体中的一种。当需要增强磁感应强度时，在技术和空间位置许可的前提下，可以用广义电磁体中的“螺线管、亥姆霍兹线圈、电磁体、毕特磁体、脉冲场磁体、超导磁体”中的两种、三种甚至多种磁体的所有可能的“组合”来叠加成上述的四种磁场。同样也可以用“永磁体”和“磁性涂料或磁性油漆”组合成上述四种磁场中的前面两种。还可以用这两类磁体组合成四种磁场，其组合方式如表格一：

表格一：组成四种磁场的磁体种类及其组合方式

表中的“S广义永磁体”代表磁感应强度B沿着X轴正方向增强的永磁体。为此，用B依次增强的如铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、钐钴磁铁、钕铁硼磁铁沿着X轴正方向依次排列。也可以用不同磁感应强度的沿X轴正方向增强的磁性涂料或磁性油漆形成梯度的磁场。

“S广义电磁体”代表这种电磁体线圈的匝数是非均匀的，即单位长度上线圈的匝数沿着X轴的正方向逐渐增加，从而形成空间上沿着X轴正方向逐渐增强即有梯度的磁场。

“P广义电磁体”代表广义电磁体中的电流是上述图11中的脉冲形式。

“S和P广义电磁体”代表这类广义电磁体既是单位长度上线圈匝数沿X轴正方向逐渐增加即磁感应强度沿着X轴正方向增强、而其中的电流又是上述图11中的脉冲形式。

当出现广义永磁体和P广义电磁体组合时，由于有广义永磁体的磁场持续存在，就会出现图11中当P广义电磁体中电流为0时，此时的磁感应强度仍然为大于0的B_永磁值了。

上述的八种磁体，和“S广义永磁体”、“S广义电磁体”“P广义电磁体”、“S和P广义电磁体”对于大直径的气体通道3和多根并列的小直径磁力管19都是通用的。

此外，由于“铝镍钴磁铁…工作温度可高达600℃以上”。摘自“http：//baike.***.com/link？url＝VfeiTHbBDkjBm73WdltIRRxnSshI3KSswQzeS9FbXVUQc9LGV59JfC3ZH2x_KG-X磁铁”。而上面已经证明了在图1中的磁场中，气流的径向温度和压强将大幅度地下降，故只要温度低于600℃，永磁体就能保持其磁性。

本发明的目的二中的枪械和目的三中的火炮的实施方式有共同之处：在包括金属风暴武器***在内的枪、炮的身管外面包有如表格一中所述的各类圆筒形磁体；或者直接将身管磁化，或者用表格一中所述的各类磁性材料及其组合来制造身管。

由于枪炮都是脉冲式工作的，只有射击的时间内才需要磁场。为了提高身管内的磁感应强度，在使用广义永磁体的基础上，很可能同时要加入广义电磁体，但也要节约后者的耗电量。那么，就用与枪炮的击发机构同步的开关控制广义电磁体中的电流：只有在击发的时间内，才将上述的“S”或“P”或“S+P”型广义电磁体通电。为了实现这目的，有几种方案：

方案一用机械方式：枪炮的机械击发机构与一个能同步控制广义电磁体的电开关相连：在击发的同时，广义电磁体通电。击发完毕后，弹簧将扳机复位，同时广义电磁体也断电。

参见图18：图中21为一个扳机，22为扳机的转轴，23为一个广义电磁体的电开关。图中实线为扳机的平常位置；当扳动扳机21击发时，它围绕转轴22旋转到图中的虚线位置，同时接触并接通电开关23，将广义电磁体通电。射击完毕后，扳机21在弹簧等机构的作用下，回复到原先位置，同时使电开关23断开，于是广义电磁体就断电。

