CN206187343U - 一种碟形飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碟形飞行器，涉及飞行器技术领域，提供一种具有水下潜行、水面垂直起降、山地条件下正常飞行能力的碟形飞行器。包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、封底底盘(8)、分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)组成一个整体。机架上部分由纵向隔板(1)均匀组成环形阵列，涵道风扇(5)位于两相邻纵向隔板间，涵道风扇(5)数目与纵向隔板(1)的数目相同。碟形外壳体(7)套装在机架(4)下部分的碟形壳体内撑支架(3)上，封底底盘(8)与碟形外壳体(7)形成闭合壳体，闭合壳体内部设有分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)。碟形外壳体(7)外表面产生升力，闭合壳体作为设备安放区和水面浮力来源以及实现下潜的重要设备。飞行器重心在飞行器中轴线上。

Description

一种碟形飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种碟形飞行器，更明确地说，本实用新型涉及一种具备水下潜行、水面垂直起降、山地环境下低空飞行能力的碟形飞行器。

技术背景

现有的人造飞行器主要有两大类，一类是以固定翼滑翔起飞为代表的飞行器，固定翼飞行器产生升力是基于飞行器相对气流不断运动，因而在地面或者水面需要滑行跑道才能起飞，使其使用范围受到起飞场地的限制。另一类是以直升机为代表的旋翼机，采用共轴双旋翼或单旋翼带尾桨结构。旋翼机高速旋转的桨叶对飞行器周围的操作人员构成生命安全隐患；飞行时，高速旋转的桨叶一旦撞击异物，后果必然是灾难性的。因而现有的两大类飞行器的构造方案都不能做到直接在水面垂直起降、水下潜行、山地条件下超低空低能见度飞行或起降。

利用科恩达效应(或者叫康达效应)制作碟形飞行器的方案有两种，一种是英国工程师杰奥夫·哈顿方案，采用伞形壳体顶端布设单旋翼风扇结构，提供下洗气流，利用科恩达效应(或者叫康达效应)产生升力，在壳体外表面安置特定角度的导流片用于抵消扭力，在伞形壳体边缘均匀布设四块副翼，用于实现飞行器平衡和飞行方向控制。另一种方案是在杰奥夫·哈顿方案的基础上，将其方案中的单旋翼风扇换成共轴双旋翼风扇提供下洗气流，有效地避免了扭力问题。但都不能做到水下潜行、水面垂直起降、不能在山地环境超低空低能见度下飞行。

上述的超低空意为飞行器在飞行时距地垂直距离低于100米，低能见度为光学可见距离低于5米。

发明内容

技术问题

为了实现飞行器在山地飞行，本实用新型提供一种纵向隔板分区法，所述纵向隔板分区法不仅简化了飞行器的平衡控制还使飞行器结构变得极为紧凑。结合碟形飞行器使用由涵道风扇组成的环形阵列作动力装置，提高飞行器抗碰撞能力。

为了实现飞行器在水面垂直起降，本实用新型旨在提供一种含有闭合碟形壳体的碟形飞行器，所述闭合碟形壳体能够增大飞行器在水面的浮力和提高稳定性，闭合碟形壳体也为安装其他设备提供空间。

为了实现飞行器下潜，本实用新型旨在提供一种含有分段式储水隔舱的碟形飞行器，所述分段式储水隔舱安装在闭合碟形壳体内部，用来存储注入到飞行器的水，增大飞行器负重实现下潜。

为了使飞行器具备水下潜行和空中飞行的能力，本实用新型旨在提供一种基于相同控制原理且具备两种工作模式的碟形飞行器，所述两种工作模式分别为水下工作模式和大气层工作模式。

技术解决方案

本实用新型涉及一种碟形飞行器。

构造一种碟形飞行器，包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、封底底盘(8)、分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，其特征在于，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)构成一个固定整体，碟形外壳体(7)套装在机架(4)下部的碟形壳体内撑支架(3)上，机架(4)上部的纵向隔板将碟形外壳体(7)均匀地分隔成和纵向隔板(1)的数目相同的扇形区块，每个扇形区块的圆心角为360度处以纵向隔板(1)的块数所得的角度，每个扇形区块单独地安置涵道风扇(5)，各区块上的涵道风扇(5)共同组成环形阵列且受飞行控制舱(11)的控制；封底底盘(8)与套装在机架(4)下部的碟形壳体内撑支架(3)上的碟形外壳体(7)共同衔接成闭合碟形壳体，闭合碟形壳体内置分段式储水隔舱(9)，各隔舱分段共同形成环形阵列，各储水隔舱拥有独立的进出水通道和抽排水系统，各隔舱的抽排水系统受飞行控制舱(11)的控制。

