一种可以垂直升降的盘式飞行装置的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种可以垂直升降的盘式飞行装置。

背景技术：

飞行器是由人类制造、能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械飞行物。在大气层内飞行的称为航空器，在太空飞行的称为航天器。

虽然目前航空航天领域的喷气推进技术，可以让飞行器以超过音速甚至达到第三宇宙速度进行快速飞行，然而，这些设计存在以下问题和缺点：如果把“喷气式推进技术”应用在具有飞碟外形的航空器上面，其喷气口的方向必须设置在与机体水平前进方向相反的位置(外壳的侧面)，为减少前进时的空气阻力，飞行器在水平面上的最佳形状，只能是与目前喷气式飞机相似的流线体外形，可是，这类不具有正圆形平面结构的飞行器，已经不在“盘式飞行器”结构造型的范畴。

如果过去的“人造飞碟”采用标准的正圆外形和直升飞机的“旋翼法”产生垂直动力。在需要水平方向飞行时，可以采用“改变旋翼角度”的现有技术办法产生水平推动力。问题是，这种“人造飞碟”圆盘面需要上下透空，碟状体失去了利用地面上升热空气升力的能力，在空中悬停和水平飞行时都要使用大量的燃料。所以，过去用“旋翼法”制造出的“人造飞碟”实际上是一个“圆盘式直升飞机”。因为圆盘结构支架产生额外重量的原因，它的燃料消费量大于直升飞机，机舱有效容积却小于直升飞机。没有实际应用价值。

技术实现要素：

本发明就是为了解决上述问题而提出一种可以垂直升降的盘式飞行装置。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种可以垂直升降的盘式飞行装置，包括壳体，所述电动升降起落架下端面上阵列铰接有三个电动升降起落架，所述壳体中央上方转动安装有驾驶舱，所述驾驶舱内部通过螺钉固定有控制台，所述壳体中央通过螺钉固定有固定架，所述固定架内部通过卡槽固定有能源模块，所述固定架上端中央通过螺钉固定有旋转电机，所述旋转电机的转动上键连接有所述驾驶舱，所述固定架下端中央通过螺钉固定有第二动力装置，所述驾驶舱内通过螺钉固定有导航陀螺仪，所述电动升降起落架、所述控制台、所述旋转电机、所述导航陀螺仪、所述第二动力装置、所述第一动力装置均与所述能源模块电连接，所述控制台通过无线信号与所述电动升降起落架、所述旋转电机、所述导航陀螺仪、所述第二动力装置、所述第一动力装置连接。

进一步的，所述壳体上表面环形阵列开设有四个透气窗，所述透气窗下表面设置有密封门，所述密封门一端通过销轴固定在所述壳体内壁上，所述密封门的固定销轴传动连接有开门电机，所述开门电机与所述能源模块电连接，所述开门电机通过无线信号与所述控制台连接。

进一步的，所述第二动力装置四周环形阵列固定有3-8个第一动力装置，所述第一动力装置为喷气式发动机，所述第一动力装置通过转动固定在所述固定架上，所述第一动力装置的喷气角度可调节，所述第一动力装置与所述能源模块电连接，所述第一动力装置通过无线信号与所述控制台连接。

进一步的，所述第二动力装置包括固定座，所述固定座通过螺钉固定在所述固定架下表面中央，所述固定座内通过轴承固定有传动轴，所述传动轴上端传动连接有提升电机，所述传动轴下端转动安装有桨叶固定盘，所述桨叶固定盘上通过销轴环形阵列固定有四个螺旋桨叶，所述提升电机与所述能源模块电连接，所述提升电机通过无线信号与所述控制台连接。

进一步的，所述桨叶固定盘上表面边缘通过销轴固定有倾斜角度调节杆，所述倾斜角度调节杆靠近所述螺旋桨叶的固定端设置，所述倾斜角度调节杆另一端通过销轴固定在转盘上，所述转盘通过轴承转动安装在所述固定座外壁上，所述倾斜角度调节杆为电动杆，所述倾斜角度调节杆与所述能源模块电连接，所述倾斜角度调节杆通过无线信号与所述控制台连接。

进一步的，所述壳体下端边缘和下表面边缘环形阵列镶嵌有若干个照明灯，所述照明灯与所述能源模块电连接，所述照明灯通过无线信号与所述控制台连接。

进一步的，所述驾驶舱通过轴承固定在所述固定架上，所述驾驶舱与所述固定架的固定位置上下表面安装有两个双向推力轴承，所述驾驶舱与所述固定架的固定位置转轴侧安装有一个径向转动轴承。