方案二是用电磁铁直接带动撞针机构。参见示意图19：图中24为一个顶盖，25为一个套筒；26是一个带有台阶的击针，27为一个压缩弹簧；28是一个螺管式电磁铁；29是一个前盖。用这套装置代替枪炮的机械击发机构。需要击发时，电开关通电使电磁铁28通电并克服弹簧27推力的同时吸引击针26，使击针26伸出前盖29外，撞击底火。这过程即图中虚线所示26A的位置。电磁铁的电开关与控制广义电磁体通电的电开关同步：在击发的同时，让广义电磁体通电。击发结束后电磁铁28和广义电磁体同时断电，于是，击针26在弹簧27的作用下，回复到实线所示的位置。顶盖24、套筒25和前盖29起包容电磁铁和引导击针29运动的作用。图19所示的机构对于枪、炮是通用的，只是两者的尺寸有所差别而已。

方案三是用电点火来代替机械击发机构。据“http：//lt.cjdby.net/thread-293790-1-1.html万钧雷鸣我把关-火炮炮尾炮闩类型与结构”说，火炮的“击发装置可分为机械式和电点火式两种。……后者用电流加热金属丝引燃底火”。而机关炮特别是转管式机关炮，也用电点火。那么，将这些电点火装置与广义电磁体的开关同步：在电点火的同时，打开广义电磁体的开关，使身管中有磁场；一旦点火结束，就断开广义电磁体的开关，以节约电能。

当然，上述三种枪炮中都需要配备广义电磁体的电源、控制、电路等有关的零部件。

对于“金属风暴武器”***，由于它自身有电子线路和电子开关控制弹丸依次发射，故将这电子开关与控制广义电磁体通电的电开关同步。以实现每次发射的同时有磁场出现。

如上所述：本发明的目的四至目的七中相类似的装置分成了三大类，下面进一步将目的四至目的七中所有相类似装置的实施方式用表格二来表示：

表格二：目的四至目的七中所有装置的实施方式

关于表格二的几点补充说明：

一、关于进气道：由于上述各类喷气发动机和燃气轮机的进气道前面有一段没有零部件的空心圆环。故在空间和/或重量允许的条件下，在其中布置大直径的单个筒形磁体和/或多个平行的小直径磁力管。磁体显然能对进入的常温常压和/或低温低压的空气有积极的作用。

二、关于固体火箭，图20是一台固体火箭剖面的示意图。31为前盖；32为外壳；33是中空圆柱形燃料；34是燃气通道；35是个多孔的圆筒形磁体。磁体外包裹有多孔绝热材料，以隔绝从四周向中心流入的气流的高温。磁体是上面有许多通气孔的永磁体或S永磁体；或者是(套在一个多孔软磁材料外)的普通广义电磁体或S广义电磁体；后者能使磁感应强度沿着火箭尾部方向逐渐增强。这两种广义电磁体线圈的相邻导线之间有间隙，能让燃气通过这些间隙流向34；后再向尾喷管36喷气。30包括火箭的点火装置和两种广义电磁体的电流开关以及与磁体有关的电源及其控制部分、必要的超导线圈的冷却部件等。这开关与火箭的点火开关同步：火箭点火的同时将电流送到广义电磁体中。点火产生的气体流向圆心通过磁体上的通气孔进入磁体的磁场中，再向喷管36方向扩散。由于磁体能极大地抑制分子和/或离子径向的高温和高压，因此，进入磁体35中气流的温度较低，使得磁体能保持其磁性。

二、关于液体火箭：用于冷却喷管的液态燃料可同时用于冷却超导磁体。

三、关于收敛-扩张喷管(即拉瓦尔喷管)，参见图21：37为拉瓦尔喷管，一是将喷管的本身磁化、或者用磁性材料制造喷管。二是同时在它的超音速喷管段分布多个如图12～17中所示的小直径磁力管19。各管子头部与喷管37内部的曲面紧密结合，尽可能地让前面进来的气体进入各个磁力管19中。

四、第二种喷管：由于磁场对气流有抑制径向解放轴向的作用，能让气体分子向单一方向运动而且不会向径向扩张。于是就将磁性喷管做成直径前后相等或几乎不扩展的形状。

五、第三种燃烧室和喷管：将上述各类发动机的燃烧室和喷管直接连接成如图1中的一体，这样能将两者连接后磁体的总长度延长，加大L/Φ值，利于加速气流。

六、第四、五项中的燃烧室和喷管中同样可以分布多个如图12～17中的小直径磁力管。

七、关于喷气发动机的燃烧室：对于单管、环管和环形燃烧室，共同的实施方式是：在这三种燃烧室的内外套和火焰筒上包裹磁体；或者直接用磁性材料制造燃烧室的内外套和火焰筒。在空间允许时，在火焰筒中布置多根小直径磁力管19。当然，所有的磁体及其线圈须避开火焰筒外的通气孔、传焰筒等。这方案对折流式和回流式环形燃烧室都相同或相似。

