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bjgp21cn
楼主
自重仅600克，成本不到20元，没有任何加工难度的超轻型真空容器制作方法全解。
真空飞艇这个概念很多人都听说过，但是绝大多数人对真空飞艇的概念都停留在：“绝对不可能实现”这一范围内。甚至如果有人说做出了真空飞艇，肯定会觉得他是个骗子。
为了证明其实真空飞艇并非像某些人说的那么难以成功，我设计了一个简单的实验，用实验证明其实真空飞艇并非传说中那样难以实现。其实只要利用结构力学重新设计一个轻质外壳，真空飞艇实际上还是能够实现的。后面会附上实验视频。
注：本次实验因为同时考虑到成本与易于实施，所以制成的超轻型真空容器自重约为600克，体积约为200mm×200mm×200mm。这一实验造出来的超轻型真空容器还不足以漂浮，但是能够证明利用这一方案，可以制造出真空度在100Pa左右的真空容器。
注：真空度在100Pa时，每立方米真空环境能够产生约1.28公斤的浮力，而真空度降至1Pa甚至更低时，其产生的浮力也不会超过1.29公斤。因此最实用的真空环境就是比较容易达成的，真空度在100Pa的真空环境。能达到这种真空度的真空泵成本非常低。
制成本次实验所述真空容器采用的材料获得非常容易，真空容器的材料只有两种。一种是22个PET瓶，建议采用碳酸饮料瓶，例如可乐瓶。另一种是市售真空袋，就是一般用来收纳衣服被子的，非常常见的那种真空袋。
先上图：
首先，将PET瓶内充入0.3MP的气压，充气的方式多种多样，这里介绍一种比较简单的。
将PET瓶的瓶盖上打一直径1mm的小孔，在瓶盖内侧放一胶垫。这样，PET瓶的瓶盖就变成了一个简易的单向阀结构。
将PET瓶拧紧后，利用气泵向PET瓶内充气，当气压表显示到达0.3MP到0.5MP之间后就可以停止充气了。
此时你会发现，这个PET瓶很轻，但又很硬。此时的PET瓶是一个充气结构的轻质刚体。
如图所示，利用4个PET瓶组成的一个方形框体结构。注意！PET瓶的瓶口与瓶底的交接处一定要按照照片所示，瓶口搭在瓶底上！因为整个PET瓶在承压时会将所受大气压的压力转移至相邻PET瓶，如果结构不正确可能会造成结构损坏。
利用4组上述方形框体结构能够组成一个正方形空腔，此时空腔内部就是未来的真空舱了。因为采用的PET瓶大小长短不同，所以空腔尺寸不一，在此就不详述了。
此时已经使用了16个PET瓶，还有6个PET瓶分成两组，用来作为整个真空容器的顶部和底部。（顶部和底部是必须的，否则市售真空袋根本无法在没有支撑的情况下抵抗大气压）。
利用胶带将整个22个PET瓶固定好，一个超轻型真空容器的刚体部分就制造完成了。之后需要做的事情就是利用真空袋将这22个PET瓶组成的充气式刚体结构包裹起来。
此处要注意！因为当整个真空袋抽真空时，真空袋是会被压在PET瓶表面的，如果PET瓶上有比较尖锐的区域，会造成真空袋的破损。如果有可能，最好在真空袋与PET瓶之间垫一层柔软的材料（例如布料）。如果为了获得直观的实验效果，仅仅作为一次性实验的话，不垫任何东西也可以。
之后要做的事情就简单了，直接对真空袋进行抽真空操作。可以在抽真空之前和抽真空之后测量真空容器的重量，能够明显检测出两者之间重量的差别。
视频：
http://v.youku.com/v_show/id_XMjkxMzY5NjYyOA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
视频来自：优酷
注：照片中是初次实验的成果，但是当时忘记录视频了。视频中是二次实验的结果，因为初次实验的时候没有采用柔软材料包裹造成真空袋有一点漏气。这导致真空袋一直没有达到最低值。有时间我会重新做一次实验放上来。
实验结果：
通过本次实验可以看出，利用充气刚体结构能够制造出能抵抗标准大气压的超轻型真空容器。因限于成本和材料，目前仅能制造出小尺寸的轻质真空容器。如果采用碳纤维膜材料制成充气柱，并通过专门设计的结构排列，就能够制造出足够轻，能够在地面上漂浮起来的“真空飞艇”了！
这一实验是专门为对真空飞艇感兴趣的朋友设计的，因为实验材料全部都简单、安全、易于获得（网购即可），任何有兴趣的朋友都能够自行实验！
