宇航员失重问题如何得到解决
（一）陀螺仪原理
1．陀螺仪的特点：不受任何外界各种作用力的影响；不受外界磁场的影响；内部与外部相互之间的关系比较远。陀螺仪由三轴组成，接触点由轴承摩擦力形成联系。如果陀螺仪外壳处在运动状态下，又会怎么样呢？陀螺仪外壳超高速运动造成对人类伤害的惯性，通过内转子慢速运动可以转换为对人类无害有利的结果。
陀螺仪三轴结构，就属于三层次不同运动速度关系。多轴、多层次结构的一、三轴，属于正方向；二、四轴，属于反方向，主动与被动，加速与减速、轴与轴、层次与层次之间关系，相当于齿轮、滑轮组合原理。一、三轴与二、四轴之间，还会出现它们之间大小相等、方向相反，对立统一平衡的关系。利用这个原理就可以解除惯性伤害人的实际问题。一旦人们认识到陀螺仪的这一功能，意义特别重大。例如，人类如果在陀螺仪内层，会有什么样的感受呐？首先考虑陀螺仪工作原理的相反方向利用问题。陀螺仪中心内层的转子，可以看成为定子，属于相对慢速运动宇航员居住的地方。陀螺仪外壳定子，则可以看成为转子，超高速自转运动会产生反重力、能力、万有斥力，以实现重量不断减轻达到飞向太空的目的。
（2）电动陀螺仪飞行器外壳与内层各自不同自转运动速度，具有两个截然不同意义。无极调速电动陀螺仪外壳的超高变速自转，使整体物体重量根据需要不断变化，就可实现上升到天空、太空的目的。电动陀螺仪内层根据所需的自转速度，产生离心加速度运动，可以转变为与地球表面相同一样重力加速度，解决人体失重问题。两种不同运动速度得到一举两得的结果，这就是陀螺仪飞行器的真实目的。电动陀螺仪飞行器的结构，相当于一个中心轴与两种不同运动速度电动机的组合体。
（3）物体由重量与能量产生的自转运动=物体由重量与能量产生的曲线环绕的公转运动。它们是热能、内能与机械能、外能的对立统一平衡关系，也是重量与能量守恒定律的基本原理。宇宙万物在运动过程，只能是重量与能量的变化，物体质量是永远不能够变化的数据。计算公式为PV2/(R-r)=P(G+g)，可简化为PV2/R=PG。例如，900公里/小时相当于一般飞行客机的运动速度，经过计算100公斤质量的人，在飞机上称量为99公斤重量。可以认为增加1公斤能量，减少了1公斤重量。
地球赤道重力加速度9.78米/秒2、地球两极重力加速度9.83米/秒2。赤道惯性运动速度465米/秒与两极无惯性速度之差；地球赤道6378公里半径与地球两极半径6356公里之比的综合值，相差0.05米/秒2的重力加速度变化。通过实测与计算得到100公斤质量的物体，在赤道与两极重量与能量各相差5公斤。环绕地球运动速度9.72公里/秒，经过计算不管原来的重量、能量是多少，都处于重量+能量=零的“失重”状态。宇宙飞船发射前的100公斤质量物体，需要增加100公斤的能量，减少100公斤的重量，最终得到重量、能量=零的结果。
（4）陀螺仪外壳与内层的不同运动速度，存在怎么样相互联系。两套各自独立的电动发电系统结构，以中心轴为中介，使得两者又相互联系到一起。在地球表面大地上，以中心轴为支撑点，属于静止状态。通过外界电能输入使外壳进行电磁转换，得到超高速旋转运动。电能通过内层电磁转换系统，保持慢速度运动。一旦飞行器上升到天空、太空，中心轴也会产生惯性旋转，形成外壳、中心轴、内层三者之间相互运动过程的必然联系。主动与被动区别，哪部分质量大为主动，哪部分质量小就为被动。利用减速器与加速器原理，实现它们之间的相互联系。理想设计认为，外壳与内层没有任何关系，实际上中心轴上的轴承会产生摩擦阻力，又把它们相互联系到一起。
