CN105460216A - 吸盘式飞行器 - Google Patents

Abstract

吸盘式飞行器，采用排气装置在吸盘式升力部件的上表面制造负压，利用升力部件的上、下表面受到的压力差来驱动，其飞行原理与现有定翼机、直升机等主流飞行器有明显区别。该飞行器可以全方向飞行、垂直起降、悬停，动作灵活，低速性能好，没有大面积向外伸展的桨翼，安全性较强，能够适应各种水陆起降条件，适合广泛应用于大众娱乐、交通，还适合装载专业工具在建筑群、工地、农场、厂区、立交桥、电网、悬崖、洞穴、森林、水域、沼泽等狭小、复杂或非常规环境中执行搬运、吊装、维修、清洁、采摘、拍摄、实验、探险、巡逻、消防、抢险、救援、作战等空中任务。

Description

吸盘式飞行器

技术领域

本发明关于一种飞行器。

背景技术

目前主流的动力飞行器有定翼机、直升机两大类，它们都是靠直接升力部件主动在空气中运动来获得升力。定翼机靠整个飞行器主动往前冲使机翼与外界空气产生相对运动来获得升力，起飞时需要跑道，起飞后还要有宽广的飞行空间，对环境要求高，低空低速性能较差，能完成的空中动作也较少，这使得应用范围受到很大的限制。直升机靠浆翼主动旋转来获得升力，可以完成垂直起降、悬停、各方向平飞、原地转弯等动作，适应能力更强一些，但桨翼裸露在外边，而且往往伸展半径大于机身，在狭小、复杂的空间环境中使用容易撞击外界物体造成严重后果，复杂的传动系统也使得制造、维修成本较高，此外，扇风、扬尘、噪音等问题也影响使用的舒适度。

发明内容

本发明的目的是提供一种不依靠直接升力部件主动在空气中运动获取升力，而是采用排气装置在吸盘状的升力部件上表面制造负压，利用升力部件上、下表面受到大气的压力差来驱动的飞行器，其飞行原理与现有定翼机、直升机等主流飞行器有明显区别。本发明包括推进装置（1）、排风装置（9），其特征在于：工况时，排风装置（9）主动驱使推进装置（1）上表面的空气快速流动而形成负压，或者排风装置（9）主动吸走空气而形成负压。

本发明的推进装置（1）的上表面或上方附近装有射流器（9），可以喷射出气流来带动推进装置（1）上表面的空气一起流动，形成覆盖在推进装置（1）上表面的气流层。

本发明的推进装置（1）的上表面或附近有吸气口（8），可以吸走推进装置（1）上表面空气，形成相对低压来加速周围空气的流动。

本发明可以通过调整推进装置（1）的倾斜方向和倾斜角度来分别改变航向和航速；或者可以通过调整与推进装置（1）直接或间接相连的变向装置（11）来阻止或实现飞行器左右转动；或者排风装置（9）可以产生反推力方向相反的两组气流，通过调节它们的反推力强弱对比来阻止或实现飞行器左右转动。

本发明采用的安全措施包括但不限于以下所列下之一：转动部件（7）隐藏在推进装置（1）轮廓范围之内；推进装置（1）的外缘有防撞装置（3）；推进装置（1）上方装有扰流装置来破坏上升旋流；装有带轮子、缓冲装置或浮力装置的起落架；装有降落伞、滑翔伞、滑翔翼或喷气式缓降装置。

本发明有些实施例的推进装置（1）带有裙边（2）。

本发明的推进装置（1）采用骨架蒙皮结构，内部或表面有消音材料。

本发明装有机械辅助操控系统、电子辅助操控系统、遥控系统或计算机自动操控系统。

本发明装有固定翼、旋翼、喷管、风扇等传统推进部件。

本发明除了适合广泛应用于大众娱乐、交通，还适合装载专业工具，在建筑群、工地、农场、厂区、立交桥、电网、悬崖、洞穴、森林、水域、沼泽等狭小、复杂或非常规环境中执行搬运、吊装、维修、清洁、采摘、喷洒、拍摄、实验、探险、巡逻、消防、抢险、救援、作战等空中任务。

