（奥秘篇一）飞行学升力机理的发展与未来：昆虫、 ...

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2015-11-13 23:31 上传

（奥秘篇一）飞行学升力机理的发展与未来：昆虫、大鸟、低速飞机、高超声速飞行器、未来飞碟，皆属空气动力学的世界？

创新可能是我们人类在宇宙中唯一生存的价值。。。
而至目前人类从来没能让一块水平放置的规则多边形或圆形的“薄平板”得到升力飞行在空中，更不要说碟形体或飞碟了，除非是“风筝”或飞船的大钟形返回舱以高超声速返回大气层，为什么现在的空气动力学升力机理不能做到？升力是什么回事有那些已有的东西又需要有何新的发现或创新么？

其实从物理方面去理解“升力”很容易，流体力学包括空气动力学有一半以上的事，是与“旋（漩）涡（vortex）”有关，很庆幸，大气层中低速飞行产生升力和阻力也主要是由各种空气旋涡产生，而一旦超过声速，就基本上是“激波”产生升力和阻力的世界了。

１图、而大自然中最大的空气旋涡就是“台风”和“龙卷风”了，从台风的结构可以容易了解，台风是地球的两个不同半球的气流受力（科氏力）向中心挤压而成，其中心很奇特，比如其中心有一个“中心无风低压区”，这是由于其侧壁的高速旋转的圆管形的气流柱的“粘性”，大量“吸附（或剪切或诱导）”了中心的空气进入侧壁流体而造成了低密度，而这个中心区边上的侧壁气流柱，是由于外部周围四面八方的低速来流向中心挤压，根据“角动量守恒定理”而加速到最大，形成了一个“涡核”，当然高速的流体沿圆周旋转就有一个所谓的“离心力”。

２图、昆虫的飞行速度可以最低，用拍翅膀居然可以长时间悬停而耗能很小，让人初看起来都觉不可思议，确实，初看去昆虫翅膀上的“旋涡”是一种“管形涡”，如是一根长螺线管的样子，当然这个长螺线管的涡也是有一个“涡核”。整个旋涡的高速旋转流动也有一个“离心力”对抗了上方的大气压力，或者说整个旋涡也形成了翅膀上表面的空气分子的低密度区，就是低压区就是升力。不过，昆虫翅膀上的这种管形涡到了后部想要离开边缘就要形成一个“下洗流”，初看起来这个下洗流居然有着强烈的旋转，而在阻力和效率方面上看是不好的现象，所以我们可以推理出，昆虫翅膀的下洗流最终是会把强烈的旋转必须消除掉的，这就造成了现实中昆虫的飞行和产生升力的最终效率，是高得可怕的。那么，昆虫翅膀的这个管形涡最终形成下洗流时是如何“消除旋转性”的呢？一种说法是“尾涡捕获”。。。


３图、来到了大鸟的滑翔和低速飞机及直升机等的升力机理了，大鸟翅膀的拍击产生升力也是有“旋涡”但更加复杂，为了简单化还是拿其滑翔时翅膀上的旋涡与低速飞机固定翼和直升机旋翼一起当作一种旋涡吧，不过这种机翼上的叫作“附着涡”，其是附着在向上凸起的表面的，也算是旋涡的一个圆弧段吧。这个附着涡是沿着圆弧段高速流过自然有“离心力”对抗了上方的大气压，其“涡核”因为有“黏性”而“吸附（或剪切或诱导）”了机翼表面的“附面层”附近空气分子一起流走了，使其密度降低就有了低压区就是升力产生了。当然机翼表面的旋涡剪切了大量的上方空气流向后下方，就有一个“下洗流”形成，从机翼前方来流到形成后方的下洗流，升力可以简单考虑成其在垂直方向的动量的变化量。