（5）国际上对于此问题研究，只局限于“反重力发动机”原理，就差一层窗户纸一捅就破。实际上反重力发动机，就是万有斥力、能量发动机，也是机械结构定子与转子，最简单电与磁的发动机。还解决了另外一个实验项目，物体自转惯性内能与曲线环绕公转能量运动，具有完全相同一样的效果。物体能量的增加、瞬时重量在减少，这也是重量与能量守恒定律的基本原理。今后交通工具形状，性质上会产生根本改变。现阶段陀螺仪发动机原理已经有了详细说明，就差机械结构图没有出示。
（二） 发明专利说明书
申请号：200810054029.2 申请日：2008年8月1日 申请人：高 景 春 发明创造名称：惯性稳定器 审查合格通知书：2008年12月1日
技术领域。本发明涉及一种惯性稳定器，特别是涉及一种设置在运动物体上的惯性稳定器。
背景技术。当人们坐在诸如汽车等运动物体时，如遇有减速刹车，在惯性力的作用下，人都会向前冲。左右转弯时也会出现与转弯方向相反的倾斜现象。此时人都会受到一个与运动方向相反的作用力，这种力会造成对人体的伤害。据统计，每年地球上由运动物体（比如汽车.火车.飞机.轮船等主要运载工具）产生的撞击、急刹车等事故，而造成人员伤亡和经济损失都十分巨大。另外，当宇宙飞船行驶在太空中时，对于内部的宇航员，将会长时间处于失重状态，因此会给宇航员的身体造成一定伤害。从太空中回到地面的宇航员，需要加倍时间训练，才能恢复原来正常的生活环境中。
发明内容。突如其来的惯性，给人类造成的都是灾难。能否利用它化险为夷，成为我们当今必须要考虑的任务。为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种能够防止人体受到伤害，并且安全性好的惯性稳定器。如经改进后，可利用惯性去解决人类需要的常规重力，实际用途的要求。为了达到上述目的，本发明提供的惯性稳定器包括支撑架、两个压力轴承、中心轴、万向球轴承、吊装螺丝、座椅架、及座椅。其中，支撑架固定在运动物体的地面上，由两个呈八字形且上端相连，并且沿前后方向相对设置的支撑杆组成。两个压力轴承分别安装在两个支撑杆的上端中心部位，并且分别支撑住中心轴的两端。万向球轴承设置在中心轴的中心部位，利用万向悬挂装置造成轴中心高于重心。吊装螺丝垂直贯穿设置在万向球轴承的内部。座椅架的上端吊装在吊装螺丝的下端，而座椅则固定安装在座椅架上。座椅架的高度小于支撑架的高度，以使座椅架及安装在其上的座椅处于悬挂状态。类似于悬在半空中的“秋千吊椅”。本发明提供惯性稳定器的设置在运动物体的内部，可使坐在座椅上的人，连同座椅架一起借助于万向球轴承，而以该轴承为中心任意进行摆动。因此即使受到惯性力的作用，该装置也能够依靠座椅架连同座椅摆动，来减少惯性力对人的影响，所以安全性好。而当人处于失重状态下时，可借助于外部动力使座椅连同宇航员一起，环绕中心轴运动以产生离心力，使该离心力与座椅的重力平衡，从而给宇航员创造一个与地球表面一样的“重力”，以减轻甚至消除失重对宇航员造成的伤害。如下图一、图二所示。为本发明提供是第一代汽车惯性稳定器的正向、侧向结构示意图。
图一 图二
1．当人坐在汽车等运动物体上时，汽车行驶过程中，本发明提供的惯性稳定器上的座椅架6及其座椅7将依靠不停地摆动来达到惯性平衡，以使坐在座椅7上的人不受路面颠簸和汽车加速减速的影响，因而舒适感好。而如果遇有减速刹车或左右转弯，座椅架6及其座椅7将以万向球轴承为中心而在球面内任意进行摆动，所以不会造成对人体的伤害。当宇宙飞船行驶在太空时，该装置不仅能够像上述情况一样减少加减速、左右摆动及上下颠簸而对宇航员造成的影响。而且即使处于失重状态，也可以在外力作用下，使座椅架连同座椅环绕中心轴翻转。以产生离心力，从而给宇航员创造一个类似地球表面一样的“重力”，以减少长时间处于失重状态时给宇航员的身体造成的伤害。
