CN106379534A - 自旋控制系统及飞行器 - Google Patents

自旋控制系统及飞行器 Download PDF

Info

Publication number
CN106379534A
CN106379534A CN201610921249.5A CN201610921249A CN106379534A CN 106379534 A CN106379534 A CN 106379534A CN 201610921249 A CN201610921249 A CN 201610921249A CN 106379534 A CN106379534 A CN 106379534A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aircraft
flow
power unit
control system
air supplying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610921249.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106379534B (zh
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gufeng Technology (Shenzhen) Co., Ltd.
Original Assignee
刘德庆
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 刘德庆 filed Critical 刘德庆
Priority to CN201610921249.5A priority Critical patent/CN106379534B/zh
Publication of CN106379534A publication Critical patent/CN106379534A/zh
Priority to PCT/CN2017/107313 priority patent/WO2018072757A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106379534B publication Critical patent/CN106379534B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/001Flying saucers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/06Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings
    • B64C39/062Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having annular wings
    • B64C39/064Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having annular wings with radial airflow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00Arrangement or mounting of power plant in aircraft; Aircraft characterised thereby
    • B64D27/02Aircraft characterised by the type or position of power plant
    • B64D27/16Aircraft characterised by the type or position of power plant of jet type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明提供一种自旋控制系统,应用于飞行器,飞行器包括一做圆周运动的动力单元,自旋控制系统包括进风环和出风环,动力单元转动时,进风环和出风环的气流流通,出风环上设有若干出风环扰流翼,出风环扰流翼将动力单元的切向气流转变为径向气流。本发明还提供一种带有自旋控制系统的飞行器。本发明的自旋控制系统及飞行器利用出风环扰流翼将动力单元吸入并裹挟而高度旋转的气流转变为径向喷出的气流,即实现了自旋气流自身的自旋动量平衡,又充分利用了其携带的动能。自旋控制系统化解了飞行器上的动力单元所引起的飞行器的非自主旋转,确保了正常飞行。

Description

自旋控制系统及飞行器
技术领域
本发明涉及飞行器领域,具体而言,涉及一种自旋控制系统及飞行器。
背景技术