４图、超声速的飞机机翼，很多是三角翼有较大的后掠角和尖锐的前缘，而不像低速机翼那么平直和前缘钝圆，在起飞和降落的需要高升力的低速时段，可以以较大的迎角让机翼下部来流翻卷上去，形成另一种管形涡，此旋涡是有“主要核涡”，甚至还有“第二涡核”，自然流到机翼后缘也有“下洗流”，只是没有办法让其如同昆虫翅膀一样去“消除旋转性”，而仍保留着强烈的旋转，所以是白白浪费了很大的能量，阻力自然就很大了没办法。


５图、说到超声速甚至高超声速飞行的升力（包括阻力），那就与大尺寸的“旋涡”和“下洗流”没什么关系了，而是“激波”的世界（中低空的还有膨胀波）。超声速和高超声速的机翼可以等效于一个很薄的平板（似“风筝”了），飞行时有一个不大的迎角，来流流过有迎角的平板的上部形成“膨胀波”过后是膨胀的就得到加速，而下部形成了“激波”过后是减速的，激波后的空气分子密度和温度增加明显则下部形成高压区，就是主要的升力叫“激波升力”。而飞行速度越高（高超声速）下部的激波越倾斜越接近表面则会有一个压力或升力的突然大增现象，主要是激波是被压缩成了一层很薄的高密度高温高压力的空气分子，当然很多动能消耗成无用的大量热能是阻力的主要来源。高超声速飞行时好像是下部脚踩着一个激波在滑行，就像在水里的冲浪板的滑行，而如果是在大气层的高层与太空边缘，有导弹弹头或空天飞机可以一个波谷下降冲入大气层内得到高升力再一个波峰冲出大气层的跳跃式飞行，就像旋转的又薄又圆的石片在水面上不断“打水漂”，可以更有效更省能耗。

６图、现在飞行学的升力机理当然有很多不完美的地方，比如低速飞机机翼和直升机的旋翼对周围环境气流的变化太过敏有时候很不安全，而战斗机的气动受力部件在低速时效率也低，自然就有了利用或主动制造机翼上面“附着涡”的方法。在一个向上凸起的曲面吹气，气流会沿着圆弧面走一个大弯好像流体粘贴着固体表面一样，叫“附壁射流（科安达）效应”，其实也是“旋涡”现象。利用价值在于当用高速喷气流在凸起曲面吹出这种“附着涡”时，高速流动的旋涡因为黏性可以吸附（或剪切或诱导）大量外围空气一起变向流动形成大质量而较低速的“下洗流”，比发动机或风扇直接向下喷气的效率高一些，但也仅仅是高一些罢了，很多实践中想要以此达到垂直起降的实验飞行器甚至战斗机研究项目都失败了，最后还是用于普通固定翼飞机机翼上表面作“吹气增升襟翼”，是在低速时增加升力，提高起降性能。而在未来很可能广泛用于下一代的隐身战斗机上的各种气动部件上，用吹气来提高受力部件的侧向升力，让战斗机省掉了垂直尾翼和平尾，可以提高控制效率和隐身性能及减轻重量，一举多得，这样的下一代战斗机就是一个比较扁平的三角形石块，正是靠着强大的发动机而飞起来的砖头了。而想要像直升机的旋翼一样在360度各向同性产生升力并且提高抗剧烈上升和下降气流的影响，就只能把直升飞行器做成一个半球形。如图用风扇或螺桨或离心机向凸起的翼面吹气提高喷气的升力效率，当然效率提高也是有限，虽然外形有点像一个降落伞而提高了失去动力坠落时的安全性。但最烦恼的就是，如此巨大的迎风面积让其水平前飞的阻力似乎无限大了也无法平衡和稳定，事实上也许最重要的是，对其旋涡也仍然无法很好控制以对抗环境气流剧烈变化的影响，所以几十年来只能作为小无人机。

