CN220948508U - 一种垂直起降的磁悬浮飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种垂直起降的磁悬浮飞行器，包括飞行器本体、磁悬浮动力系统、横向涡轮喷气机和竖向涡轮喷气机；飞行器本体包括飞行舱体、环网状护罩和起落架，磁悬浮动力系统包括电磁轨道、电磁悬浮车、飞行桨、滚动轴承和环形轨道，电磁轨道环绕设于飞行舱体中部的外环壁，电磁轨道外环侧的周向上具有凹型环道，凹型环道内悬空设有电磁悬浮车，电磁悬浮车外环侧的周向上均设有飞行桨，凹型环道的内顶面或电磁悬浮车顶面的上方设有滚动轴承，电磁悬浮车的外顶面设有随电磁悬浮车升降与滚动轴承外转动圈分离或接触转动配合的环形轨道。本实用新型通过改进磁悬浮动力系统，可提高电磁轨道与电磁悬浮车之间排斥力的利用率，进而达到减重的目的。

Description

一种垂直起降的磁悬浮飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器领域，具体涉及一种垂直起降的磁悬浮飞行器。

背景技术

现有的飞行器包括飞机、滑翔机、直升机、热气球，对于碟形飞行器，目前主要体现在影视当中和图画当中，飞机飞行有很多限制条件，如：需要专用的跑道，另外现有的飞行器都不是中心对称结构，在空中飞行时，遇到异常气流，受干扰较严重，并具有转向不灵活的缺陷。

对此，德国专利DE212021000318、美国专利US17170918、中国专利CN2020103364630均公开一种飞碟飞行器，包括碟体、飞行桨和起落架，蛋形碟体中部周向设有电磁轨道，电磁轨道为中部向内凹陷的“凹”字型轨道，电磁轨道内设置有与其配合的电磁悬浮车，飞行桨连接于电磁悬浮车外表面，并可在电磁悬浮车的带动下沿电磁轨道绕蛋形碟体转动，蛋形碟体两侧并位于飞行桨下部的位置上还设有涡轮喷气机支架，涡轮喷气机支架上可转动连接有涡轮喷气机，该飞碟飞行器在垂直起降过程中，依靠电磁轨道与电磁悬浮车之间产生的排斥力托举飞行器升降，该排斥力大小的主要决定因素为电磁轨道与电磁悬浮车的规格，规格越大，相对应的排斥力越大，但规格越大，飞行器的重量越重，无疑又增加了控制难度和装配难度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种垂直起降的磁悬浮飞行器，通过改进磁悬浮动力系统的结构，提高电磁轨道与电磁悬浮车之间排斥力的利用率，进而达到减重的目的。

为实现上述技术方案，本实用新型采用如下技术方案:

一种垂直起降的磁悬浮飞行器，包括飞行器本体、磁悬浮动力系统、横向涡轮喷气机和竖向涡轮喷气机；

所述飞行器本体包括飞行舱体、环网状护罩和起落架，所述环网状护罩固定套设于飞行舱体的外环壁，并与飞行舱体形成飞碟状结构，所述飞行舱体的底部可折叠设有起落架；

所述环网状护罩内设有磁悬浮动力系统，所述磁悬浮动力系统包括电磁轨道、电磁悬浮车、飞行桨、滚动轴承和环形轨道，所述电磁轨道环绕固设于飞行舱体中部的外环壁，所述电磁轨道外环侧的周向上具有向内凹陷的凹型环道，所述凹型环道内悬空设有电磁悬浮车，所述电磁悬浮车外环侧的周向上均设有多个斜面结构的飞行桨，所述凹型环道的内顶面或电磁悬浮车顶面的上方设有滚动轴承，所述电磁悬浮车的外顶面设有随电磁悬浮车升降与滚动轴承外转动圈分离或接触转动配合的环形轨道；

所述环网状护罩径向上的一侧固设有横向涡轮喷气机，所述环网状护罩径向上的另一侧下方固设有竖向涡轮喷气机。

为更好的实现上述技术方案，可选的，所述环形轨道的内部设有真空绝热夹层。

可选的，所述磁悬浮动力系统还包括围绕飞行舱体中心轴均匀布设在电磁轨道上方的横向悬臂，所述横向悬臂的一端固设于飞行舱体的外壁，所述横向悬臂的另一端垂直向下设有弹簧伸缩杆，所述弹簧伸缩杆的底端与滚动轴承的内固定圈固接。

