超光速率創(chuàng)新體系在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

林敦棋 林長(zhǎng)升

摘? 要：文章在簡(jiǎn)練托出航空航天領(lǐng)域面臨的三大新問(wèn)題之后;緊接著提綱挈領(lǐng)地介紹了超光速率創(chuàng)新體系可應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域的主要成果;然后以飛行器翼面結(jié)構(gòu)空間量子化切入，介紹了利用超光速率創(chuàng)新體系解決航空航天領(lǐng)域新課題的主要方略;最后盛情發(fā)出加強(qiáng)合作的請(qǐng)?zhí)?/p>

關(guān)鍵詞：空氣動(dòng)力學(xué);飛行器及機(jī)翼平面;雷諾數(shù);超光速率;互逆主義邏輯;動(dòng)穩(wěn)定性

Abstract： After briefly outlining the three new problems in the aerospace field， this paper briefly introduces the main achievements that the superlight rate innovation system can be applied to the aerospace field， and then cuts into the space quantization of the aircraft wing structure. This paper introduces the main strategy of using the superlight rate innovation system to solve the new problems in the aerospace field， and finally sends out invitations to strengthen cooperation.

引言

針對(duì)當(dāng)今諸多專(zhuān)家在國(guó)家級(jí)的期刊中提出的航空航天領(lǐng)域面臨的新問(wèn)題，可歸結(jié)為：（1）“空氣動(dòng)力學(xué)出現(xiàn)的新問(wèn)題”，該問(wèn)題引自周恒、張涵信兩位院士在2015年發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)》重要文章，他們指出“遇到新的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，如果我們不能在這方面有所突破，則在發(fā)展近空間高速飛行器時(shí)，將面臨嚴(yán)重的不確定性”[1];（2）“在設(shè)計(jì)研究近空間遠(yuǎn)程滑翔的高超聲速飛行器方面仍然存在許多挑戰(zhàn)，特別是對(duì)特定飛行條件下的流動(dòng)機(jī)理了解不清楚”，該問(wèn)題引自研究員葉友達(dá)在2018年發(fā)表的文章，其目的是要“實(shí)現(xiàn)高超速飛行器動(dòng)態(tài)穩(wěn)定飛行”[2];（3）針對(duì)上述的（1）、（2）問(wèn)題，33年前朱自強(qiáng)專(zhuān)家曾提出“虛擬氣體法”的重要猜想，以此來(lái)嘗試開(kāi)拓“無(wú)激波機(jī)翼平面的設(shè)計(jì)”[3]，卻至今未能解決。我們將上述三個(gè)問(wèn)題加以統(tǒng)一整體考量，并認(rèn)為可用超光速率創(chuàng)新體系加以解決。

1 超光速率創(chuàng)新體系

（1）本文提及超光速率并不排棄光速，其概念恰恰是：以濃縮宇宙質(zhì)量、能量、信息三大要素為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)體系。并確立以超光速率體系為載體;可加載大于1以上的且含光速在內(nèi)及其所有大于1的任何自然速度。融合傳統(tǒng)科學(xué)且在自然科學(xué)領(lǐng)域中再度創(chuàng)新。我們從超光速率體系應(yīng)用出發(fā)得出解決該問(wèn)題的相關(guān)方法和我們的創(chuàng)新攻略。

