座椅发动机的刚体内力

座椅发动机的刚体内力
         ——为何以二阶杠杆标示创新
作者：屈习生    工作单位：无任职单位     通讯居住地址：陕西省咸阳市咸兴东路7号陕广生活小区   邮编：712099
理论力学中，受力情况下保持形状和大小不变的物体称为刚体；或许有理由认为，虽然物体的形状和大小主要与刚体承受的外力有关，是否存在刚体承受的内力也是不容忽视的力学研究内容。
之所以认为有一定必要研究刚体内力，原因在于存在飞机之类薄壳机械，存在附图下左图描述的对称座椅发动机之类框架机械；只要薄壳机械不变型、不改变大小，没有理由否定薄壳机械是刚体；同样的情况，框架机械不变形，不改变大小，也没有理由否定框架机械是刚体。并且无论怎样，飞机作为薄壳机械，内部有很多运动状态的内在物体；对称座椅发动机作为框架机械，它的框架内外也有一些依附框架、并与框架一起构成框架机械的物体（构件）。力是物体间的相互作用，既然存在诸如此类的薄壳机械和框架机械，就没有理由否定刚体内力的存在，没有理由不进行刚体内力的研究。
根据以上论述或许会产生这样一个疑问：假如认为存在刚体内力，为什么以往的理论力学研究没有明确区分刚体外力和刚体内力？
或许只能如此回答为什么以往的理论力学研究没有明确区分刚体外力和刚体内力：以往的力学理论否定永动机的存在，近些年学术界必须在承认或否定永动机存在之间做出选择了，明确刚体内力的存在就成为无法避免的学术问题了。从另外一个角度论述，就是以往的力学理论研究没有涉及无限能环境理论，必须认真对待永动机问题的21世纪20年代，无法回避无限能环境理论的出现了。——较为具体的说，不明确区分刚体外力和刚体内力，按照习惯了的方法简单的建立刚体的概念，原因在于不涉及永动机的力学理论研究，刚体内力和刚体外力都是有限多的刚体力；涉及永动机的力学理论研究，刚体内力和刚体外力涉及的机械运动过程，具有的刚体力无限多。结合附图描述的对称座椅发动机作为对象进行论述，对称座椅发动机的电磁铁用柴油发电机作为电源，柴油消耗干净，对称座椅发动机就停止运动，成为刚体内力不存在的对称座椅发动机了；对称座椅发动机用杠杆永动机发电机作为电源，可以在平滑的圆周轨道上永久运动，如同刚体内力永久存在的对称座椅发动机。比较这两种类型的对称座椅发动机的运动，当然有理由结论说，不可以忽视刚体内力的存在。
明确刚体内力的存在之后，还有必要指出，进行以上论述的目的，不是为了建立抽象的力学理论概念，而是为对称座椅发动机使用的二阶杠杆是创新发明得到理论依据。
二阶杠杆大约出现在20世纪或更早一些的过往世纪，但从前没有二阶杠杆的名称，并且在二阶杠杆的名称建立之后，类似对称座椅发动机使用的二阶杠杆的机械构件，实际上不是大学工科教科书描述的简单结构的两组杠杆，而是附图下左图描述的那种结构的，两组杠杆依附框架构成的、能够以理论上的最短长譬产生明显大的杠杆力的杠杆机械。
有足够理由认为，依附框架设置的，由一阶杠杆和二阶杠杆构成的杠杆机械，由二阶杠杆放大一阶杠杆力的杠杆机械，属于新型杠杆机械属于创新发明。
理所当然，属于新型杠杆属于创新发明的杠杆机械，必须依附框架才能和其他构件一起成为对称座椅发动机。另外一方面，或许还有必要指出，附图上左图描述的那样，属于对称座椅发动机的杠杆构件的，套在称为加力杠杆的一阶杠杆、和称为电磁力杠杆的二阶杠杆之间的连接索绳外面的索绳套构件，可以是塑胶或橡胶之类材料制作的索绳套，也可以是弹簧钢丝密集缠绕成型的弹簧索绳套。无论怎样，由一阶杠杆和二阶杠杆构件联合组成的杠杆机械，没有合用的连接索绳组件，不依附（设置）在框架上不能很好的产生力放大作用，不足以成为创新机械。
