CN102192082A - 三种发电机暨飞行器、高空站、风电船、高空取水机 - Google Patents

Abstract

三种发电机暨飞行器、高空站、风电船、高空取水机，皆涉及一种环形旋翼机构，该机构省去了旋翼的轴心和无效、低效翼段，且采用反向旋转的双翼环结构，因此能：不扩大旋翼半径和发电机体形、不提高转子速度、不增加电磁负荷却成倍提高发电机容量；使旋翼飞行器获得巨大承载力和敏捷动作性；低成本建造永久悬浮、能源自给、承载和起吊量巨大的高空工作站；建造以高空风力和风电驱动的船舶；建造能源自给的超大型高空取水机。

Description

三种发电机暨飞行器、高空站、风电船、高空取水机

所属技术领域

高空发电环涉及一种发电机在高空发电的风力发电机构。

风洞式发电机，涉及一种管道内置旋翼的发电机。

塔式风力发电机，涉及一种风力发电机。

飞行器涉及一种可原地起降、空中悬停的飞行器。

高空站涉及一种可永久在高空悬停或巡航的飞行器。

风电船涉及一种以风力驱动的车辆和一种以风力驱动的船舶。

高空取水机涉及一种以风力为能源的空气取水机。

背景技术

目前，直接将发电机提升到高空的风力发电机构主要有两种：一种是以气球或风筝结合风轮发电机构成，还有一种是自旋翼风轮发电机，自旋翼在风中旋转带动发电机发电的同时产生升力使机体升空并悬浮于高空。前者的气球、风筝升力有限，造价昂贵而且容易破损；后者让风轮提供升力，省去了许多成本而且增加了使用寿命。因此后者更有价值、更有前途。

目前，现有各种旋翼发电机主要采用有轴心的风轮，风轮与轴联动，轴带动转子。

目前，原地升降、高空悬停飞行器主要是以有轴的普通螺旋桨或自旋翼螺旋桨安装于普通机体的上部或环形机体的中部。

目前，永久性高空工作基站主要是以卫星承载各种通讯仪器、侦测仪器和拍摄仪器结成。

目前，风力驱动的车船主要是传统的帆船和近年出现的风帆驱动娱乐车和以伞形风筝牵引的船舶。

目前的空气取水机，须要耗费电能或石化能源，并且只能取地面至低空空气中的水分子、长年累月悬挂于空中，将空气中的水蒸气凝聚为水再通过管道轮到地面发明的目的目前的旋翼发电机和旋翼飞行器的共同之处，是采用有轴的风轮(旋翼也是一种风轮)，有轴风轮的三个致命弱点是：一、每个翼片从轴心往外的大部分翼段集风能力不大，而且越靠近轴心的翼段采集风能效力越小，直至为零，真正高效集风翼段是越远离轴心的翼段，高效翼段至轴心之间的翼段是应 该省略却无法省略的，因为高效翼段还得靠这低效翼段和无效翼段来维系其与轴心之间的联动，这就增加了整机重量，妨碍了发电机形体进一步扩大；二、高效翼段只能得到单侧的而且是处于远端的轴心支撑，所以风轮直径越大，其翼片的高效翼段就只能做得越尖细，因此集风效率低，无法推动更大型的发电机；三、只能由中轴带动内层铁芯和绕组(内转子)旋转，或只能由外轴带动外层铁芯和绕组(外转子)旋转，而不能让内、外铁芯绕组互为转子同时相对反向旋转。

现有高转速发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子，特别是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速发电机转子的尺寸受到严格的限制。正是由于这个原因，在增大发电机体形方面存在着技术极限，要开发更大容量的机型困难很大。如何突破这个技术极限？增加电磁负荷、加强散热降温，但这些措施目前似乎也不易进一步提高，所以只能另辟蹊径。如果让原来固定不动的铁芯绕组(即定子绕组)也旋转起来且旋转方向相反，那么原先的转子就可以得到高一倍的相对转速，就可以用较低的绝对转速达到较高转速的发电容量。

目前的永久性高空站主要是在卫星上安置各种通讯、侦测、拍摄仪器等等，其弱点是成本超高、承载量过小、功能太少。

目前的风力驱动船，一种是以传统风帆牵引的船或车辆，还有一种是以伞形风筝牵引的船，前者只能利用数十米低空的风力，后者也只能利用300米以下的风力，而且两者都只能在顺风或斜风状态下使用，而且不能发电供给车、船用。

本系列发明就是要针对以上几个现有技术的弱点，解决如下几个技术难题：一、只保留旋翼发电机或旋翼飞行器翼片的高效翼段而省去无效翼段、低效翼段和轴心，从而减少累赘、减轻重量、节省材料。

二、在不扩大旋翼直径的前提下，大大拓宽翼片高效翼段的尺寸，同时降低翼片的摇摆和振动幅度。

三、让相邻的两个环形铁芯绕组互为转子同时反向旋转，使它们的相对速度提高一倍，从而在不扩大发电机体形、不提高转子速度、不增加电磁负荷的前提下使发电容量成倍提高，甚至突破目前发电机的体形极限和容量极限。

四、提供一种新型风洞式发电机。

五、提供一种新型塔式风力发电机。

六、提供一种体形巨大、载重量巨大、起吊力巨大而且动作敏捷、速度较快、可永久巡航或悬浮并且安全可靠的原地起降飞机。

七、提供一种成本极低、能量自给且形体和载重量巨大、可永久巡航或悬浮的、高空工作站八、提供一种可利用数千米高空风力乃至平流层风力为主要能源的车辆或船舶。

九、提供一种不用耗费石化能源、长年累月悬挂于空中，可以从水蒸气丰富的高空环流空气中取得丰富、干净水源的空气取水机，实现无能耗、无地域限制的大规模空气取水。

技术方案高空发电环的技术方案：在环状支架上等距离设置翼片而形成翼环；翼片采用切割空气会产生升力的翼片，每个翼片皆如同普通风轮的翼片的末段，翼面与翼环的圆周面之间形成夹角，即迎风角；翼片可以向环外或环内伸出，也可以同时向两侧伸出；同一翼环上所有翼片的迎风角度相同，而相邻的翼环的迎风角度相反。

