CN214729650U - 旋转式飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种旋转式飞行器，其特征在于：机身的周边各机翼之间的夹角相等，处于同一水平高度，均匀分布于飞行器机身周边，机翼上安装有飞机发动机，飞机发动机的推力都是围绕着机体圆心的扭矩，方向为同一时针方向，机身顶部安装有螺旋桨发动机，机身底部安装有喷气发动机。首先，机翼上的发动机产生扭矩让飞行器进行自转，机翼产生升力，克服飞行器重力，然后使用飞行器顶部的螺旋桨发动机或者飞行器底部的喷气发动机使飞行器进行位移。相较于传统的垂直起降飞行器，本飞行器可以利用到固定翼机翼的超大升力，能大大增加垂直起降飞行器的载重量，本飞行器运行时的旋转特性也能增加飞行时的稳定性和安全性。

Description

旋转式飞行器

所属技术领域：

本实用新型涉及飞行器技术领域，尤其是一种飞行状态为自转状态的飞行器。

背景技术：

现有的飞行器中大量使用的主要有三种，第一种是固定翼飞机，第二种是直升机，第三种是火箭。1，固定翼飞机运用伯努利定理设计机翼，利用机翼的上下压力差来产生升力，克服飞机重力使飞机浮空，因此，飞机不是直接用发动机的推力来克服重力，而是用推力转换成机翼的升力来克服飞机重力。固定翼飞机的机翼和发动机结构是对称分布于机身两侧，发动机的推力都是朝后面，这种机翼和发动机的结构方式，飞机的飞行方向是始终朝前的。2，直升机没有机翼，直升机的升力由螺旋桨产生。3，火箭直接使用发动机的推力来克服火箭的重力。

现有飞行器的缺点：

1，固定翼飞机的机翼要产生升力，机翼和气流要有相对速度，根据现有机翼和发动机的结构方式，飞机要不停地向前飞行，才能产生升力。现有的飞行器进行悬停和垂直升降，都不是运用机翼的升力，而是直接运用发动机的推力，比如鱼鹰V-22旋翼机把旋翼发动机倾转为竖直方向，利用旋翼的推力使飞机升空， F35B战斗机把发动机喷口倾转向地面，用发动机的推力使飞机升空。2，直升机螺旋桨产生的升力比固定翼飞机的机翼产生的升力要小很多，所以直升机的质量和载重量都很小，另外直升机螺旋桨在空气气流不稳定的时候容易发生事故，螺旋桨的稳定性不如固定翼。3，火箭是靠喷气发动机的推力来克服重力，不能利用空气作为升力，而固定翼飞机能利用空气作为升力，火箭和飞机的推重比相差很大，飞机能用100 多吨的推力使500多吨的重量升空，而500多吨重的火箭要用1000多吨的推力才能使其升空，说明直接用喷气发动机的推力来克服重力比用固定翼的浮力来克服重力需要更大的推力和更多的能耗。4，现有飞行器的动力同时要提供滞空动力和位移动力，这样的动力利用效率不高，比如直升机的升力和向前位移的动力都是由螺旋桨提供，向前飞行时，螺旋桨就要倾斜一定的角度，这样垂直方向的升力就会减小。

发明内容：

要解决的技术问题：为了克服现有飞行器上述缺点，本实用新型提供一种全新飞行方式的飞行器。1，解决现有固定翼飞机要向前飞行才能获得升力的问题，本实用新型设计了一种全新的机翼和发动机的结构模式，可以在飞行器不朝前飞行的情况下，在原地由固定翼自转就可以获得升力，是一种利用固定机翼的上下面气压差为升力的垂直起降飞行器。2，解决用螺旋桨进行垂直起降升力小的问题和空气气流不稳定时容易发生事故的问题，用固定翼进行垂直起降，升力大和稳定性强。3，解决用涡轮喷气发动机进行垂直起降能耗过高的问题，用固定翼的低能耗特性进行垂直起降。4，解决现有飞行器滞空动力和位移动力由同一动力源提供的问题，本实用新型的滞空动力和位移动力分开由不同的动力提供，滞空动力专门由一种动力提供，位移动力由另外的一种动力提供，提高动力的利用率。5，本实用新型和直升机相比，固定翼产生的升力比直升机螺旋桨的升力更大，稳定性更强，本实用新型的总重量可以制造得很大。和固定翼飞机相比，本实用新型既拥有固定翼飞机的特性，又可以进行垂直起降。