2．惯性：物质的基本属性之一，它反映物体具有运动状态的性质。惯性导航：利用装于飞行器或船舶上的惯性敏感元件（如加速度计）感受飞行加速度，再通过计算机自动完成二次积分运算，而得出飞行器所达空间位置的一种自主式导航方法。
（1）减摇、防摆：减轻船舶、钻井平台等，受海浪、风力等，各种各样不同波浪的影响，对人体造成的伤害。关于物体运动系统内部的平衡，也是非常重要的问题。尤其高速旋转物体内部不平衡，带来整个运动物体毁灭性的灾难。例如，磨床砂轮需要修正保持静与动的平衡；洗衣机中的甩干机也需要动平衡。然而，不管是惯性导航系统、陀螺磁罗盘、还是航空陀螺传感器、减摇、防摆，它们用途虽然不同，但采用相同一样的原理。三自由度陀螺仪的特征：定轴性、进动性、陀螺力矩。这些问题都是由滚动轴承、空气、水的摩擦阻力而产生滞后现象，需要计算机进行自动补偿来完成。因此怎么样减少轴承、空气摩擦阻力，才是我们重点研究探讨的话题。
（2）人在交通工具中遇到惯性伤害的特征：对于交通工具前面的撞击，相当于急刹车、超减速过程，人会产生向前冲击力；交通工具后面的被撞击，相当于超加速过程，人会形成向后仰的作用力；以此类推，左面被撞击产生向右的冲击力；右面被撞击产生向左的冲击力。被撞击的力越大，由此产生反方向的惯性力也越大，并形成正比关系。认识到这个问题非常重要，为后面解决它们之间平衡问题奠定基础。物体在加速或减速过程，形成大小相等、方向相反的平衡关系。重量与能量守恒定律，一定是大小相等、方向相反的对立统一平衡关系。
（三）陀螺仪平衡飞行器的原理
陀螺仪飞行器包括：汽车、轮船、地球表面飞行器、地球外太空飞行器、宇宙星系间的飞行器等，所有惯性运动物体。
1．陀螺仪飞行器最重要指标就是安全性，没有人员的安全性一切都等于零。飞行器什么样的结构形状，属于安全平衡稳定的呢？飞行器安全与平衡紧密相连，在宇宙中所有运动的天体、物体，上、下、前、后、左、右，全部对称、平衡的椭圆结构（包括自转的正圆与高速自转扁圆蝶形），属于最安全的形状。正是这种形状、结构，使得宇宙中无限数量天体、星系永远存在，处于平衡稳定的永恒运动过程中。宇宙万物天体、星系的平衡稳定与安全紧密相连，进行类比陀螺仪飞行器的运动过程，平衡稳定与安全更为重要。超高速自转物体，更具有平衡稳定性。
例如，人类用手投掷物品最远的世界纪录，男子标枪投掷世界纪录为104.8米。然而，飞盘投掷的最远距离为263.2米，远远超过任何其它物品投掷的距离，其中原理就是飞盘的自身圆形旋转结构。
再如，枪管、炮管中膛线、即来复线的作用，子弹头、炮弹头通过枪膛、炮膛产生自身旋转，运动过程形成陀螺仪式的稳定效果，弹头可以飞行更远距离，弹道稳定。还有一个现象需要认识，即相同能量产生物体的运动速度，没有自转与存在自转的弹头不同重量，自转物体明显要轻于没有自转的物体，也会飞行更远距离。
再如，电磁炮原理，已经解决初速度瞬间加快的难题。运用到航空航天发射过程，可以节约能源消耗。所担心就是瞬间加速度太大，宇航员身体承受不了。陀螺仪飞行器运用，可以把不良直线瞬间加速产生的惯性伤害转变为旋转力，通过时间延长分解消耗惯性能量，以适合人类身体的承受能力。