翼环上的翼片可以是向环内伸展或向环外伸展的单翼，也可以是从环上同一点向环内、环外两侧伸出的双翼。现一翼环上的单翼可以完全设置于环的内侧成为内翼，或完全设置于环的外侧成为外翼，也可以按内翼、外翼相间的方式设置翼片，无论内、外翼，各翼片间隔距离相等；同一翼环的双翼的内翼和外翼可以对称也可以不对称，但同一侧的所有翼的规格、构造和迎角迎角必须相同。

上述的翼环可直观地见于图2、图3，上述的翼环组可直观地见于图1，各图的详细说明可参见本文的附图说明。

翼环虽然形似一个由单翼飞行器或双翼飞行器首尾相接形成的环，但实际上它是一个风轮，而且是一个迎风旋转时能产生升力的自旋翼风轮；它虽然是一个自旋翼风轮，但与普通的自旋翼风轮又有不同，它的翼片可以不与轴心联动，甚至可以把轴心完全省略，即使保留轴心，也不是为了让轴心带动翼片，而是为了是在翼环旋转速度过快、离心力过大的情况下在环体与轴心之间架设辐条，从而达到加固环体的目的，这种情况下，如有必要，可将辐条设计为翼形，使其既有辐条的作用又有翼片的作用。

由两个或三个翼环组成一个翼环组，同组各翼环处于同一平面并有同一圆心，或各环互为平行面且圆心处于同一轴心线上；整机中可以只有一组翼环，也可以有两组或两组以 上翼环，每组翼环可以构成一个完整的发电机构(比如图10所示的机型就有内、外两个翼环组，图12所示则有上下两个翼环组，这两个机型中的每个翼环组都是一个完整的、可以独立的发电机构，即使拆卸掉其中一组翼环，剩下的一组翼环仍然可构成完整的发电机构)；两个或两个以上的高空发电环整机之间可以通过牵引缆和电缆首尾相连，即处于上端或下风头的整机，其下端通过牵引缆和下方或上风头的另一整机的上端连接，各整机的电路通过电缆相连最终通过同一电缆与地面用电设施连接(可参见图13)，这种多机串连形式的好处在于多机可以使用同一牵引缆和同一电缆，从而减少各整机的负载量并节约大量牵引缆和电缆并减轻各单机的自重。

发电机的结构方式如下：第一种，以各个翼环的支架为支架分别设置相当于普通发电机的定子铁芯、绕组和转子铁芯、绕组，由两个或三个这样的翼环组成一个巨大的发电机，该发电机实际上并不存在定子铁芯绕组，因为每个铁芯绕组环都随翼片旋转于风中，相邻的环旋转方向相反，因此实际上是互为转子、互为定子。(可参见图4、图5)第二种，在翼环的支架上等距离安装有动力轴的发电机，让发电机动力轴上的轮以相邻的翼环上相应部位的环形轨道相偶合，环形轨道绕环而设并与环连为一体，轨道随翼环旋转的同时必然带动与之相偶合的发电机动力轮旋转。(可参见图6、图7、图8)由于同组中相邻的翼环的迎风角度相反，因此它们的旋转方向必然相反，两环反向旋转的结果是两个翼环的相对速度都提高了一倍，也就是说翼环组上的铁芯绕组的相对旋转速度提高一倍，这里所说的铁芯绕组包括直接以翼环为支架的铁芯绕组和轴式发电机上的铁芯绕组。因此与普通发电机相比，如果转子的直径、长度和转速相同，而且电磁负荷相同，那么本发明的发电机容量会大幅度增加，甚至可能增加一倍。

在上述第二种结构当中，与轴式发电机动力轮偶合的环形轨道可设置于环的外圈边沿、内圈边沿或侧边边沿等三处位置中的任意一处；发电机动力轮和轨道的偶合方式当然可以效仿火车轮与轨道的偶合，但最好的方式是采用互相啮合的齿轮和齿式轨道。此种结构中，相邻的两个翼环中最少要有一个翼环安装轴式发电机，而另一个翼环设置与之相偶合的轨道，也可以两个翼环都安装轴式发电机并设置与另一个翼环上的轴式发电机相偶合的轨道。

除了用于带动轴式发电机的环形轨道之外，还有一种槽型轨道，它与滑轮车相偶合，这种轨道的横截面为槽型，与滑轮车正好配对偶合，从而将两个反向旋转的翼环连接起来，图9即是此种槽型轨道与滑轮车偶合示意图。整机与牵引缆上端也可以利用这种槽型轨 道连接起来。

须要注意的是，以上两种轨道皆是不间断的闭合环，而滑轮车或轴式发电机的动力轮则是间断的、等距离分布于轨道上的；轨道上的滑轮车不能少于三个，而且翼环直径越大，轨道上的滑轮车就应该越多，目的是使两翼环不即不离、保持固定间距，作顺畅的反向旋转。

整机中各翼环组的圆心处于同一点或同一轴心线上，处于同一点则呈同层面内外环排列，处于同一轴心线则呈平行面层叠排列；处于同一圆心的两个相邻的翼环组，或处于同一轴心线上的半径不同的两个相邻的翼环组可以通过辐条连接，这些辐条也可以同时作为翼片(参见图10)，作为翼片的辐条切割空气必须能产生升力；两个相邻的翼环的旋转方向相反，并且同组中顺时针旋转的翼环和逆时针旋转的翼环在任何同一时间段采集的风能总量相等。由两组或两组以上翼环组成的整机，如果其中部份翼环组由于连接器阻碍或吊挂机舱占用了空间等原因不便于安排翼片，那么可以将整机视如一个大的翼环组，只要整机所有顺时针旋转的翼环和所有逆时针旋转的翼环在任何同一时间段采集的风能总量相等即可，两个相反方向旋转的扭力就能达到平衡，从而使整机在风中保持稳定运转。

那么，如何使本发明的巨型发电环飞上高空呢？最方便快捷的方式就是把发电机当电动机用，即通过电缆向发电机构输入电能，使翼环旋转产生升力飞升起来。如在无电或少电地区，则使用气囊装置，也就是在环形机体的上部或周边、中部甚至下部设置气囊，气囊内充轻质气体，让气囊带着高空发电环起飞，待机体上升到风力足够的高度，翼环必然会达到足够的转速，产生足够的升力，此时即可回收气囊或让气囊飞走，当然让气囊继续保留亦无不可。还有一个办法可以让无电或少电的地区上空出现高空发电环，那就是先在电力充足的地区放飞，再用船舶或重型车辆牵引至无电、少电地区，当然个方法这只适用于体形不太大的高空发电环。要在无电、少电之处放飞高空发电环，可以先从其他地方拖来数个较小的高空发电环，由它们同时供电，即可放飞大型、巨型高空发电环。