本实用新型提供一种碟形飞行器，机架(4)上部纵向隔板(1)的数目不低于4块，作为优选，所述纵向隔板(1)数目为4到10块，作为更优选，所述纵向隔板(1)数目为4块或6块或8块；

本实用新型提供一种碟形飞行器，涵道风扇(5)的台数不低于4台，作为优选，所述涵道风扇(5)数目在4到10台，作为更优选，所述涵道风扇(5)数目为4台或6台或8台；

碟形飞行器同时包含正桨涵道风扇和反桨涵道风扇，至少包含一个正桨涵道风扇，飞行器在水下潜行或空中飞行时，利用涵道风扇进行平衡控制时的平衡控制方法相同。

本实用新型提供一种碟形飞行器，分段式储水隔舱(9)的隔舱段数至少为3段，作为优选，所述分段式储水隔舱(9)的隔舱段数在3到10段，作为更优选所述分段式储水隔舱(9)的隔舱段数为3段或4段或6段，。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种碟形飞行器方案，通过科恩达效应(或者叫康达效应)产生升力，完全避免了飞行器垂直起飞时，高速下洗气流直接冲击地面扬起异物，影响起飞安全。

本实用新型提供的一种碟形飞行器方案，下部分的碟形外壳体(7)和封底底盘(8)衔接成闭合壳体，可实现飞行器在水面漂浮；在闭合碟形壳体内，设有分段式储水隔舱(9)，可实现飞行器在水面下潜。适用于军事，通过水下潜行抵近目标后，上浮至水面，再切换到大气层工作模式，高速飞抵目标，遂行战术或战略任务后，降落于水面，再切换到水下工作模式，潜行离开战区。

本实用新型中，整个飞行器的核心部件位于碟形壳体纵向中轴线附近，壳体边缘无任何影响飞行器正常工作的要害部位，因而适合在山地低空低能见度下飞行，更明确的地说，本实用新型的碟形飞行器可以在山谷中如“开碰碰车”般地飞行。适用于超低空突防，利用山体躲避雷达探测。更适用于山区环境的抗震紧急救灾。

附图说明

下述附图用于辅助说明一种碟形飞行器的具体实施例，而非对一种碟形飞行器的具体限制。

图1为本实用新型一种碟形飞行器的模型图，图为4台涵道风扇和4块纵向隔板时的图例。

图2为本实用新型一种碟形飞行器截去部分碟形外壳体的模型图，图为4台涵道风扇和4块纵向隔板的图例。

图3为本实用新型一种碟形飞行器的机架模型图，图为机架上部为4块纵向隔板时的图例。

图4为本实用新型一种碟形飞行器的机架正视图，图为机架上部为4块纵向隔板时的图例。

图5为本实用新型一种碟形飞行器的机架左视图，图为机架上部为4块纵向隔板时的图例。

图6为本实用新型一种碟形飞行器的机架俯视图，图为机架上部为4块纵向隔板时的图例。

图7为本实用新型一种碟形飞行器的模型图，图为5台涵道风扇和5块纵向隔板时的图例。

图8为本实用新型一种碟形飞行器的模型图，图为6台涵道风扇和6块纵向隔板时的图例。

图9为本实用新型一种碟形飞行器的模型图，图为8台涵道风扇和8块纵向隔板时的图例。

图10为本实用新型一种碟形飞行器的机架模型图，图为机架上部为8块纵向隔板的图例。

其中图1、图2、图3、图4、图5、图6用于描述实施方式一；图2、图9、图10用于描述实施方式二，图2在描述实施方式二时，主要作用是指明重要构件的位置。

具体实施方式一

以下实施例将结合附图对本实用新型的含4台涵道风扇的碟形飞行器进一步的说明

参见图2，一种碟形飞行器，包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、封底底盘(8)、分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)组成一个固定整体。