（2）超光速率單項(xiàng)式簡(jiǎn)述為：10之e次方再疊加上f（x）次方。e=2.71828...自然常數(shù)。

（3）“互逆主義邏輯”蘊(yùn)含。我們通過(guò)四十多年研究，創(chuàng)造了超光速率基礎(chǔ)數(shù)學(xué)，該數(shù)學(xué)體系中還有一個(gè)重要數(shù)理特征：因其數(shù)式結(jié)構(gòu)中設(shè)置含有“互逆主義邏輯”[4]的結(jié)構(gòu)：在（1）式中的D式中的指數(shù)結(jié)構(gòu)中有e，在L式中的指數(shù)結(jié)構(gòu)中有l(wèi)nx。顯然指數(shù)e與對(duì)數(shù)lnx兩者是構(gòu)成“一對(duì)互逆的運(yùn)算”。類(lèi)似的在自然科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域中例子很多、比比皆是、舉不勝舉。以飛行原理中即有：考察機(jī)翼在空氣流場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程，文獻(xiàn)[5]劉星等編著的“飛行原理”書(shū)中指出：“超音速氣流流過(guò)翼面，在機(jī)翼前緣的下面產(chǎn)生激波，而在前緣的上面產(chǎn)生膨脹波。隨后，機(jī)翼前緣使氣流分解為沿著上、下表面均不斷加速產(chǎn)生一系列膨脹波。最后，氣流在機(jī)翼后緣重新匯合而向后流去”，流場(chǎng)中所產(chǎn)生的這種“分解”與“匯合”恰好是一對(duì)互逆過(guò)程。再如飛機(jī)的“起飛”和“降落”即是一對(duì)再簡(jiǎn)單不過(guò)的互逆過(guò)程?；ツ孢^(guò)程亦是自然界普遍存在的基本規(guī)律。那么這些基本規(guī)律現(xiàn)象皆蘊(yùn)含在我們的超光速率數(shù)學(xué)模式中。

通過(guò)廣泛的應(yīng)用我們已經(jīng)發(fā)表了重要核心論文16篇。有的被雜志社專(zhuān)家直接安排在應(yīng)用與開(kāi)發(fā)欄目中刊登，至今我們已取得不少的科研成果！曾經(jīng)得到了有關(guān)部門(mén)的專(zhuān)家肯定和表彰?！蹲匀豢茖W(xué)》編輯部專(zhuān)家針對(duì)我們接連投送來(lái)的《超光速率模式迎來(lái)信息科學(xué)突破性進(jìn)展》和《觸摸宇宙能量?jī)?nèi)核》這兩篇論文審查后認(rèn)為“您們辛勤的勞動(dòng)將會(huì)對(duì)整個(gè)自然界有一個(gè)新的起征點(diǎn)”[6]，我們?cè)俳釉賲?，參考了五千多篇有關(guān)飛行器、機(jī)翼的文獻(xiàn)，下載兩千多篇論文進(jìn)行攻關(guān)研究。本文即是我們所取得重要的發(fā)現(xiàn)。

（4）我們應(yīng)用超光速率數(shù)學(xué)還包括成功研制出六維數(shù)學(xué)方程體系，其中巧妙地濃縮著相對(duì)論中的E=MV2（即質(zhì)能平方公式，）邏輯運(yùn)算程序和運(yùn)算技巧，濃縮著我們已所掌握的宇宙三大要素規(guī)律和最重要的最根本的“科學(xué)基因”。具有自然科學(xué)中的量子場(chǎng)表達(dá)特征。依此我們能應(yīng)用我們的數(shù)學(xué)模式可靠地進(jìn)行各類(lèi)飛行器和機(jī)翼設(shè)計(jì)?；趯?zhuān)家們提供的蜻蜓雷諾數(shù)Re相應(yīng)四個(gè)數(shù)據(jù)450、800、900、1000[7]。再依據(jù)上式（1）、（2）、（3）的數(shù)理運(yùn)算即可簡(jiǎn)捷利索地刻畫(huà)出相對(duì)應(yīng)的機(jī)翼平面圖形，與朱自強(qiáng)專(zhuān)家“無(wú)激波后掠翼的機(jī)翼平面模型圖”吻合，實(shí)現(xiàn)了他一直以來(lái)歷經(jīng)三十三年的研究、曾在《航空學(xué)報(bào)》1988年提出的“虛擬氣體法”的重要猜想，我們?yōu)榇碎_(kāi)劈出一條新的研究途徑！即一旦掌握昆蟲(chóng)蜻蜓雷諾數(shù)，憑借超光速率創(chuàng)新體系，即可將“蜻蜓身上撲翼”轉(zhuǎn)換成為“飛機(jī)上固定翼”！其意義在于從此開(kāi)啟了航空航天科技再度實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性跨越的新航程。