如果高空发电环由于不得已的原因体重过大，翼片的升力不足以维持其悬浮，那么可以在机身上方或中部、周边甚至下部设置永久性气囊，或者在机身上方设置永久性大型风筝也是好办法。

如能将本发明的环形铁芯绕组作防水、防漏电处理，也可以置于洋流之中，将牵引缆锚接于海底。如此洋流将会象风一样推动翼环旋转。

风洞式发电机的技术方案：将权利要求1所述的高空发电环置于风洞之中，将所有铁芯绕组和电路皆作防水密封，舍弃 原有的牵引缆，只保留向翼环内伸出的翼片和翼环外侧的轨道及其滑轮车，滑轮车的车架与风洞内壁相连；风洞可以是水平走向，也可以是垂直走向。(如图14、图15所示。注意：虽然两图所示的发电机翼环组是由圆心处于同一轴心线上的、平行的两个翼环组成，但风洞式发电机的翼环组并非只能由圆心处于同一轴心线上的、平行的两个翼环组成，亦可由圆心处于同一点的、直径不同的两个翼环组成。)风洞的设置：选常年有风的山口、峡谷(或水流湍急的河流、海底峡谷)，以土石填塞，仅留一洞让风或水流通，这种风洞(水洞)的风(或水)的流力将十分可观；大型输水管道内亦可设置风洞式发电机。

也可以在风向稳定的旷野垒石、砌砖建造挡风墙，留出墙洞安置风洞式发电机，墙洞的两端应的开口应宽于发电机翼环的直径，使风洞的两端形成两个反向的喇叭口；如果墙砌得不太高，也不太宽，那么墙尽头边线可以放长，即把墙往风洞的轴心线方向拉长，这样，风洞成为一个长筒，而风洞壁的侧剖面形如飞机的机翼(如图15所示)。由于流过风洞内壁的风走的是弧线，流过风洞外壁的风走的是直线，两股风必然同时在风洞的后方汇合，因此风洞内的风会得到加速。

塔式风力发电机的技术方案：在本系列发明的高空发电环的基础上，除去机体与地面之间的牵引缆和牵引缆与机体之间的连接器，将内翼延长至轴心处，与轴承外壁连接，轴承内壁与轴连接；轴的两端与支撑点连接。(如图16、图17所示。注意：虽然两图所示的发电机翼环组是由圆心处于同一轴心线上的、平行的两个翼环组成，但塔式发电机和风洞式发电机一样，它们的翼环组并非只能由圆心处于同一轴心线上的、平行的两个翼环组成，亦可由圆心处于同一点的、直径不同的两个翼环组成。)飞行器的技术方案：以本系列发明的高空发电环为基础，在其原有的翼环体之间的连接器或翼环体与牵引缆之间的连接器的滑轮车的轴架上固定连接或吊挂机舱，机舱可以为环形、碟形、圆柱形等，机舱可置于翼环组的环圈内、环圈外或环圈上、环圈下；并且，或者将原有的直接以翼环为支架设置的铁芯和绕组撤除，而在翼环的翼片顶端安装喷气引擎，或者将原有的轴式马达撤除而在原位上安装内燃发动机，或者保留原有的轴式马达或环形铁芯、绕组而通过电缆从地面向它们供电，或在其机体上设置蓄电池向它们供电。无论是安装喷气引擎、内燃发动机或是以原有电机驱动，都必须达到推动此两个翼环作反方向旋转的目的。调节翼环的转速就可以使 翼环上升、下降或悬浮；如果采取活动式喷气引擎，那么可以通过改变喷气口的方向而使飞行器获得水平的动力。

在舱体或连接器等不随翼环旋转的部位上安装或不安装提供水平方向推动力的喷气引擎。这种引擎最好是四个，前后左右各一个，摆成十字形，各负责一个方向的动力，就可以敏捷地前进、后退、刹车、急刹车、转弯、急转弯甚至按直角轨迹转弯。如果给这几个喷气引擎装上转向机构，还可以利用它们增加上升、下降、前进、后退、转弯的速度。喷气口朝上或偏向上，可加速下降；喷气口朝下或偏向下，可加速上升；两个或三个喷气口朝向或偏向同一方向，则可加速水平移动，增加前进、后退的速度和刹车、急刹车、转弯、急转弯、直角转弯的敏捷度。

机体原有的与下方连接的牵引缆和电缆可以去除或保留，也可以只保留牵引缆而将电缆换为油管，甚至将牵引缆和油管合二为一，即油管兼牵引缆。

图18、图19是本飞行器一个实施例的俯视图和剖面图。如这个实例中所示，由于两翼环旋转方向相反、转速相同、翼片相同，它们的扭力相互抵消，所以机舱在飞行或悬停时不会随任一翼环旋转。

本飞行器的翼片翼片可以保留原高空发电环翼片的自旋翼特征，即切割空气会产生升力的特征，也可以不保留这个特征而采用普通螺旋桨的翼片的特征。不过，如果采用具有自旋翼特征的翼片，飞行器在失去动力自然下降过程中翼环会迎风自转产生升力使飞机平稳降落，如果不采用自旋翼特征，飞行器就只能按自由落体的速度坠落失事。

高空站的技术方案：以本系列发明的高空发电环或飞行器为基础，配备外挂或内置的电子设备、通讯设备、遥感设备、航拍设备、科学实验设备、防卫武器、航天器发射和回收平台、起重设备、升降舱、娱乐设施、人员工作室等项的全部、部份或其中之一。(如图20、图21所示)风电船的技术方案：以本系列发明的高空发电环的牵引缆的下端连接船舶上的牵引点，其电缆与船舶的蓄电池或电动机作电路连接。这里所谓“牵引点”，指可以让牵引缆牢固连接并拖拽船舶前进的物体。(如图22所示)本技术方案也适用于大型运输车辆，尤其适合于运动路线相对稳定的大型运输车辆，不适用于小型车辆。