如图3所示，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)组成一个固定整体，是保持飞行器形态和功能的核心器件，可选用航空铝合金、钛合金或者碳纤材料。涵道风扇(5)安装在两相邻纵向隔板(1)的中间，涵道风扇(5)中轴线位于两相邻纵向隔板(1)形成的夹角的角平分线上。

上述机架(4)中，所述纵向隔板(1)的数目不低于4块，优选是4到10块，更优选是4块或6块或8块，且均匀地构成环形阵列，即相邻两块纵向隔板(1)的夹角度数为360度除以纵向隔板(1)的块数所得的角度。此处的纵向隔板是上述纵向隔板分区法中的重要构件。

本实用新型的实施方式一中，机架(4)上部的纵向隔板(1)的数目选用的4块，相邻两纵向隔板(1)的夹角是360度除以4，即为90度。

如图2所示，涵道风扇(5)。

上述涵道风扇(5)，主要由涵道管、动力装置、风扇扇叶构成，其中按风扇扇叶类型分可为正桨涵道风扇和反桨涵道风扇两种类型，即扇叶顺时针旋转产生向下流体的为正桨涵道风扇，逆时针旋转产生向下流体的为反桨涵道风扇。

上述涵道风扇(5)的动力装置，由镂空支架固定在涵道管内部的中央，风扇扇叶安装在动力装置上，风扇扇叶中轴线与涵道管中轴线重合；动力装置优选电动机或油动机，不论是使用电动机或者油动机或者其他动力装置，都要达到能在水下工作的条件，例如电动机要做到水下电气绝缘，油动机要提前储备供水下使用的氧化剂，氧化剂常用压缩空气，飞行器备有空气压缩存储系统；动力装置也分为大气层中工作模式和水下工作模式两种；在大气层中工作模式下，动力装置的动力输出的特点是高速小扭矩；在水下工作模式下，动力装置的动力输出的特点是低速大扭矩。

本实用新型的实施方式一中，涵道风扇(5)的动力装置选用的电动机，优选三相交流无刷电动机。

上述涵道风扇(5)有两种工作模式，一种是大气层中工作模式，由于流体密度小，因而风扇扇叶在动力装置的驱动下高速旋转，空中正常工作时扇叶转速优选大于5000转每秒；另一种是水下工作模式，由于流体密度大，因而风扇扇叶在动力装置驱动下低速旋转也可产生较大推力，因而水下正常转速优选低于5000转每秒。

上述涵道风扇(5)的风扇扇叶，根据飞行器的主要用途，风扇扇叶主要分为空优型或水优型两类，空优型即为飞行器主要在空气中飞行，扇叶的物理外形优先适用于空气中，兼顾水下潜行的功能；水优型即为飞行器主要在水下潜行，扇叶物理外形优先适用于水下，兼顾空中飞行的功能。

本实用新型的实施方式一中，涵道风扇(5)的风扇扇叶选用的空优型。

本实用新型的一种碟形飞行器，含有涵道风扇(5)的数目不少于4台，优选是4到10台，更优选4台或6台或8台，且均匀地构成环形阵列。

本实用新型的实施方式一中，涵道风扇(5)的数目选用的4台。

本实用新型的一种碟形飞行器，所含涵道风扇(5)中，必须同时包含正桨涵道风扇和反桨涵道风扇两类，其中至少有一台正桨涵道风扇，优选方案是处于对角线上的涵道风扇(5)的类型相同且风扇扇叶转向相同。本实用新型的实施方式一中就采用的优选方案。

涵道风扇(5)具体数目应和飞行控制舱(11)的控制方式相匹配，各涵道风扇(5)的工作状态相互独立且受飞行控制舱(11)控制。

如图2所示，涵道风扇群外衣筒(6)，是一个圆柱形管体，将涵道风扇(5)形成的环形阵列包裹住，起保护涵道风扇(5)和整流的作用。

本实用新型的实施方式一中，涵道风扇群外衣筒(6)将4台涵道风扇(5)形成的环形阵列包裹住。

如图2所示，碟形外壳体(7)。

上述碟形外壳体(7)，特点是薄、水下承压时不渗透且形变量不影响空中飞行。优选是铝合金或钛合金材料，可用整块薄板冲压成型，也可用单块拼接成型。

本实用新型的实施方式一中，碟形外壳体(7)采用整块铝合金冲压成型。

上述碟形外壳体(7)的外形，从飞行器正上方看去，碟形外壳体(7)的轮廓是一个圆形，从飞行器水平方向看去，弧形轮廓是一条对称的凸曲线。

上述碟形外壳体(7)中央预留了长方形条形孔，条形孔的数目和纵向隔板(1)的数目相同，且均匀地形成环形阵列，用于机架(4)上部的纵向隔板组合穿过，这样碟形外壳体(7)才能套装在机架(4)上。