７图、除了利用低速机翼上表面的“附着涡”来增加升力外，自然也有了更多的利用昆虫翅膀上或大迎角三角翼上的“管形涡”来增升。比如在大三角主翼前面加“边条”或“鸭翼”，算是“涡流发生器”在低速大迎角飞行时产生了大型管形涡，来良性干扰主翼上附着涡的流动而间接的增加了升力，当然因其剧烈的旋转性最后不能消除，所以能量消耗和阻力仍然是很大的。为了完全控制升力面上的旋涡，上百年的不倦追求促进着推理性思考的新突破，在与高超声速飞行和隐身性有关的全新领域“电磁空气动力学”出现之际，终于出现了最适合低速及垂直升降飞行的可完美控制的“人工升力旋涡”，构形上看可以叫做“环形螺管涡”。其是将普通的管形涡的前头和尾巴相连接，不过全是电离的空气构成的整个旋涡，而且其流动是完全在复杂有序的强大磁场的控制之下的。而最可贵的是在于其有巨大的增加升力的潜力，用于垂直升降飞行有明显的完善处。

８图、首先，我们人类第一次可以在一个水平放置的相对规整（可以是多边形最好是圆形）的薄平板（边缘也没有上翘或下弯）上实现空气动力学的升力（当然我们更可以在一个圆锥面或球面上产生这种旋涡和升力），而过去我们用普通的吹气的附着涡及人造直筒圆管形的管形涡，都没有办法在这个薄平板上产生升力，关键是没法形成边缘的“下洗流”，可见形成下洗流对低速机翼产生升力也是一个关键。而我们早就知道“下洗流”是“旋涡”吸附（或剪切或诱导）上方空气形成“剪切流”，最后才在边缘向下流动形成“下洗流”的。其次，奇妙的是，我们构造的这个完美“环形螺管涡”，却有两个“涡核”，其“第一涡核”是在螺线管涡的流动管道内没什么奇怪的，但其“第二涡核”的出现是在这个螺线管形流体的首尾相连接起来以后在圆心中出现的，有点像“台风和其涡核”。而正是这个“第二涡核”为大力增加升力提供了无限可能，是最重要的第一个方面。因为我们可以在其中用一个高速旋转的磁场，即“中心旋转磁场”，将上方吸入“台风中心”的空气正电离子排挤向“第二涡核”的高速流动和有高黏性的侧壁流体，大大提高整个旋涡吸附（或剪切或诱导）周围空气的比率，仅此一点已经可以看出其增加升力的潜力之大。

９图、即是“电磁空气动力学”的领域，那么就是得进行极度的空气电离化和磁场控制化，作为电磁空气动力学的创新，就不会去逃避电离的耗能和低温超导磁场的高成本。在这个圆盘升力面内有形成磁场，和喷射电离空气并保持上方旋涡电离的各种构造和部件。比如，磁场是由两种“磁棒束”构成，一种是“固定磁场”另一种是“可旋转磁场”，在圆盘上由圆中心向外360度辐射性均匀分布的超导磁棒束所构成的是“固定磁场”，而在圆盘的中心由一圈垂直竖立的磁棒束是可以高速旋转的，当然其所构成的是一个“可旋转磁场”，正是圆盘中心这个可旋转磁场在高速旋转时可大大增加吸附上方电离空气的量从而增加升力和效率。其实让空气流和整个旋涡的电离也许是最重要的第二个方面，我们的假设是在圆盘的边缘用无数的“正离子喷口”，沿圆周切向水平喷出已经电离了的空气的射流，垂直切割盘面上的固定磁场。而为了保持上部的整个旋涡的电离和被吸附进来的空气流也被电离，则有必要在圆盘上有序排列无数的反向的“电子束喷枪”，是与正离子流沿圆盘旋转方向的反向喷出高速的电子束，去碰撞正离子流的，可保持整个旋涡的电离态。当然圆盘中心的“第二涡核”所要从上方吸附大量空气进入“台风中心侧壁流体”内以提高升力，就也要尽量电离这些空气，才能用旋转磁场控制，所以在圆盘中心也要向中心上方喷射高速电子束（也许还有高能激光）。