目前较为常见的飞行器有固定翼飞机和直升机。固定翼飞机是指由动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。但是固定翼飞机在起飞或降落时均要经过较长的加速或减速,且转弯困难,不能实现即时转向。
直升机借助一副或者几副旋翼升空,能垂直起飞和降落的重于空气的航空器。直升机虽然能够垂直起飞和降落,但直升机旋翼所引动的气流会向周围发散,造成了气流动力的大量损失,飞行速度较慢。且直升机旋翼巨大而外露,极易因触碰物体而发生严重事故。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一种可化解自旋应力、提高动能利用的自旋控制系统及飞行器。
为解决上述问题,本发明提供的第一解决方案如下:
一种自旋控制系统,应用于飞行器,所述飞行器包括一做圆周运动的动力单元,所述自旋控制系统包括进风环和出风环,所述动力单元转动时,所述进风环和所述出风环的气流流通,
所述出风环上设有若干出风环扰流翼,所述出风环扰流翼将所述动力单元的切向气流转变为径向气流。
利用出风环扰流翼将动力单元吸入并裹挟而高速旋转的气流转变为径向喷出的气流,即实现了自旋气流自身的自旋动量平衡,又充分利用了其携带的动能。自旋控制系统化解了飞行器上的动力单元所引起的飞行器的自旋转,减少了因自旋转而产生的动能损失。
在示例性实施例中,还包括伺服电机以及呈环状的导流翼,所述导流翼环设于所述出风环,所述气流由所述出风环流向所述导流翼上,所述伺服电机驱动所述导流翼的形状变化。
径向从出风环中喷出的气流流向导流翼,导流翼相当于飞行器的方向控制单元,由导流翼形状的变化来引导气流方向从而使得飞行器具有不同的飞行方向。通过伺服电机对导流翼进行形状的控制,由于导流翼环设于出风环,导流翼呈环状,其形状的变化是连续的,从而实现飞行器可向各个方向换向,实现对飞行器飞行方向的精准控制。
在示例性实施例中,所述出风环扰流翼的形状为一端与所述动力单元的圆周运动的圆相切,另一端与所述动力单元圆周运动的径向方向相同。
动力单元的圆周运动带动气流旋转,旋转的气流通过出风环扰流翼与动力单元转动方向的相切的一端导入,从与动力单元圆周运动的径向方向相同的一端导出,巧妙地抑制了飞行器的自旋转,同时有没有浪费动力单元的气流动能。
在示例性实施例中,所述进风环圆周设有若干进风环扰流翼,所述进风环扰流翼的倾斜方向与所述动力单元的转向相同。
动力单元在转动时引动同向的气流,该气流会引起飞行器本体的反方向的非自主转动,这会使飞行器无法正常飞行。在飞行器本体的进风环上设置与动力单元转向相同倾斜方向的进风环扰流翼。在动力单元引动气体流动时,进风环扰流翼使的飞行器本体获得一个与动力单元转动方向相同的旋转,从而平衡掉了上述的非自主自旋转。
在示例性实施例中,所述进风环扰流翼的倾斜角度可变,所述进风环扰流翼的倾角由一电机控制。
由于动力单元的转动速度可变,为保证飞行器本体始终能获得较为合适的自旋应力,进风环扰流翼的倾斜角度可变。
为解决上述问题,本发明提供的第二解决方案如下:
一种飞行器,包括飞行器本体,还包括上述的自旋控制系统。
利用出风环扰流翼将动力单元吸入并裹挟二高度旋转的气流转变为径向喷出的气流,即实现了自旋气流自身的自旋动量平衡,又充分利用了其携带的动能。自旋控制系统化解了飞行器上的动力单元所引起的飞行器的自旋转,减少了因自旋转而产生的动能损失。
在示例性实施例中,所述控制系统还包括伺服电机以及呈环状的导流翼,所述导流翼环设于所述飞行器本体的外沿,所述气流由所述出风环流向所述导流翼上,所述伺服电机驱动所述导流翼的形状变化。
在示例性实施例中,所述自旋控制系统还包括伺服电机以及呈环状的导流翼,所述导流翼环设于所述出风环,所述气流由所述出风环流向所述导流翼上,所述伺服电机驱动所述导流翼的形状变化。
径向从出风环中喷出的气流流向导流翼,导流翼相当于飞行器的方向控制单元,由导流翼形状的变化来引导气流方向从而使得飞行器具有不同的飞行方向。通过伺服电机对导流翼进行形状的控制,由于导流翼环设于出风环,导流翼呈环状,其形状的变化是连续的,从而实现飞行器可向各个方向换向,实现对飞行器飞行方向的精准控制。
在示例性实施例中,所述出风环扰流翼的形状为一端与所述动力单元的圆周运动的圆相切,另一端与所述动力单元圆周运动的径向方向相同。
动力单元的圆周运动带动气流旋转,旋转的气流通过出风环扰流翼与动力单元转动方向的相切的一端导入,从与动力单元圆周运动的径向方向相同的一端导出,巧妙地抑制了飞行器的自旋转,同时有没有浪费动力单元的气流动能。
在示例性实施例中,所述进风环圆周设有若干进风环扰流翼,所述进风环扰流翼的倾斜方向与所述动力单元的转向相同。
动力单元在转动时引动同向的气流,该气流会引起飞行器本体的反方向的非自主转动,这会使飞行器无法正常飞行。在飞行器本体的进风环上设置与动力单元转向相同倾斜方向的进风环扰流翼。在动力单元引动气体流动时,进风环扰流翼使的飞行器本体获得一个与动力单元转动方向相同的旋转,从而平衡掉了上述的非自主自旋转。