进一步的，所述驾驶舱的转动方向与所述第二动力装置的转动方向相反。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：1、采用喷气式动力、旋翼式动力、热动力三种动力组合使用，提升效果好，节省能源；2、垂直起降，节省起落机场的面积；3、盘式造型，流线型外观，抗侧风稳定性好，空气阻力小；4、固定架和第二动力装置等主要大质量构件旋转轴位于壳体的圆心(与水平面垂直)，产生的“整体陀螺效应”对盘式飞行装置在空中飞行具有很好的稳定效果；5、第一动力装置和第二动力装置均设置在壳体内，在空中水平飞行时可减少与鸟类碰撞造成的事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主剖视图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的第二动力装置结构示意图；

图4是本发明的俯视图；

图5是本发明的仰视图；

图6是本发明的水平移动示意图；

图7是本发明的电路结构框图。

附图标记说明如下：

1、电动升降起落架；2、壳体；3、密封门；4、透气窗；5、开门电机；6、能源模块；7、控制台；8、驾驶舱；9、旋转电机；10、导航陀螺仪；11、固定架；12、第二动力装置；13、第一动力装置；14、提升电机；15、传动轴；16、固定座；17、桨叶固定盘；18、螺旋桨叶；19、倾斜角度调节杆；20、转盘；21、照明灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-图7所示，一种可以垂直升降的盘式飞行装置，包括壳体2，电动升降起落架1下端面上阵列铰接有三个电动升降起落架1，结构如同飞机的起落架，不使用时可以收起，使用时可以放下，方便盘式飞行装置起落，壳体2中央上方转动安装有驾驶舱8，驾驶舱8内部通过螺钉固定有控制台7，控制台7内设置有飞行控制系统，壳体2中央通过螺钉固定有固定架11，固定架11内部通过卡槽固定有能源模块6，能源模块6为可储存电能的电池或内燃发电机，用于提供能源，固定架11上端中央通过螺钉固定有旋转电机9，旋转电机9的转动上键连接有驾驶舱8，可以控制驾驶舱8进行旋转，固定架11下端中央通过螺钉固定有第二动力装置12，驾驶舱8内通过螺钉固定有导航陀螺仪10，导航陀螺仪10的型号为scc1300，电动升降起落架1、控制台7、旋转电机9、导航陀螺仪10、第二动力装置12、第一动力装置13均与能源模块6电连接，控制台7通过无线信号与电动升降起落架1、旋转电机9、导航陀螺仪10、第二动力装置12、第一动力装置13连接，控制台7通过旋转电刷与能源模块6电连接，实现电能持续供给，通过无线信号实现控制台7与电气设备的信号连接，可以避免接线的麻烦，同时避免因为驾驶舱8旋转不定影响信号传输电缆的使用。

本实施例中，壳体2上表面环形阵列开设有四个透气窗4，透气窗4下表面设置有密封门3，密封门3一端通过销轴固定在壳体2内壁上，密封门3的固定销轴传动连接有开门电机5，开门电机5与能源模块6电连接，开门电机5通过无线信号与控制台7连接，当密封门3堵在透气窗4处时，壳体2形成一个下端开口的封闭结构(结构类似孔明灯)，在第二动力装置12工作时产生的热量会使得壳体2内部温度升高，从而产生一定的热动力，辅助盘式飞行装置飞行。

本实施例中，第二动力装置12包括固定座16，固定座16通过螺钉固定在固定架11下表面中央，固定座16内通过轴承固定有传动轴15，传动轴15上端传动连接有提升电机14，传动轴15下端转动安装有桨叶固定盘17，桨叶固定盘17上通过销轴环形阵列固定有四个螺旋桨叶18，提升电机14与能源模块6电连接，提升电机14通过无线信号与控制台7连接。

本实施例中，桨叶固定盘17上表面边缘通过销轴固定有倾斜角度调节杆19，倾斜角度调节杆19靠近螺旋桨叶18的固定端设置，倾斜角度调节杆19另一端通过销轴固定在转盘20上，转盘20通过轴承转动安装在固定座16外壁上，倾斜角度调节杆19为电动杆，倾斜角度调节杆19与能源模块6电连接，倾斜角度调节杆19通过无线信号与控制台7连接，倾斜角度调节杆19可以带动桨叶固定盘17发生一定角度的倾斜，从而改变动力方向。

