一種碟形飛行器穩定控制機構的製作方法
2023-05-21 17:33:41 2
專利名稱：一種碟形飛行器穩定控制機構的製作方法
技術領域：
用於飛行器領域，也適用航空或航海模型等。主要是對飛行器的穩定和機動性控制。
背景技術：
對於碟形飛行器，已經有很多研究資料，也有很多專利產生。但都是給出總體結構和動力系統等方案。而對飛行器穩定控制方面，只有用襟翼控制的技術方案。襟翼控制對於碟形飛機控制效果很差，而且嚴重影響飛行器的機動靈活性。本發明採用陀螺效應原理，很好的解決了碟形飛機的穩定性和機動性之間的矛盾，這種機構使飛行器具有良好的垂直起降和空中旋停性能、具有隨時在三維空間任意方向靈活機動的性能。在複雜氣流中還具有良好的穩定性。圖1是飛行器飛行過程中所能達到的姿態和軌跡。
發明內容
飛行器上安裝一個或幾個飛輪，通過動力使飛輪高速旋轉產生陀螺效應，使飛機產生整體穩定性。轉動飛輪產生的反力矩通過空氣阻力消除。這種穩定性控制使飛機在任意方向平動時具有良好的機動性。 機構裝在飛行器上，由三部分組成分別為一個或幾個可以高速旋轉的飛輪、飛輪動力裝置和反力矩消除裝置。穩定控制系統啟動時，首先穩定控制動力啟動，帶動飛輪高速旋轉，動力部分有兩種方法解決l.與飛輪共軸，產生的反扭矩通過共軸小旋翼消除。反扭矩很小。2.將動力直接裝於飛輪邊沿部，產生的反力由空氣阻力消除。飛輪高速旋轉就產生陀螺效應，使飛機整體達到穩定狀態。飛機負載與飛輪滾動接觸，不會旋轉，摩擦力產生的小轉矩很容易消除。這種飛輪陀螺穩定性控制可以使飛機在傾斜狀態下同樣達到穩定狀態。 本發明的技術方案是飛行器安裝陀螺效應穩定機構，使飛行器在空中整體達到穩定狀態，同時可以在空間任意方向整體靈活機動。穩定裝置主要由動力裝置、旋翼部分和產生陀螺效應的飛輪三部分組成。使飛輪旋轉的動力可以是電機或發動機。由於力矩平衡原理，產生一個反力矩，要消除這個力矩，可以用一個旋翼裝置通過空氣的阻力消除，如圖4。另外一種方法是直接在飛輪靠近邊沿部位上均勻安裝幾個使飛輪旋轉的動力裝置，動力直接反推空氣使飛輪旋轉，不產生反力矩，如圖5。 本機構原理是用陀螺效應對飛機進行穩定性控制，陀螺效應是指高速旋轉的物體會在垂直於旋轉軸的方向上達到穩定狀態，如果要改變其軸的方向，就會受到物體一個反作用力矩，這個力矩會保持物體的穩定狀態。 本機構的有益效果是飛行器可以很好的解決碟形飛行器機動性和穩定性之間的矛盾問題。這種機構使飛機保持整體狀態的穩定性同時，在空間任意方向上平動時良好的機動性，在傾斜狀態時同樣具有良好的穩定性。同時為了達到空間任意方向的更好的機動性，飛機採用翼身融合外形，如圖9所示，機身具有機翼的升力原理，飛機飛行時，機身無須轉彎，飛機整個周邊都可以作為機翼前緣，任意改變運動方向，大大提高機動性能。
應用前景 這種裝置所具有的穩定控制機構對於飛行器和航模領域有較好的應用前景。實物製作時結構簡單，易於實現。
具體實施例方式
本文按照用兩個飛輪進行說明，兩個相同的飛輪裝在飛機重心的上下兩側，這樣不會因陀螺效應使飛機產生彎矩。如圖2隻有一個飛輪，會產生彎矩，圖3安裝兩個飛輪，消除了重力產生的彎矩。機構包括旋轉飛輪，動力裝置，消除力矩的小旋翼(動力裝於飛輪邊沿可以去掉小旋翼)三部分組成，如圖4和圖6。
下面結合附圖和實施例對機構進一步說明。
圖1是飛行器機動飛行軌跡圖。
圖2、圖3是陀螺布局比較示意圖。
圖4是採用另一種動力方式的結構圖。
圖5是圖4結構圖的A向視圖。
圖6是採用另二種動力方式的結構圖。
圖7是圖6結構圖的B向視圖。
圖8是一種具體實施方式
的結構圖。 圖8中1.飛行器機體，2.旋轉軸，3.消除力矩的旋翼，4.動力裝置，5.產生陀螺力矩的飛輪，6.飛行器負載，7.軸承，8.第二種形式的動力裝置，9.飛行器飛行動力裝置。
圖9是適合本穩定機構的翼身融合外形圖。 在圖4中，飛行器飛行前動力裝置(電機或發動機)4啟動，使飛輪5旋轉，同時產生相同大小的反力矩，反力矩用旋翼3消除，反力矩由動力4傳出，通過旋轉軸2傳遞給旋翼3，旋翼旋轉通過空氣阻力消除力矩。飛輪軸與負載6通過軸承7連接，使負載不產生旋轉。飛輪高速旋轉後產生陀螺力矩使飛行器整體在陀螺面方向上達到穩定狀態。飛輪5採用上下各一個，這樣可以在飛機傾斜狀態時不會產生陀螺進動效應。 在圖6中提供的是第二種形式的陀螺動力裝置。動力裝置8直接裝在飛輪上，這樣可以去掉小旋翼，反力通過空氣阻力消除。
權利要求
一種碟形飛行器的穩定控制機構，飛行器通過高速旋轉的飛輪或飛盤產生陀螺效應，使飛機保持整體狀態的穩定性，同時在空間任意方向上平動時有良好的機動性。其特徵是飛行器上安裝飛輪或飛盤，通過動力使飛輪或飛盤高速旋轉產生陀螺效應，使飛機產生整體穩定性。轉動飛輪產生的反力矩通過空氣阻力消除。這種穩定性控制使飛機在任意方向平動時具有良好的機動性。
2. 根據權利要求1所述的穩定控制裝置，其特徵是通過高速飛輪或飛盤產生的陀螺 效應使飛機穩定。
3. 根據權利要求1所述的穩定控制裝置，其特徵是在飛機重心的上下兩側分別裝兩 個同向轉動的飛輪，在飛機傾斜狀態時，由於重心處於兩個飛輪中間，使飛機在傾斜時不受 到扭力矩而同樣達到穩定狀態。
4. 根據權利要求l所述的穩定控制裝置，其特徵是飛輪動力由旋轉軸產生，飛輪加速 時產生的反力矩通過反轉旋翼旋轉受空氣阻力後消除。
5. 根據權利要求1所述的穩定控制裝置，其特徵是動力安裝在飛輪旋轉部位，動力直 接向後推空氣產生旋轉，不產生反力矩。
6. 根據權利要求1所述的穩定控制裝置，其特徵是飛機具有翼身融合性能的橢圓盤 外形，使飛機在任意方向上平動時具有良好的機動性。
全文摘要
一種碟形飛行器穩定控制機構，它是利用高速旋轉的飛輪或飛盤產生陀螺效應，安裝於飛行器上，使飛行器具有良好的自身穩定性，同時在整體平動飛行時具有良好的機動性。
文檔編號B64C17/00GK101723088SQ200810174388
公開日2010年6月9日 申請日期2008年11月1日 優先權日2008年11月1日
發明者鄭永罡 申請人:鄭永罡