10图、而第三个最重要的方面，也许就是“第一涡核”在磁场中的形成。第四个最重要的方面也许是两种磁场（固定磁场和可旋转磁场）的构造和与电离流体的相互有机作用。我们在图示已经安排了两种磁场的理想构造，我们是从圆盘边缘用“正离子喷口”沿着圆周切向喷出已经电离的空气射流的，电离的正离子流体就开始切割固定磁场而受“洛伦兹力”向圆盘中心改变流动方向，在整个“环形螺管涡”的横切面上看，正离子流在磁场中的加速（改变方向），是一个从圆盘的外边缘表面底部——向圆盘中心——再向中心上方——再向外上方——再向外下方——回到圆盘外边缘，然后是一个不断迭代回旋的过程，正离子受磁场的洛伦兹力经过一个螺旋线形的压缩和加速过程，最后形成了“第一涡核”。这就像一个螺线管的首尾相接一样自然形成了整个“环形螺管涡”，正是因为这个“第一涡核”的形成，而在其内部中心部分的流体也会在两个磁场的夹缝中流动而受挤压加速形成了更强更明显的“第二涡核”。不过，主要可以看作是由整个“旋涡”的中心的“第二涡核”从上方吸入大量空气（其实漩涡别的上部和外部也对周围空气有不错的吸附或剪切或诱导作用），再混入整个旋涡中得到两个涡核所传导来的能量和速度，最后形成“下洗流”在圆盘的边缘排向下方。也许在旋涡中心被吸入的速度为零的正离子流体，一开始得到的速度是在水平面的旋转量为多，但是在磁场和旋涡内部流体的相互作用下不断改变速度方向，其在水平面的旋转量会减小而在垂直面的旋转量则增大，最后在圆盘的边缘形成“下洗流”向下方流走时其在垂直面上的速度是最主要的，也许其在水平面上的速度还有一点点，即“下洗流”最后还带一点“旋转性”和能量的浪费，但瑕不掩瑜。

所以这正是我们苦苦寻找了上百年，终于找到的近似完美的“升力涡”。

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（奥秘篇一）飞行学升力机理的发展与未来：昆虫、大鸟、低速飞机、高超声速飞行器、未来飞碟，皆属空气动力学的世界？

创新可能是我们人类在宇宙中唯一生存的价值。。。
而至目前人类从来没能让一块水平放置的规则多边形或圆形的“薄平板”得到升力飞行在空中，更不要说碟形体或飞碟了，除非是“风筝”或飞船的大钟形返回舱以高超声速返回大气层，为什么现在的空气动力学升力机理不能做到？升力是什么回事有那些已有的东西又需要有何新的发现或创新么？

其实从物理方面去理解“升力”很容易，流体力学包括空气动力学有一半以上的事，是与“旋（漩）涡（vortex）”有关，很庆幸，大气层中低速飞行产生升力和阻力也主要是由各种空气旋涡产生，而一旦超过声速，就基本上是“激波”产生升力和阻力的世界了。

１图、而大自然中最大的空气旋涡就是“台风”和“龙卷风”了，从台风的结构可以容易了解，台风是地球的两个不同半球的气流受力（科氏力）向中心挤压而成，其中心很奇特，比如其中心有一个“中心无风低压区”，这是由于其侧壁的高速旋转的圆管形的气流柱的“粘性”，大量“吸附（或剪切或诱导）”了中心的空气进入侧壁流体而造成了低密度，而这个中心区边上的侧壁气流柱，是由于外部周围四面八方的低速来流向中心挤压，根据“角动量守恒定理”而加速到最大，形成了一个“涡核”，当然高速的流体沿圆周旋转就有一个所谓的“离心力”。