2．地球上生物，以每小时几十公里的运动速度，已经很快了。当今人类利用“仿生物学原理”制造出的飞行器，已经达到几十公里/秒的运动速度。从生物运动速度的几十公里/小时，到宇宙飞船的几十公里/秒，提高了3600倍，历经人类科技发展几百年的历史。宇宙天体相对运动速度如果需要更加快些，其中包括自转运动速度与公转运动速度上的区别。自转运动速度快的现状就不再是圆球形状，而转变为蝶形扁圆形状。在太阳系中也有自转运动速度非常快的现象。例如，木星、土星环的外围物质，以及它们的卫星，远远大于地球的环绕速度。宏观的银河系、河外星系等；微观的、分子、原子、原子核、基本粒子等。自转运动速度或者公转运动速度都很快，每秒几十公里、几百公里、几千公里运动速度，甚至达到光速运动现象，比比皆是。
宇宙中一些天体、星系的超高速自转、公转的运动速度物体，并没有耐高温坚固的外壳；也没有结构复杂的发动机；更没有复杂多变、难以理解的“神秘”理论。利用没有自转运动速度的“仿生物学原理”飞行器运动，已经到达了极限。“仿自然界天体、物体原理”超高速自转的陀螺仪飞行器，正在成为今后提高运动速度的必然选择。在宇宙世界中，天体、星系的自转与公转同等重要、缺一不可。自转不仅决定运动物体的具体形状，还能够把自转惯性与公转惯性相互平衡，得到重量减轻的结果。效仿自然界运动天体形状特征，以实现超高速运动的可能性。地球整体自转运动不同步现象，可以看成为地球外部与内部不同层次关系。从其它天体去看地球，只能看到地球表面大气层自转过程，与地球表面大地的自转速度不可能同步。宇宙中其它星球都是如此，内部与外部不同的运动速度，各有不同的功能与用途。陀螺仪飞行器原理与地球不同层次自转速度，具有相同性质。内部慢速运动制造一个大气压的重力，解决人类居住环境问题；外部快速运动解决整体宇宙飞行器重量减轻，得到不同高度轨道的运动过程，一举两得、两全其美。
超高速运动形成电动机、陀螺仪的转子，属于内部结构，形成它们各种不同物理特征。需要转变内层与外壳不同结构的使用过程，会得到意想不到的结果，即转子形成定子、定子转变成转子。把自然界中不以人类意志为转移的超高速自转运动物体形状，通过类比转变为，以人类意志为转移的飞行器形状，势在必行。物体自转惯性作用，呈现扁圆现状，因为这种现状物体在高速运动时阻力最小。
3．机械能守恒定律的数学表达式：1/2PV2=Pgh，左式表达为动能、右式表达为势能，动能=势能，成为能量守恒定律最一般表达方式。但根据数学表达式原理讲，等于符号两侧的数据，一定是大小相等、方向相反的关系，即动能与势能，同属能量形式，它们是大小相等、方向相反的关系，从逻辑上讲不通。经过简单数学推导，可以得到这样数学表达方式：PV2/R-r=P(G+g)，左式代表能量，右式P(G+g)直接代表物体的重量。即单独一个方向的能量守恒定律，转变为两个不同方向，形成大小相等、方向相反的重量与能量守恒定律，既合情又合理。
4．关于物体的失重、超失重、常规重量、超重问题。
失重：当一个物体的质量不变，它的重量小于常规常态的重量时候，我们称之为失重状态，就是常规重量的负值变化关系。超重：当一个物体的质量不变，它的重量大于常规常态的重量时候，我们称之为超重状态，就是超常规重量正方向的变化关系。
（1）宇宙飞船在大地表面时，属于“常规重量”阶段，适合人类生存的重力环境。宇宙飞船在发射过程不断加速运动时，属于“超重”阶段，重力朝向地球中心。宇宙飞船在太空中匀速环绕运动时，属于“失重”阶段，没有任何方向的作用力。宇宙飞船在回到地球大地过程需要不断减速，属于“超失重”阶段，重力方向背离地球中心。宇航员飞行座椅在飞船中的位置，发射过程朝向地球、回程过程背向地球，以解决超重与超失重惯性对人类造成的伤害。需要人为调整飞船整体不同方向以及座椅姿态，去得到问题解决。宇宙飞船在加速与减速过程，产生不良直线惯性运动，可以转变为类似离心机的环绕运动。加速与减速过程产生不良惯性越大，转换为周期环绕运动也就多旋转几圈。陀螺仪惯性飞行器，从内部结构上就可以实现自由自在运动过程，以得到不良惯性问题的彻底解决。人们在太空生活、生存，长时间处于“失重”状态，对于人类身体造成伤害的后果严重，需要回到地球上通过加倍时间锻炼，才能慢慢得到身体恢复。重力、向心力与能力、离心力，属于大小相等、方向相反关系。陀螺仪飞行器的内部定子，需要保持稳定的离心力自转运动速度，转变为人类所需的重力，彻底解决人类在飞行器中的“失重”问题。
