CN101612994B - 一种磁悬浮旋翼式飞碟 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮旋翼式飞碟，它包括碟壳，在碟壳底部并与其相连接的碟舱，安装于碟舱内部的引擎以及安装于碟壳内部并由引擎驱动的旋翼轮，旋翼轮由旋翼轴、桨毂、桨叶以及磁悬浮环依次连接组成，形成轮式结构，在碟壳内与磁悬浮环对应的圆周上安装有的磁导轨槽。磁悬浮环和磁导轨槽可采用永磁材料或超导材通料或常导材料或普通导体材料，利用磁悬浮原理形成对飞碟的旋翼轮的托举。这种磁悬浮旋翼式飞碟能够避免旋翼与蝶壳内部的接触或摩擦，提高动力的转换效率，降低能耗，保证旋翼以及飞碟的运行安全。作为对本发明的改进，还可在碟壳内可共轴地叠放安装两套旋翼轮，形成共轴双磁悬浮旋翼，对消旋翼轮旋转时所形成的反扭矩。

Description

一种磁悬浮旋翼式飞碟

技术领域

本发明属航空飞行器领域，具体涉及一种磁悬浮旋翼式飞碟。

技术背景

飞碟的动力大多来自喷气装置或旋转装置。其中飞碟旋转装置要求有紧凑的结构和高速旋转的性能，而这导致在工作时会发生旋翼与碟壳的摩擦或碰撞，甚至产生事故；同时由于机械结构的磨损，会大大影响飞碟的动力性能和使用寿命，具体参考中国专利申请公开说明书《机体不旋转的飞碟》CN 1919397A和《飞碟》CN 1114279A提供的飞碟。采用磁悬浮旋翼式飞碟，在满足飞碟动力要求下，将使旋翼的摩擦、碰撞大大减少，飞行更加稳定；同时机械结构的磨损几乎为零，从而大大提高飞碟的性能和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于设计和构造一种磁悬浮旋翼式飞碟，基于磁悬浮的原理和技术，使旋翼式飞碟的主旋翼悬浮于碟壳的磁导轨中，从而，避免旋翼与碟壳内部的接触或摩擦，减少旋翼高速旋转时的噪声以及所造成的碟壳和碟舱振动，提高动力的转换效率，降低能耗，保证旋翼以及飞碟的运行安全。

本发明的特征在于，含有：碟壳1、碟舱2、旋翼轮3、引擎4，以及磁导轨槽10，其中：

碟舱2，连接于所述碟壳1下部；

引擎4，位于所述碟舱2内；

旋翼轮3和磁导轨槽10，都安装于所述碟壳1内，其中：

旋翼轮3，由旋翼轴8、桨毂7、桨叶6以及磁悬浮环9依次连接组成，形成轮式结构；

在碟壳1内与磁悬浮环9对应的圆周上安装有用以托举旋翼轮3的所述磁导轨槽10，所述磁导轨槽10分为上磁导轨槽11和下磁导轨槽12，所述磁悬浮环9置于上磁导轨槽11和下磁导轨槽12之间，借助于磁悬浮环9和上、下两个磁导轨槽11，12之间的磁性力，使所述旋翼轮3悬浮在碟壳1内上、下两个磁导轨槽11，12之间。

本发明的特征在于，所述的碟壳1内可共轴地叠放安装两套旋转方向相反，桨叶倾斜方向相反的旋翼轮3，形成共轴双磁悬浮旋翼。

本发明所述的磁悬浮旋翼式飞碟，其旋翼与碟壳无接触，无摩擦，无磨损，安全，可靠，大大提高了旋翼式飞碟的性能。本发明所采用的方法可广泛应用于各种旋翼式飞行器，包括各种旋翼式飞碟和各种旋翼式直升飞机，也可应用于其它旋转机构。

附图说明

以下结合附图说明和实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1：磁悬浮旋翼式飞碟侧视示意图；

图2：磁悬浮旋翼式飞碟俯视示意图；

图3：磁悬浮双旋翼式飞碟侧视示意图；

图4：实施例一示意图；

图5：实施例二示意图；

图6：实施例三示意图。

具体实施方式

本发明的技术方案参见图1和图2。本发明所提供的磁悬浮旋翼式飞碟，包括碟壳，在碟壳底部并与其相连接的碟舱，安装于碟舱内部的引擎以及安装于碟壳内部并由引擎驱动的旋翼轮，其特征在于所述旋翼轮由旋翼轴、桨毂、桨叶以及磁悬浮环依次连接组成，形成轮式结构，在碟壳内与磁悬浮环对应的圆周上安装有用以托举旋翼轮的磁导轨槽。

在本发明所提供的磁悬浮旋翼式飞碟中，磁导轨槽分上磁导轨槽和下磁导轨槽，磁悬浮环置于上磁导轨槽和下磁导轨槽之间。磁悬浮环和磁导轨槽可采用永磁材料或超导材通料或常导材料或普通导体材料，利用其产生的磁场的相互作用，形成磁导轨槽对磁悬浮环的引力或斥力，从而形成对旋翼轮的托举。

作为对本发明的进一步改进，在碟壳内可共轴地叠放安装两套旋转方向相反，桨叶倾斜方向相反的旋翼轮，形成共轴双磁悬浮旋翼，如图3所示，从而在保证推动力同轴同向的前提下，对消旋翼轮旋转时所形成的反扭矩。