可选的，所述环网状护罩包括环形架体、上伞面形网架和下伞面形网架，所述环形架体设于飞行桨的外侧且与飞行桨处于同一平面，所述上伞面形网架的外底端、下伞面形网架的外顶端分别与环形架体的顶底端固接，所述上伞面形网架的内顶端、下伞面形网架的内底端分别与飞行舱体的外环壁固接。

可选的，所述环形架体、上伞面形网架和下伞面形网架的主体材质均为中空管体。

可选的，所述环形架体、上伞面形网架和下伞面形网架朝向飞行桨的侧壁开设有消声孔和，或消声缝。

可选的，还包括以飞行舱体中心轴为对称轴对称设置且位于上伞面形网架侧上方的两个固定翼，所述固定翼的顶端与飞行舱体的外顶环壁固接，所述固定翼的底端与上伞面形网架固接。

可选的，所述飞行舱体包括由上至下依次设置且为一体结构的驾驶舱、控制舱、上推进舱、电磁轨道安装舱、下推进舱以及供电舱，所述供电舱内设置有为驾驶舱、控制舱、上推进舱、电磁轨道安装舱以及下推进舱设备供电的电池组件。

本实用新型的有益效果：

本实用新型一种垂直起降的磁悬浮飞行器，飞行器在上升过程中，滚动轴承和环形轨道相接触，可使电磁悬浮车与电磁轨道产生的排斥力通过滚动轴承和环形轨道传递，在此情况下，可以有效提升排斥力的利用效率，因此，可以缩小电磁轨道的规格，进而降低电磁轨道的重量，同时由于滚动轴承和环形轨道转动配合，滚动轴承转动对飞行桨的转速影响较小，实用性较强。

本实用新型一种垂直起降的磁悬浮飞行器，磁悬浮飞行器在飞行过程中，飞行桨转动产生的部分噪音通过消声孔和消声缝进入中空管体内而无法向外传递，可达到降噪的目的。

本实用新型一种垂直起降的磁悬浮飞行器，滚动轴承与横向悬臂之间设置弹簧伸缩杆，在磁悬浮飞行器起飞过程中，弹簧伸缩杆弹性伸缩，具有减震和缓冲的作用，使磁悬浮飞行器起飞时稳定性更佳。

附图说明

图1是本实用新型实施例1一种垂直起降的磁悬浮飞行器的立体示意图；

图2是图1的正视图；

图3是图2的内部结构示意图；

图4是图3中A处放大图；

图5是图2部分结构的俯视图

图6是本实用新型实施例2一种垂直起降的磁悬浮飞行器的内部结构示意图；

图7为图6中B处放大图；

飞行舱体10、环形架体111、上伞面形网架112、下伞面形网架113、起落架12、电磁轨道21、凹型环道211、电磁悬浮车22、飞行桨23、滚动轴承24、环形轨道25、横向悬臂26、弹簧伸缩杆27、承重斜臂28、横向涡轮喷气机31、竖向涡轮喷气机32、固定翼40。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

实施例1

请参阅图1至图5，本实用新型实施例公开一种垂直起降的磁悬浮飞行器，包括飞行器本体、磁悬浮动力系统、横向涡轮喷气机31和竖向涡轮喷气机32。

如图1所示，飞行器本体包括飞行舱体10、环网状护罩和起落架12，飞行舱体10内用于安装电器设备和安装驾驶位，飞行舱体10的中部为圆柱状结构，飞行舱体10的上部和下部均为圆台型结构。

环网状护罩固定套设于飞行舱体10的外环壁，并与飞行舱体10形成飞碟状结构，环网状护罩与飞行舱体10围成安装腔体，飞行舱体10的底部可折叠设有起落架12，飞行器在飞行过程中，起落架12折叠至飞行舱体10的底部，飞行器在起落过程中，起落架12展开。