2 飛行器翼面結(jié)構(gòu)空間量子化

（1）我們從《中國(guó)知網(wǎng)》下載的兩千篇航空航天的文獻(xiàn)中，研究發(fā)現(xiàn)并得出結(jié)論：認(rèn)為無(wú)論是仿生優(yōu)秀飛行家蜻蜓和鴿子鳥(niǎo)還是從傳統(tǒng)的超高音速三維飛行器的所有翼面設(shè)計(jì)中，我們模索出一條科學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)律且可以證明：飛機(jī)機(jī)翼平面上的一對(duì)“對(duì)角和”，或三維飛行器的“兩鄰角和”的數(shù)據(jù)必定要具備其特定的“最優(yōu)量子化”數(shù)學(xué)關(guān)系的才算是占地最省空間的最佳設(shè)計(jì)方案，簡(jiǎn)稱(chēng)“兩角和定理”即為：2arc cos（1/3）=141.05756度。有了該定理則即能最終徹底解決上述專(zhuān)家們提出的問(wèn)題（2）“實(shí)現(xiàn)高超速飛行器動(dòng)態(tài)穩(wěn)定飛行”。

近年來(lái)，隨著“廣義相對(duì)論”應(yīng)用的不斷深入發(fā)展，物理學(xué)家俞允強(qiáng)提出“如果介質(zhì)是相對(duì)論行的，即粒子熱動(dòng)能ρ大于靜能P，則有P/ρ=1/3.這種介質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為輻射” ，那么輻射即為耗散。于是近年來(lái)學(xué)術(shù)界掀起“廣義熱力學(xué)動(dòng)態(tài)優(yōu)化”的研究思想和研究熱潮，進(jìn)而有學(xué)者夏少軍提出“廣義流傳遞過(guò)程的廣義耗散最小化”[9]。于是我們即刻聯(lián)想到上式比值（靜能比動(dòng)能為1/3）即為廣義耗散最小化的點(diǎn)。說(shuō)到這里如果要想把這個(gè)現(xiàn)代物理研究思想推廣到傳統(tǒng)的航空航天領(lǐng)域及其空氣動(dòng)力學(xué)研究上來(lái)，那么就會(huì)反而發(fā)現(xiàn)和遇上傳統(tǒng)空氣動(dòng)力學(xué)中的數(shù)學(xué)構(gòu)造滯后，即所表現(xiàn)出來(lái)的無(wú)能為力！所以有關(guān)廣義流和廣義耗散最小化的設(shè)置即未能連接上去。因?yàn)檫€有一句很重要的條件現(xiàn)在我們必須予以揭開(kāi)：因?yàn)椤坝钪鎰?dòng)力學(xué)只能以廣義相對(duì)論為基礎(chǔ)的原因”！推知前者“近空間的空氣動(dòng)力學(xué)”與后者“宇宙動(dòng)力學(xué)”相比，豈止是“小巫見(jiàn)大巫”。進(jìn)而可知我們的超光速率基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模式早就已經(jīng)進(jìn)入到“宇宙的信息、質(zhì)量和能量三大要素的再度統(tǒng)一”領(lǐng)域中來(lái)了，其中“10之e次方”可以定義為“宇宙三要素的通項(xiàng)式”。那么有了該“通項(xiàng)式”實(shí)現(xiàn)上述前后兩者的相互接軌正如“水到渠成”。簡(jiǎn)而述之“超光速率基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模式已經(jīng)進(jìn)入到廣義相對(duì)論的學(xué)術(shù)軌道上來(lái)了”，其一系列新成果：如兩角和定理、有了蜻蜓雷諾數(shù)即可刻畫(huà)出無(wú)激波后掠翼機(jī)翼平面圖形來(lái)，等等，而且其它新成果也自然而然地跟著吻合上來(lái)了。省去不必要進(jìn)行反復(fù)多次的“風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)”所帶來(lái)的麻煩，且節(jié)約設(shè)計(jì)成本。