在示例性实施例中,所述进风环扰流翼的倾斜角度可变,所述进风环扰流翼的倾角由一电机控制。
由于动力单元的转动速度可变,为保证飞行器本体始终能获得较为合适的自旋应力,进风环扰流翼的倾斜角度可变。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,做详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的飞行器的主剖面示意图;
图2示出了本发明实施例所提供的飞行器泊于水面的示意图;
图3示出了本发明实施例所提供的飞行动力系统的放大结构示意图;
图4示出了本发明实施例所提供的飞行器的俯视透视图;
图5示出了本发明实施例所提供的动力盘的俯视图;
图6示出了本发明实施例所提供的动力盘的主视图;
图7示出了本发明实施例所提供的动力盘的仰视图;
图8示出了本发明实施例所提供的飞行动力系统的动力盘支承局部放大示意图;
图9示出了本发明实施例所提供的飞行器的俯视图;
图10示出了本发明实施例所提供的飞行器的仰视图;
图11示出了本发明实施例所提供的自旋控制系统的结构示意图;
图12示出了本发明实施例所提供的出风环扰流翼与动力盘转向的结构示意图;
图13示出了本发明实施例所提供的飞行器的平飞机动控制结构示意图;
图14示出了本发明实施例所提供的飞行器的平飞气流方向示意图;
图15示出了本发明实施例所提供的飞行器的直升控制结构示意图;
图16示出了本发明实施例所提供的飞行器的昂头机动控制结构示意图;
图17示出了本发明实施例所提供的飞行器的俯冲机动控制结构示意图;
图18示出了本发明实施例所提供的进风环扰流翼与动力盘转向的结构示意图;
图19示出了本发明实施例所提供的进风环扰流翼倾角调节的结构示意图。
主要元件符号说明:
100-飞行器;10-飞行器本体;11-舱门;12-起落架;20-飞行动力系统;21-储能单元;22-风机;23-动力盘;231-涡轮叶片;232-驱动叶片;24-支承盘;241-聚风环;242-进风口;25-滚轮;30-进风环;31-进风环扰流翼;311、61-伺服电机;40-出风环;41-出风环扰流翼;50-自旋控制系统;60-导流翼。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对自旋控制系统及飞行器进行更全面的描述。附图中给出了自旋控制系统及飞行器的优选实施例。但是,自旋控制系统及飞行器可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对自旋控制系统及飞行器的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在自旋控制系统及飞行器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例
如图1所示,飞行器100包括飞行器本体10,飞行器本体10呈圆顶的碟状,与在影视作品中的飞碟形状类似,或与圆顶礼帽的形状类似。飞行器本体10的结构材料可采用与飞机相同的材料,飞行器100在高空飞行时,飞行器本体10承受内压力,需要采用抗拉强度高、耐疲劳的硬铝作蒙皮材料。飞行器本体10的框架采用超硬铝,承受较大载荷的加强框采用高强度结构钢或钛合金。
飞行器本体10呈中空状,中空的内部为容置空间,飞行器本体10内部可分隔成若干部分,如驾驶舱、乘务仓、储物仓、洗手间等。飞行器本体10的圆顶侧面上设有舱门11,用于在飞行器本体10内进出,开启舱门11后可收放云梯(图中未示出),供乘员们返回地面。
飞行器本体10顶部还暗设有巨型降落伞,紧急情况下弹射张开,实现飞行器100的安全降落。
飞行器本体10的底面上设有起落架12,起落架12用于起飞或降落地面滑行时支撑飞行器100并用于地面移动的附件装置。飞行器100在起飞后起落架12可收容于飞行器本体10中。
需要说明的是,本飞行器100凭其质轻、圆形的无极结构性能,不仅可以在地面上起飞和下降,还可以应用于水面上。停于水面的飞行器100可以作为休闲平台和母船使用。图2示出了飞行器100泊于水面的示意图。
请一并参阅图3和图4,飞行器100还包括飞行动力系统20,飞行动力系统20为飞行器100提供动力,驱动飞行器100飞行。飞行动力系统20包括储能单元21、驱动单元、动力盘23和支承盘24。
飞行动力系统20包括储能单元21和驱动单元,本实施例中的驱动单元为若干风机22,风机具体为轴流风机,下文做详细描述。可以理解,风机22除了可以是轴流风机以外,还可以是涡扇发动机。
储能单元21为风机22提供动力。储能单元21可以为电能、燃料或压缩空气,通过将储能单元21的电能或热力能转化为风机22的动能,从而为飞行器100提供飞行动力。
