航空飞行用真空气球(Vacuum balloon)的结构分析文•小易摘要：用两种设计方法，构成恰当大小球型和圆柱型真空腔,多个真空球有足够升力,还 需要考虑表面压力承受与真空腔体积大小因素： 1.高压充气环(类似汽车内胎,游泳圈),多个 可构成球型和圆柱型真空腔， 这种方法有个最大优点是，非飞行时间可以收缩或收起，不 占有任何空间和位置；材料可用高抗拉强度的轻质柔性材料，如：碳纤维，高分子或纳米材 料；2.高强度固体轻质材料+现代结构设计方法(高强度轻质材料，泡沫金属，桁架结构),也 能构成球型壳体真空腔真空气球的结构：是以圆环形状的高压充气管为基本组件，来构造圆柱型,球型和环型 真空腔，从而在大气层内可以产生足够的上升浮力进行飞行圆环形状的高压充气管使用的 是高抗拉材料，可承受巨大的外部压力，而材料本身只承受拉应力，因此适合来构成真空气 球的真空腔真空飞艇(vacuumairship)使用的硬质固体材料，主要承受的是压力，材料本身承 受的是压应力我们知道，埃及金字塔建造主要是靠构件几何堆积，构件呈四方体，主要承受压力或压 应力，这样的工程需要耗费大量的石材，可以想象其总重量是超级大的数据；中国古代的赵 洲桥，巧妙的采用拱型结构，尽管构件还是承受压力或压应力，但是轻巧得多，消耗石材量 可大比例的减少。
有趣的是要建筑高324米，重量才9000 吨的法国的埃菲尔铁塔，在古代 是不可想象的！这主要是归功与采用了绗架结构，其构件承受的是拉压力和弯矩力，而不仅 仅是压力，最有说服力的是现代桥梁设计杰作：斜拉桥，它最重要的构件钢索只受拉力现在有轻质纳米材料，甚至有比空气轻的气凝胶，这些材料的强度比钢的强度高十倍， 承受拉应力能力很强，而不能承受过大压应力且不变形真空气球的材料只承受拉力或拉应 力，而且是均匀或均匀变化的，真空气球还有另外一个特点就是可收缩，非工作时间停飞时 不占任何空间或位置我们下面讨论三种真空气球的结构：圆柱型，球型和环型结构的真空 气球1. 圆柱型结构的真空气球这种结构是由多个高压充气圆环型管，，上封罩布和下封罩布组成，形成圆柱型真空腔 也可以用高压充气球来封住上下圆端口其显著特点是所有使用材料均为高抗拉强度的轻质 材料，其承受的是均匀连续的拉应力，不承受压应力，集中力和力矩圆柱型结构虽然没有球体积占有比大，但是更容易多个堆积排列，够成升力更大的真空 气球组合体圆柱型真空臃高压充气球高压充气 圆环型管高压充气域图1.2圆柱型真空气球结构2OOQU00080n8UOOQUOOOOUO图1-1鬲柱型真空气球结构12. 球型结构的真空气球有两种结构方式，第一种方式是用数个水平的大小递增的圆环型高压充气管紧密排列构 成球型真空腔，加上垂直的内外圆环型高压充气管来加强牢固球型结构；第二种方式是，用 数个水平和垂直的大小递增的圆环型高压充气管，按一定间距排列来构成球型真空腔，球面 也是用高抗拉强度的布材料覆盖,这种结构,构件间存在点接触,产生集中力,容易出现危险。
单 个真空腔球够成真空气球，其容积最大，飞行升力也最大zz內充气鬲 环型管图2.1球型真空气球结构1外充气圆环型管、球型真空鷹高压充气圆 环型管球型真空魔下封罩上封罩高抗拉强度"横向充气* 圆环型管心纵向充气d圆环型管43. 环型结构的真空气球 同样大小的圆环型高压充气管，材料承受的拉应力是一样的，构成的环型结构的真空气 球所占有的真空腔容积，远比球型结构的大，因此得到的飞行升力更大4.结论很久以前，人们只认为木质的轮船能在江河，湖海上航行，钢铁是不能，事实证明这种 看法残酷的被历史淘汰，输的很惨同意人们一直期望能自由自在的飞翔，某种意义上我们 已经达到，要安全快速飞驰，2-3 小时能到达任何你想去的地方，这样神话，现在也是人们 非常期待的，你可能会想到，真空高速火车，同样你也应该想到，3 万米到5 万米的高空真 空飞行yijiqing)。