本实用新型的一种碟形飞行器，碟形外壳体(7)中央预留长方形条形孔的个数不小于4个，优选是4到10个，更优选4个或6个或8个。相邻条形孔的夹角度数为360度除以条形孔的个数所得角度。且条形孔的个数应和纵向隔板(1)的数目相匹配。

本实用新型的实施方式一中，碟形外壳体(7)上预留了4个长方形条形孔，相邻条形孔夹角为360度除以4，即为90度。

上述碟形外壳体(7)与封底底盘(8)衔接成闭合壳体。是飞行器的下半部分，作为空中的升力产生部件、水面漂浮的浮力来源以及设备安装舱。

如图2所示，封底底盘(8)，是圆形薄盘，内置加强筋以维持薄盘外形和功能。其直径和碟形外壳体(7)直径相当。与碟形外壳体(7)衔接成闭合壳体；封底底盘(8)上预留安装分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)的固定卡扣；封底底盘(8)需预留分段式储水隔舱(9)的进出水通道口。

本实用新型的实施方式一中，封底底盘(8)上的进出水通道口留有4组，均匀地排布在封底底盘(8)上，形成环形阵列。

如图2所示，分段式储水隔舱(9)包含储水池、进出水通道、抽排水系统，用于实现飞行器在水池内下潜、上浮和辅助水下姿态控制。飞行器在水面准备下潜时，在抽排水系统的控制下，水通过进出水通道，注入到储水池内，增加飞行器负重，分段式储水隔舱(11)装满水后，飞行器在水下浮力小于重力，实现下潜。飞行器在水下的姿态也可以通过控制各储水隔舱里的储水量作调整；飞行器在水下准备上浮时，在抽排水系统的控制下，水通过进出水通道，排出飞行器，减少负重，实现上浮；飞行器准备起飞时，必须完全排净各储水隔舱里的水，再作起飞。

本实用新型的一种碟形飞行器，分段式储水隔舱(9)的隔舱段数不低于3段，优选3到10段，更优选3段或4段或6段。

本实用新型的实施方式一中，分段式储水隔舱(9)的隔舱段数选用的4段。

如图2所示，飞行器的能量池(10)位于横向隔板(2)与封底底盘(8)之间且重心在飞行器的中轴线上，能量池(10)外形优选是圆柱体或长方体。所述燃料池(10)类型取决于涵道风扇(5)动力装置的类型，例如动力装置为电动机，则燃料池(10)为电池或发电机组；例如动力装置为油动机，则燃料池(10)为燃油箱和氧化剂箱的组合体。

本实用新型的实施方式一中，能量池(10)选用的圆柱形电池。

如图2所示，飞行控制舱(11)。

上述飞行控制舱(11)，为飞行器的“大脑”，有3个方向(前后左右上下)的陀螺仪和3轴加速度传感器组成惯性导航模块，可以计算出飞行器此时相对地面的姿态以及加速度、角速度。飞行控制器通过算法计算保持运动状态时所需的旋转力和升力，通过调控器来保证各台涵道风扇(5)输出合适的力，用以实现飞行器对地姿态平衡；飞行器在大气层中的经纬度可用北斗导航系统判定。

上述飞行控制舱(11)，有水下工作模式和大气层中工作模式两种。飞行器在空中和水下工作状态的相同点是：都在流体环境下工作；主要的不同点是：流体密度差异大。基于相同点，我们采用了相同的飞行控制方式；基于不同点，我们在低密度流体即大气层环境下，控制更敏捷迅速，涵道风扇扇叶的角速度和角加速度更大。在高密度流体环境下，控制更柔和，表现在涵道风扇扇叶的角速度和角加速度上。