可以理解,电能储能单元21具有安全、无污染的优点,但是电能储能单元21所能储存的能量相对较低。燃料储能单元21具有储能高,提供的动力强劲等优点,但是燃料的易燃易爆性使其携带的安全性低,且燃烧还会产生一定的污染。所以应根据实际使用需求选用不同类型的储能单元21。储能单元21圆周均布于飞行器本体10上,使得飞行器100的受力更加平衡,有利于飞行的平衡性与稳定性。
动力盘23和支承盘24呈圆盘状,二者均环设于飞行器本体10上。支承盘24同心环设于飞行器本体10的外沿,支承盘24相对于飞行器本体10固定。动力盘23转动连接于支承盘24中,即动力盘23可相对支承盘24转动,相对支承盘24的转动即为相对飞行器本体10的转动。
具体的,动力盘23和支承盘24均为圆环状,二者均为一体成型的型材。一体成型的动力盘23结构紧凑,完整,在裹挟气流时,气流泄露少,减少了动能损失。动力盘23的材料可以选用碳纤维,具有质轻,强度高的特性。
请一并参阅图5到图7,动力盘23的一面设有若干涡轮叶片231,另一面设有若干驱动叶片232。若干风机22设于飞行器本体10上并通过驱动叶片232驱动动力盘23转动。
上述,驱动叶片232用于增大动力盘23的受力面积,即增大对动力盘23施加的驱动力。涡轮叶片231用于产生方向稳定的风力。驱动单元为若干个风机22,当单个风机22发生故障,几乎不会影响飞行,多个风机22故障的情况微乎其微。飞行器100的动力源更加的稳定,飞行更加安全。另外,风机22相对动力盘23圆周均匀设置,使得动力盘23的驱动力较为稳定,动平衡性更好。
本实施例中,8个风机22圆周均匀的设于飞行器本体10上,风机22为轴流风机,飞行器本体10上圆周均匀的设有32个电能储能单元21。可以理解,风机22的数量还可以是6个,12个等,储能单元21也可以是其他的数量。
风机22的风吹向驱动叶片232上驱动动力盘23转动,通过涡轮叶片231使得气流产生定向的流动。采用风机22和驱动叶片232的组合方式,使得飞行器100的动力充沛。可以理解,动力盘23可看做置于飞行器本体10中的巨型风扇,引动飞行器本体10周围气流的流动。
支承盘24设有圆环状的聚风环241,动力盘23转动连接于支承盘24中。聚风环241与动力盘23之间形成间隙,驱动叶片232设于间隙中。每一风机22的风流向该间隙,聚风环241与动力盘23的间隙中形成环形气流,环形气流推动驱动叶片232从而驱动动力盘23转动。该聚风环241上圆周均布有与风机22数量相同的进风口242,本实施例为8个。每一风机22通过该进风口242向聚风环241与动力盘23的间隙中供风,该间隙对风有一个聚拢的效果,使得风机22的风更加集中,减少了风机22的风能损失,使得动力盘23受到的驱动力更加强劲。本实施例的轴流风机的两个风向可以驱动动力盘23的正反转。
需要说明的是,聚风环241为支撑盘24上的圆环状拱起,但拱起的高度不同,设有进风口242的聚风环241处拱起较高,其余部分拱起较低。请一并参阅图8,图8中聚风环241的拱起状态为常态的拱起态。图3中的聚风环241的拱起状态为风机22的进风处。需要说明的是,动力盘23为动力单元的一种实施方式,动力盘23可看做一种大型的风扇,通过动力盘23的转动而引动气流的流动。可以理解动力单元还可以是圆周分布的多个涡扇发动机等其他的可以引动气流流动的动力装置。
支承盘24上圆周设有若干滚轮25,滚轮25用于支撑动力盘23,滚轮25的轴线与动力盘23的接触面平行。
动力盘23通过滚轮25设于支承盘24上,滚轮25对动力盘23有一个支承的作用。在动力盘23转动的起始,动力盘23与滚轮25接触,并带动滚轮25一起转动,滚轮25的设置变动力盘23与支承盘24的滑动摩擦为滚动摩擦,减小了动力盘23的启动阻力。滚轮25的轴线与动力盘23的接触面平行,动力盘23与滚轮25的接触面为斜面,滚轮25的轴线与动力盘23斜面平行,即动力盘23与滚轮25为线接触,这种布置的优点在于,滚轮25对动力盘23的支撑稳定性更好,使得动力盘23的定位更加准确。动力盘23由于高速旋转,会使其下方形成负压,从而与滚轮25分离,形成气承的悬浮态。悬浮态的动力盘23与飞行器100的部件物机械接触,因而没有因机械摩擦而引起的动能损失,提高了动力盘的动能利用率。
需要说明的是,为满足使用强度,滚轮25优选为轴承,轴承的支撑刚度高,转动时的磨损小,具有较好的机械强度。
请一并参阅图9和图10,飞行器本体10上部设有进风环30,飞行器本体10下部设有出风环40,通过动力盘23的转动带动气流由进风环30流进由出风环40流出。由飞行器本体10下部喷出的气体形成反向的冲力,从而将飞行器100托起。
伴随动力盘23所引动的气流旋转,飞行器本体10产生一定程度的非自主旋转,而飞行器本体10的这种非自主旋转使得飞行器100无法正常飞行。因而为解决飞行器100的非自主旋转,提高飞行动能的利用率,飞行器100还包括自旋控制系统50。
如图11所示,自旋控制系统50包括进风环30和出风环40。动力单元,即动力盘23转动时,进风环30和出风环40的气流流通,出风环40上设有若干出风环扰流翼41,出风环扰流翼41将动力盘23的切向气流转变为径向气流。