再舉一例：根據(jù)2018年11月葉友達(dá)專(zhuān)家文獻(xiàn)指出：“2010年和2011年美國(guó)進(jìn)行的HTV-2兩次飛行試驗(yàn)均遭遇失敗說(shuō)明了近空間高超聲速飛行存在很難解決的一些氣動(dòng)問(wèn)題”。我們亦用上述六維方程究其原因，認(rèn)為其即是沒(méi)有按照上述所論證的一條科學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)律“兩角和定理”來(lái)進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)而造成的！因此就造成其雷諾數(shù)設(shè)計(jì)無(wú)法精準(zhǔn)到位?，F(xiàn)在我們以超光速率模式體系即可得到其所要重新端正過(guò)來(lái)的正確雷諾數(shù)數(shù)據(jù)，有待垂詢(xún)。

（2）規(guī)避“通信黑障”。經(jīng)論證：該六維數(shù)學(xué)體系方程同時(shí)亦能自然“規(guī)避通信黑障法而設(shè)計(jì)”，從而所經(jīng)設(shè)計(jì)的飛行器，其特征在“動(dòng)穩(wěn)態(tài)飛行”中亦可自然性地規(guī)避“通信黑障”，確保通信順暢安穩(wěn)返程。雖然林敦棋在電信公司四十年干的即是電信通信機(jī)務(wù)，但飛行器在天上執(zhí)行通信效果乃有待驗(yàn)證。我們以“自然性地規(guī)避”方法比起袁忠才學(xué)者發(fā)表的《飛行器再入大氣層通信黑障的消除方法》[10]所介紹的六種方法都更加有意義，能從根本上規(guī)避和可靠解決“通信黑障問(wèn)題”。

（3）其它還有更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目臻g動(dòng)力學(xué)及其自然性規(guī)律正期待我們共同來(lái)驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)。

3 結(jié)束語(yǔ)

飛行器是國(guó)之重器，機(jī)翼平面設(shè)計(jì)是重中之重。而流場(chǎng)是宏觀的且客觀存在的，流場(chǎng)中所產(chǎn)生的“分解”與“匯合”正恰好是一對(duì)互逆過(guò)程，我們最高目的實(shí)現(xiàn)“動(dòng)穩(wěn)定性”和安全返程。整個(gè)輸運(yùn)過(guò)程必然包含著“起飛與降落”其完整的互逆的過(guò)程。那么仿生中的蜻蜓雷諾數(shù)Re是與大自然和諧。所以我們的數(shù)學(xué)模式理應(yīng)包含和蘊(yùn)含有與大自然和諧的這些重要的內(nèi)在規(guī)律性，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)“從昆蟲(chóng)撲翼到飛機(jī)固定翼的科學(xué)的微妙變換”，才能去迎合客觀的流場(chǎng)。所以，只有發(fā)展超光速率數(shù)學(xué)模式才能達(dá)到這個(gè)要求，通過(guò)本文弄清了現(xiàn)有傳統(tǒng)數(shù)學(xué)落后于現(xiàn)代航空航天科技快速發(fā)展的需要，這才是根本原因所在！于是呼吁廣大學(xué)者們必需迎頭趕上，掌握超光速率模式的全部?jī)?nèi)涵：其并不排棄光速，其概念恰恰是：以濃縮宇宙質(zhì)量、能量、信息三大要素為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)體系。并確立以超光速率體系為載體;可加載大于1以上的且含光速在內(nèi)及其所有大于1的任何自然速度。只有這樣才能與傳統(tǒng)科學(xué)相融合并推動(dòng)其繼續(xù)快步的向廣義相對(duì)論延伸發(fā)展，還有一個(gè)任務(wù)是力圖探索和推進(jìn)宇宙動(dòng)力學(xué)在航空航天及其未來(lái)“宇航”中的新應(yīng)用。正如長(zhǎng)江后浪推前浪一樣，也一定能在繼續(xù)推進(jìn)發(fā)展的過(guò)程中再度獲得新成果。我們真誠(chéng)期待有志之士合作參與開(kāi)發(fā)。

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