九、关于等间距分布的多个引导气流的叶片：正如图10和“E”条所说：多个N极和S极互相平行同向排列的条形磁体能使得它们之间缝隙中的磁感应线基本上互相平行地分布。

十、关于蒸汽轮机中汽轮机与锅炉间输送蒸汽的管道和汽轮机上的进汽管道等：如上所述，凡是有蒸汽通过的管道，都应该使其磁化。方式一是用磁性管道代替原来输送蒸汽的工作管；二是将原来的工作钢管磁化。三是(如果直径等条件允许)，在输汽内管和汽轮机的进汽管中安装上述的多个并列的小直径磁力管19；并令其磁感应线沿着管道的长轴线方向。

本发明的目的八中的内燃机的实施方式是：将内燃机的气缸盖和气缸都磁化。对于干式气缸套，用能被磁化的材料制造后将其磁化；也可以直接用永磁材料制造它。还可以将这两种气缸套外面再包裹一圆筒形的广义电磁体，这磁体外还有一保护套；再将这“直径扩大的气缸套”装配到气缸体中。对于整体式气缸，将气缸体上的孔扩大后，再将上述“直径扩大的气缸套”装配到气缸体中。对于湿式气缸套，用与上述干式气缸套相同的三种方式磁化；并令其保护套有防水功能，再将这“直径扩大的气缸套”装配到气缸体中。当然，如果因为用了磁体，使气缸不再需要用水冷、或者只需要风冷了；那也就无所谓湿式气缸套了。

如果这装置中用广义电磁体，除了配备电磁体电源、电路等外，电磁体的开关还须与发动机的作功冲程同步：当汽油机火花塞点火或柴油机喷嘴喷油的同时打开电磁体的电开关。

为了加强磁场，有方式二：参见示意图22：将气缸盖上的火花塞或喷油嘴延长成一段直径很小且长度远大于其直径即L/Φ比很大的圆筒形气体通道39，并选择表格一中的磁体在通道39中产生磁场。气体通道上面是汽油机的火花塞或柴油机的喷油嘴38。40是气缸盖，41是气缸套，42是活塞环；43是活塞；活塞上面的双向箭头代表活塞43的上下往复运动。当活塞43向上压缩可燃混合气时，必将同时压缩通道39中的混合气。由于通道39的半径和容量都很小，故它的存在对于混合气压缩比下降的影响很小。当火花塞点燃通道39和气缸盖40中的混合气、或者柴油混合气达到自燃温度时，混合气就膨胀作功。由于磁场的作用，气体必将以极小的阻力和最高的速度推动活塞向下作功。同样，除了配备选用的广义电磁体的电源、电路等之外，广义电磁体的电源开关和点火机构必须同步工作。

还有方式三：直接将气缸改造成其长度远大于直径即L/Φ比很大的形式，同时将气缸盖和气缸都磁化。当然这就需要将气缸、活塞、曲柄连杆机构等进行相应的改造了。

本发明的目的九中“飞行器”的实施方式是：在各类飞行器所有接触气流的外表面沿着气流宏观流动方向平行分布若干条如表一中所述的各类磁体。图23是一枚火箭、导弹或其它有类似外形的飞行器的示意图：图中44为所述的飞行器，45为44表面的若干条磁体。

图24是一架飞机的示意图：46为这飞机，飞机46的机体、机翼、水平尾翼和垂直尾翼、甚至发动机的外表都沿着气流流动的长轴方向布满了平行分布的上述各类磁体45。

《基础》下册P37说：“激波相对于波前的气体而言，其推进速度必是超音速的。然而，相对于波后的运动气体而言，它……是亚音速的。”故除了上述磁体之外，在飞行器所有接触波前气体的部位布置强磁体，以便消除或削弱高速飞行产生的发热和/或激波阻力等。