本实施例中，壳体2下端边缘和下表面边缘环形阵列镶嵌有若干个照明灯21，用于进行照明，照明灯21与能源模块6电连接，照明灯21通过无线信号与控制台7连接。

本实施例中，驾驶舱8通过轴承固定在固定架11上，驾驶舱8与固定架11的固定位置上下表面安装有两个双向推力轴承，驾驶舱8与固定架11的固定位置转轴侧安装有一个径向转动轴承，尽量减少底部固定架11的转矩(m1)通过接触摩擦传递给驾驶舱8产生的附加转矩，减少由附加转矩所造成的驾驶舱8产生“随机旋转”的转速度ω1。

因为摩擦力不可能完全去除，驾驶舱8在发生“随机旋转”的时候，即使转速ω1即使很小，也会引起舱内驾驶员视觉错乱，看不清地面的静止参考物体，甚至造成人体晕眩的事故，所以，在驾驶舱8稳定设计方面，必须彻底消除驾驶舱1的“随机旋转”，保证其随机旋转的转速“ω1≡0”。

为达以上目的，本发明采用“中和转速的方法”，在驾驶舱8底板上设置了旋转电机9，推动驾驶舱8向着与ω1相反的方向旋转(转速为ω2)，因为ω2与ω1方向相反，所以只要使它们的绝对值相等|ω2|＝|ω1|得到σω＝0。就可以起到“ω1＝0”的实际效果，消除“随机旋转”，保证驾驶舱8的稳定。

盘式飞行装置在上升下降、加减速度时，m1、摩擦力和ω1都会随时改变，所以“旋转电机9提供给驾驶舱8的转速ω2，也必须跟随上述变化同时改变，以便保证|ω2|＝|ω1|、σω＝0，随时消除ω1对驾驶舱1稳定的干扰。

设置导航陀螺仪10，检测驾驶舱8产生“随机旋转”的转速ω1大小和驾驶舱8的稳定状态，把检测到的信息传递给拥有自动化控制系统的控制台7，由控制台7内的控制系统自动调控旋转电机9的转速(和输出力矩)，推动(和调整)驾驶舱8产生ω2转速的大小，随时保持|ω2|＝|ω1|、σω＝0，彻底消除“随机旋转”保证驾驶舱8的稳定。

本实施例中，驾驶舱8的转动方向与第二动力装置12的转动方向相反。

采用螺旋式动力和热动力进行提升和平移，实现飞行器的的飞行。

在起飞时，通过开门电机5控制壳体2顶部4个密封门3全部打开，第二动力装置12转动产生最大的垂直升力，飞盘升入空中，在飞盘到达地面一定高度以后，通过开门电机5控制壳体2顶部4个密封门3同时水平旋转，封闭壳体2在起飞时的透空部分透气窗4，把壳体2顶面全部封闭，内腔可以储存发动机工作造成的热空气，由此又产生了“热气球升力”的效果，同时，全封闭的壳体2的面积，能够有效的利用地面热空气上升时的推力来产生升力，驾驶员可以根据受到热空气升力强度的大小，适量减低第二动力装置12的转速，以节省能源，延长盘式飞行装置悬空时间。

盘式飞行装置升至一定高度，在需要水平飞行时，改变第二动力装置12翼面的倾斜角度(通过控制倾斜角度调节杆19伸缩来实现)，使壳体2(以及整个盘式飞行装置)向着前进方向倾斜，然后适量减低第二动力装置12转速，使盘式飞行装置产生轻微的下落，之后，在地球重力加速度和盘体下部空气阻力的联合作用下，盘式飞行装置就会向着倾斜的方向俯冲，产生所需要的水平飞行速度。

在第二动力装置12旋转时，在空气阻力的反作用下，固定架11和与它刚性连结的壳体2就会向着与空气移动方向相反的方向旋转，成为一个大质量的“整体陀螺转子”，由此产生“整体性陀螺效应”，可以有效地保证盘式飞行装置的空中稳定。

实施例二：

本实施例内容与实施例一的内容大致相同，所不同之处在于：

本实施例中，固定架11下表面没有第二动力装置12，固定架11下表面四周环形阵列固定有3-8个第一动力装置13，第一动力装置13为喷气式发动机，第一动力装置13通过转动固定在固定架11上，第一动力装置13的喷气角度可调节，第一动力装置13与能源模块6电连接，第一动力装置13通过无线信号与控制台7连接，单纯采用喷气式发动机产生提升动力，实现飞行器的提升飞行。