希望用实验来告诉那些傲慢，又从来没有进行过实验就鼓吹真空飞艇绝对不可能的人，真空飞艇距离我们其实并没有想象中那么遥远！
如果有人对真空飞艇的浮力和经济性持有疑问，那么，数据说话：
如果采用大跨度球面结构设计，以一个直径10米的球形真空舱结构为例。直径10米的球形结构，表面积314.16平方米，体积523.6立方米。假设每平米充入结构自重500克，那么表面积总重量约为157.08公斤。而在低真空度的前提下，这个真空飞艇能够产生大约628.32公斤的浮力。
628.32-157.08=471.24
也就是说，依照这种设计，一个直径10米的充气式真空容器能够提供大约450公斤的净浮力。这代表一个直径10米的真空飞艇刨去各种设备至少能够携带400公斤的重物无消耗的长时间停留在平流层进行工作。
如果将真空飞艇的真空舱直径扩大到50米，其表面积为7854平方米，其体积为65450立方米。因为体积过大，所以需要增加不少辅助梁等设施。但采用充气式刚体结构的话平均到每平米上也不会超过一倍的重量。假设每平米自重约为1000克（1KG），这一直径50米的真空飞艇其真空舱自重7854KG，但其所能产生的浮力则会达到65450*1.2=78540公斤（78.54吨）。
依照上述数据可以看出，真空飞艇拥有及其巨大的潜力，其在货运领域拥有巨大的发展前景。真空飞艇的运输成本稍高于汽车（不计算堵车、过路费等杂费），远低于飞机。但其根本不受地形限制，也不需要占用公路。如果未来能够大范围普及真空飞艇，那么大宗货物运输完全可以采用飞艇完成。
之前忘了说了，抽真空的真空泵可以选用网上卖的小型真空泵。一般这种小型真空泵的成本大约为200-500元，我用的是260买的，送真空计和导气管2根。
真空袋这个更好买，我买的是39元6个，平均6.5一个。
整个实验，如果只是真空容器这部分，成本不超过20元。如果加上实验设备，成本不会超过300元。
我认为，没做过（见过）实验的人没资格讨论一件事情可能还是不可能，自己试试就能发现，其实真空容器并没有想象中那么难以实现。
再补几张照片
2017年07月25日 04点07分
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真空飞艇这个概念很多人都听说过，但是绝大多数人对真空飞艇的概念都停留在：“绝对不可能实现”这一范围内。甚至如果有人说做出了真空飞艇，肯定会觉得他是个骗子。
为了证明其实真空飞艇并非像某些人说的那么难以成功，我设计了一个简单的实验，用实验证明其实真空飞艇并非传说中那样难以实现。其实只要利用结构力学重新设计一个轻质外壳，真空飞艇实际上还是能够实现的。后面会附上实验视频。
注：本次实验因为同时考虑到成本与易于实施，所以制成的超轻型真空容器自重约为600克，体积约为200mm×200mm×200mm。这一实验造出来的超轻型真空容器还不足以漂浮，但是能够证明利用这一方案，可以制造出真空度在100Pa左右的真空容器。
注：真空度在100Pa时，每立方米真空环境能够产生约1.28公斤的浮力，而真空度降至1Pa甚至更低时，其产生的浮力也不会超过1.29公斤。因此最实用的真空环境就是比较容易达成的，真空度在100Pa的真空环境。能达到这种真空度的真空泵成本非常低。
制成本次实验所述真空容器采用的材料获得非常容易，真空容器的材料只有两种。一种是22个PET瓶，建议采用碳酸饮料瓶，例如可乐瓶。另一种是市售真空袋，就是一般用来收纳衣服被子的，非常常见的那种真空袋。
先上图：
首先，将PET瓶内充入0.3MP的气压，充气的方式多种多样，这里介绍一种比较简单的。将PET瓶的瓶盖上打一直径1mm的小孔，在瓶盖内侧放一胶垫。这样，PET瓶的瓶盖就变成了一个简易的单向阀结构。
将PET瓶拧紧后，利用气泵向PET瓶内充气，当气压表显示到达0.3MP到0.5MP之间后就可以停止充气了。
此时你会发现，这个PET瓶很轻，但又很硬。此时的PET瓶是一个充气结构的轻质刚体。
如图所示，利用4个PET瓶组成的一个方形框体结构。注意！PET瓶的瓶口与瓶底的交接处一定要按照照片所示，瓶口搭在瓶底上！因为整个PET瓶在承压时会将所受大气压的压力转移至相邻PET瓶，如果结构不正确可能会造成结构损坏。