２图、昆虫的飞行速度可以最低，用拍翅膀居然可以长时间悬停而耗能很小，让人初看起来都觉不可思议，确实，初看去昆虫翅膀上的“旋涡”是一种“管形涡”，如是一根长螺线管的样子，当然这个长螺线管的涡也是有一个“涡核”。整个旋涡的高速旋转流动也有一个“离心力”对抗了上方的大气压力，或者说整个旋涡也形成了翅膀上表面的空气分子的低密度区，就是低压区就是升力。不过，昆虫翅膀上的这种管形涡到了后部想要离开边缘就要形成一个“下洗流”，初看起来这个下洗流居然有着强烈的旋转，而在阻力和效率方面上看是不好的现象，所以我们可以推理出，昆虫翅膀的下洗流最终是会把强烈的旋转必须消除掉的，这就造成了现实中昆虫的飞行和产生升力的最终效率，是高得可怕的。那么，昆虫翅膀的这个管形涡最终形成下洗流时是如何“消除旋转性”的呢？一种说法是“尾涡捕获”。。。


３图、来到了大鸟的滑翔和低速飞机及直升机等的升力机理了，大鸟翅膀的拍击产生升力也是有“旋涡”但更加复杂，为了简单化还是拿其滑翔时翅膀上的旋涡与低速飞机固定翼和直升机旋翼一起当作一种旋涡吧，不过这种机翼上的叫作“附着涡”，其是附着在向上凸起的表面的，也算是旋涡的一个圆弧段吧。这个附着涡是沿着圆弧段高速流过自然有“离心力”对抗了上方的大气压，其“涡核”因为有“黏性”而“吸附（或剪切或诱导）”了机翼表面的“附面层”附近空气分子一起流走了，使其密度降低就有了低压区就是升力产生了。当然机翼表面的旋涡剪切了大量的上方空气流向后下方，就有一个“下洗流”形成，从机翼前方来流到形成后方的下洗流，升力可以简单考虑成其在垂直方向的动量的变化量。

４图、超声速的飞机机翼，很多是三角翼有较大的后掠角和尖锐的前缘，而不像低速机翼那么平直和前缘钝圆，在起飞和降落的需要高升力的低速时段，可以以较大的迎角让机翼下部来流翻卷上去，形成另一种管形涡，此旋涡是有“主要核涡”，甚至还有“第二涡核”，自然流到机翼后缘也有“下洗流”，只是没有办法让其如同昆虫翅膀一样去“消除旋转性”，而仍保留着强烈的旋转，所以是白白浪费了很大的能量，阻力自然就很大了没办法。


５图、说到超声速甚至高超声速飞行的升力（包括阻力），那就与大尺寸的“旋涡”和“下洗流”没什么关系了，而是“激波”的世界（中低空的还有膨胀波）。超声速和高超声速的机翼可以等效于一个很薄的平板（似“风筝”了），飞行时有一个不大的迎角，来流流过有迎角的平板的上部形成“膨胀波”过后是膨胀的就得到加速，而下部形成了“激波”过后是减速的，激波后的空气分子密度和温度增加明显则下部形成高压区，就是主要的升力叫“激波升力”。而飞行速度越高（高超声速）下部的激波越倾斜越接近表面则会有一个压力或升力的突然大增现象，主要是激波是被压缩成了一层很薄的高密度高温高压力的空气分子，当然很多动能消耗成无用的大量热能是阻力的主要来源。高超声速飞行时好像是下部脚踩着一个激波在滑行，就像在水里的冲浪板的滑行，而如果是在大气层的高层与太空边缘，有导弹弹头或空天飞机可以一个波谷下降冲入大气层内得到高升力再一个波峰冲出大气层的跳跃式飞行，就像旋转的又薄又圆的石片在水面上不断“打水漂”，可以更有效更省能耗。