利用出风口扰流翼41将动力盘23吸入并裹挟而高速旋转的气流转变为径向喷出的气流,即实现了自旋气流自身的自旋动量平衡,又充分利用了其携带的动能。自旋控制系统50化解了飞行器100上的动力盘23所引起的飞行器100的非自主旋转,减少了因飞行器100非自主旋转而产生的动能损失。
如图12所示,图中的箭头方向为动力盘23的转向,出风环扰流翼41的形状为一端与动力盘23的圆相切,另一端与动力盘23的径向方向相同,即出风环扰流翼41一端靠飞行器本体10内端与飞行器本体10相切,靠飞行器本体10外沿与飞行器本体10的径向方向相同。
动力盘23的圆周运动带动气流旋转,旋转的气流通过出风环扰流翼41与动力盘23转动方向的相切的一端导入,从与动力盘23圆周运动的径向方向相同的一端导出,巧妙地抑制了飞行器100的自旋转,同时有没有浪费动力盘23的气流动能。
上述可知,动力盘23所裹挟的气流通过出风环扰流翼41在飞行器本体10的径向喷出,喷出的方向恒定并且在径向上的气流并不能起到将飞行器100托起的作用。因而飞行器100还包括伺服电机61以及呈环状的导流翼60。
请一并参阅图13至图17,导流翼60环设于出风环40,气流由出风环40流向导流翼60上,伺服电机驱动导流翼60的形状变化。加设带有驱动电机的导流翼60使得飞行器100的飞行方向变得可调,通过导流翼60对出风环40的气流的不通导向使得飞行器100或上升、或悬浮、或前行、或后退、或前倾、或后仰、或左右横滚。
径向从出风环40中喷出的气流流向导流翼60,导流翼60相当于飞行器100的方向控制单元,由导流翼60形状的变化来引导气流方向从而使得飞行器100具有不同的飞行方向。通过伺服电机对导流翼60进行形状的控制,由于导流翼60环设于出风环40,导流翼60呈环状,其形状的变化是连续的,从而实现飞行器100可向各个方向换向,实现对飞行器100飞行方向的精准控制。
具体的,如图13所示,以飞行器100向右飞行为前进,右侧为飞行器100的机头。右侧的导流翼60向飞行器本体10内弯折,将出风环40喷出的气流平直的导向飞行器100的左侧,而后连续的向外翻转,直到左侧的导流翼60翻转至水平,同样将出风环40径向喷出的气流向左导流。可以理解,由于导流翼60形状的连续变化,中部两侧的导流翼60向下呈90°翻折,导流方向垂直向下。该状态下的气流方向如图14所示,飞行器100受到恒定不变的托起力和向右前进的驱动力,从而实现飞行器100的平飞。
如图15所示,当导流翼60圆周向下弯折90°时,导流翼60将出风环40喷出的风竖直向下导流,飞行器100圆周受力均匀,由向下喷射的气流所引起的向上的反冲力,飞行器100受到竖直向上的托力,飞行器100竖直向上飞行。飞行器100的出风环40的径向出风由导流翼60向后竖直向下导出,由气流的对冲实现对飞行器100的托起力。
如图16所示,当右侧的导流翼60向下弯折90°,而后连续向外翻转,直到左侧的导流翼60呈水平展平状。飞行器100右侧出风环40的径向出风由导流翼60竖直向下导出,而后逐渐向左斜下方导出,直到左侧变为水平向左导出,该导出的风向变化是连续的。飞行器100右侧的受力大于左侧,从而实现飞行器100在向右侧飞行时的昂头机动。
如图17所示,当右侧的导流翼60向飞行器本体10内弯折,从而将出风环40的径向气流平直的导向飞行器100的左侧,而后连续的向外翻转,直到左侧的导流翼60呈90°向下弯折。飞行器100右侧出风环40的径向出风由导流翼60向后平直导出,而后逐渐向左斜下方导出,直到左侧变为竖直向下导出,该导出的风向变化是连续的。飞行器100左侧的受力大于右侧,从而实现在飞行器100向右侧飞行时的俯冲机动。
可以理解,飞行器100既可以竖直起升,也可以倾斜向上起升,下降时同理,可根据实际起升、降落场地情况来选用不同的方式。
需要说明的是,圆环状的导流翼60的形状的连续变化由伺服电机控制,导流翼60为一种柔性的部件,本实施例的导流翼60采用柔性太阳能电板做面层,将太阳能转化成电能,增强飞行器100的供电储备。导流翼60内部设有丝杆连杆等机构,通过伺服电机联动内部的丝杆连杆的运动从而改变导流翼60的形状。
自旋控制系统50还包括进风环30,进风环30圆周设有若干进风环扰流翼31,进风环扰流翼31的倾斜方向与动力盘23的转动方向相同。
如图18所示,图中的箭头方向即为动力盘23的转动方向,进风环扰流翼31的倾斜方向与动力盘的转向相同。动力盘23在转动时引动同向的气流,该气流会引起飞行器本体10的反方向的非自主转动,这会使飞行器100无法正常飞行。在飞行器本体10的进风环30上设置与动力盘23转向相同倾斜方向的进风环扰流翼31。在动力盘23引动气体流动时,进风环扰流翼31使的飞行器本体10获得一个与动力盘23转动方向相同的旋转,从而平衡掉了上述的非自主自旋转。
由于动力盘23的转动速度可变,为保证飞行器本体10始终能获得较为合适的自旋应力,进风环扰流翼31的倾斜角度可变,进风环扰流翼31的倾角由伺服电机311控制。