高空取水机技术方案：本空气取水机由高空发电机(即将发电机置于高空的发电机构)和空气取水器组成，高空发 电机的电路与该空气取水机构的电路连接；空气取水机构的接水箱的出入口与水管上端连接，水管下端与下方蓄水池或用水设施连接；水管可以与牵引缆合二为一。与空气取水机构组合在一起的高空发电机构最好是选用本系列发明中的高空发电环。高空发电环与空气取水机构的组合方式有两种：第一种，高空发电环的电路与空气取水机构的电路连接，其翼环轨道滑轮车的车架连杆与空气取水机构的支架或外壳连接，空气取水机构的接水箱的出入口与水管上端连接，水管下端与下方蓄水池或用水设施连接；水管可以与牵引缆合二为一。(如图23所示)。

第二种，高空发电环翼环轨道滑轮车的车架连杆与空气取水机构的支架或外壳连接，或高空发电环的牵引缆从空气取水机构的中心部位穿过，空气取水机构悬挂于牵引缆上，可悬挂一个、两个或两个以上(如图24所示)；水管最好与牵引缆合二为一。使用这种类型的高空取水机，可以让高空发电环升上万米以上的平流层，而让取水机悬挂于下方对流层，这样既能利用平流层强大而且稳定的风力进行发电，又能利用对流层丰富的水蒸气进行取水，并且串挂的取水机越多，取水作业面就越大，产水量也越大。

取水机构由空调制冷器、冷凝集水器、接水箱、空调散热器、风扇等组成，其原理和工作过程和现有空调器是一样的，都是吸入暖湿空气，喷出干冷空气，空气中的水分被冷凝分离出来；不同的是，空气取水机没有将“空调水”废弃，而是将它收集起来，这就是“空气取水”的原理。

由于身处高空，风力强大，所以空调器或普通取水机必须配备的风扇对高空取水机就可以免了，同时在取水器的两端设喇叭口，经过两端喇叭口的风走的是弧线，必然比筒外围走直线的风流速快，因此增加了冷凝集水器的受风，从而增加集水量。另外，可以把散热器放在上风头而把冷凝集水器放在下风头，这样可以利用散热器释放的热量给进风加温，使风在接触冷凝集水器时受到更大的温差，从而增加集水量。

有益效果高空发电环的有益效果：普通风轮越靠近轴心的翼段集风能力越小，直至为零，而越远离轴心的翼段集风能力越大，前者是低效翼段和无效翼段，后者是高效翼段。实际上，普通风轮低效翼段的主要功能不是集风，而是支撑远端高效翼段，保证其与轴联动，称之为“联动杠杆”可能更为合适。这条“杠杆”由于仅得到单侧支撑而且支撑点远在轴心，如果有效翼段太宽、集风能过多，就必然会发生严重振动、摇晃，影响运行，其实际效果还比不上较尖细的翼，所以普通风轮的翼片的末段也就是高效翼段，不能拓宽，只能尖细。翼环的翼全是效率最高的翼段，它完全放 弃了集风功能为零的和较差的翼段，并改而依靠近端的、两侧相邻的翼片提供支撑，相比原先远端的、单侧的轴心支撑，力臂不但缩短，还从一支增加到两支，而且两支力臂分置于两侧支撑，其结果是支撑力及稳定度大为提高，翼片的摇摆幅度和振动频率大为降低。

因此普通高空风轮发电机很难进一步扩大其风轮的翼展半径，而本高空发电环的翼展半径则可以轻而易举地扩展至数百米乃至数。

因此与相同翼展半径的普通高空风轮发电机相比，本发明的翼片数量可以更多，单个翼片的面积可以更大。由于这个原因，以及可以通过电缆输入电源驱动翼环旋转的原因，本发明可以比现有的燃油直升机飞得更高。现有燃油直升机很少有能够达到万米高度的，除旋翼的原因之外，还有两个原因：由于运载能力有限，携带的燃油不足；飞得越高，空气越稀薄，氧气越少，发动机油耗越大，相反动力性能越差。而本发明通过电缆输电，不存在能源不足的问题；虽然从高空垂下的电缆重量很大，但高空发电环的电机可以功率更大，而且本发明有足够大面积的高效翼段和能够在高速旋转时保持平衡的翼环，因此不存在动力不足的问题。因此本发明的高空发电环完全可以跃升至平流层，在1-2万米高空永久悬停发电。平流层，高度大约海拔1-5.5万米，那里没有雷电，没有风雨，没有冰雪，只有风向、风速常年稳定的大风，最大风速可达50米/秒(接近15级强台风)。

因此，即使不考虑本发明的相邻翼环互为转子反向旋转的技术优点，与相同翼展半径的普通高空风轮发电机相比，本发明的发电能力也要强大得多。

本发明具有相邻翼环互为转子反向旋转的特点，使各翼环的相对速度提高一倍，从而在不扩大发电机体形、不提高转子速度、不增加电磁负荷的前提下使发电容量提高一倍，因此可突破目前发电机的体形极限和容量极限，开发出以目前技术不敢想象的巨型风力发电机和巨型的非风力发电机。

由于放弃了普通风轮的“联动杠杆”，因此在数倍地提高发电能力的同时，还可降低整机重量并节省原材料。

风洞式发电机和塔式风力发电机承袭了高空发电环的翼片优势和相邻翼环互为转子优势，从而成为鹤立鸡群的地面和低空风力发电机。

飞行器的有益效果：对于大型的翼环来说，实际上就相当于一架架老式飞机首尾相接围成一圈。翼环旋转的时候，就相当于这些首尾相接的飞机在固定的轨道上跑，所以它不会发生直升机螺旋桨那样的严重摇晃、振动；每个翼环都有与它配对的反向旋转的翼环，而且向两个方向旋转的所有翼环在任何同一时间段里采集风能的总量是相等的，机体随时都处于平衡的扭力作用之下，不 会发生整体的偏转，更不会发生整体旋转或倾覆，因此它的飞行姿态随时都能保持稳定。如果安装了前后左右四个水平方向的喷气引擎，本飞行器就能够作稳定而快速的水平运动，并能敏捷完成前进、后退、转弯等动作，甚至完成刹车、急刹车、急转弯、直角拐弯等目前所有飞机都无法完成的高难度动作。

利用本飞行器技术可以设计制造形体巨大、载重量巨大、起吊力巨大而且动作敏捷、速度较快、极为安全的新型原地起降飞机。利用本技术还可以设计制造内翼式原地起降飞机，即是在环形的内圈设置翼，外圈不设置翼的环形飞机，它的外圈可以等距离设置四个喷气引擎，用于进退和转弯，由于机身周边无翼，不怕刮擦、碰撞，内翼环形飞机特别适合用于抢险、救援和装甲作战。

