可直升光飛碟的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種可直升光飛碟，其在飛碟本體表面鋪設(shè)光電轉(zhuǎn)換片，光電轉(zhuǎn)換片連接到位于飛碟本體內(nèi)部的蓄電池組，在飛碟本體的底盤上設(shè)有多個能夠轉(zhuǎn)向的電動螺旋槳組成的陣列，電動螺旋槳的驅(qū)動裝置連接到飛碟的控制系統(tǒng)，所述蓄電池組連接到電動螺旋槳以及飛碟的控制系統(tǒng)的電源輸入端；在飛碟本體的底盤上還設(shè)有落地支架。本實用新型的優(yōu)點首先是無油耗、飛行成本低、無污染，無需機場直接升降加平流層高速巡航能大大提高適用性，且與目前帶機翼錐頭長圓柱形的飛機相比結(jié)構(gòu)簡單、易操控、載客貨空間大、機動性高。
【專利說明】可直升光飛碟

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種飛行器，具體是一種可直升光飛碟。

【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上的大型商用飛機采用橫截面上凸下平的固定機翼，高速平移時機翼上方的壓強比下方的壓強小產(chǎn)生升力；其能源采用燃油，既成本高又有空氣污染。
[0003]另外，目前大型商用飛機所使用的高性能航空發(fā)動機設(shè)計復(fù)雜、技術(shù)難度高(美、英、法、俄能生產(chǎn))，要實現(xiàn)螺旋槳能在向下和向后之間90度轉(zhuǎn)向會使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜或代價高昂，而若安裝多臺發(fā)動機部分產(chǎn)升力、部分產(chǎn)推力又大增成本代價高昂，故一般還是飛機歸飛機、直升機歸直升機，還沒有大型商用飛機這么操作。
[0004]另一方面，目前蓄電池技術(shù)不斷發(fā)展使得采用大量蓄電池為起降時短暫提供大量動力以直升起降成為可能，同時單晶硅/多晶硅光電轉(zhuǎn)換片因技術(shù)進步成本大幅降價，光電轉(zhuǎn)換效率上升，按4元I瓦計算，1500千瓦功率光電轉(zhuǎn)換片組的價格只是600萬元，已完全適合大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，利用現(xiàn)有光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、蓄電池技術(shù)的進步，并從結(jié)構(gòu)上加以改進，提供一種可直升光飛碟，來部分替代目前每次飛行油耗成本高、有害環(huán)保的大型商用飛機。
[0006]按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述的可直升光飛碟包括飛碟本體，所述飛碟本體表面鋪設(shè)光電轉(zhuǎn)換片，光電轉(zhuǎn)換片連接到位于飛碟本體內(nèi)部的蓄電池組，在飛碟本體的底盤上設(shè)有多個能夠轉(zhuǎn)向的電動螺旋槳組成的陣列，電動螺旋槳的驅(qū)動裝置連接到飛碟的控制系統(tǒng)，所述蓄電池組連接到電動螺旋槳以及飛碟的控制系統(tǒng)的電源輸入端；在飛碟本體的底盤上還設(shè)有落地支架。
[0007]具體的，所述飛碟本體具有一個平整底部和上凸的飛行艙，頂部為駕駛艙。
[0008]具體的，所述電動螺旋槳的旋轉(zhuǎn)面由電機控制在水平面和垂直水平面之間旋轉(zhuǎn)。
[0009]具體的，所述電動螺旋槳通過萬向節(jié)安裝在底盤上的支架上。
[0010]本實用新型的優(yōu)點是:大膽拋棄機翼而代之以圓盤形的機體設(shè)計，同時采用大面積光電轉(zhuǎn)換片以產(chǎn)生可觀電能作為巡航動力、采用大量蓄電池作為直升起降的動力，采用大量可轉(zhuǎn)向的電動螺旋槳，使飛碟既可以很方便地將電能在用于產(chǎn)生升力和產(chǎn)生推力之間切換實現(xiàn)可直升起降、又提高電能轉(zhuǎn)換成推力的效率、并大大增加飛碟的機動性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是可直升光飛碟側(cè)視圖。
[0012]圖2是可直升光飛碟仰視圖。
[0013]圖3是可直升光飛碟螺旋槳安裝示意圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015]本實用新型涉及一種大型飛行器，具體是采用大量光電轉(zhuǎn)換片和蓄電池組作為主要能源，機體形狀設(shè)計成下平上凸的圓盤形使機體本身就可以達到機翼的效果在平飛時產(chǎn)生升力，同時亦可將電動螺旋槳轉(zhuǎn)向下同直升機方式產(chǎn)生升力，使之能夠不需要專用機場直升起降，故名“可直升光飛碟”。