利用4组上述方形框体结构能够组成一个正方形空腔，此时空腔内部就是未来的真空舱了。因为采用的PET瓶大小长短不同，所以空腔尺寸不一，在此就不详述了。
此时已经使用了16个PET瓶，还有6个PET瓶分成两组，用来作为整个真空容器的顶部和底部。（顶部和底部是必须的，否则市售真空袋根本无法在没有支撑的情况下抵抗大气压）。
利用胶带将整个22个PET瓶固定好，一个超轻型真空容器的刚体部分就制造完成了。之后需要做的事情就是利用真空袋将这22个PET瓶组成的充气式刚体结构包裹起来。
此处要注意！因为当整个真空袋抽真空时，真空袋是会被压在PET瓶表面的，如果PET瓶上有比较尖锐的区域，会造成真空袋的破损。如果有可能，最好在真空袋与PET瓶之间垫一层柔软的材料（例如布料）。如果为了获得直观的实验效果，仅仅作为一次性实验的话，不垫任何东西也可以。
之后要做的事情就简单了，直接对真空袋进行抽真空操作。可以在抽真空之前和抽真空之后测量真空容器的重量，能够明显检测出两者之间重量的差别。
视频：
http://v.youku.com/v_show/id_XMjkxMzY5NjYyOA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
视频来自：优酷
注：照片中是初次实验的成果，但是当时忘记录视频了。视频中是二次实验的结果，因为初次实验的时候没有采用柔软材料包裹造成真空袋有一点漏气。这导致真空袋一直没有达到最低值。有时间我会重新做一次实验放上来。
实验结果：
通过本次实验可以看出，利用充气刚体结构能够制造出能抵抗标准大气压的超轻型真空容器。因限于成本和材料，目前仅能制造出小尺寸的轻质真空容器。如果采用碳纤维膜材料制成充气柱，并通过专门设计的结构排列，就能够制造出足够轻，能够在地面上漂浮起来的“真空飞艇”了！
这一实验是专门为对真空飞艇感兴趣的朋友设计的，因为实验材料全部都简单、安全、易于获得（网购即可），任何有兴趣的朋友都能够自行实验！
希望用实验来告诉那些傲慢，又从来没有进行过实验就鼓吹真空飞艇绝对不可能的人，真空飞艇距离我们其实并没有想象中那么遥远！
如果有人对真空飞艇的浮力和经济性持有疑问，那么，数据说话：
如果采用大跨度球面结构设计，以一个直径10米的球形真空舱结构为例。直径10米的球形结构，表面积314.16平方米，体积523.6立方米。假设每平米充入结构自重500克，那么表面积总重量约为157.08公斤。而在低真空度的前提下，这个真空飞艇能够产生大约628.32公斤的浮力。
628.32-157.08=471.24
也就是说，依照这种设计，一个直径10米的充气式真空容器能够提供大约450公斤的净浮力。这代表一个直径10米的真空飞艇刨去各种设备至少能够携带400公斤的重物无消耗的长时间停留在平流层进行工作。
如果将真空飞艇的真空舱直径扩大到50米，其表面积为7854平方米，其体积为65450立方米。因为体积过大，所以需要增加不少辅助梁等设施。但采用充气式刚体结构的话平均到每平米上也不会超过一倍的重量。假设每平米自重约为1000克（1KG），这一直径50米的真空飞艇其真空舱自重7854KG，但其所能产生的浮力则会达到65450*1.2=78540公斤（78.54吨）。
依照上述数据可以看出，真空飞艇拥有及其巨大的潜力，其在货运领域拥有巨大的发展前景。真空飞艇的运输成本稍高于汽车（不计算堵车、过路费等杂费），远低于飞机。但其根本不受地形限制，也不需要占用公路。如果未来能够大范围普及真空飞艇，那么大宗货物运输完全可以采用飞艇完成。
之前忘了说了，抽真空的真空泵可以选用网上卖的小型真空泵。一般这种小型真空泵的成本大约为200-500元，我用的是260买的，送真空计和导气管2根。
真空袋这个更好买，我买的是39元6个，平均6.5一个。
整个实验，如果只是真空容器这部分，成本不超过20元。如果加上实验设备，成本不会超过300元。
我认为，没做过（见过）实验的人没资格讨论一件事情可能还是不可能，自己试试就能发现，其实真空容器并没有想象中那么难以实现。
再补几张照片