[发明专利]一种利用主动气流产生升力的飞碟式直升机

说明书

技术领域

本发明属于航空飞行器领域，尤其是具有垂直起降、悬停和平飞能力的直升机或者飞碟式飞行器。

背景技术

直升机相比其他交通工具，最大优势在于它可以垂直起降和空中悬停，这一点使得它不需要特定的公路(相对汽车)、机场(相对固定翼飞机)、码头(相对轮船)、轨道(相对火车)等辅助设施，只需要一块稍微大于机身尺寸的平地即可实现起飞和降落，也就是说，地理地形对直升机的使用基本不构成任何限制，因此不管是崇山峻岭的偏远山区、人迹罕至的沙漠沼泽、只能行船的江河湖海、还是高楼林立的城市，直升机都可以轻松应付。从这一点来讲，直升机是最理想的交通工具。

然而，目前实际应用的直升机主要是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。首先，不管单旋翼，还是横列式、纵列式双旋翼，不管是共轴反桨直升机，还是倾转旋翼飞机，他们都有一个共同特点，那就是巨大的旋翼，暴露在外的高速旋转的旋翼与任何物体的碰撞都是很不安全的，这种结构在很大程度上增加了现有直升机对空间开阔度的要求，限制了直升机在狭小空间的作业，增加了直升机的不安全性；其次，现有直升机的平飞主要是依靠周期变浆距技术实现的，这种机械式的操作原理，不仅结构复杂，也带来了震动大、噪音大、易出故障等问题；第三，消除自旋方面，共轴反桨技术当然是很好的，但是目前主流直升机多数仍然采用尾桨的方式实现，这也限制了直升机的结构布局，增加了直升机的尺寸。正是由于它的复杂性和不安全性，目前直升机主要由具有专业技能的人员在抢险救灾、军事、警察、地质、海上等特殊领域使用，不可能像普通交通工具一样普及。

如果直升机能设计得像飞碟一样，没有裸露的旋翼，没有尾桨，没有复杂的周期变矩结构，没有振动、没有噪音，随起随落，操控稳定，来去自由，将大大拓展直升机的适用范围，提高直升机的安全性、舒适性，甚至有可能像汽车一样作为普通交通工具进行普及。

发明内容

本发明是一种利用主动气流技术产生升力的新型飞碟式直升机，它的外形像飞碟(扁平的圆饼)一样，它没有裸露的旋翼，没有用于平衡自旋的尾桨，却可以像普通旋翼直升机一样垂直起降、空中悬停、任意方向平飞。

这种飞碟式直升机通过主动在飞碟机身上表面产生气流的方式，利用飞碟机身上下表面空气压力差来制造升力。通过导流叶片调整机身上表面气流的旋转角度，来抵消飞碟的自旋或者控制飞碟沿着自身中心轴转动。和普通旋翼直升机一样，该飞碟式直升机通过倾斜机身来实现某个方向的水平飞行，飞碟机身向哪个方向倾斜则是由安装在飞碟四周的四个舵片的角度来决定的，当飞碟机身倾斜时，升力也会相应地倾斜，这个倾斜升力的水平分力就提供了飞碟水平飞行的动力。

附图说明

图1是本发明涉及的飞碟式直升机的外部立体结构示意图，视角为斜向下45°。

图2是本发明涉及的飞碟式直升机的外部结构俯视图。

图3是本发明涉及的飞碟式直升机的内部结构剖面正视图。

具体实施方式

根据本发明的飞行器不限于某一个结构，这里为了方面描述，介绍一种典型的实施方式。

这种飞行器有一个蝶形的机身1，它的外沿是一个正八边形，机身1实际上是一个蒙皮骨架结构，它的内部由骨架2支撑，涵道3处于机身1上方，与骨架2固定连接，动力装置5安装在骨架2的中央，动力装置5驱动螺旋桨风扇4转动，在涵道3的辅助下，气流从涵道风扇上面进入，然后沿着机身1的上表面由中心向四周流出。在涵道3与机身1之间的气流出口处，安装有均匀分布的八个导流叶片6，导流叶片6可沿着竖直轴转动，调整这些叶片的角度，可以控制气流流出的方向，利用气流切向的反推力推动机身1原地转动，或者抵消螺旋桨风扇4带来的自旋力矩。在机身1的下方周边，四面分别安装有一个舵片7，它们用来控制飞碟的机身姿态以及水平飞行的方向。

当涵道风扇工作时，由于机身1上表面有高速气流流动，而下表面基本没有气流，机身1上表面的大气压强低于下表面的，机身下表面受到的大气压力将大于上表面的大气压力，这个压力差就是飞行器的升力的主要来源，其次，涵道的上唇口也会由于两表面气流速度差异，产生一定的升力，另外，由于Coanda效应，气流会一直沿着机身表面的曲面流动，最终以接近竖直向下的方向流出，气流的反冲力也会产生一定的升力。