碟形飞行器

摘要

本发明公开了一种碟形飞行器，其基本结构包括上机身、下机身和旋转驱动机构；在上机身与下机身之间形成有机体空间；旋转驱动机构，用于驱动上机身正向旋转，在不受外力情况下，因角动能守恒，下机身将反向旋转；在下机身上开设有多个气道；每个气道的一端与机体空间连通，另一端与大气连通；在各个气道内分别设有涡扇；在上机身与下机身之间设有环形磁悬浮导轨；动力源，用于为旋转驱动机构、涡扇和磁悬浮导轨提供所需动力。相比于现有技术，本发明工作原理简单，升力大；飞行器升力与飞行驱动力得到统一，机身外观呈对称流线型，机身平衡性好，可垂直起降、任意悬停及高速飞行；由于省去了螺旋桨和涡轮发动机等部件，结构简单、操控性好。

权利要求

1.碟形飞行器，其特征在于，包括上机身、下机身、旋转驱动机构和动力源；在上机身与下机身之间形成有机体空间；旋转驱动机构，用于驱动上机身与下机身反方向旋转；在下机身上开设有多个气道；每个气道的一端与机体空间连通，另一端与大气连通；在各个气道内分别设有涡扇；动力源，用于为旋转驱动机构和涡扇提供所需动力。

2.根据权利要求1所述的碟形飞行器，其特点在于，在上机身与下机身之间设有环形磁悬浮导轨，动力源为所述环形磁悬浮导轨提供所需动力。

3.根据权利要求1所述的碟形飞行器，其特征在于，上机身和下机身采用圆盘结构。

4.根据权利要求1所述的碟形飞行器，其特征在于，上机身与下机身的旋转轴线相同，且为碟形飞行器的中心轴线。

说明书

碟形飞行器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种碟形飞行器。

背景技术

[0002] 目前，现有技术中的碟形飞行器，大都是通过配置螺旋桨和涡轮发动机的形式实现飞行器的升降功能，这种碟形飞行器与现有飞机飞行原理相同，都是改变机翼或螺旋桨上下面流速而提供飞行动力。具有此种结构的碟形飞行器，由于螺旋桨和涡轮发动机等部件的存在，使得飞行器结构较为复杂，飞行器较重，飞行效率低，操控性不好。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提出了一种碟形飞行器，其采用如下技术方案：

[0004] 碟形飞行器，包括上机身、下机身和旋转驱动机构和动力源；在上机身与下机身之间形成有机体空间；旋转驱动机构，用于驱动上机身与下机身反方向旋转；在下机身上开设有多个气道；每个气道的一端与机体空间连通，另一端与大气连通；在各个气道内分别设有涡扇；动力源，用于为旋转驱动机构和涡扇提供所需动力。

[0005] 进一步，在上机身与下机身之间设有环形磁悬浮导轨，动力源为所述环形磁悬浮导轨提供所需动力。

[0006] 进一步，上机身和下机身采用圆盘结构。

[0007] 进一步，上机身与下机身的旋转轴线相同，且为碟形飞行器的中心轴线。

[0008] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：

[0009] 本发明中的碟形飞行器，其上机身与下机身通过中心轴线反方向旋转，且上机身与下机身之间形成有机体空间，当上机身与下机身之间的边缘缝隙足够小时，通过涡扇抽取机体空间内的气体，使得机体空间内气压发生变化，当上机身与下机身以不同速度旋转时，两个机身的四个面静压力会有变化，各个静压力的整体合力形成推动飞行器的升力。相比于现有技术，本发明工作原理简单，升力大；飞行器升力与飞行驱动力得到统一，机身外观呈对称流线型，机身平衡性好，可垂直起降、任意悬停及高速飞行；由于省去了螺旋桨和涡轮发动机等部件，使得本发明还具有结构简单、操控性好等优点。

[0010] 此外，作为本发明的优选改进，在上机身与下机身之间设有环形磁悬浮导轨，提供斥力以对抗因机体内气压变化而产生的强大内力。

附图说明

[0011] 图1为本发明中碟形飞行器的结构示意图；

[0012] 图2为本发明中碟形飞行器的受力分析图；

[0013] 其中，1-上机身，2-下机身，3-旋转驱动机构，4-环形磁悬浮导轨，5-动力源，6-机体空间，7-气道，8-涡扇。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