（2）在宇航员训练中，有一种抗眩晕大型离心机械，如上面离心机照片。高速旋转过程产生离心力超重力现象。普通人只能接受2g-4g离心力=重力加速度，持续30秒钟的实验过程。经过训练的宇航员可以挑战8g离心力=重力加速度值的实验过程。9.8米/秒2*8倍=78.4米/秒2，相当于8个大气压力作用于人体上。普通一般人难以承受，但可以把由加速产生的离心惯性力，通过陀螺仪结构可以转换分解后的旋转力，以延长时间方式不断减轻承受能力。另外，在离心机上可以得到与地球表面相同一样的平衡状态，1g离心加速运动=1g重力加速度，此时宇航员在大型离心机中无法分辨重力与离心力，有什么不同的区别与特征。
（4）宇宙飞船完全处在地球外的太空匀速飞行时，飞船内部的宇航员处于失重状态。当宇宙飞船在回到地球的过程中，飞船处于自由落体运动时，内部宇航员处于超失重状态。以上这些如果时间长了，对宇航员身体来说都是不利的因素。因为我们人类世世代代都生活在地球表面大地上，已经习惯了常规常态重力对人类的影响。这个问题如何解决呢？前面讲的“惯性稳定器”再结合宇宙飞行器外形，改造成圆盘形状，类似我们现在使用的“陀螺回转仪”。也如同把离心机摆放在宇宙飞船中，当离心机加速达到一个g的重力加速度，宇航员就可以享受与地球表面相同一样的特殊重力。今天我们已经把“陀螺回转仪”当作仪器来使用，如果把它当作太空交通工具来使用，很多问题都可以解决了。人类居住于“陀螺回转仪”内层中心，可以说不受任何外界环境变化的影响，保持“陀螺回转仪”稳定性质和特征。宇宙飞行器在加速上天或减速回落过程中，还可以把超重和超失重产生的不利于人类身体的直线惯性力，可以转化为旋转力，以减轻由不良惯性，给宇航员带来的影响。
（2）宇宙天体在高速自转时，公转运动速度也特别快，而利用“仿生物学”原理形成的物体没有自转，公转运动速度就慢。物体在自转与公转运动过程中，外壳自转过程在与外界的摩擦阻力最小。高速旋转物体运动的动能可使该物体能量增加、重量减轻。当这个物体平均公转或者自转线速度，能够达到7.92公里/ 秒，具有等效作用物体就会飞到地球之外的太空中。宇宙天体或者飞行器的公转与自转、外能与内能相互转变，具有相同一样的等效原理。重力加速度=能力减速度，数学表达式V2/R=G；圆周期匀速运动公式，V=2∏R/T。地球环绕线速度=7.92公里/秒，如果飞行器外壳的重心，大约平均半径为2.5米，代入圆周期匀速运动数学公式。得到飞行器外壳产生3万转/分钟的自转运动速度，与环绕线速度7.92公里/秒，相互平衡一样的结果，可以实现环绕地球的运动过程。蝶形飞行器外壳的自转运动速度，从静止到3万转/分钟，决定距离地面的高度不同，自转运动速度快、高度高，自转运动速度慢、高度低，形成正比关系。从重力加速度到重量，从能力减速度到能量，形成它们的守恒定律。仿自然界的自转物体与没有自转的仿生学原理的两者之间，对于前者更有优势而言。