实施例一：永磁式磁悬浮旋翼结构

在图4所示的本发明的第一种实施方式中，旋翼轮3上的磁悬浮环9以及碟壳中的磁导轨槽10均采用同质均匀分布的永磁材料构成，形成永磁式磁悬浮旋翼结构。

在永磁式磁悬浮旋翼结构中，磁悬浮环9有磁体13，N极在上，S极在下；上磁导轨槽11有磁体14，S极在上，N极在下；下磁导轨槽12有磁体15，S极在上，N极在下。根据磁体同极相斥的原理，磁体13上方磁极N与磁体14下方磁极N形成斥力，磁体13下方磁极S与磁体15上方磁极S形成斥力。因此，图4所示的永磁式磁悬浮旋翼结构可实现磁悬浮环9乃至旋翼轮3在碟壳1磁导轨槽10的悬浮。

采用同质均匀分布的永磁材料构成的对称的磁体14和磁体15在气隙水平面上形成均匀分布的磁场，磁体13所受磁体14和磁体15斥力大小相同方向相反。因此，不计重力等其它因素，磁体13将处于与上磁导轨槽11和下磁导轨槽12之间近似等间距的位置。当旋翼轮3受气流影响上下震动时，磁体13会随之上下震动，导致其与磁体14和磁体15的间距不等，偏离等间距位置。因为垂直方向上磁场强度随间距的增大而减弱，随间距的减小而增强，所以，磁体13将自动地回复到等间距的位置。可见，图4所示的永磁式磁悬浮旋翼结构是一个自然的稳定结构。

实施例二：电磁式磁悬浮旋翼结构

在图5所示的本发明的另一种实施方式中，将实施例一中的永磁体改为缠绕线圈绕组的电磁体，同样可形成图4所示的磁场分布及其斥力，并形成类似实施例一的自然稳定的电磁悬浮旋翼结构。其中永磁体13改变为电磁体16，N极在上，S极在下；永磁体14该变为电磁体17，S极在上，N极在下；永磁体15改变为电磁体18，S极在上，N极在下。

为了获得理想的磁悬浮效果，电磁悬浮装置还包含控制器19和功率放大器20，以及位置传感器21。控制器19对磁悬浮系统进行负反馈控制，即：当位置传感器21检测到磁悬浮环9与上磁导轨槽11间隙变小而与下磁导轨槽12间隙变大时，控制器19倾向于增强上磁导轨槽11电磁体17的磁场强度并减小下磁导轨槽12电磁体18的磁场强度，反之，当位置传感器21检测到磁悬浮环9与上磁导轨槽11间隙变大而与下磁导轨槽12间隙变大时，控制器19倾向于减小上磁导轨槽11电磁体17的磁场强度并增强下磁导轨槽12电磁体18的磁场强度。从而，将磁悬浮环9控制在与上磁导轨槽11和下磁导轨槽12等间距的位置上。具体的控制策略可按需求依自动控制原理设计。

电磁悬浮装置具有良好的可控性。因此，电磁式磁悬浮旋翼结构易于实施各种先进控制策略，获得最佳的磁悬浮效果，进而提高旋翼式飞碟的飞行性能。

实施例三：超导式磁悬浮旋翼结构

依据Meissner效应，在磁场中，当超导体处于超导态时，其内部产生的磁化强度与外磁场完全抵消，内部的磁感应强度为零，因此，利用超导体的这种抗磁性可以实现磁悬浮。

在图6所示的本发明第三种实施方式中，将实施例二中磁悬浮环9的电磁体16改变为超导磁体22，即可获得超导式磁悬浮旋翼结构。当超导磁体22处于超导状态的时候，依据Meissner效应，磁悬浮环9将与上磁导轨槽11电磁体17和下磁导轨槽12电磁体18形成斥力，从而实现磁悬浮环9乃至旋翼轮3的悬浮。

图6所示的超导式磁悬浮旋翼结构可采用与实施例二中电磁式磁悬浮旋翼结构相同的保持稳定和最佳磁悬浮状态的自动控制方法。

Claims (2)

1.一种磁悬浮旋翼式飞碟，其特征在于，含有：碟壳(1)、碟舱(2)、旋翼轮(3)、引擎(4)，以及磁导轨槽(10)，其中：

碟舱(2)，连接于所述碟壳(1)下部；

引擎(4)，位于所述碟舱(2)内；

旋翼轮(3)和磁导轨槽(10)，都安装于所述碟壳(1)内，其中：

旋翼轮(3)，由旋翼轴(8)、桨毂(7)、桨叶(6)以及磁悬浮环(9)依次连接组成，形成轮式结构；

在碟壳(1)内与磁悬浮环(9)对应的圆周上安装有用以托举旋翼轮(3)的所述磁导轨槽(10)，所述磁导轨槽(10)分为上磁导轨槽(11)和下磁导轨槽(12)，所述磁悬浮环(9)置于上磁导轨槽(11)和下磁导轨槽(12)之间，借助于磁悬浮环(9)和上、下两个磁导轨槽(11，12)之间的磁性力，使所述旋翼轮(3)悬浮在碟壳(1)内上、下两个磁导轨槽(11，12)之间。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮旋翼式飞碟，其特征在于所述的碟壳(1)内可共轴地叠放安装两套旋转方向相反，桨叶倾斜方向相反的旋翼轮(3)，形成共轴双磁悬浮旋翼。

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