如图19所示,若动力盘23的转速较大,飞行器本体10的非自主旋转应力也较大,因而飞行器本体10自身所产生的自旋应力也应较大。通过伺服电机311调整增大进风环扰流翼31的倾角,从而达到增加飞行器本体10的自旋应力的目的。速度较小时的原理类似,在此不做赘述。
本飞行器的工作原理如下:
启动风机22,风机22引动的气体流动,通过支承盘24的聚风环241与动力盘23之间的间隙形成环绕气流。环绕气流流向设于该间隙中的驱动叶片232从而驱动动力盘23转动。动力盘23上的涡轮叶片231使得动力盘23转动时,引起进风环30和出风环40之间的气体流动。进风环30上的进风环扰流翼31与动力盘23的转动方向相同,使得飞行器本体10获得平衡其非自主旋转的旋转应力。同时,出风环40上设有出风环扰流翼41,利用出风环扰流翼41将动力盘23吸入并裹挟而高速旋转的气流转变为径向喷出。飞行器本体10的外沿还环设有导流翼60,径向喷出的气流流向导流翼60通过导流翼60变换形状而导流,从而改变飞行器100飞行的状态。
本发明的飞行动力系统及飞行器具有如下有益效果:
1.利用出风环扰流翼将动力单元吸入并裹挟而高速旋转的气流转变为径向喷出的气流,即实现了自旋气流自身的自旋动量平衡,又充分利用了其携带的动能。自旋控制系统化解了飞行器上的动力单元所引起的飞行器的自旋转,减少了因自旋转而产生的动能损失。
2.由导流翼形状的变化来引导气流方向从而使得飞行器具有不同的飞行方向。导流翼呈环状,其形状的变化是连续的,从而实现飞行器可向各个方向换向,实现对飞行器飞行方向的精准控制。
3.与动力盘转动方向相同的进风环的扰流翼旋向使得动力盘转动将风吸入或排出时,飞行器本体获得更大的于动力盘转向相同的自旋应力,旋转机动性更强,为飞行器提供更加强劲的动力以平衡因动力盘的旋转而引起的飞行器本体非自主旋转。
4.动力单元具有不同的转速,进风环扰流翼的方向可根据动力单元的速度进行变化,从而使得动力单元获得更大的自旋应力。
5.飞行器本体呈圆顶的碟状,其上环设有进风环和出风环。圆碟状的飞行器的无极结构,使得飞行器在飞行时无受力锐点,可充分化解环境气流的影响,获得较佳的飞行体验。
在这里示出和描述的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制,因此,示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自旋控制系统,应用于飞行器,所述飞行器包括一做圆周运动的动力单元,所述自旋控制系统包括进风环和出风环,所述动力单元转动时,所述进风环和所述出风环的气流流通,其特征在于,
所述出风环上设有若干出风环扰流翼,所述出风环扰流翼将所述动力单元的切向气流转变为径向气流。
2.根据权利要求1所述的自旋控制系统,其特征在于,还包括伺服电机以及呈环状的导流翼,所述导流翼环设于所述出风环,所述气流由所述出风环流向所述导流翼上,所述伺服电机驱动所述导流翼的形状变化。
3.根据权利要求1所述的自旋控制系统,其特征在于,所述出风环扰流翼的形状为一端与所述动力单元的圆周运动的圆相切,另一端与所述动力单元圆周运动的径向方向相同。
4.根据权利要求1所述的自旋控制系统,其特征在于,所述进风环圆周设有若干进风环扰流翼,所述进风环扰流翼的倾斜方向与所述动力单元的转向相同。
5.根据权利要求4所述的自旋控制系统,其特征在于,所述进风环扰流翼的倾斜角度可变,所述进风环扰流翼的倾角由一电机控制。
6.一种飞行器,包括飞行器本体,其特征在于,还包括如权利要求1所述的自旋控制系统。
7.根据权利要求6所述的飞行器,其特征在于,所述自旋控制系统还包括伺服电机以及呈环状的导流翼,所述导流翼环设于所述飞行器本体的外沿,所述气流由所述出风环流向所述导流翼上,所述伺服电机驱动所述导流翼的形状变化。
8.根据权利要求6所述的飞行器,其特征在于,所述进风环扰流翼的形状为一端与所述动力单元的圆周运动的圆相切,另一端与所述动力单元圆周运动的径向方向相同。
9.根据权利要求6所述的飞行器,其特征在于,所述进风环圆周设有若干进风环扰流翼,所述进风环扰流翼的倾斜方向与所述动力单元的转向相同。
10.根据权利要求9所述的飞行器,其特征在于,所述进风环扰流翼的倾斜角度可变,所述进风环扰流翼的倾角由一电机控制。
CN201610921249.5A 2016-10-21 2016-10-21 自旋控制系统及飞行器 Active CN106379534B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610921249.5A CN106379534B (zh) 2016-10-21 2016-10-21 自旋控制系统及飞行器
