真空飛氣球、金屬真空飛艇，有兩種設計方法，構成恰當大小球型和圓柱型真空腔,多個真空球有足夠升力,考慮表面壓力承受與真空腔體積大小的最佳最佳化設計。
基本介紹
- 中文名：真空氣球
- 外文名：Vacuum balloon
- 特點：不占有任何空間和位置
- 要求：這些材料往往還有高於鋼鐵10-100
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設計方法
1.高壓充氣環(類似汽車內胎,游泳圈),多個可構成球型和圓柱型真空腔， 這種方法有個最大優點是，非飛行時間可以收縮或收起，不占有任何空間和位置；材料可用高抗拉強度的輕質柔性材料，如：碳纖維，高分子，納米材料。
2.高強度固體輕質材料+現代結構設計方法(桁架結構),也能構成球型真空腔： 世界最輕質材料：這些材料往往還有高於鋼鐵10-100倍以上的強度如氣態石墨、氣凝膠 、世界最輕材料為壓不壞蒲公英絨毛。真空飛艇(vacuumairship)使用的硬質固體材料，主要承受的是壓力或壓應力，即使使用的是強度高輕質納米材料，甚至比空氣輕，但是往往這些材料承受拉應力能力很強，而不能承受過大壓應力且不變形。真空氣球的材料只承受拉力或拉應力，而且是均勻或均勻變化的，真空氣球還有另外一個特點就是可收縮，非工作時間停飛時不占任何空間或位置。
基本類型
圓柱
這種結構是由多個高壓充氣圓環型管,，上封罩布和下封罩布組成，形成圓柱型真空腔。也可以用高壓充氣球來封住上下圓連線埠。其顯著特點是所有使用材料均為高抗拉強度的輕質材料，其承受的是均勻連續的拉應力，不承受壓應力，集中力和力矩。
圓柱型結構雖然沒有球體積占有比大，但是更容易多個堆積排列，夠成升力更大的真空氣球組合體。
球型
有兩種結構方式：第一種方式是用數個水平的大小遞增的圓環型高壓充氣管緊密排列構成球型真空腔，加上垂直的內外圓環型高壓充氣管來加強牢固球型結構；第二種方式是，用數個水平和垂直的大小遞增的圓環型高壓充氣管，按一定間距排列來構成球型真空腔，球面也是用高抗拉強度的布材料覆蓋。單個真空腔球夠成真空氣球，其容積最大，飛行升力也最大。
環型
同樣大小的圓環型高壓充氣管，材料承受的拉應力是一樣的，但是環型結構的真空氣球所占有的真空腔容積，遠比球型結構的大，因此得到的飛行升力更大。
結構分析
航空飛行用真空氣球(Vacuum balloon)的結構分析
真空氣球的結構：是以圓環形狀的高壓充氣管為基本組件，來構造圓柱型,球型和環型真空腔，從而在大氣層內可以產生足夠的上升浮力進行飛行。圓環形狀的高壓充氣管使用的是高抗拉材料，可承受巨大的外部壓力，而材料本身只承受拉應力，因此適合來構成真空氣球的真空腔。
適應低空高大氣壓環境的低抗拉強度材料航空飛行用真空氣球(Vacuum balloon)的結構分析
由於真空氣球(Vacuum balloon)在低空飛行，要承受一個大氣壓的高壓，需要非常高的抗拉強度輕質材料，製造顯得非常困難，但往往上升浮力很大，低空智慧型飛行交通更是非常有意義的；真空氣球在高空飛行，空氣稀薄，大氣壓非常小，需要材料抗拉強度可以大大減小，但是上升浮力相對很小，當然我們可以再增加輔助動力來解決問題。
低空飛行真空氣球(Vacuum balloon)，我們可以這樣來降低製造難度，使用相對較低的抗拉強度輕質材料，具體方法描述如下：
我們知道人類想下海11000米深度比登天還難，同樣道理我們假設外來生物如果是生活在近零大氣壓環境，它們要從外太空透過大氣層登入到地球表面，也是極困難的。我前面的文章《怎樣打造海底最深載人潛艇》討論了深度潛海的問題，其主要提到三層分壓結構，依次有個梯度氣壓的遞減，這樣需要製造的材料大大降低，安全可靠性大大提高。
我們也可以用三層真空氣球(Vacuum balloon)結構，來分壓大氣壓，依次有個梯度氣壓的遞減，這樣便可以使用相對較低的抗拉強度輕質材料，大大降低製造難度和成本，增加飛行的安全可靠性。也許會認為三層結構會增加真空氣球的重量比，其實恰恰相反，因為最外層真空氣球的高壓環型管，假設充三個大氣壓，其夾層為2/3大氣壓；向內的第二層真空氣球的高壓環型管充二個大氣壓，其夾層為1/3大氣壓；向內的第三層真空氣球的高壓環型管充一個大氣壓，其內層既為接近0大氣壓的大容量真空腔了。
相對而言，一層結構的真空氣球其支撐外殼充氣層是三個大氣壓，密度大於地面空氣；而三層結構的真空氣球其支撐外殼是多夾層充氣層，肯定是平均遠低於三個大氣壓，實際上分配好完全可以低於一個大氣壓，密度低於地面空氣，本身就能在空氣中浮起。