只需保留牵引缆和发电机构，本发明的飞行器还可以用作矿山、港口、货场、建筑工地等场所的吊车，这种吊车不但可以自给电能，而且无论工作活动面的大小，还是操作的灵活性都将超过其他各种起重机，因为只要有牵引缆的连接，飞行器就可以关闭发动机，平时可以发电提供地面设施用电或蓄电，同时依靠自旋翼迎风自旋转的升力悬浮空中，工作时依靠自给电源提供起吊所需动力，而需要移动位置或长距离运送货物时又可以随时脱离牵引缆、启动发动机。

高空站的有益效果：可以永久自给动力悬浮于数百米至数万米的天空上，也可以开动发动机主动巡航或由大型船舶、车辆拖拽巡航，成为可以永不降落的真正的“航天母舰”。这种“航天母舰”也可以向海上的大型船、舰甚至航空母舰输送足够的电力，让这些大型船舶节省燃油超过50％以上。这种高空站可以既有自给的强大电力，又有庞大的体形，因此可以将各种物资和大型设备起吊到基站上，低成本地构建包括航天器发射台在内的科研基地和包括导弹和激光武器在内的武器系统，随时监视来自太空、天空和地面的敌情并随时实施拦截和主动出击。

即使仅从通讯功能来说，本发明也有卫星或地面蜂窝系统不能比拟的优势。与通信卫星相比，本发明的成本简直不值一提，并且具有信号往返延迟短、自由空间衰耗少，有利于实现通信终端的小型化、宽带化和对称双工的无线接入；与地面蜂窝系统相比，本高空站的作用距离短、覆盖地区大、信道衰减小，因而发射功率可以显著减少。不但大大降低了建设地面信息基础设施的费用，而且也降低了对基站周围的辐射污染。

本高空站还是一架可以永不降落的自旋翼飞机。与普通自旋翼飞机相比，除了不用加油和充电之外，它还可以在必要的时候从无动力的自悬浮状态进入有动力的直升机状态，比如在需要承载超过无动力承载量的特大型航天器及其发射塔台时，可以反过来从地面向高 空平台送电，驱使旋翼更快旋转产生足够的升力，等航天器发射后再切断供电，恢复无动力、自悬浮状态。

本高空站与前面的高空发电环一样，没有动力却能永久悬浮于高空，为什么呢？因为高空的强风会驱使旋翼高速旋转切割空气产生巨大的升力，只要风不停、牵引缆不断，这架“飞机”就永远不会掉下来。

即使发生意外情况，这艘“航空母舰”也不会象落地的秤砣般坠落，它自会象自旋翼飞机一样缓慢安全降落，因为整个下降过程旋翼都在不可避免地“招风”，所以不可避免地继续旋转、切割空气，切割空气必然产生升力。

风电船的有益效果：以传统风帆和伞形风筝牵引的车、船，只能利用数百米以下的低空风力，并且不能向车、船提供电力，而本风电船的风电机构可以在需要的时候随时升上数千米高空，利用强大的高空风力，甚至可以随时升到2万米高度的平流层，利用恒定而且更为强大的平流层风力，并且在以车、船行驶或停泊装卸的同时，给车、船的蓄电池输入强大电能，因此在上坡或逆风情况下也有足够强大的电力驱动电机实施自主行驶，所以本发明可以比现有的各种船舶节省更多的化石能源，甚至有可能完全不需要化石能源。

高空取水器的有益效果：目前，为了增大淡水的供应，除了采用常规的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一条有利的途径就是就近进行海水或苦咸水的淡化，特别是对于那些用水量分散而且偏远的地区更适宜用此方法。对海水或苦咸水进行淡化的方法很多，但常规的方法，如蒸馏法、离子交换法、渗析法、反渗透膜法以及冷冻法等，都要消耗大量的燃料或电力。据报道，截至1990年，全世界已安装的海水淡化装置的产水能力为13,000,000米/天。到2000年，这个数字已经翻了一倍，即2600万立方米。淡化水的迅速增加，就会产生一系列的问题，其中最突出的就是能源的消耗问题。据估计，以目前的技术，每天生产2600万立方米的淡化水，每年需要消耗原油2.6亿吨。即使人们支付得起这笔燃料的费用，地球的温室效应、空气污染等也在警示人们必须适可而止。因此，目前人们普遍认为，发展太阳能海水淡化技术是最佳选择。

但是，太阳能海水淡化成本也十分可观，并且许多缺水的地方并不近海，即使近海，晚上也无法利用太阳能。因此，近年来人类已经开发出能够成功取水的空气取水机，但是现有的空气取水器由于能耗太大，导致取水成本过高，无法实施大规模生产，以小机型推广也缺乏经济价值，此外在最需要空气取水的干旱地区(如沙漠)，其低空的空气同样极其 干燥，以现有技术进行空气取水几乎不可行。

本发明的高空取水机则完全达到了无能耗、低成本、大规模而且没有昼夜之分、不受地域限制等几个高难度要求。由于可在高空自给电能，因此不存在能耗太大、水成本过高的问题，同时还可以向地面供电；由于取水机悬于高空，尤其是以高空发电环为载体的高空取水机，更是可以负载大型、巨型空气取水机飞升至数千米乃至万米高空，即使是在最干旱的沙漠，其上空一样有云，说明其上空水蒸气是非常丰富的，实际上水蒸气是随风环流于全球的，只是沙漠地表和低空过于干燥，空气流过之时湿气早已一扫而光，甚至雨水尚未落地就已经被干旱的空气吸干。但这仅仅是对地面和低空而言，对高空的气流是没有影响的。因此使用本发明进行空中取水是不会受地域限制的，即使是在沙漠腹地，也可以和其他地方一样无能耗、低成本、大规模、不间断地制取优质水。