毫无疑问，认为某种机械是创新发明的理由，在理论性的论述之外，不可以不论述此种机械的实际应用。作为一阶杠杆和二阶杠杆依附在框架上，具有实用性的具体例子，是右上图和右下图描述的那样，比较客机的机翼内设置座椅发动机，与客机的机翼上设置涡轮发动机的力学特点。
机翼对称，机翼内的对称座椅发动机的合力是刚体的同向平行力的合力，但单部对称座椅发动机的分力是二阶杠杆力。
将客机看成刚体，下右图所示位置设置的两部涡轮发动机作用在客机上的推力数值是同向平行力合力的数值。
确立了刚体内力的存在之后，有理由认为客机机翼内设置的对称座椅发动机，产生的推力可以和机翼上设置涡轮发动机产生的推力相比较。
能够进行跨洋飞行的大型客机，现阶段主要是美国波音飞机公司和欧盟的空中客车，在客机的机翼内设置对称座椅发动机，或许有条件实现中型客机的跨洋飞行。
座椅发动机对很多人还是陌生的发明，它的结构示例之一是左下图描述的具有对称结构的对称座椅发动机。设置具有二阶杠杆结构的杠杆机械，左下图描述的对称座椅发动机，由于理论上杠杆的制作长度短，在飞机的机舱中可以设置多部，还可以设置在机翼部位。
附图下左图描述的、对称座椅发动机的机械原理结构简图上，00标示用途是通过滑轮和滑轮索绳等构件转换放大垂直和水平方向作用力的，下末端设置了与电磁力杠杆连接的索绳套等构件，上末端用杆索绳紧固固定了滑轮索绳的加力杠杆；01标示用途是为力向滑车定位，上下对称固定在力向滑车的外框部位，能够在总机架的轮约束板部位滑动的滑车横向轮；02标示用途是为滑轮定位，一端固定在总机架（框）的前部位，另一端固定了滑轮的滑轮架；03标示一端固定在总机架（框）上，另一端约束了加力杠杆的杠杆支架；04标示用途是将滑轮索绳固定在加力杠杆的短臂端的杆索绳紧固；05标示具有为滑轮索绳定位的作用，自由端与滑轮索绳接触，定位端固定在总机架（框）上的紧索绳板簧；06标示用途是通过滑轮将垂直方向的作用力转换为水平方向作用力，水平端用索绳架固定在力向滑车内部，垂直端用杆索绳紧固固定在加力杠杆短臂端部位的滑轮索绳；07标示设置了总机架（框）的总机架；08标示用途是通过滑轮将来自滑轮索绳的垂直方向作用力转换为水平方向作用力的滑轮；09标示用途是将力向滑车具有的水平推力传递到总机架的力均衡组件；10标示用途是将滑轮索绳的水平端固定在力向滑车内部的索绳架；11标示用途是通过滑车纵向轮和滑车横向轮约束力向滑车运动的轮约束板；12标示用途是将加力杠杆和电磁力杠杆（二阶杠杆）放大的电磁铁力传递到总机架，框外设置了滑车横向轮和滑车纵向轮以及力均衡组件，框内设置了索绳架的力向滑车；13标示用途是约束连接加力杠杆的长臂端和电磁力杠杆的短臂端的索绳的，套在索绳外面，能使索绳保持一定形状的索绳套；14标示用途是使力向滑车能够在轮约束板的约束下稳定运动，对称固定在力向滑车的外框部位的滑车纵向轮（滑车纵向力轮）；15标示固定在总机架（框）的靠近索绳套端，用来约束电磁力杠杆的磁力杠杆架；16标示带弯头端（短臂端）固定了与加力杠杆连接的，约束在索绳套内的索绳的，并且长臂端设置了承受电磁铁吸引力的磁衔铁的电磁力杠杆；17标示产生的力是电磁铁吸引力，并且能够使它产生的吸引力通过加力杠杆和电磁力杠杆（二阶杠杆）等装置放大的电磁铁；18标示设置在电磁力杠杆的长臂端，用途是承受来自电磁铁的吸引力的磁衔铁。