技术方案：本实用新型要解决上述技术问题所采用的新的技术方案是如下所述来实现的。本实用新型主要由机身、机翼、固定翼飞机发动机、螺旋桨发动机、飞机喷气发动机、起落架构成。所有机翼处于同一水平高度，本实用新型机翼的数量没有固定数量，机翼的数量根据设计要求而定，可以是2个，或者3 个、4个、5个等等，机翼越多，升力越大，机翼的集合呈吊扇状(辐射状)，最优的，各机翼之间的夹角相等，均匀分布于飞行器机身周边，所有机翼围绕着同一圆心(轴心)。最优的，机翼位于该圆心(轴心) 的半径上，发动机的推力方向垂直于半径，为圆切线方向，推力所在平面与水平面平行，并且所有发动机的推力方向均为同一时针方向(同为顺时针或者逆时针)。本实用新型的飞行方式：在机翼上的固定翼飞机发动机的推动下，发动机推力产生扭矩，所有机翼的扭矩方向为同一时针方向，各个机翼的扭矩大小相同，扭矩使机翼围绕圆心(轴心)做自转运动，这时本实用新型的运动状态像一个旋转的陀螺，根据伯努利定理，围绕圆心自转的机翼产生升力，旋转速度越大时，升力就越大，当升力接近重力时，这时飞行器的受力接近上下平衡，让本实用新型移动只要克服空气阻力。让本实用新型移动的方案有两个，第一个是本实用新型的基础原理结构，只安装克服重力的滞空动力，不安装位移动力，用其它飞行器牵引或托举本实用新型进行位移。第二个是在本实用新型上安装位移动力，在顶部安装螺旋桨发动机或者在底部安装喷气发动机作为位移动力，使本实用新型进行移动，本实用新型的固定翼上的动力只负责升力，用于克服飞行器的重力，让飞行器上下的受力接近平衡，这时位移动力在理论上是让重力和升力接近的飞行器进行移动，主要克服的是飞行器受到的空气阻力，这种滞空动力和位移动力分开装配的组合，动力的利用率会很高。本实用新型的动力装置没有规定具体是哪一种发动机，根据设计需要可以使用现有的任何类型动力装置，动力装置安装的位置也是根据不同设计需要选定最优位置，比如，固定翼上的固定翼飞机发动机可以是涡扇发动机或者涡桨发动机或者是电机螺旋桨，机顶上的螺旋桨发动机可以是涡轴发动机或者多轴电机螺旋桨，位移动力可以只安装上部的螺旋桨发动机，也可以只安装下部的喷气发动机，或者两个都安装，或者两个都不安装。

与现有飞行器相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种由固定翼产生的升力用来克服重力的垂直起降飞行器，本实用新型在原地自转时也能利用伯努利定理，由机翼产生升力，而不需要向前飞行。本实用新型提供了一种由固定翼的升力进行垂直垂直起降的飞行器。本实用新型提供了一种具有大升力的垂直起降飞行器。本实用新型安全性更高，根据物理原理，高速旋转的物体具有稳定性，机翼的自转有惯性扭矩，发动机在受损的情况下，机翼的惯性自转使飞行器仍然具有升力，具有很高的可靠性和安全性，本实用新型比直升机更能适应山区和高原的复杂气候，更好的用于复杂地形的救灾。本实用新型具有更大重量的吊载能力，可用于大型空中吊装。本实用新型可以作为大型的空中运载工具，由其它飞行器牵引。本实用新型能把多旋翼无人机制造得更大。

附图说明：

图1是本实用新型的基础型号的三维立体图，只安装滞空动力，不安装位移动力。

图2是本实用新型图1的俯视图，体现机翼之间、机翼与机体的位置关系。

图3是本实用新型顶部安装螺旋桨发动机作为位移动力的三维立体图。

图4是本实用新型机翼上安装电机螺旋桨发动机，顶部安装电机旋翼作为位移动力的三维立体图。

图5是本实用新型底部安装喷气发动机作为向上推力的三维立体图。

图中：机身1。机翼2。固定翼飞机发动机3。起落架4。螺旋桨发动机5。喷气发动机6。电机螺旋桨发动机7。电机旋翼8。圆心9。

具体实施方式：

以下结合附图说明和具体实施例方式对本本实用新型做进一步的详细描述。

结合图1、图3、图4、图5，一种旋转式飞行器，包括机身1，机身的周边是机翼2，机翼2上安装了固定翼飞机发动机3或者电机螺旋桨发动机7，机身1周边安装有起落架4，机身1底部是喷气发动机6，机身1顶部安装螺旋桨发动机5或者电机旋翼8，本实用新型的动力类型根据需要进行选择。