如图2、图3和图4所示，安装腔体内设有磁悬浮动力系统，磁悬浮动力系统包括电磁轨道21、电磁悬浮车22、飞行桨23、滚动轴承24和环形轨道25，电磁轨道21环绕固设于飞行舱体10中部的外环壁，电磁轨道21外环侧的周向上具有向内凹陷的凹型环道211，凹型环道211内悬空设有电磁悬浮车22，电磁悬浮车22外环侧的周向上均设有多个斜面结构的飞行桨23，电磁轨道21相对于电磁悬浮车22是固定不动的，电磁悬浮车22相对于电磁轨道21是转动的，飞行桨23在电磁悬浮车22转动过程中围绕电磁轨道21公转，凹型环道211的内顶面设有滚动轴承24，电磁悬浮车22的外顶面设有随电磁悬浮车22升降与滚动轴承24外转动圈分离或接触转动配合的环形轨道25；

环网状护罩径向上的一侧固设有横向涡轮喷气机31，环网状护罩径向上的另一侧下方固设有竖向涡轮喷气机32。

本申请实施例的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，电磁轨道21与电磁悬浮车22的磁极为相斥磁极，电磁悬浮车22与电磁轨道21中间及顶底壁均不接触，电磁悬浮车22处于悬浮状态，当电磁悬浮车22启动后，利用电磁轨道21内部设置的电磁线圈牵引力，使电磁悬浮车22沿电磁轨道21周向转动，电磁悬浮车22转动过程中带动与其固定连接的飞行桨23公转，由于飞行桨23具有一定的倾斜角度，飞行桨23转动时底部压强大于顶部压强，飞行桨23就会向上移动，当转速达到一定值时，飞行桨23带动电磁悬浮车22上升，由于电磁悬浮车22与电磁轨道21之间本身具有同极之间的排斥力，该排斥力作用在电磁轨道21上，而电磁轨道21是固定在飞行舱体10，因此该排斥力会托举飞行器上升，飞行器在上升过程中，滚动轴承24和环形轨道25相接触，可使电磁悬浮车22与电磁轨道21产生的排斥力通过滚动轴承24和环形轨道25传递，在此情况下，可以有效提升排斥力的利用效率，因此，可以缩小电磁轨道21的规格，进而降低电磁轨道21的重量，同时由于滚动轴承24和环形轨道25转动配合，滚动轴承24的转动对飞行桨23的转速影响较小，实用性较强。

在本申请的实施例中，滚动轴承24的滚动体为圆柱体或圆珠形，出于减重的设计，滚动轴承24的滚动体优选圆珠形，滚动轴承24的排列方式为等距间隔排列或多个为一组，滚动轴承组等距间隔排列。

在本申请的实施例中，环形轨道25的槽体与滚动轴承24的外转动圈转动配合，环形轨道25的槽体为方形槽或球槽体，环形轨道25的内部设有真空绝热夹层，滚动轴承24在转动过程与环形轨道25的槽体摩擦产生热量，通过在环形轨道25的内部设置真空绝热夹层，可降低环形轨道25的热传导率，以避免环形轨道25和滚动轴承24产生的热量影响电磁轨道21的温度。

在本申请的实施例中，环网状护罩包括环形架体111、上伞面形网架112和下伞面形网架113，环形架体111设于飞行桨23的外侧且与飞行桨23处于同一平面，上伞面形网架112的外底端、下伞面形网架113的外顶端分别与环形架体111的顶底端固接，上伞面形网架112的内顶端、下伞面形网架113的内底端分别与飞行舱体10的外环壁固接，上伞面形网架112和下伞面形网架113之间的间距满足飞行桨23飞行时的空气流通量、同时避免空中漂浮物和鸟类进入环网状护罩的内侧干扰磁悬浮动力系统。

在本申请的实施例中，飞行桨23公转时，会产生一定大小的离心力，横向涡轮喷气机31与飞行桨23反方向运行，可抵消部分离心力，使飞行舱体10保持稳定，当横向涡轮喷气机31离飞行舱体10越近时，横向涡轮喷气机31运行的控制性能越差，反之，当横向涡轮喷气机31离飞行舱体10越远时，横向涡轮喷气机31运行的控制性能越佳，因此，横向涡轮喷气机31安装在环形架体111上，能够产生最佳的反作用力稳定飞行舱体10，从而可选择较小功率的横向涡轮喷气机31，进而有助于减少磁悬浮飞行器的重量，同样的，竖向涡轮喷气机32设置在环形架体111的下方，基于杠杆原理，竖向涡轮喷气机32稳定飞行舱体10的作用力更强，所需的竖向涡轮喷气机32功耗更低，可选择较小功率的竖向涡轮喷气机32，进而有助于减少磁悬浮飞行器的重量。

