碟式飞行器制造技术

本发明专利技术申请提供的碟式飞行器包括中央碟身及碟身底部的起落架，围绕碟身转动轴承支撑设有上、下两层环形桨叶，其中上层桨叶为上小下大圆台形桨，下层桨叶垂直于碟身且作为上层桨叶下底面旋转面，共同构成具有旋转底平面的倒扣式圆盘碟；两层桨叶均由内环圈、外环圈和转动设置于内环圈与外环圈之间辐射布置的若干桨片轴构成，驱动两层桨叶互为反旋设有反旋传动机构，驱动调整各桨片转角设有桨片转角驱动机构；碟身底部设有平飞推进器。本技术方案采用倒扣式圆盘整体构造，具有飞行升力大且升力平稳的技术特点，同时与双层桨叶合理组合构造，不仅具有平飞能力，还明显提高其垂直起降能力、飞行中的平衡、稳定操控能力，和有效的姿态控制能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种圆碟形飞行器。
技术介绍
飞行器技术发展至今天主要有飞机和直升机两大类飞行器，飞 机通过平飞来获取向上的升力，因此它是通过高速滑翔来获得升 力；直升机具有良好的垂直起降功能，但平飞能力远不如飞机。飞 机与直升机两者无法兼容主要源于它们的外形以及其动力推进机 构。目前的碟式飞行器技术还停留在概念模糊的技术层面上，由于 存在飞行的平稳性、姿态可控性和操作性等技术问题，导致其产品 无法中大型化以至商业化。其中以"中国第二届未来飞行器设计大 赛"展示的一种碟式飞行器为例，它包括中央碟身，以碟身为轴转 动设有上、下层浆叶，其中上层桨叶的外圈小于下层桨叶外圈，形 成了上、下圆弧向外鼓起的圆碟体，它通过上、下层浆叶互为反转 来抵消碟身自转，来确保飞行的平稳性。但这种碟形飞行器同样只 是一种概念层面的设计，它实际同样存在上述技术问题飞行升力 不足、平稳性差、没有对整个碟体姿态控制的针对性操作，也无从 谈起控制的准确性，而且它同样不具备平飞能力。
技术实现思路
本专利技术专利申请的专利技术目的在于将主体构件合理化设计，提 供一种兼备垂直起降、稳定平飞且姿态可操纵控制的碟式飞行器。 本专利技术专利申请提供的碟式飞行器技术方案，其主要
技术实现思路
是 一种碟式飞行器，它包括中央碟身及碟身底部的起落架，围绕碟身 转动轴承支撑设有上、下两层环形桨叶，其中上层桨叶为上小下大 圆台形桨，下层桨叶垂直于碟身且作为上层桨叶下底面旋转面，共 同构成具有旋转底平面的倒扣式圆盘碟；两层桨叶均由内环圈、外 环圈和转动设置于内环圈与外环圈之间辐射布置的若千桨片轴构 成，驱动两层桨叶互为反旋设有反旋传动机构，驱动调整各桨片转 角设有桨片转角驱动机构；碟身底部设有平飞推进器。本专利技术专利申请公开的碟式飞行器技术方案，其采用了倒扣式 圆盘整体构造，该碟身造型具有飞行升力大且升力平稳的技术特 点，如图6所示，为实现本碟式飞行器的平飞功能创造了有利条件； 同时与双层桨叶合理组合构造，不仅具有平飞能力，还明显提高其 垂直起降能力、飞行中的平衡、稳定操控能力，尤其是其轴向平衡 性和稳定性，具有有效的姿态控制。本技术方案解决了无翼无舵飞 行器的飞行控制问题，其姿态控制是通过对各桨片发送不同的角度 控制信号来实现的，成为兼备飞机平飞和直升机垂直起降能力的新 型飞行器。 附图说明图1至图3是本碟式飞行器的各方向的外观图图4是本碟式飞行器的内部结构示意图图5是图4的局部结构放大图图6是本碟式飞行器飞行中流体力学原理图图7是本碟式飞行器起升时的桨片状态图图8是桨片转角驱动机构结构示意图图9是图8的立体结构示意图图10是上、下层桨叶内环圈部件图图11至图18是与图7相关的上、下层桨叶分解流体力学原理图图19和图20是将本碟式飞行器作为运输型飞行器的两方向结构图图21是本碟式飞行器的平飞稳态控制流体力学原理图。 具体实施例方式如附图所示的是本专利技术申请的碟式飞行器一实施结构构成。本 碟式飞行器的主体包括处于中央的圆柱形碟身3和碟身下部的起落 架14，如图4所示，该碟身3包括有上部设置为驾驶室1的空间和 下部的设置发动机7及其传动机构及油箱的空间6，驾驶室1顶部 为圆锥形或圆弧形顶面。以碟身3为中心、轴承转动支撑有上层桨 叶2和下层桨叶5，其中上层桨叶2为上小下大的圆台形桨，碟身 顶面与上层桨叶2平滑过渡，下层桨叶5垂直于碟身3，两层桨叶2、 5均是由内环圈、外环圈和转动设置于内环圈与外环圈之间的辐 射式布置的若干桨片轴构成，桨片轴21上设有桨片20，下层桨叶 5的外环圈直径不大于上层桨叶2的外环圈9直径，在本实施例中， 下层桨叶5的外环圈铰接转动连接于上层桨叶2的外环圈9中，使 下层桨叶5构成上层桨叶2的旋转底平面，整体构成旋转底面为平 面的倒扣式圆盘碟，碟身3底部设有平飞推进器4。