附图说明

图1是吸盘式飞行器结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，推进装置1是直接推进飞行器飞行的部件，其顶面具有开阔的盘状区域，工作时，包括射流器9、吸气口8、吸气风扇7在内的排风装置主动驱使空气顺着该区域的上表面快速流动而形成负压，与其下表面的大气压形成压差，于是，推进装置1像个吸盘一样被吸往上表面的朝向。推进装置1可以是专门的推进部件，也可以是其它某个功能部件的组成部分，如图1所示的例子，推进装置1是顶面具有开阔盘状区域的机械舱的舱体。推进装置1上表面盘状区域的是平面或曲面，垂直投影形状以便于确定几何中心的圆形、椭圆、长圆、矩形、菱形、三角形等规则形状为佳，也可以是它们的任意组合或异形。以上是通过让空气快速流动来获得负压的办法，在一些实施例中也可以在推进装置1的上表面或其附近设置吸气口，采用把空气吸走的方法来产生负压，或者两种方法相结合。

如图1，射流器9与吸气口8、吸气风扇7相通，固定安装在推进装置1上表面，也可以在上方附近悬空，为了获得更大的风速，还可以采用可转动的结构，一边转动一边喷射气流。空气在吸气口8被吸气风扇7吸进去，从射流器9顺着推进装置1上表面喷射出来，带动周围的空气一起流动，形成一个覆盖推进装置1上表面的气流层。气流形式包括但不限于环流式、向心式、辐射式、平行式、混合式等，射流器9的数量、开口朝向和分布位置可以根据所选定的气流形式来设置。

如图1所示，为了提高气流速度或改变气流方向，可以把吸气口8设置在射流器9的射流路径或附近，吸走周围的空气形成局部低压来影响喷射气流的速度和方向。

如果推进装置1的倾斜方向和倾斜角度发生变化，其上、下表面的受到的压力差在垂直方向和水平方向的分力的方向和大小也随着变化，配合发动机转速来调整推进装置1的倾斜方向和倾斜角度就可以改变飞行器的航向和航速。为了实现推进装置1的倾斜动作，可以采取改变推进装置1在大气中的浮心与包括装载物在内的整机重心之间的相对位置可调的结构，如图1所示的一个例子——推进装置1、发动机舱4、机架5、手柄6依次固定连接，座椅13通过万向节12与发动机舱4转动连接，飞行员和座椅13占整机重量的一部分，当飞行员借助手柄6进行不同方向、不同程度的移动时，就改变了推进装置1在大气中的浮心与整机重心之间的相对位置，推进装置1会相应发生倾斜。如图1所示，变向装置11是一种用来阻止受力不平衡引起的飞行器左右转动或用来主动转动机身以获得所需朝向的射流器、风扇或者其它形式能够煽动空气的装置，可以安装在与推进装置1固定连接的机尾10上，也可以安装在其它能够带动飞行器转动的位置。在某些实施例中，可以把图1所示的推进装置1上表面分成两个或更多区域，也可以增加一个或多个推进装置1，把射流器9分成喷气方向相反的两个组，例如顺时针和逆时针，分别安装在同一个推进装置1不同的区域上，或者分别安装于不同的推进装置1上，使它们产生的反推力导致飞行器朝相反的方向转动，通过调节这两组气流的反推力强弱对比来阻止或实现飞行器左右转动。

参照如图1，本飞行器采用的安全措施包括但不限于以下所列下之一：吸气风扇7作为一种转动部件，裸露在外边是一种致命的安全隐患，把它隐藏在推进装置1轮廓范围之内避免与外界物体接触；推进装置1的轮廓范围最大，容易与外界发生碰撞，可以在外缘装上有减震、耐磨或其它防护性能材料制作的保护装置以减轻碰撞产生的损害；若采用环流式的推进装置1，为避免持续的环流可能演变成小型龙卷风而对外界造成不利影响，其上方应装有扰流装置来破坏上升的环流形态；为了适应多种降落条件，提高落地安全性和舒适性，可以在起落架上装有轮子、缓冲装置、浮力装置或者它们的组合，图1所示的缓冲装置15采用气囊制作，同时也是一种浮力装置；为了应对高空中的突发状况，可以装有降落伞、滑翔伞、滑翔翼或喷气式缓降装置。