PCT/CN2017/107313 WO2018072757A1 (zh) 2016-10-21 2017-10-23 自旋控制系统及飞行器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610921249.5A CN106379534B (zh) 2016-10-21 2016-10-21 自旋控制系统及飞行器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106379534A true CN106379534A (zh) 2017-02-08
CN106379534B CN106379534B (zh) 2018-11-23

Family

ID=57958000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610921249.5A Active CN106379534B (zh) 2016-10-21 2016-10-21 自旋控制系统及飞行器

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN106379534B (zh)
WO (1) WO2018072757A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018072757A1 (zh) * 2016-10-21 2018-04-26 刘德庆 自旋控制系统及飞行器
WO2018072756A1 (zh) * 2016-10-21 2018-04-26 刘德庆 飞行动力系统、飞行器及使飞行器平飞、垂直起降、俯仰、横滚的方法
CN114514173A (zh) * 2019-10-24 2022-05-17 株式会社斯巴鲁 圆盘型垂直起降机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3125278A1 (fr) * 2021-07-19 2023-01-20 Gfic Propulseur vectoriel silencieux

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2996266A (en) * 1958-03-20 1961-08-15 Rebasti Antonio Device for obtaining the sustentation of supporting surfaces of aircraft
US3123320A (en) * 1964-03-03 slaughter
DE1456032A1 (de) * 1965-07-06 1968-12-12 Herbert Glass Rotierende Flugscheibe
CN1480376A (zh) * 2003-07-16 2004-03-10 肖立峰 伞翼喷气飞行器
CN206087305U (zh) * 2016-10-21 2017-04-12 刘德庆 自旋控制系统及飞行器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734811A1 (de) * 1987-10-14 1988-06-23 Theo Diedrich Giro-flugobjekt
US20130140405A1 (en) * 2005-09-14 2013-06-06 Wfk & Associates, Llc Integral Powered Wing Aircraft Utilizing Full Rotary Disc Stacking With Aeronautical Enhancements
US7971823B2 (en) * 2009-05-07 2011-07-05 Herbert Martin Saucer shaped gyroscopically stabilized vertical take-off and landing aircraft
CN206218208U (zh) * 2016-10-21 2017-06-06 刘德庆 飞行动力系统及飞行器
CN106364665B (zh) * 2016-10-21 2018-11-23 刘德庆 飞行动力系统及飞行器
CN106379534B (zh) * 2016-10-21 2018-11-23 刘德庆 自旋控制系统及飞行器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3123320A (en) * 1964-03-03 slaughter
US2996266A (en) * 1958-03-20 1961-08-15 Rebasti Antonio Device for obtaining the sustentation of supporting surfaces of aircraft