在本申请的实施例中，竖向涡轮喷气机32和横向涡轮喷气机31可为多个且一一对应设置，竖向涡轮喷气机32和横向涡轮喷气机31在环形架体111上呈均分式分布，设置多个竖向涡轮喷气机32和横向涡轮喷气机31有助于提升飞行器的动力性能。

在本申请的实施例中，为增加电磁轨道21的稳定性，飞行舱体10设有多根与电磁轨道21外顶面固接的承重斜臂28，通过设置承重斜臂28可增加电磁轨道21与飞行舱体10的连接强度。

磁悬浮飞行器在飞行过程中，飞行桨23高速转动击打空气，会产生巨大的声音，因此在本申请的实施例中，环形架体111、上伞面形网架112和下伞面形网架113的主体材质均为中空管体，中空管体的质量较轻，有利于降低磁悬浮飞行器的重量，环形架体111、上伞面形网架112和下伞面形网架113朝向飞行桨23的侧壁开设有消声孔和，或消声缝，消声孔和消声缝的规格和数量根据实际情况确定，飞行桨23转动产生的部分噪音通过消声孔和消声缝进入中空管体内而无法向外传递，从而达到降噪的目的。

在本申请一个可选的实施例中，飞行桨23的迎风面采用网状结构、蜂窝状结构或者毛糙结构，以此降低飞行桨23迎风面空气的流动性，增大飞行桨23的阻力，从而降低飞行桨23的转速，同时由于降低了飞行桨23迎风面空气的流动速度，所以也降低了飞行桨23的飞行噪音，使飞行桨23转动击打空气产生的巨大声音，变得闷而低沉。

如图1所示，还包括以飞行舱体10中心轴为对称轴对称设置且位于上伞面形网架112侧上方的两个固定翼40，固定翼40的顶端与飞行舱体10的外顶环壁固接，固定翼40的底端与上伞面形网架112固接。

磁悬浮飞行器在飞行过程中，固定翼40以一定的倾斜角在空气中运动时，形成流动现象，使得上下表面的压力不一致，从而也会产生升力，因此通过固定翼40可提供一部分升力，固定翼40采用坚固而轻便的材质，如玻璃纤维增强塑料、铝蜂窝夹层以及超硬铝。

在本申请的实施例中，飞行舱体10包括由上至下依次设置且为一体结构的驾驶舱、控制舱、上推进舱、电磁轨道安装舱、下推进舱以及供电舱，供电舱内设置有为驾驶舱、控制舱、上推进舱、电磁轨道安装舱以及下推进舱供电的电池组件。

其中，驾驶舱用于配置驾驶相关的设备以及用于飞行员活动，上推进舱和下推进舱用于放置两套独立的驾驶设备，控制舱用于配置控制系统的电器设备，供电舱电器用于配置供电电池，飞行舱体10的具体结构与申请人申请的CN2020103364630一种飞碟飞行器中的碟体结构相同，本申请的实施例不在赘述。

实施例2

如图6和图7所示，本实施例提供一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其与实施例1类似，不同点在于：滚动轴承24设于电磁悬浮车22的顶面上方。

具体的，磁悬浮动力系统还包括围绕飞行舱体10中心轴均匀布设在电磁轨道21上方的横向悬臂26，横向悬臂26的一端固设于飞行舱体10的外壁，横向悬臂26的另一端垂直向下设有弹簧伸缩杆27，弹簧伸缩杆27的底端与滚动轴承24的内固定圈固接。

本申请实施例一种垂直起降的磁悬浮飞行器，起飞时，电磁悬浮车22沿电磁轨道21周向转动，电磁悬浮车22转动过程中带动与其固定连接的飞行桨23转动，当飞行桨23转速达到一定值时，飞行桨23带动电磁悬浮车22上升，由于电磁悬浮车22与电磁轨道21之间本身具有同极之间的排斥力，该排斥力作用在电磁轨道21上，电磁轨道21是固定在飞行舱体10上，因此该排斥力可托举飞行器上升，飞行器在上升过程中，滚动轴承24与环形轨道25相接触，滚动轴承24与横向悬臂26弹性连接，故该排斥力可同时驱动横向悬臂26上升，而横向悬臂26与飞行舱体10固接，在此情况下，可以有效提升排斥力的利用效率，因此，可以缩小电磁轨道21的规格，进而降低电磁轨道21的重量，同时由于滚动轴承24和环形轨道25转动配合，滚动轴承24转动对飞行桨23的转速影响较小，实用性较强。