实施例1：

结合图1和图2，一种旋转式飞行器，包括机身1，机身1的周边是机翼2，机翼2安装了固定翼飞机发动机3，机身1周边安装有起落架4。本实施例以三个机翼的结构为例子，三个机翼相互之间夹角为120°。

运行时，固定翼飞机发动机3的推力形成扭矩，推动机翼2围绕圆心9做自转运动，固定翼飞机发动机3的推力与水平面平行，是以圆心9为圆心的圆的切线，机翼2转动的速度越快时，升力越大，机翼2 只产生升力，不能使本实用新型发生位移，当所有机翼升力之和接近本实用新型的重量时，这时本实用新型垂直方向的受力接近为零，无论本实用新型重量有多大，只要使用很小的力就能使它位移。本实施例是本实用新型的基础型号，没有设计安装位移动力，在升力和重力接近平衡时，使用其它飞行器进行牵引或者托举本实用新型进行位移。这时使用飞机喷气发动机6推动飞行器上升，飞机喷气发动机6可以通过矢量尾喷调整机体位置。本实用新型要下降时，降低机翼2的转速，升力减小，在重力作用下，机体慢慢下降。本实施例的机身为柱形，柱形上升的阻力更小。

实施例2：

结合图2和图3，一种旋转式飞行器，包括机身1，机身1的周边是机翼2，机翼2上安装了固定翼飞机发动机3，机身1周边安装有起落架4，机身1顶部是螺旋桨发动机5，本实施例是三机翼结构的例子，三个机翼相互之间夹角为120°。本实施例的机身为球形或盘状。球形和盘状的机身更适合横向移动时的空气动力学。运行时，固定翼飞机发动机3的推力形成扭矩，推动机翼2围绕圆心9做自转运动，固定翼飞机发动机3的推力与水平面平行，是以圆心9为圆心的圆的切线，机翼2转动的速度越快时，升力越大，机翼2只负责升力，不使本实用新型位移，当升力接近重力时，这时使用螺旋桨发动机5带动飞行器进行位移。本实施例的螺旋桨发动机5与机身的安装与现有直升机的技术方案相同。

实施例3：

结合图2和图4，一种旋转式飞行器，包括机身1，机身1的周边是机翼2，机翼2上安装了电机螺旋桨发动机7，机身1周边安装有起落架4，机身1顶部是电机旋翼8，本实施例是三机翼结构的例子，三个机翼相互之间夹角为120°。本实施例的机身为球形或盘状。球形和盘状的机身更适合横向移动时的空气动力学。运行时，电机螺旋桨发动机7的推力形成扭矩，推动机翼2围绕圆心9做自转运动，电机螺旋桨发动机7的推力与水平面平行，是以圆心9为圆心的圆的切线，机翼2转动的速度越快时，升力越大，机翼2 只负责升力，不使本实用新型位移，当升力接近重力时，这时使用电机旋翼8带动飞行器进行位移。本实施例主要用于多旋翼无人机。

实施例4：

结合图2和图5，一种旋转式飞行器，包括机身1，机身1的周边是机翼2，机翼2上安装了固定翼飞机发动机3，机身1周边安装有起落架4，机身1底部是喷气发动机6，本实施例是三机翼结构的例子，三个机翼相互之间夹角为120°。运行时，固定翼飞机发动机3的推力形成扭矩，推动机翼2围绕圆心9做自转运动，固定翼飞机发动机3的推力与水平面平行，是以圆心9为圆心的圆的切线，机翼2转动的速度越快时，升力越大，机翼2只负责升力，不使本实用新型位移，当升力接近重力时，这时使用飞机喷气发动机6推动飞行器上升，本实用新型要下降时，降低机翼2的转速，升力减小，在重力作用下，机体慢慢下降。本实施例的机身为柱形，柱形上升的阻力更小。

以上内容是结合具体实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认为本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，所做出的简单替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种旋转式飞行器，其特征在于：机身(1)的周边是机翼(2)，机翼(2)安装了固定翼飞机发动机(3)或者电机螺旋桨发动机(7)，机身(1)周边安装有起落架(4)，机身(1)顶部是螺旋桨发动机(5)或者电机旋翼(8)，机身(1)底部是喷气发动机(6)；其中：所有的所述机翼(2)处于同一水平高度，机翼(2)的集合呈吊扇状、辐射状，各机翼(2)之间的夹角相等，均匀分布于飞行器机身(1)周边，所有固定翼飞机发动机(3)或者电机螺旋桨发动机(7)的推力都是围绕圆心(9)的扭矩，方向为同一时针方向。

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