DE1456032A1 (de) * 1965-07-06 1968-12-12 Herbert Glass Rotierende Flugscheibe
CN1480376A (zh) * 2003-07-16 2004-03-10 肖立峰 伞翼喷气飞行器
CN206087305U (zh) * 2016-10-21 2017-04-12 刘德庆 自旋控制系统及飞行器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018072757A1 (zh) * 2016-10-21 2018-04-26 刘德庆 自旋控制系统及飞行器
WO2018072756A1 (zh) * 2016-10-21 2018-04-26 刘德庆 飞行动力系统、飞行器及使飞行器平飞、垂直起降、俯仰、横滚的方法
CN114514173A (zh) * 2019-10-24 2022-05-17 株式会社斯巴鲁 圆盘型垂直起降机
US20220380040A1 (en) * 2019-10-24 2022-12-01 Subaru Corporation Disc-type vertical take-off and landing aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018072757A1 (zh) 2018-04-26
CN106379534B (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8016226B1 (en) Vertical take off and landing aircraft system with energy recapture technology
EP1224117B1 (en) Aircraft and method for operating an aircraft
US9487286B2 (en) Lift and propulsion device, and heavier-than-air aircraft provided with such a device
CN106379534A (zh) 自旋控制系统及飞行器
CN201176263Y (zh) 磁飞碟
CN206087305U (zh) 自旋控制系统及飞行器
CN109515704B (zh) 基于摆线桨技术的涵道卷流旋翼飞行器
CN105314111A (zh) 一种大型高速隐形飞碟
CN109319112A (zh) 一种带有平衡机构的可垂直升降固定翼飞机
CN110723284A (zh) 一种可倾转涵道风扇的垂直升降固定翼飞行器
CN112334386A (zh) 垂直起飞和着陆的个人飞行设备
CN106364665A (zh) 飞行动力系统及飞行器
CN101633408A (zh) 飞碟
CN103057703A (zh) 具有羽翼翼形的双旋翼共轴直升机
CN206218208U (zh) 飞行动力系统及飞行器
US20030122033A1 (en) Ring-shaped wing helicopter
CN101362510A (zh) 用于流体动力学装置的推力转向护罩
RU2212358C1 (ru) Летательный аппарат
JP2022530223A (ja) 垂直離着陸航空機、および関連する制御方法
CN105799927A (zh) 一种涵道环固定翼直升机
CN101381001A (zh) 磁飞碟
CN108408040B (zh) 一种舵控喷气双旋翼飞行器
CN208021716U (zh) 用于固定翼无人机的可调式旋翼机构
CN208021740U (zh) 用于固定翼无人机的可调式旋翼机身装置
RU2414388C1 (ru) Способ полета в воздухе с возможностью вертикального взлета и посадки и ротороплан с вертикальным взлетом и посадкой

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20181121

Address after: 518054 Prince Villa, 12 blocks, 1 unit 1302, Qianhai Road, Nanshan Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Gufeng Technology (Shenzhen) Co., Ltd.

Address before: 518100 Wuzhou Xingyuan B-31N, News Road, Futian District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: Liu Deqing