飞行器内层才是人类居住的地方，创造良好的人类居住生存常规常态环境，由人类操控达到完成宇宙飞行器任意方向运动的目的。地球表面大地上重力加速度，g=9.8米/秒2，利用匀加速运动公式，V=at，得到运动速度。如果飞行器的内层直径5米，R=2.5米，圆周直线长度为15.7米，代入圆周期匀速运动数学公式，得到37.45转/分钟的自转运动速度。地球表面的重力加速度9.8米/秒2与自转运动速度37.45转/分钟，形成相互平衡一样的结果。即飞行器内层应该是永恒不变37.45转/分钟运动速度，不管飞行器在那个不同高度，得到都是一个重力加速度数值结果。由不同公转运动速度的惯性，可以转变为自转的旋转力运动，失重、超失重、超重现象就都不存在了。这个实验可以在地球大地上完成，如上图的离心机，37.45转/分钟运动速度，人体站立大地与人体横向背离飞行器中心的离心力，相互平衡。重力加速度方向朝向地球中心；离心加速度属于水平方向，背离中心轴；效果等同。
（3）陀螺飞行器主要技术指标，飞行器外壳与内层为了减少联系，采用间接中心轴为定子的方式。相对静止空心的中心轴，具有支撑整体飞行器的作用，人类进与出、飞行器与飞行器链接装置等，多种功能作用。飞行器支撑架，相当于飞机的起落架，着落不用硬地面的跑道可垂直起降。支撑架与地面有一套反钩结构，能够稳固抓住大地，让飞行器超过一部分的负重量时在起飞，以迅速离开大地表面。
科里奥利力，即地球自转造成偏向力。地球自西向东的自转，导致地球北半球产生向右、逆方向的旋涡，南半球产生向左、顺方向的旋涡。地球南极北极的磁场，也与地球自转存在必然关系。陀螺仪飞行器自转方向与地球自转方向，必须保持相同一致的关系，利用相同方向的惯性可以节省一部分能源的损耗。物体自转过程会产生旋涡，作用在空心轴的中心具有单方向性，这也是陀螺仪飞行器不同方向直线运动，形成反作用力的基础原理。
陀螺仪飞行器内层属于中心轴的慢速转子，有一组线圈、两套轴承，完成一个离心加速度运动，可以转换重力加速度运动过程，解决宇航员的失重现象。在原先飞行器没有自转情况下，加速过程产生的超重、减速过程产生的超失重，都由宇航员的身体自行承担。设置了慢速旋转运动的内层后，由飞行器加速与减速或者任意方向撞击事故，造成惯性伤害可转换为旋转运动，对于宇航员身体起到缓冲的作用。飞行器整体上升与下降，依靠飞行器外壳的不同超高速运动，产生不同的失重来决定。飞行器需要前后左右不同方向运动，通过飞行器运动过程的不同倾角来完成。
5．当务之急需要在太空中的中国空间站上，建造一台厚度0.8米左右、直径4-5米、几十转/分钟的慢速自转、大型、隔断封闭式、产生1g微重力的离心机。离心力=重力，离心力可以转变为重力，得到以中心轴为起点朝向离心方向而形成的重力。实现宇航员在以离心机中心轴为原点的工作、学习、休息过程，享受由1g离心力经过转换带来所需要的重力需求，避免长期处于失重状态下，对于人类身体造成的伤害。宇航员在离心机中能够站立、坐下学习、吃饭、锻炼身体或躺下睡觉等。太空中宇航员的大部分时间，都可以在离心机产生重力过程度过。通过计算可以放置能够随时拆装转换的三套折叠桌椅、折叠床，保证宇航员在工作、学习、休息，始终处于“离心力=重力”的常规常态重力状态。如下简图。三个宇航员可以通过折叠变换，同时处于三种不同的环境状态。（1）宇航员在站立时的结构状态。（2）宇航员在休息睡觉时的结构状态。（3）宇航员在学习、吃饭、工作时的结构状态。
2022年7月24日，在中国发射的问天实验舱中，共有四项科学实验柜，其中之一“变重力科学实验柜”，直径900毫米、高度1.8米、宽度1.1米、厚度0.9米，提供0.01g到2g高精度微重力环境，可模拟月球、火星重力，进行科学研究。只有一步之遥啊，1g重力环境其中可以实现，只需实验柜再大一些，直接给予失重的宇航员们使用，就可以解决当前在太空中的失重问题。