[0015] 结合图1所示，碟形飞行器，包括上机身1、下机身2、旋转驱动机构3和动力源5。

[0016] 上机身1和下机身2均采用圆盘结构。

[0017] 在上机身1与下机身2之间形成有机体空间6。

[0018] 旋转驱动机构3，用于驱动上机身1正向旋转。上机身1的旋转轴线为碟形飞行器的中心轴线。

[0019] 在不受外力情况下，因角动能守恒，下机身2将反向旋转，且上机身1与下机身2的旋转轴线重合。

[0020] 此处的正向与反向，是指当正向为顺时针方向时，反向为逆时针方向；当正向为逆时针方向时，反向为顺时针方向。

[0021] 旋转驱动机构3可以采用发动机等动力部件。

[0022] 由于上机身1与下机身2之间存在相对旋转运动，使得二者之间必然存在边缘缝隙。在保证上机身1与下机身2相对旋转运动的前提下，边缘缝隙宜设计的足够小。

[0023] 此外，在上机身1与下机身2之间设有环形磁悬浮导轨4，提供斥力对抗因机体内气压变化而产生的强大内力。

[0024] 具体的，该环形磁悬浮导轨4可以设置在上机身1与下机身2任意半径位置，设在边缘处为最优。

[0025] 在下机身2上开设有多个气道7。

[0026] 每个气道7的一端与机体空间6连通，另一端与大气连通。

[0027] 在各个气道7内分别设有涡扇8，其作用在于，抽取机体空间6内气体，使得机体空间6内气压发生变化。

[0028] 动力源5，用于为旋转驱动机构3、环形磁悬浮导轨4和涡扇8提供动力。

[0029] 结合图2所示，本发明中碟形飞行器的升力推导过程具体如下：

[0030] 根据柏努力方程，作用在机体表面压力为环境大气压减去机体与大气相对运动形成的动压，动压越大，机体所受压力越小。

[0031] 定义飞行器表面的一个点A，其坐标为(x、y、z)，A点所在平面处的截面半径为r；

[0032] 单位质量空气在各个坐标轴上的分力为：

[0033] fx＝-ω2x,fy＝-ω2y

[0034] 于是，其平衡方程为：

[0035] dp＝-ρ(fxdx+fydy)＝-ρ(ω2xdx+ω2ydy)

[0036] 对上述公式积分得到：

[0037]

[0038] 式(1)中，p为压强，ρ为环境大气密度，C为常数；

[0039] 当x＝0,y＝0时，将p＝p0代入上式，则得C＝p0，于是式(1)化为：

[0040]

[0041] 由几何关系知x2+y2＝r2，式(2)可化为：

[0042]

[0043] 式(3)中，R为飞行器半径；

[0044] 根据式(3)得到：

[0045]

[0046] 式(4)中，p1、p2、p3、p4分别表示上机身1的上表面、上机身1的下表面、下机身2的上表面、以及下机身2的下表面处的压强；

[0047] ρ′＝kρ  (5)

[0048] 式(5)中，ρ′表示机体空间6内的大气密度，k为减压系数，k值与碟形飞行器边缘缝隙及涡扇8功率相关；

[0049]

[0050] 式(6)中，F1、F2、F3、F4分别表示上机身1的上表面、上机身1的下表面、下机身2的上表面、以及下机身2的下表面处的静压力；

[0051] F＝-F1+F2-F3+F4  (7)

[0052] 式(7)中，F表示飞行器的升力，正号表示力向上，负号表示力向下；

[0053] 由式(3)～式(7)得到F，即：

[0054]

[0055] 由上述公式(8)可知，升力F的大小与减压系数k、飞行器半径R、环境大气密度ρ、上机身的旋转角速度ω1、下机身的旋转角速度ω2有关；

[0056] 在飞行器半径R及环境大气密度ρ确定的情况下，通过调整减压系数k、上机身的旋转角速度ω1、及下机身的旋转角速度ω2的大小能够实现升力F大小的调节。

[0057] 当然，以上仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例。应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的基础上所做出的所有等同替代、或明显变形形式，均落入本说明书的保护范围，理应受到本发明的保护。