６图、现在飞行学的升力机理当然有很多不完美的地方，比如低速飞机机翼和直升机的旋翼对周围环境气流的变化太过敏有时候很不安全，而战斗机的气动受力部件在低速时效率也低，自然就有了利用或主动制造机翼上面“附着涡”的方法。在一个向上凸起的曲面吹气，气流会沿着圆弧面走一个大弯好像流体粘贴着固体表面一样，叫“附壁射流（科安达）效应”，其实也是“旋涡”现象。利用价值在于当用高速喷气流在凸起曲面吹出这种“附着涡”时，高速流动的旋涡因为黏性可以吸附（或剪切或诱导）大量外围空气一起变向流动形成大质量而较低速的“下洗流”，比发动机或风扇直接向下喷气的效率高一些，但也仅仅是高一些罢了，很多实践中想要以此达到垂直起降的实验飞行器甚至战斗机研究项目都失败了，最后还是用于普通固定翼飞机机翼上表面作“吹气增升襟翼”，是在低速时增加升力，提高起降性能。而在未来很可能广泛用于下一代的隐身战斗机上的各种气动部件上，用吹气来提高受力部件的侧向升力，让战斗机省掉了垂直尾翼和平尾，可以提高控制效率和隐身性能及减轻重量，一举多得，这样的下一代战斗机就是一个比较扁平的三角形石块，正是靠着强大的发动机而飞起来的砖头了。而想要像直升机的旋翼一样在360度各向同性产生升力并且提高抗剧烈上升和下降气流的影响，就只能把直升飞行器做成一个半球形。如图用风扇或螺桨或离心机向凸起的翼面吹气提高喷气的升力效率，当然效率提高也是有限，虽然外形有点像一个降落伞而提高了失去动力坠落时的安全性。但最烦恼的就是，如此巨大的迎风面积让其水平前飞的阻力似乎无限大了也无法平衡和稳定，事实上也许最重要的是，对其旋涡也仍然无法很好控制以对抗环境气流剧烈变化的影响，所以几十年来只能作为小无人机。

７图、除了利用低速机翼上表面的“附着涡”来增加升力外，自然也有了更多的利用昆虫翅膀上或大迎角三角翼上的“管形涡”来增升。比如在大三角主翼前面加“边条”或“鸭翼”，算是“涡流发生器”在低速大迎角飞行时产生了大型管形涡，来良性干扰主翼上附着涡的流动而间接的增加了升力，当然因其剧烈的旋转性最后不能消除，所以能量消耗和阻力仍然是很大的。为了完全控制升力面上的旋涡，上百年的不倦追求促进着推理性思考的新突破，在与高超声速飞行和隐身性有关的全新领域“电磁空气动力学”出现之际，终于出现了最适合低速及垂直升降飞行的可完美控制的“人工升力旋涡”，构形上看可以叫做“环形螺管涡”。其是将普通的管形涡的前头和尾巴相连接，不过全是电离的空气构成的整个旋涡，而且其流动是完全在复杂有序的强大磁场的控制之下的。而最可贵的是在于其有巨大的增加升力的潜力，用于垂直升降飞行有明显的完善处。

８图、首先，我们人类第一次可以在一个水平放置的相对规整（可以是多边形最好是圆形）的薄平板（边缘也没有上翘或下弯）上实现空气动力学的升力（当然我们更可以在一个圆锥面或球面上产生这种旋涡和升力），而过去我们用普通的吹气的附着涡及人造直筒圆管形的管形涡，都没有办法在这个薄平板上产生升力，关键是没法形成边缘的“下洗流”，可见形成下洗流对低速机翼产生升力也是一个关键。而我们早就知道“下洗流”是“旋涡”吸附（或剪切或诱导）上方空气形成“剪切流”，最后才在边缘向下流动形成“下洗流”的。其次，奇妙的是，我们构造的这个完美“环形螺管涡”，却有两个“涡核”，其“第一涡核”是在螺线管涡的流动管道内没什么奇怪的，但其“第二涡核”的出现是在这个螺线管形流体的首尾相连接起来以后在圆心中出现的，有点像“台风和其涡核”。而正是这个“第二涡核”为大力增加升力提供了无限可能，是最重要的第一个方面。因为我们可以在其中用一个高速旋转的磁场，即“中心旋转磁场”，将上方吸入“台风中心”的空气正电离子排挤向“第二涡核”的高速流动和有高黏性的侧壁流体，大大提高整个旋涡吸附（或剪切或诱导）周围空气的比率，仅此一点已经可以看出其增加升力的潜力之大。