无论是一座城镇、一个工厂或一个大型农场，也不管地处何方，只要有一个以大型高空发电环为载体的高空取水机，就可以完全解决工业、农业、畜牧业、人民生活、公共事业等方面的全部水、电需求。而建造一个大型高空发电环及以它为载体的高空取水机，与建造传统电厂、传统水利系统或输送水管道系统相比，其所需的成本和时间不过是九牛一毛！图面说明一、标记说明1：翼环1-1：外层翼环1-2：内层翼环1-3：上层翼环1-4：下层翼环2：翼片2-1：向外伸的单侧翼片2-1.3：上层翼环向外伸的单侧翼片2-1.4：下层翼环向外伸的单侧翼片2-2：向内伸的单侧翼片2-2.3：上层翼环向内伸的单侧翼片2-2.4：下层翼环向内伸的单侧翼片2-3：向两侧伸出的双翼片3：槽型轨道+滑轮车及其组件 3-1：槽型轨道3-2：滑轮车的车架3-3：滑轮车与滑轮车之间的连杆3-4：滑轮3-5：滑轮车3-6：滑轮车与翼环或机舱的连杆3-7：风筒壁与取水机的连杆4：通过中轴线的连杆或翼片式辐条4-1：通过中轴线的连杆4-2：翼片式辐条或翼片式连杆4-3：中空的连杆(连杆与水管合一)5：牵引缆(或牵引缆、电缆二合一)5-1：图13中连接最上层高空发电环与第二层高空发电环的牵引缆5-2：图13中连接第二层高空发电环与第三层高空发电环的牵引缆5-3：图13中连接第三层高空发电环与地面设施的中空的牵引缆(牵引缆与水管合一)5-4：连接高空发电环19-1与取水机26-1之间的牵引缆5-5：连接高空取水机26-1与取水机26-2之间的牵引缆5-6：连接高空取水机26-2与地面设施的牵引缆(牵引缆与水管合二为一)6：轴式发电机7：发电机动力轮8：轴式发电机轮的轨道9：轴承9-1：轴承外壁9-2：轴承内壁9-3：轴承滚子10：风洞内壁10-1：取水器的外壳11：塔架支撑杆12：地面13：喷气引擎 13-1：上层翼片的喷气引擎13-2：下层翼片的喷气引擎13-3：用于转向的喷气引擎14：机舱15：顶层平台16：航天发射架17：防卫武器18：其他设施19：高空发电环或飞行器19-1：图13中最上层的高空发电环19-2：图13中第二层的高空发电环19-3：图13中第三层的高空发电环20：船或车21：压缩机22：冷凝器23：散热器24：接水盘25：水管26：取水机26-1：图24中的上层取水机26-2：图24中的下层取水机二、附图序号及内容图1：同圆心的大小两翼环组成的内外翼环组俯视图、圆心处于同一轴心线的上下两翼环组成的上下翼环组俯视图；图2：图1中内外翼环组的各翼环单独俯视图；图3：图1中上下翼环组的各翼环单独俯视图；图4：以翼环支架为铁芯绕组支架的内外翼环互为转子发电机剖面图；图5：以翼环支架为铁芯绕组支架的上下翼环互为转子发电机剖面图；图6：以翼环支架为普通发电机机座的内外翼环机组剖面图；图7：以翼环支架为普通发电机机座的上下翼环机组剖面图(轴式发电机的轴与翼环面垂 直)；图8：以翼环支架为普通发电机机座的上下翼环机组剖面图(轴式发电机的轴与翼环面平行)；图9：槽型轨道与滑轮车结构示意图；图10：处于同一圆心的两个相邻的翼环组或处于同一轴心线上的半径不同的两个相邻的翼环组俯视图；图11：两个或两个以上高空发电环连接示意图；图12：风洞式发电机正面视图；图13：风洞式发电机侧剖面视图；图14：塔式风力发电机正面视图；图15：塔式风力发电机侧剖面视图；图16：飞行器俯视图；图17：飞行器侧剖面视面；图18：高空站俯视图；图19：高空站侧剖面视图；图20：是高空站俯视图；图21：是高空站侧剖面图；图22：是风电船示意图；图23：高空取水机示意图；图24：串挂式高空取水机示意图。

最佳实施例下面结合附图介绍几个实施例。

高空发电环实施例一(如图4所示)：分别以翼环1-1、翼环1-2的支架为支架设置铁芯、绕组；环1-1、翼环1-2的上下两端分别连接环形轨道3-1，轨道3-1绕翼环一周，实际上与翼环同体；轨道3-1的横截面为槽型，槽型内偶合滑轮车3-5(由包容于槽型轨道3-1之内的车架3-2、连杆3-3、滑轮3-4组成，详见于图9)；各轨道上等距离设置若干个(不少于四个)滑轮车3-5，两台相邻的滑轮车3-5通过连杆3-3连接，因此两个翼环虽然各自朝不同方向旋转，却不会相互分离或碰撞。

一个翼环的各台滑轮车与另一翼环相应位置上的滑轮车通过连杆3-3互相连接；连杆4的两端分别与一个连杆3-3相连接，各条连杆4在翼环的轴心线上相交，并且在交点相互固定连接，除在交点固定连接外，还可以在各相交的连杆4之间焊接支撑杆以形成三角形力矩结构，目的是保证各滑轮车的相对位置不改变，使它们能够保持平稳运动。由于两组滑轮 车的车架连接固定在一起，而两个滑轮车却分别偶合于两个翼环的轨道，因此两个朝相反方向快速旋转的翼环，既不会分离也不会碰撞。

在此实施例中，同一翼环的各个翼片，它们的面积必须相同，但不同翼环的翼片面积可以不同。由于内环翼片采集风能的效率比相同面积的外环翼片小，因此必须让内环翼片的面积大于外环翼片面积，至于两者的比例大小，必须遵循一个原则，就是使两个逆向旋转的翼环采集风能的效率相等，使两环在迎风逆向旋转过程中扭力相互抵消，避免整机随扭力较大的那个翼环旋转，从而保证机构持续正常工作并杜绝拧缆事故发生。

至于翼片的迎角，如果外翼环翼片的迎角是n，那么内翼环翼片的迎角为-n，所以两翼环旋转方向必然相反，两翼环上的铁芯绕组随翼片逆向旋转互相切割磁力线而发电。发电机构的电路通过电刷连接电缆上端，电缆下端与地面用电设施连接。

在各条连杆4的相交点连接牵引缆的上端，牵引缆的下端连接下方用电设施。

牵引缆和电缆可以合二为一。

高空发电环实施例二(如图5所示)：用同相直径的三个翼环1，按同一轴心线上下排列，上下两端的翼环1各有一条轨道3-1环绕，中间的翼环1有两条轨道3-1环绕；各轨道上等距离设置若干个(不少于四个)滑轮车3-5；上翼环的滑轮车与中翼环上沿的滑轮车，中翼环下沿的滑轮车与下翼环的滑轮车通过连杆3-3连接。