如图1，为了减少射流器9制造的气流运动范围超出推进装置1水平轮廓范围造成能量损失，也为了减少周边外界气流的影响，可以在推进装置1的外缘装上裙边2，但有些实施例可以不装，例如气流形式为向心式的实施例。

如图1，推进装置1体积较大而且需要有足够刚性，为了达到轻量化的目的，采用骨架蒙皮结构，或者采用轻质材料一体成型结构，为了降低噪音，内部或表面有消音材料。

为了提高飞行器的操控性，可以在飞行器上边安装机械辅助操控系统、电子辅助操控系统、遥控系统或计算机自动操控系统。

为了满足潜在的多种动力要求，可以选装固定翼、旋翼、喷管或风扇等传统推进部件。

本飞行器除了适合广泛应用于大众娱乐、交通，还适合装载专业工具，在建筑群、工地、农场、厂区、立交桥、电网、悬崖、洞穴、森林、水域、沼泽等狭小、复杂或非常规环境中执行搬运、吊装、维修、清洁、采摘、拍摄、实验、探险、巡逻、消防、抢险、救援、作战等空中任务。

Claims (10)

1.吸盘式飞行器，包括推进装置（1）、排风装置（9），其特征在于：工况时，排风装置（9）主动驱使推进装置（1）上表面的空气快速流动而形成负压，或者排风装置（9）主动吸走空气而形成负压。

2.权利要求1所述的吸盘式飞行器，其特征在于推进装置（1）上表面或上方附近装有射流器（9），可以喷射出气流来带动推进装置（1）上表面的空气一起流动。

3.权利要求2所述的吸盘式飞行器，其特征在于推进装置（1）的上表面或上方附近有吸气口（8），可以吸走推进装置（1）上表面空气，形成相对低压来加速周围空气的流动，形成覆盖在推进装置（1）上表面的气流层。

4.权利要求1、2或3所述的吸盘式飞行器，其特征在于可以通过调整推进装置（1）的倾斜方向和倾斜角度来分别改变航向和航速；或者可以通过调整与推进装置（1）直接或间接相连的变向装置（11）来阻止或实现飞行器左右转动；或者排风装置（9）可以产生反推力方向相反的两组气流，通过调节它们的反推力强弱对比来阻止或实现飞行器左右转动。

5.权利要求4所述的吸盘式飞行器，其特征在于采用的安全措施包括但不限于以下所列下之一：转动部件（7）隐藏在推进装置（1）轮廓范围之内；推进装置（1）的外缘有防撞装置（3）；推进装置（1）上方装有扰流装置来破坏上升环流；装有带轮子、缓冲装置或浮力装置的起落架；装有降落伞、滑翔伞、滑翔翼或喷气式缓降装置。

6.权利要求5所述的吸盘式飞行器，其特征在于有些实施例的推进装置（1）带有裙边（2）。

7.权利要求6所述的吸盘式飞行器，其特征在于推进装置（1）采用骨架蒙皮或一体成型结构，内部或表面有消音材料。

8.权利要求7所述的吸盘式飞行器，其特征在于装有机械辅助操控系统、电子辅助操控系统、遥控系统或计算机自动操控系统。

9.权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的吸盘式飞行器，其特征在于装有固定翼、旋翼、喷管、风扇等传统动力部件。

10.权利要求9所述的吸盘式飞行器，其特征在于除了适合广泛应用于大众娱乐、交通，还适合装载专业工具，在建筑群、工地、农场、厂区、立交桥、电网、悬崖、洞穴、森林、水域、沼泽等狭小、复杂或非常规环境中执行搬运、吊装、维修、清洁、采摘、喷洒、拍摄、实验、探险、巡逻、消防、抢险、救援、作战等空中任务。