９图、即是“电磁空气动力学”的领域，那么就是得进行极度的空气电离化和磁场控制化，作为电磁空气动力学的创新，就不会去逃避电离的耗能和低温超导磁场的高成本。在这个圆盘升力面内有形成磁场，和喷射电离空气并保持上方旋涡电离的各种构造和部件。比如，磁场是由两种“磁棒束”构成，一种是“固定磁场”另一种是“可旋转磁场”，在圆盘上由圆中心向外360度辐射性均匀分布的超导磁棒束所构成的是“固定磁场”，而在圆盘的中心由一圈垂直竖立的磁棒束是可以高速旋转的，当然其所构成的是一个“可旋转磁场”，正是圆盘中心这个可旋转磁场在高速旋转时可大大增加吸附上方电离空气的量从而增加升力和效率。其实让空气流和整个旋涡的电离也许是最重要的第二个方面，我们的假设是在圆盘的边缘用无数的“正离子喷口”，沿圆周切向水平喷出已经电离了的空气的射流，垂直切割盘面上的固定磁场。而为了保持上部的整个旋涡的电离和被吸附进来的空气流也被电离，则有必要在圆盘上有序排列无数的反向的“电子束喷枪”，是与正离子流沿圆盘旋转方向的反向喷出高速的电子束，去碰撞正离子流的，可保持整个旋涡的电离态。当然圆盘中心的“第二涡核”所要从上方吸附大量空气进入“台风中心侧壁流体”内以提高升力，就也要尽量电离这些空气，才能用旋转磁场控制，所以在圆盘中心也要向中心上方喷射高速电子束（也许还有高能激光）。

10图、而第三个最重要的方面，也许就是“第一涡核”在磁场中的形成。第四个最重要的方面也许是两种磁场（固定磁场和可旋转磁场）的构造和与电离流体的相互有机作用。我们在图示已经安排了两种磁场的理想构造，我们是从圆盘边缘用“正离子喷口”沿着圆周切向喷出已经电离的空气射流的，电离的正离子流体就开始切割固定磁场而受“洛伦兹力”向圆盘中心改变流动方向，在整个“环形螺管涡”的横切面上看，正离子流在磁场中的加速（改变方向），是一个从圆盘的外边缘表面底部——向圆盘中心——再向中心上方——再向外上方——再向外下方——回到圆盘外边缘，然后是一个不断迭代回旋的过程，正离子受磁场的洛伦兹力经过一个螺旋线形的压缩和加速过程，最后形成了“第一涡核”。这就像一个螺线管的首尾相接一样自然形成了整个“环形螺管涡”，正是因为这个“第一涡核”的形成，而在其内部中心部分的流体也会在两个磁场的夹缝中流动而受挤压加速形成了更强更明显的“第二涡核”。不过，主要可以看作是由整个“旋涡”的中心的“第二涡核”从上方吸入大量空气（其实漩涡别的上部和外部也对周围空气有不错的吸附或剪切或诱导作用），再混入整个旋涡中得到两个涡核所传导来的能量和速度，最后形成“下洗流”在圆盘的边缘排向下方。也许在旋涡中心被吸入的速度为零的正离子流体，一开始得到的速度是在水平面的旋转量为多，但是在磁场和旋涡内部流体的相互作用下不断改变速度方向，其在水平面的旋转量会减小而在垂直面的旋转量则增大，最后在圆盘的边缘形成“下洗流”向下方流走时其在垂直面上的速度是最主要的，也许其在水平面上的速度还有一点点，即“下洗流”最后还带一点“旋转性”和能量的浪费，但瑕不掩瑜。

所以这正是我们苦苦寻找了上百年，终于找到的近似完美的“升力涡”。