在起飞时第一动力装置13的喷气口垂直向下，喷出气体利用地面效应获取最大的向上推力，升至空中一定高度后，在需要水平方向飞行时，把全部第一动力装置13的喷气口的方向同时改变出一个与前进方向相反的小角度，造成壳体2(和整个盘式飞行装置)向着前进方向倾斜，然后适量减少第一动力装置13喷出气体的流量，使盘式飞行装置产生轻微的下落，之后，在地球重力加速度和盘体下部空气阻力的联合作用下，盘式飞行装置就会向着倾斜的方向俯冲，产生所需要的水平飞行速度。

飞盘飞离地面一定高度时，为保持稳定、防止在空中发生晃动和侧翻事故：让两个第一动力装置13同时向不同方向对称的改变一个小角度，在继续保持垂直方向推力的同时，喷出气体中具有水平推力的分量，会造成与第一动力装置13连为一体的固定架11和与之连结的壳体2，向着喷气方向相反的方向旋转，把固定架11(和与它刚性连结的壳体2)变成了“大质量的整体陀螺转子”，由此产生的“整体陀螺效应”可以为盘式飞行装置的空中稳定提供有效的保证。

实施例三：

本实施例内容与实施例一的内容大致相同，所不同之处在于：

本实施例中，固定架11下表面即设置有第二动力装置12，又设置有第一动力装置13，第二动力装置12四周环形阵列固定有3-8个第一动力装置13，第一动力装置13为喷气式发动机，第一动力装置13通过转动固定在固定架11上，第一动力装置13的喷气角度可调节，第一动力装置13与能源模块6电连接，第一动力装置13通过无线信号与控制台7连接，采用热动力、喷气式动力和旋翼式动力三种结合起来使用，动力强大，提高提升效率。

垂直升降和水平移动时，可以自主选择第一动力装置13或第二动力装置12启动产生动力，实现盘式飞行装置的飞行。

如图6所示，盘式飞行装置水平动力采用“倾角俯冲法”，在盘式飞行装置升至一定高度以后，使壳体2的前部(连同盘式飞行装置底平面)以偏离水平面20°左右的角度φ(角度不可太大以防止失稳)，向着需要前往的方向倾斜，然后适量减少动力装置的升力，造成盘式飞行装置轻微下落，利用地球引力场造成的加速度与壳体2底部空气向上的阻力，在盘体底部倾斜面上合成“具有偏移性的向斜下方加速俯冲的动力”，使盘式飞行装置得到与倾斜角度φ一致的滑行(线)速度v0(如同空中凖鸟向斜下方俯冲)，随着俯冲时间t的增加，速度v0随之增大，在v0所具有水平速度分量vx增加至飞行员的使用要求以后，就可以把壳体2(连同盘式飞行装置)水平拉起，利用惯性力继续向前滑翔飞行。

如果出发点距离目的地很远，一次水平加速飞行以后无法到达，那么，在空气阻力使盘式飞行装置水平速度vx减少到要求的下限之前，可以再次提升盘式飞行装置的高度，重复进行上述的“倾斜、下落、俯冲、拉平”的水平加速动作程序，持续的向前滑翔飞行即可到达远方的目的地。

在飞行中，把壳体2的正前方向上升起一个小角度，加大前方空气的阻力就可以减速，如果想要急停，在升起壳体2的前端初步减速的同时，再减少一些垂直升力，造成飞行器轻微下降，利用“倾角俯冲法”，使盘式飞行装置产生向后(和下)方的俯冲加速度，快速减少原来前飞的速度，达到急停的目的，正在快速飞行中开始减速时，壳体2前端升起的角度不可以太大，防止发生翻扣事故。

水平转弯方便，假设盘式飞行装置在向正北飞行中，需要转向正东飞行，可以先把壳体2前端升起一个小角度造成减速，再利用控制台7发出一个“右转90°”的转弯指令(结合导航陀螺仪10进行方位修改和校正)，控制旋转电机9把驾驶舱8从原来面朝正北的方向，改变成面朝正东方向，让驾驶员座椅和身体正对东方(驾驶员座椅与驾驶舱8底座是固定为一体的)，然后再把壳体2向正东方向稍微向下倾斜20°左右(参考值)，同时适量减少升力，使盘式飞行装置产生轻微下落，之后，盘式飞行装置在“倾角俯冲法”的作用下，就会改向正东方向俯冲，然后再拉平飞行。

在需要自动保持壳体2的水平状态时，可以启动“自动水平状态”程序的按键，控制台7内的电脑系统结合导航陀螺仪10提供的水平状态信息，对第一动力装置13或第二动力装置12的“工作角度”进行自动调整，自动保持盘式飞行装置在空中的水平状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。