分别以三个翼环1的支架为支架设置铁芯、绕组，中间的翼环与上下的翼环互相切割磁力线从而发电(在这里，也可以除去最上层或最下层的翼环，只让两个翼环互相切割磁力线发电)，最上层和最下层的两个环的翼片迎角相同、面积相同，从而使这两个翼环作同步旋转，这样它们的铁芯绕组产生的电就是一样的，不会互相干扰。

如果最上层和最下层两个翼环的翼片迎角是n，那么中间翼环的翼片迎角为-n。同一翼环同一侧(即统一伸向环的外侧或内侧)的翼片，它们的面积必须相同，但不同翼环的翼片或同一翼环不同侧的翼片的面积可以不同，要对它们的面积作适当调整，使所有顺时针旋转的翼片和所有逆时针旋转的翼片采集的风能相等。

各条轨道3-1皆绕它的翼环一周，实际上它是与翼环溶为一体的；轨道3-1的横截面为槽型，槽型内偶合滑轮车(由包容于槽型轨道3-1之内的车架3-2、连杆3-3、滑轮3-4组成，详见图9)。由于两台相邻的滑轮车3-2通过连杆3-3连接，因此两个翼环虽然各自朝不同方向旋转，却不会相互分离或碰撞。

关于连杆3-3与连杆4和牵引缆、电缆的设置以及它们之间的连接结构，请参照实施 例一。

高空发电环实施例三(如图6所示)：在内翼环1-2和外翼环1-1上分别按等距离安装若干个轴式发电机6，翼环支架作为轴式发电机6的支架，各翼环上的发电机的动力轮7皆与另一翼环上的环形轨道8相偶合。

其他各部位的结构比如实施例一。

以翼环支架为普通发电机机座的内外翼环机组剖面图；高空发电环实施例四(如图7所示)：在内翼环1-2和外翼环1-1上分别按等距离安装若干个轴式发电机6，翼环支架作为轴式发电机6的支架，各翼环上的发电机的动力轮7皆与另一翼环上的环形轨道8相偶合。

其他各部位的结构比如实施例二。

高空发电环实施例五(如图8所示)发电机的轴向从垂直变为水平之外，与实施例四完全相同。

高空发电环实施例六(如图10、图11所示)内、外两个翼环组，内翼环组中的外翼环1-1与外翼环组中的内翼环1-2通过翼片式辐条4-2固定连接、同步转动，这些辐条是翼片状的辐条，因此既起到辐条的作用，又有翼片的功能。同组中两翼环的连接方式与实施例一相同。

高空发电环实施例七(如图12所示)上下两个翼环组，上翼环组中的下翼环1-4与下翼环组中的上翼环1-3的连接方式可以有两种：第一种，与同一翼环组中上下两翼环的连接方式相同，如此这两个翼环的旋转方向可以设定为相同或相反；第二种，用将上翼环组中的下翼环与下翼环组中的上翼环用翼片式连杆4-2固定连接，如此，这两个翼环翼片的迎角必须一样，它们迎风旋转的方向必须相同(因为它们只能作同步运动)。

高空发电环实施例八(如图13所示)高空发电环19-1的下端连接牵引缆5-1的下端，牵引缆5-1的下端连接高空发电环19-2的上端，高空发电环19-2的下端连接牵引缆5-2的上端，牵引缆5-2的下端连接高空发电环19-3的上端，高空发电环19-3的下端连接牵引缆5-3的上端，牵引缆5-3的下端连接地面设施；高空发电环19-1、19-2、19-3的电路作并联，汇合为一根电缆与地面用电设施连接，该电缆可以与牵引缆5-3合二为一。

采用本实施例时最好将高空发电环19-1、19-2、19-3放飞于同一气流层中，使得各机发出的电压相同，方便各机并网发电以同一电缆5-3向下输送。

风洞式发电机实施例(如图14、图15所示)本实施例的风洞式发电机的翼环组，由圆心处于同一轴心线上的、平行的两个翼环1-3和翼环1-4组成，翼片2-2.3的迎角与翼片2-2.3的迎角相反。

翼环1-3、翼环1-4与风洞壁的连接方式：槽型轨道3-1绕翼环一周并与之结合为一体，滑轮车的三个滑轮分别与槽型轨道3-1的三个面偶合，滑轮车的车架3-2与风洞壁10固定相连。

塔式发电机实施例(如图16、17所示)由处于同一平面、有同一圆心但半径不现的两个翼环1-1和翼环1-2组成，外翼环翼片2-1的迎角与内翼环翼片2-2的迎角相反。

发电机由6根塔架支撑杆11支撑，其中发电机前端的两侧和中间、后端两侧和中间各一根，在中间的支撑杆只须与翼环下端的连杆3连接，其高度只须达到翼环下端，而两侧的支撑杆与翼环两侧的连接3连接，其高度只须达到翼环的中部，这就是为什么从图17上看到的支撑杆是“半截”，因为这就是两侧的支撑杆。

飞行器实施例(如图18、图19所示)翼环1-3、翼环1-4上皆有槽型轨道3-1，槽型轨道3-1偶合滑轮车3-5，滑轮车的车架通过连杆3-6与机舱14相连，机舱上方呈十字形安装四个用于转向的喷气引擎13-3，喷气口朝外。

各翼片的末端安装用于推动翼环的喷气引擎13-1，翼片2-1.3的迎角及其喷气引擎的喷气方向与翼片2-1.4迎角及其喷气引擎喷气方向相反。

高空站实施例一(如图20、图21所示)在上一实施例(飞行器最佳实施例)基础上除去所有的喷气引擎，并将机舱改为多层，其中上层是敞蓬平台，平台上设置有航天发射架16、防卫武器17、其他设施18。

在翼环1-3、翼环1-4上设置铁芯绕组，具体方法参见高空发电环实施例二、四、五。

在机舱底部连接连杆，连杆4-1最少有两根并呈十字形相交，在交点连接牵引缆5的上端，牵引缆5的下端连接地面设施。

风电船实施例(如图22所示)高空发电环19的下端连接牵引缆5的上端，牵引缆5的下端连接船的栓桩；高空发电环19 的电路与电缆相连，电缆与船的蓄电池相连，蓄电池与电机电路相连。