上述飞行控制舱(11)，当飞行器在水面漂浮或机场准备起飞时，使用大气层中工作模式，飞行控制舱(11)通过控制各台涵道风扇(5)输出的推力大小，实现飞行器的起降和飞行。

上述飞行控制舱(11)，当飞行器漂浮在水面准备下潜时，开启水下工作模式，分段式储水隔舱(9)的抽排水系统在飞行控制舱(11)的控制下，将水通过分段式储水隔舱(9)的进出水通道注入到分段式储水隔舱(9)储水池内，增加飞行器负重，实现下潜。飞行控制舱(11)通过控制各涵道风扇(5)工作，产生下洗流体，实现飞行器水下姿态平衡和潜行。

上述飞行控制舱(11)，若飞行器为载人飞行器，则飞行控制舱(11)内包含适合人类生存的保障设施、紧急情况下飞行员弹射逃生装置和水下应急逃生舱。

本实用新型的实施方式一中，飞行器为无人模式，飞行控制舱(11)中未包含包括适合人类生存的保障设施、紧急情况下飞行员弹射逃生装置和水下应急逃生舱。

本实用新型所述的纵向隔板分区法，就是用机架(4)上部的纵向隔板(1)组成的环形阵列将碟形外壳体(7)均匀分隔成多个扇形区块，扇形区块的圆心角为360度除以纵向隔板(1)的数目所得角度，单个扇形区块独立安置涵道风扇(5)，各涵道风扇(5)工作状态相互独立，即各区块上的涵道风扇(5)转速受飞行控制舱(11)的控制，飞行控制舱(11)通过改变不同涵道风扇(5)输出的推力，实现飞行器的平衡飞行和潜行，实施方式一中选用了4块纵向隔板(1)。

本实用新型的实施方式一所描述的是主要设备的优选案例，如实施例和说明书附图所示，选用的4台涵道风扇(5)，处于对角线上的涵道风扇(5)扇叶类型和转向完全相同，相邻的涵道风扇(5)扇叶类型和转向相反，涵道风扇(5)的动力装置选用的3相交流无刷电机；机架(4)上部的纵向隔板(1)的数目选用的4块；碟形外壳体(7)上预留4个条形孔；分段式储水隔舱(9)的隔舱段数选用的4段，能量池(10)选用的电池。

具体实施方式二

以下实施例将结合附图对本实用新型的含8台涵道风扇的碟形飞行器进一步的说明

参见图2，一种碟形飞行器，包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、封底底盘(8)、分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)组成一个固定整体。

如图10所示，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)组成一个固定整体，是保持飞行器形态和功能的核心器件，可选用航空铝合金、钛合金或者碳纤材料。涵道风扇(5)安装在两相邻纵向隔板(1)的中间，涵道风扇(5)中轴线位于两相邻纵向隔板(1)形成的夹角的角平分线上。

上述机架(4)中，纵向隔板(1)的数目不低于4块，优选是4到10块，更优选是4块或6块或8块，且均匀地构成环形阵列，即相邻两块纵向隔板(1)的夹角度数为360度除以纵向隔板(1)的块数所得的角度。此处的纵向隔板是上述纵向隔板分区法中的重要构件。

本实用新型的实施方式二中，机架(4)上部的纵向隔板(1)的数目选用的8块，相邻两纵向隔板(1)夹角为360度除以8，即夹角度数为45度。

如图2所示，涵道风扇(5)。

上述涵道风扇(5)，主要由涵道管、动力装置、风扇扇叶构成，其中按风扇扇叶类型分可为正桨涵道风扇和反桨涵道风扇两种类型，即扇叶顺时针旋转产生向下流体的为正桨涵道风扇，逆时针旋转产生向下流体的为反桨涵道风扇。

上述涵道风扇(5)的动力装置，由镂空支架固定在涵道管内部的中央，风扇扇叶安装在动力装置上，风扇扇叶中轴线与涵道管中轴线重合；动力装置优选电动机或油动机，不论是使用电动机或者油动机或者其他动力装置，都要达到能在水下工作的条件，例如电动机要做到水下电气绝缘，油动机要提前储备供水下使用的氧化剂，氧化剂常用压缩空气，飞行器备有空气压缩存储系统；动力装置也分为大气层中工作模式和水下工作模式两种；在大气层中工作模式下，动力装置的动力输出的特点是高速小扭矩；在水下工作模式下，动力装置的动力输出的特点是低速大扭矩。