各层桨叶的相 邻桨片之间保留一定的转动中不相干扰的间隙，同样为了确保两层 桨叶2、 5之间转动不相碰撞、干扰，桨片外端最好制成削除两侧 边角的三角形状。如图5所示结构，两层桨叶2、 5的内环圈8以 转动轴承设置于碟身上，两层桨叶2、 5的内环圈是由C形截面的 轴承圈80与碟身轴承支撑连接，轴承圈80与如图10所示的环形 内齿圈81共同构成了内环圈，分别与上、下环形内齿圈啮合的上 层齿轮82及其传动轴和下层齿轮84及其传动轴经伞齿轮传动机构 83与发动机7传动连接，构成两层桨叶2、 5互为反旋的反旋传动 机构，上、下层桨叶的反旋工作方式提高了本碟式飞行器的稳定性， 而且解决了单旋翼直升机平飞时一侧桨叶加速、 一侧桨叶减速导致 的侧偏问题。在如图4所示的结构构成中，两层桨叶的外环圈铰接 转动连接，按两层桨叶2、 5直径大小计算传动模数，使下层桨叶 转数略大于上层桨叶，使两者旋转时产生相同的力矩，从而进一步 保证碟身的稳定性。驱动桨片轴21实现桨片20角度调整设置有桨 片转角驱动机构，该桨叶转角驱动机构如图8、图9所示构造，采 用的是步进电机10驱动，桨片轴21上设有半圆形蜗轮12,该蜗轮 12与步进电机10输出轴传动设置的蜗杆11啮合传动，实现桨片的 左45°角至右45。角范围内的偏转驱动，并实行偏转角自锁。步进电 机10的电源连接线和角度控制线的电连接采用动触头与环形静触 板的结构方式，如图5或图8所示，碟身3上设有静触头环形板13， 步进电机10的两电源动触头和角度控制线动触头与静触头环形板 13上的相应静触环电连接。本碟式飞行器是通过控制和调整桨叶的角度来实现起升、下降 和姿态调整控制操纵的。起飞时，如图7和图11至图14所示，控 制上层桨叶和下层桨叶的桨片角度均调整桨片面向上迎对旋转方向的倾斜角度，由于两层桨叶互为反旋，则产生了向上的推力，推动本碟式飞行器向上垂直起飞。垂直降落时，如图15至图18所示， 两层桨叶的角度调整至桨片面向下迎对旋转方向的倾斜角度，两层 桨叶互为反旋，其尖头为桨叶旋转后的桨片对空气的作用力，其向 下的反作用力促使碟体垂直降落。起飞后，由平飞推进器4驱动碟 平飞，本倒扣式圆盘碟体在平飞飞行中具有良好的流体升力，当这 一平飞升力值逐渐加大，则就不需要桨叶的升力作用，此时就可以 将上、下层桨叶的桨片旋平，如图1所示，其飞行能力和能源消耗 方面都优于现有的碟形飞行器。所以本碟形飞行器不用通过仰头或 低俯的方式来完成飞行高度的改变。本碟式飞行器还可设计为大型的运输飞行器，如图19和图20 所示，平飞推进器4采用两侧对称的设置方式，两平飞推进器4之 间为运输仓门。本碟式飞行器飞行姿态调整动作主要通过改变桨片与风向 的偏转角来实现操纵的。可以通过不同区域的桨片倾斜角度发生 变化而控制其整体姿态。如左向倾斜，向圆周的不同区域的角度 控制线发送不同的桨片转角控制信号，其前、后的桨片转角控制 信号是使其转角为零度的正常状态，对左、右两侧输出相反的桨片转角控制信号的电信号，控制右侧的每一桨片为向下扇动空气 的转角，左侧的每一桨片转角为向上扇动空气的转角，这样一下 —上使碟身发生向左倾斜。如图21所示，其左侧中间尖头为飞行方向，上层桨叶2的 右侧桨片的速度是自身旋转速度加上平飞速度，左侧桨片的速度 是自转速度减去平飞速度，左侧桨片相对于风速很小，右侧桨片 相对风速成倍增加，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碟式飞行器，它包括中央碟身（３）及碟身底部的起落架（１４），围绕碟身转动轴承支撑设有上、下两层环形桨叶（２、５），其特征在于上层桨叶为上小下大圆台形桨，下层桨叶垂直于碟身且作为上层桨叶下底面旋转面，共同构成具有旋转底平面的倒扣式圆盘碟；两层桨叶均由内环圈、外环圈和转动设置于内环圈与外环圈之间辐射布置的若干桨片轴构成，驱动两层桨叶互为反旋设有反旋传动机构，驱动调整各桨片转角设有桨片转角驱动机构；碟身底部设有平飞推进器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬萍，
申请(专利权)人：陈敬萍，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]