本申请实施例一种垂直起降的磁悬浮飞行器，滚动轴承24与横向悬臂26之间设置弹簧伸缩杆27，在磁悬浮飞行器起飞过程中，弹簧伸缩杆27弹性伸缩，具有减震和缓冲的作用，使磁悬浮飞行器起飞时稳定性更佳。

以上，结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本实用新型的思想。本领域技术人员在本实用新型具体实施例的基础上做出的推导和变形也属于本实用新型保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，包括飞行器本体、磁悬浮动力系统、横向涡轮喷气机(31)和竖向涡轮喷气机(32)；

所述飞行器本体包括飞行舱体(10)、环网状护罩和起落架(12)，所述环网状护罩固定套设于飞行舱体(10)的外环壁，并与飞行舱体(10)形成飞碟状结构，所述飞行舱体(10)的底部可折叠设有起落架(12)；

所述环网状护罩内设有磁悬浮动力系统，所述磁悬浮动力系统包括电磁轨道(21)、电磁悬浮车(22)、飞行桨(23)、滚动轴承(24)和环形轨道(25)，所述电磁轨道(21)环绕固设于飞行舱体(10)中部的外环壁，所述电磁轨道(21)外环侧的周向上具有向内凹陷的凹型环道(211)，所述凹型环道(211)内悬空设有电磁悬浮车(22)，所述电磁悬浮车(22)外环侧的周向上均设有多个斜面结构的飞行桨(23)，所述凹型环道(211)的内顶面或电磁悬浮车(22)顶面的上方设有滚动轴承(24)，所述电磁悬浮车(22)的外顶面设有随电磁悬浮车(22)升降与滚动轴承(24)外转动圈分离或接触转动配合的环形轨道(25)；

所述环网状护罩径向上的一侧固设有横向涡轮喷气机(31)，所述环网状护罩径向上的另一侧下方固设有竖向涡轮喷气机(32)。

2.根据权利要求1所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，所述环形轨道(25)的内部设有真空绝热夹层。

3.根据权利要求1所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，所述磁悬浮动力系统还包括围绕飞行舱体(10)中心轴均匀布设在电磁轨道(21)上方的横向悬臂(26)，所述横向悬臂(26)的一端固设于飞行舱体(10)的外壁，所述横向悬臂(26)的另一端垂直向下设有弹簧伸缩杆(27)，所述弹簧伸缩杆(27)的底端与滚动轴承(24)的内固定圈固接。

4.根据权利要求1所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，所述环网状护罩包括环形架体(111)、上伞面形网架(112)和下伞面形网架(113)，所述环形架体(111)设于飞行桨(23)的外侧且与飞行桨(23)处于同一平面，所述上伞面形网架(112)的外底端、下伞面形网架(113)的外顶端分别与环形架体(111)的顶底端固接，所述上伞面形网架(112)的内顶端、下伞面形网架(113)的内底端分别与飞行舱体(10)的外环壁固接。

5.根据权利要求4所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，所述环形架体(111)、上伞面形网架(112)和下伞面形网架(113)的主体材质均为中空管体。

6.根据权利要求5所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，所述环形架体(111)、上伞面形网架(112)和下伞面形网架(113)朝向飞行桨(23)的侧壁开设有消声孔和，或消声缝。

7.根据权利要求3所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，还包括以飞行舱体(10)中心轴为对称轴对称设置且位于上伞面形网架(112)侧上方的两个固定翼(40)，所述固定翼(40)的顶端与飞行舱体(10)的外顶环壁固接，所述固定翼(40)的底端与上伞面形网架(112)固接。

8.根据权利要求1所述的一种垂直起降的磁悬浮飞行器，其特征在于，所述飞行舱体(10)包括由上至下依次设置且为一体结构的驾驶舱、控制舱、上推进舱、电磁轨道安装舱、下推进舱以及供电舱，所述供电舱内设置有为驾驶舱、控制舱、上推进舱、电磁轨道安装舱以及下推进舱设备供电的电池组件。