由于附面层极薄，故也可以用磁性油漆、磁性涂料沿着气流方向涂布在飞行器外表面。涂布既可以是如图23、24中的多条磁体的平行分布，也可以是整个表面均匀分布的。

Claims (11)

1.一类磁体，它们包括“螺线管、亥姆霍兹线圈、电磁体、毕特磁体、脉冲场磁体、超导磁体”一类广义电磁体，和/或“永磁体、磁性涂料或磁性油漆”一类广义永磁体；其特征是：所述磁体的磁感应线与在其附近流动的流体的迹线或流线平行或它们之间的夹角λ＜p/2。

2.一类如权利要求项1所述的磁体，其特征是：所述的磁体为筒形或长条形；

筒形磁体的断面是圆筒形，或是矩形或是任何其它其它的外形；它们套在用于流体流动的筒形或其它外形的管道外面；或者由所述的各类筒形磁体直接制成用于流体流动的管道；

所述的筒形磁体是一根，也可以是其长度与直径比L/F值很大的多根互相平行而且并列成所需形状的磁力管；平行排列磁体的长度方向上有若干个前后固定面板(18)和(20)；

所述的长条形磁体可以是一根，也可以是若干根互相平行排列的多根；

此外，在与上述各类磁体的磁感应线相垂直的方向，可有可无地设置一个电场。

3.一类如权利要求项1或2所述的磁体，其特征是：所述的广义电磁体的线圈匝数是前后一致的，或者是沿着流体流动的方向逐渐增强的；广义电磁体线圈中的电流一种是稳恒电流；另一种是脉冲的电流：在T₁时间内是最强的电流i_max，而T₂时间内电流强度为0或是小于i_max的较小值i_min，......如此循环；上述各类磁体的组合方式如表格：

“S”代表B沿着X轴正方向增强；“P”代表广义电磁体中的电流是上述的脉冲形式；“S和P广义电磁体”代表这类广义电磁体既是磁感应强度沿着X轴正方向增强、而其中的电流又是上述的脉冲形式；上述的八种磁体和“S”、“P”、“S和P”磁体对于大直径气体通道和多根并联的小直径磁力管(19)都是通用的；

既可以用广义电磁体中的两种、三种甚至多种磁体所有可能的“组合”来叠加成上述表格中的四种磁场；也可以用广义永磁体中的两种、三种磁体组合成表中的前两种磁场。

4.一类利用权利要求项1、2或3所述磁体的枪械、火炮或金属风暴武器***，其特征是：它们三者的身管外面包有如权利要求项1、2或3所述的各类圆筒形磁体；或者直接将身管磁化，或者用如权利要求项1、2或3所述的各类磁体来制造身管；若使用广义电磁体，一是用机械方式击发：枪炮的机械击发机构与一能同步控制广义电磁体电流的电开关相连：击发时，广义电磁体通电；击发完，扳机复位，同时广义电磁体断电；

二是用电磁铁直接带动撞针机构：击发时，电开关通电使电磁铁通电吸引击针，使其撞击底火；击发的同时，广义电磁体通电；击发结束后电磁铁和广义电磁体同时断电；

三是用电点火代替机械击发机构：电点火装置与广义电磁体的开关同步：点火的同时，打开广义电磁体的开关；点火结束，断开广义电磁体的开关。

5.一类利用如权利要求项1、2或3所述的磁体的各类火箭发动机、火箭弹、喷气冲压发动机、加力燃烧室、脉冲爆震发动机、涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机的喷管、火焰喷射器喷嘴；涡喷、涡扇、涡桨、涡轴发动机和燃气轮机的火焰筒；这四类喷气发动机进气道中一段无压气机的部分；脉冲爆震发动机的进气道、爆震室；汽轮机与锅炉间的输汽管道和汽轮机的进汽管道等；其特征是：它们所有的气流通道外面都套有如权利要求项1、2或3所述的磁体；或者直接用磁性材料做成气流通道；和/或在气流通道中有如权利要求项2所述的L/F值很大的多根互相平行而且并列成所需形状的磁体；或将蒸汽管道磁化，或用各类磁性管道代替原来的蒸汽管道；同时配备广义电磁体的电源、与各脉冲运行的装置同步的电开关；对于附加超导磁体的液体火箭，液态燃料围绕超导磁体材料的管道流动。