本实用新型的实施方式二中，涵道风扇(5)的动力装置选用的电动机，优选三相交流无刷电动机。

上述涵道风扇(5)有两种工作模式，一种是大气层中工作模式，由于流体密度小，因而风扇扇叶在动力装置的驱动下高速旋转，空中正常工作时扇叶转速优选大于5000转每秒；另一种是水下工作模式，由于流体密度大，因而风扇扇叶在动力装置驱动下低速旋转也可产生较大推力，因而水下正常转速优选低于5000转每秒。

上述涵道风扇(5)的风扇扇叶，根据飞行器的主要用途，风扇扇叶主要分为空优型或水优型两类，空优型即为飞行器主要在空气中飞行，扇叶物理外形优先适用于空气中，兼顾水下潜行的功能；水优型即为飞行器主要在水下潜行，扇叶物理外形优先适用于水下，兼顾空中飞行的功能。

本实用新型的实施方式二中，涵道风扇(5)的风扇扇叶选用的空优型。

本实用新型的一种碟形飞行器，含有涵道风扇(5)的数目不少于4台，优选是4到10台，更优选4台或6台或8台，且均匀地构成环形阵列。

本实用新型的实施方式二中，涵道风扇(5)的数目选用的8台，各涵道风扇(5)的重心在同一水平面上。

本实用新型的一种碟形飞行器，所含涵道风扇(5)中，必须同时包含正桨涵道风扇和反桨涵道风扇两类，其中正桨涵道风扇的数目不低于一台，优选方案是处于对角线上的涵道风扇(5)的类型相同且风扇扇叶转向相同。本实用新型的实施方式一中就采用的优选方案。

涵道风扇(5)具体数目应和飞行控制舱(11)的控制方式相匹配，各涵道风扇(5)的工作状态相互独立且受飞行控制舱(11)控制。

如图2所示，涵道风扇群外衣筒(6)，是一个圆柱形管体，将涵道风扇(5)形成的环形阵列包裹住，起保护涵道风扇(5)和整流的作用。

本实用新型的实施方式二中，涵道风扇群外衣筒(6)将8台涵道风扇(5)形成的环形阵列包裹住。

如图9所示，碟形外壳体(7)。

上述碟形外壳体(7)，特点是薄、水下承压时不渗透且形变量不影响空中飞行。优选是铝合金或钛合金材料，可用整块薄板冲压成型，也可用单块拼接成型。

本实用新型的实施方式一中，碟形外壳体(7)采用整块铝合金冲压成型。

上述碟形外壳体(7)的外形，从飞行器正上方看去，碟形外壳体(7)的轮廓是一个圆形，从飞行器水平方向看去，弧形轮廓是一条对称的凸曲线。

上述碟形外壳体(7)中央预留了长方形条形孔，条形孔的数目和纵向隔板(1)的数目相同，且均匀地形成环形阵列，用于机架(4)上部的纵向隔板组合穿过，这样碟形外壳体(7)才能套装在机架(4)上。

本实用新型的一种碟形飞行器，碟形外壳体(7)中央预留长方形条形孔的个数不小于4个，优选是4到10个，更优选4个或6个或8个。相邻条形孔的夹角度数为360度除以条形孔的个数所得角度。且条形孔的个数应和纵向隔板(1)的数目相匹配。

本实用新型的实施方式二中，碟形外壳体(7)上预留了8个长方形条形孔，相邻条形孔夹角度数为360度除以8所得度数，即为45度。

上述碟形外壳体(7)与封底底盘(8)衔接成闭合壳体。是飞行器的下半部分，作为空中的升力产生部件、水面漂浮的浮力来源以及设备安装舱。

如图9所示，封底底盘(8)，是圆形薄盘，内置加强筋以维持薄盘外形和功能。其直径和碟形外壳体(7)直径相当。与碟形外壳体(7)衔接成闭合壳体；封底底盘(8)上预留安装分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)的固定卡扣；封底底盘(8)需预留分段式储水隔舱(9)的进出水通道口。