高空取水机实施例(如图23所示)取水器的外壳10-1通过连杆3-6与滑轮车3-5连接，滑轮车与槽型轨道3-1偶合，各槽型轨道3-1分别绕各自的翼环一周，翼环1-3连接翼片2-1.3，翼环1-4连接翼片2-1.4。取水器的外壳10-1的两端为喇叭口形状。

取水机构由空调制冷器21、冷凝集水器22、接水箱24、空调散热器23、水管25组成，除没有风扇以及散热器放在上风头而把冷凝集水器放在下风头之外，其和现有空调器基本相同。取水机构通过连杆3-7连接固定于风筒壁，其底部与连杆4-1相连，连杆4-1的一段是中空连杆(连杆与水管合一)4-3，中空连杆4-3与的上端相连，水管兼牵引缆5-2的下端与地面水管相连。

高空取水机实施例二(如图24所示)高空发电环19-1的下端连接牵引缆5-4的下端，牵引缆5-4的下端连接高空取水机26-1的上端，高空取水机26-1的下端连接牵引缆5-5的上端，牵引缆5-5的下端连接高空取水机26-2的上端，高空取水机26-2的下端连接中空牵引缆5-6的上端，牵引缆5-6的下端连接地面设施，其中的牵引缆栓接固定于栓桩，其中的水管与蓄水池连接。

高空取水机26-1、26-2的上端喇叭口边沿等距离取四点，用两根长度相同的缆绳的两端分别连接在同一直径上的两点，此两缆的交点作为上方垂下的牵引缆的连接点(如图24中的局部放大图所示)。

高空发电环19-1与三个高空取水机作电路连接；两个高空取水机的水管与中空牵引缆5-6中的水管的上端相接。

Claims (10)

1.高空发电环，由两个或三个铁芯绕组相对运动发电，铁芯绕组由螺旋桨风轮推动，机架通过牵引缆与下方提供牵引力的设施相连，发电机构的电路则通过电刷与电缆的上端相连，电缆的下端与下方用电设施相连，其特征是：在环状支架上等距离设置翼片而形成翼环；其翼片采用切割空气会产生升力的翼片，每个翼片皆如同普通风轮的翼片的末段，翼面与翼环的圆周面之间形成夹角，即迎风角；翼片可以向环外或环内伸出，也可以同时向两侧伸出；同一翼环上所有翼片的迎风角度相同，而相邻的翼环的迎风角度相反；由两至三个翼环组成一个翼环组，同组各翼环处于同一平面并有同一圆心，或各环互为平行面且圆心处于同一轴心线上，整机中可以只有一组翼环，也可以有两组或两组以上翼环，每组翼环可以构成一个完整的发电机构；两个或两个以上的高空发电环整机之间可以通过牵引缆和电缆首尾相连，即处于上端或下风头的整机，其下端通过牵引缆和下方或上风头的另一整机的上端连接，各整机的电路通过电缆相连最终通过同一电缆与地面用电设施连接。

2.根据权利要求1所述的高空发电环，其特征是：以同一翼环组中各翼环的支架为支架分别设置定子铁芯、绕组或转子铁芯、绕组使整个翼环组成为一个不依靠轴带动转子的发电机；或者在翼环的支架上等距离安装有动力轴的发电机，让发电机动力轴上的轮以相邻的任一翼环上相应部位的环形轨道相偶合，环形轨道绕环而设并与环连为一体。

3.风洞式发电机，其特征是：权利要求1所述的高空发电环置于风洞之中，所有铁芯绕组和电路皆作防水密封，舍弃原有的牵引缆，保留向翼环内伸出的翼片和翼环外侧的轨道及其滑轮车，滑轮车的车架与风洞内壁相连；风洞可以是水平走向，也可以是垂直走向。

4.塔式发电机，其特征是：在权利要求1所述的高空发电环的基础上，除去机体与地面之间的牵引缆和牵引缆与机体之间的连接器，将内翼延长至轴心处，与轴承外壁连接，轴承内壁与轴连接；轴的两端与支撑点连接。

5.飞行器，飞行器有翼，翼在空气中运动产生升力，其特征是：以权利要求1所述的高空发电环为基础，在其原有的翼环体之间的连接器或翼环体与牵引缆之间的连接器的滑轮组的轴架上固定连接或吊挂机舱；并且，或者将原有的直接以翼环为支架设置的铁芯和绕组撤除，而在翼环的翼片顶端安装喷气引擎，或者将原有的轴式马达撤除而在原位上安装内燃发动机，或者保留原有的轴式马达或环形铁芯、绕组而通过电缆从地面向它们供电，或在其机体上设置蓄电池向它们供电；在舱体或连接器等不会随翼环旋转的部位上安装或不安装提供水平方向推动力的喷气动力引擎。

6.根据权利要求5所述的飞行器，其特征是：机体原有的与下方连接的牵引缆和电缆可以去除或保留，也可以只保留牵引缆而将电缆换为油管，甚至将牵引缆和油管合二为一；翼片可以保留自旋翼切割空气会产生升力的特征，也可以不保留这个特征而采用普通螺旋桨的翼片的特征。

7.高空站，根据权利要求1所述的高空发电环或权利要求5所述的飞行器，其特征是：配备外挂或内置的电子设备、通讯设备、遥感设备、航拍设备、科学实验设备、防卫武器、航天器发射和回收平台、起重设备、升降舱、娱乐设施、人员工作室等项的全部、部份或其中之一。

8.风电船，船舶栓接牵引缆下端，牵引缆上端连接靠风力推动的飞行器，其特征是：权利要求1所述的高空发电环，其牵引缆的下端连接船舶上的牵引点，其电缆与船舶的蓄电池或电动机作电路连接。

9.高空取水器，由空调制冷器、冷凝集水器、接水箱、空调散热器、风扇等组成，其特征是：高空发电机机构与空气取水器组合在一起，高空发电机的电路与该空气取水器的电路连接；空气取水器的接水箱的出入口与水管上端连接，水管下端与下方蓄水池或用水设施连接；水管可以与牵引缆合二为一。

10.根据权利要求9所述的高空取水机，其特征是：与空气取水机构组合在一起的高空发电机构是权利要求1所述的高空发电环，组合方式：高空发电环翼环轨道滑轮车的车架连杆与空气取水机构的支架或外壳连接，或高空发电环的牵引缆从空气取水机构的中心部位穿过，空气取水机构悬挂于牵引缆上，可悬挂一个、两个或两个以上；水管最好与牵引缆合二为一。

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