[发明专利]一种惯性陀螺推进器及推进方法

说明书

本发明公开了一种惯性陀螺推进器及推进方法，包括：中心支架、方向控制轴、推力驱动轴、摆臂驱动箱、旋转摆臂和陀螺。利用摆臂驱动箱的等速驱动功能和在旋转摆臂的末端安装陀螺的方法，使成对的旋转摆臂带动其上的陀螺在旋转过程中产生了两个力：一是并拢甩出过程生产的惯性离心力，二是分离绕回过程生产的力矩推力。这两个力交替循环、此消彼长，形成本发明的推进力。操控中心支架及方向控制轴进行转动，可实现空间任意方位的方向推进和机动；操控摆臂驱动箱的滚转速度，可控制产生推进力的大小。本发明除具有较高的机动性能外，因无需介质和工质、仅依靠电能即可产生推进力，所以还具有跨介质推进、适用范围广以及静音、隐身性能好的特性。

技术领域

本发明涉及一种推进装置，具体涉及一种利用惯性离心力和陀螺的进动力矩产生推进力的无工质推进器。

背景技术

目前，公知的推进方式有：船用螺旋桨推进、喷水推进、飞机螺旋桨推进、喷气发动机推进和火箭发动机推进等。这些推进方式都是利用反冲作用力来实现其推进目的的。比如：螺旋桨推进方式是桨叶不断把大量的推进介质(空气或水)向后推去，在桨叶上产生一个向前的力，从而形成推进力。

火箭发动机，虽不需要推进介质，但需要在被推进体内部装填工质(燃料)，利用推进工质的化学反应来获得推力，因其在能量转换的过程中消耗较大，所以导致其在大航程推进或高速推进的领域受到限制。最明显的就是太空飞行，要飞得远，就需要装载更多的推进工质，增加了推进工质的携带量，必然又增大了整个飞行器的重量，甚至需要更大体积的飞行器，这必然又阻遏了其航程和速度。

上述的这些推进方式都需要在特定的环境介质中才能正常运行，不能实现跨介质推进，其适用范围受限。如：船舶、舰艇的螺旋桨推进方式只适用于水中运行；飞机用的螺旋桨推进方式和喷气发动机推进方式，只适用于空气中运行；而火箭发动机的推进方式只适用于太空中无氧的环境下运行。

其次，这些反冲作用力的推进方式，其螺旋桨或发动机通常是固定安装在不同的载具上，要改变运动的方向，主要是通过改变方向舵的角度这种间接的方式来实现。喷水发动机和部分喷气发动机(如：海鹞的飞马发动机和F35B的发动机)，可以通过改变尾喷口的方向来实现对推进方向的改变，其发动机原始做工的喷射方向并没有改变，喷射的气流通过喷管或涵道的折转，必然造成一定的能量损耗，而且其改变喷口方向的角度范围也有限。还有带矢量喷口喷气发动机，其喷口角度变化的范围更小，所以在转向时往往需要较大的转弯半径，其机动性并不理想。

有一种倾转旋翼机，其安装在机翼两端的螺旋桨发动机是可以转动的，通过控制发动机的水平和垂直状态来切换飞机的推进方向。这种推进方式虽然直接改变了发动机的推进方向，但也只能做到前进方向和垂直方向90度范围内的方向转换，无法做到空间任意方位的方向推进，其机动性也不高。而且，这种推进方式还存在切换时间长(V-22“鱼鹰”倾转旋翼机15秒)、飞控难度大和故障率高等问题。

另外，反冲作用力的推进方式在运行过程中会产生很大的噪声，喷气发动机和火箭发动机还会产生明显的尾迹和红外特征，静音性能和隐身性能较差。

综上所述，现有的这些反冲作用力的推进方式，存在如下问题：

1.需要依靠水、空气作为介质或者需要携带大量工质(燃料)，而且在不同的环境介质下，需采用不同特性的推进方式，无法实现跨介质推进，适用范围受限。

2.无法快速改变推进方向，更无法实现在空间任意方位的方向推进，缺乏较强的机动性。

3.静音、隐身性能差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种惯性陀螺推进器及推进方法。该推进器无需环境介质和推进工质，利用惯性离心力和陀螺的进动力矩来产生推进力，可以实现跨介质推进，在太空的环境中无需消耗燃料，仅依靠电能即可产生推力，而且可以快速地改变推进方向，实现空间任意方位的方向推进。因其在推进过程中，没有介质和工质的参与，使其还具有很好的静音性能和隐身性能。