本实用新型的实施方式二中，封底底盘(8)上的进出水通道口留有3组，均匀地排布在封底底盘(8)上，形成环形阵列。

如图2所示，分段式储水隔舱(9)包含储水池、进出水通道、抽排水系统，用于实现飞行器在水池内下潜、上浮和辅助水下姿态控制。飞行器在水面准备下潜时，在抽排水系统的控制下，水通过进出水通道，注入到储水池内，增加飞行器负重，分段式储水隔舱(11)装满水后，飞行器在水下浮力小于重力，实现下潜。飞行器在水下的姿态也可以通过控制各储水隔舱里的储水量作调整；飞行器在水下准备上浮时，在抽排水系统的控制下，水通过进出水通道，排出飞行器，减少负重，实现上浮；飞行器准备起飞时，必须完全排净各储水隔舱里的水，再作起飞。

本实用新型的一种碟形飞行器，分段式储水隔舱(9)的隔舱段数不低于3段，优选3到10段，更优选3段或4段或6段。

本实用新型的实施方式二中，分段式储水隔舱(9)的隔舱段数选用的3段。

如图2所示，飞行器的能量池(10)位于横向隔板(2)与封底底盘(8)之间且重心在飞行器的中轴线上，能量池(10)外形优选是圆柱体或长方体。所述燃料池(10)类型取决于涵道风扇(5)动力装置的类型，例如动力装置为电动机，则燃料池(10)为电池或发电机组；例如动力装置为油动机，则燃料池(10)为燃油箱和氧化剂箱的组合体。

本实用新型的实施方式二中，能量池(10)选用的圆柱形电池。

如图2所示，飞行控制舱(11)。

上述飞行控制舱(11)，为飞行器的“大脑”，有3个方向(前后左右上下)的陀螺仪和3轴加速度传感器组成惯性导航模块，可以计算出飞行器此时相对地面的姿态以及加速度、角速度。飞行控制器通过算法计算保持运动状态时所需的旋转力和升力，通过调控器来保证各台涵道风扇(5)输出合适的力，用以实现飞行器对地姿态平衡；飞行器在大气层中的经纬度可用北斗导航系统判定。

上述飞行控制舱(11)，有水下工作模式和大气层中工作模式两种。飞行器在空中和水下工作状态的相同点是：都在流体环境下工作；主要的不同点是：流体密度差异大。基于相同点，我们采用了相同的飞行控制方式；基于不同点，我们在低密度流体即大气层环境下，控制更敏捷迅速，涵道风扇扇叶的角速度和角加速度更大。在高密度流体环境下，控制更柔和，表现在涵道风扇扇叶的角速度和角加速度上。

上述飞行控制舱(11)，当飞行器在水面漂浮或机场准备起飞时，使用大气层中工作模式，飞行控制舱(11)通过控制各台涵道风扇(5)输出的推力大小，实现飞行器的起降和飞行。

上述飞行控制舱(11)，当飞行器漂浮在水面准备下潜时，开启水下工作模式，分段式储水隔舱(9)的抽排水系统在飞行控制舱(11)的控制下，将水通过分段式储水隔舱(9)的进出水通道注入到分段式储水隔舱(9)储水池内，增加飞行器负重，实现下潜。飞行控制舱(11)通过控制各涵道风扇(5)工作，产生下洗流体，实现飞行器水下姿态平衡和潜行。

上述飞行控制舱(11)，若飞行器为载人飞行器，则飞行控制舱(11)内包含适合人类生存的保障设施、紧急情况下飞行员弹射逃生装置和水下应急逃生舱。

本实用新型的实施方式二中，飞行器为无人模式，飞行控制舱(11)中未包含包括适合人类生存的保障设施、紧急情况下飞行员弹射逃生装置和水下应急逃生舱。

本实用新型所述的纵向隔板分区法，就是用机架(4)上部的纵向隔板(1)组成的环形阵列将碟形外壳体(7)均匀分隔成多个扇形区块，各扇形区块的圆心角为360度除以纵向隔板(1)的数目所得角度，单个区块独立安置涵道风扇(5)，各涵道风扇(5)工作状态相互独立，即各区块上的涵道风扇(5)的转速受飞行控制舱(11)的控制，飞行控制舱(11)通过改变不同涵道风扇(5)输出的推力，实现飞行器的平衡飞行和潜行，实施方式二中选用了8块纵向隔板(1)。