6.一种如权利要求项5中所述的固体和液体火箭发动机、火箭弹；喷气冲压发动机、喷气加力燃烧室、脉冲爆震发动机的喷管；涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机的喷管、燃烧室和火焰筒，燃气轮机中的燃烧室和火焰筒，火焰喷射器的喷嘴；其特征是：对收敛-扩张喷管，一是将喷管本身磁化、或者用磁性材料制造喷管；并同时在其超音速喷管段分布多个小直径磁力管(19)，各管子头部与喷管内部的曲面紧密结合；二是喷管为直径前后相等或几乎不扩展的外形；三或者是它们的燃烧室与喷管连接成一体且直径前后相等；

后面两种燃烧室和喷管中同样可以分布多个小直径磁力管(19)。

7.一种如权利要求项5中所述的固体火箭，其特性是：在火箭燃料的中空管道中有多孔的圆筒形磁体，磁体外面包裹有多孔绝热材料，磁体或者是上面有许多通气孔的永磁体或S永磁体；或者是(套在一个多孔软磁材料外)的普通或S广义电磁体；广义电磁体线圈的相邻导线之间有间隙；还有点火装置和广义电磁体的电流开关以及与磁体有关的诸如电源及其控制部分、必要的超导线圈的冷却部件等；磁体的电流开关与火箭的点火开关同步。

8.一类附加如权利要求项1、2或3所述磁体的涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机和燃气轮机中的进气道、火焰筒，喷气冲压发动机和超音速燃烧冲压式发动机中的锥体定子，涡轮风扇发动机的机匣和内外涵道；其特性是：它们的气流通道外面都有权利要求项1、2或3所述的磁体，而将锥体定子和内外涵道磁化，或者直接用磁性材料做包括锥体定子和内外涵道的所有气流通道；并且见缝插针布置多个并联的小磁力管(19)。

9.一类利用如权利要求项1、2或3所述的磁体的涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机和燃气轮机中的进气导向叶片、压气机静叶、压气机出口导向叶片、火焰筒涡流器、火焰筒涡轮导向器叶片、涡轮静叶；冲动式和/或反动式汽轮机中的喷嘴(组)、隔板和隔板套；静叶环和静叶持环、导向叶片等零件；其特征是：各零件被磁化；或者用与各个零件外形相同的广义永磁体或者广义电磁体代替各个零件，并配备广义电磁体的电源、开关、超导磁体的冷却***等所有必要的附件。

10.一种利用如权利要求项1、2或3所述的磁体的汽油机和/或柴油机，其特征是：它们的气缸盖和气缸都是磁性的；干式气缸套被磁化，或用永磁体制造它；或将这两种气缸套外包裹广义电磁体，磁体外有一保护套；再将这直径扩大的气缸套装配到气缸体中；将整体式气缸上的孔扩大后以便容纳这直径扩大的气缸套；湿式气缸套用与干式气缸套相同的三种方式磁化；并令其保护套有防水功能，再将这直径扩大的气缸套装配到气缸体中；

和/或气缸盖上有一段细长其L/F值很大的磁性气体通道，通道顶部有火花塞或喷油嘴；

或者直接将气缸改造成L/F比很大的形式，同时将气缸盖和气缸都磁化；

各方案中广义电磁体的开关与汽油机的火花塞点火开关或柴油机喷油泵喷油开关同步。

11.一种配备有如权利要求项1、2或3所述磁体的飞行器，汽车和/或列车，水翼船和/或气垫船等各类在大气中高速运动的装置，其特征是：它们所有与气流接触的外表面沿着气流宏观流动方向平行分布着若干条磁体；和/或磁性油漆、磁性涂料；油漆或涂料的涂布是平行的多条或整个表面均匀分布的；各装置中首先接触气体的前面各部件上配备强磁体。