本实用新型的实施方式二所描述的是主要设备的优选案例，如实施例和说明书附图所示，选用的8台涵道风扇(5)，处于对角线上的涵道风扇(5)扇叶类型和转向完全相同，相邻的涵道风扇(5)扇叶类型和转向相反，涵道风扇(5)的动力装置选用的3相交流无刷电机；机架(4)上部的纵向隔板(1)的数目选用的8块；碟形外壳体(7)上预留8个条形孔；分段式储水隔舱(9)的隔舱段数选用的4段，能量池(10)选用的电池

一种碟形飞行器工作原理是这样的：在地面场地，加注能量，确保飞行器状态正常，分段式储水隔舱(9)内无液体残留；飞行控制舱(11)切换到大气层工作模式，发出指令控制各台涵道风扇(5)协同工作，实现起飞和飞行；在山地环境下，由于飞行器的进气口在中轴线上，只需防止异物从飞行器正上方落下即可，飞行器水平方向柔和擦撞山体，不会影响飞行器正常工作，实现在山地低空飞行；飞行器在水面准备降落时，在确保闭合壳体完好的前提下，飞行控制舱(11)通过控制各台涵道风扇(5)协同工作，减小升力，降落在水面上；飞行器在水面漂浮准备下潜时，飞行控制舱(11)切换到水下工作模式，飞行控制舱(11)通过控制分段式储水隔舱(9)的抽排水系统，将水注入到飞行器的分段式储水隔舱(9)的储水池内，增加飞行器负重，实现下潜；飞行器完全潜入水下时，飞行控制舱(11)通过控制各台涵道风扇(5)协同工作，实现水下平衡和潜行，其中也可以控制分段式储水隔舱(9)的各舱段的储水量辅助飞行器实现水下姿态平衡。

最后需要说明的是：以上实施例仅用于阐明本实用新型的技术方案，省略了对所属领域的技术人员显而易见的细节描述，并非用于对本实用新型的限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型原理和范围的任何修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种碟形飞行器，包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，其特征在于，机架(4)由纵向隔板(1)、横向隔板(2)、碟形壳体内撑支架(3)构成一个固定整体，碟形外壳体(7)套装在机架(4)下部的碟形壳体内撑支架(3)上，机架(4)上部的纵向隔板将碟形外壳体(7)均匀地分隔成和纵向隔板(1)的数目相同的扇形区块，每个扇形区块单独地对应涵道风扇(5)，各扇形区块上的涵道风扇(5)共同组成环形阵列且受飞行控制舱(11)的控制。

2.如权利要求1所述的一种碟形飞行器，其特征在于，机架(4)上部纵向隔板(1)的数目不低于四块。

3.如权利要求1所述的一种碟形飞行器，其特征在于，一种碟形飞行器的涵道风扇(5)同时包含正桨涵道风扇和反桨涵道风扇，其中至少包含一个正桨涵道风扇。

4.一种碟形飞行器，包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、封底底盘(8)、分段式储水隔舱(9)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，机架(4)上部纵向隔板(1)的数目不低于四块，涵道风扇(5)同时包含正桨涵道风扇和反桨涵道风扇，至少包含一个正桨涵道风扇，其特征在于，飞行器在水下潜行或空中飞行时，利用涵道风扇进行平衡控制时的平衡控制方法相同。

5.一种碟形飞行器，包括机架(4)、涵道风扇(5)、涵道风扇群外衣筒(6)、碟形外壳体(7)、能量池(10)、飞行控制舱(11)，其特征在于，封底底盘(8)与套装在机架(4)下部的碟形壳体内撑支架(3)上的碟形外壳体(7)共同衔接成闭合碟形壳体。

6.如权利要求5所述的一种碟形飞行器，其特征在于，闭合碟形壳体内置分段式储水隔舱(9)，各隔舱分段共同形成环形阵列，分段式储水隔舱(9)的隔舱段数至少为三段。

7.如权利要求6所述的一种碟形飞行器，其特征在于，各储水隔舱拥有独立的进出水通道和抽排水系统，各隔舱的抽排水系统受飞行控制舱(11)的控制。