[0016]如圖1，2所示，本實用新型在飛碟本體I表面鋪設(shè)大面積的光電轉(zhuǎn)換片6 (比如8000平方米)，光電轉(zhuǎn)換片6連接到位于飛碟本體I內(nèi)部的蓄電池組2(比如50噸鎳氫蓄電池)，在飛碟本體I的底盤上設(shè)有多個能夠轉(zhuǎn)向的電動螺旋槳4組成的陣列(比如64臺直徑2米的螺旋槳)，使飛碟能夠直升起降。電動螺旋槳4的驅(qū)動裝置連接到飛碟的控制系統(tǒng)，所述蓄電池組2連接到電動螺旋槳4以及飛碟的控制系統(tǒng)的電源輸入端；采用光電轉(zhuǎn)換片加蓄電池組轉(zhuǎn)太陽能為電能作為主要能源。在飛碟本體I的底盤上還設(shè)有落地支架3。
[0017]在本實用新型的一個實施例中，所述飛碟本體I具有一個平整底部和上凸的飛行艙，無機翼，頂部為駕駛艙5。整體為一個高度小于球半徑的球缺，如圖1。如圖3所示，所述電動螺旋槳4通過萬向節(jié)8安裝在底盤上的支架7上。電動螺旋槳4的旋轉(zhuǎn)面由電機控制在水平面和垂直水平面之間旋轉(zhuǎn)。
[0018]首先我們要解決起降問題。假設(shè)光飛碟直徑100米高12米，折合陽光直射總面積是3.14X50X50 = 7850平方米，但因光電轉(zhuǎn)換片是貼在盤形表面上，故面積要大些，能多吸收漫反射陽光，不過要扣除頂部駕駛艙一小塊不貼光電轉(zhuǎn)換片，總產(chǎn)電功率大概可按8000平方米X0.15千瓦計算，即1200千瓦。這樣的功率用來推動巡航是差不多了，但離能直升起降則還差很遠。即使按比較理想的I千瓦轉(zhuǎn)10公斤推力計算也只能抬起12噸的重量，那直徑100米高12米飛碟的自重估計可總得超過100噸的。對此可用大量蓄電池組解決。
[0019]太陽能發(fā)電勢必會使用蓄電池，以便在用不著那么多電能的時候給蓄電池充電，不過我們用大量蓄電池主要為直升起降時提供大升力。目前鎳氫蓄電池的性能是大約I公斤總電量60 - 120瓦小時、功率500 - 1000瓦，按I公斤總電量60瓦小時、功率600瓦計算，也即50噸可產(chǎn)生30000千瓦的功率，持續(xù)0.1小時即6分鐘，這樣理想狀況下可抬起300噸重，扣除自身50噸有效載荷250噸，基本實用。這種情況下光電轉(zhuǎn)換片組所發(fā)電可大部分用于提供推力，完全可以在蓄電池電量從蓄滿到消耗掉一半之前將飛碟加速到升力抬得起飛碟。為什么要確保起飛不消耗超過蓄電池電量的一半呢？因為要留足夠的蓄電池電量用于安全降落。若蓄電池電量不夠那就先在空中以較低能耗巡航，以所發(fā)電力的大部分給蓄電池充電。
[0020]以整個機體的圓盤形設(shè)計代替當(dāng)前的機翼方式將使相同速度下獲得的升力更大，參見圖1。這種設(shè)計現(xiàn)在之所以可行也和使用太陽能替代燃油發(fā)動機有關(guān)?，F(xiàn)有的民用飛機因為有個固定的發(fā)動機噴口方向，那么帶機翼錐頭長圓柱形空氣阻力還是要比圓盤形小一點，設(shè)計成圓盤狀沒什么優(yōu)勢。但在使用太陽能電力驅(qū)動多個可轉(zhuǎn)向電動螺旋槳的情況下圓盤形的設(shè)計就顯出很多好處了。
[0021]采用太陽能和電動螺旋槳可以很方便地實現(xiàn)相比于目前燃油發(fā)動機的兩個重要改進:
[0022]一、首先是可以安裝很多電動螺旋槳，圖2中底盤上畫了 64個，具體當(dāng)然可根據(jù)實際情況確定。這可以提高能量轉(zhuǎn)化成推力的效率。
[0023]二、電動螺旋槳可任意控制方向。這樣既可實現(xiàn)直升，又增加機動性，亦可提高能量轉(zhuǎn)化成推力的效率。
[0024]為什么不是部分專向下產(chǎn)生升力，部分專向后產(chǎn)推力呢？反正可以很方便地分配各發(fā)動機電力。答案是相同功率的電力驅(qū)動多臺螺旋槳比驅(qū)動少臺能得到更大的總推力。
[0025]因為電動螺旋槳產(chǎn)生推力的原理和機翼產(chǎn)生升力的原理是一樣的，機翼以上凸下平的橫截面加高速平移使得機翼上方的壓強比下方的壓強小而產(chǎn)生升力，螺旋槳則是內(nèi)凸外平。一般相同形狀的機翼速度越快、面積越大產(chǎn)生的推力越大。
[0026]螺旋槳做旋轉(zhuǎn)運動，其根部運動速度慢產(chǎn)生推力小受力也小，頂部運動速度快產(chǎn)生推力大受力也大，這容易使螺旋槳頂部受損壞甚至折斷，故高速運動的航空發(fā)動機螺旋槳為了避免種情況發(fā)生把螺旋槳根部迎角做大些由根部至頂部迎角逐漸減小、寬度也更變窄使螺旋槳整體長度方向上所產(chǎn)生推力大致各點相等。那么若將驅(qū)動一臺的電力驅(qū)動兩臺或多臺使得速度慢下來，而面積增大，則可以不用由根部至頂部減小迎角和變窄寬度，這樣就可以產(chǎn)生比一臺多的總推力。分配給20臺也比分配給10臺所得總推力大。所以多個電動螺旋槳可轉(zhuǎn)向是比不可轉(zhuǎn)向更高效率的設(shè)計。
[0027]如本例中若64臺可轉(zhuǎn)向電動螺旋槳改成32臺專門向下產(chǎn)升力，32臺專門向后產(chǎn)推力，那么無論是升力還是推力都不及64臺產(chǎn)升力、64臺產(chǎn)推力。
[0028]如此設(shè)計的可直升光飛碟首先最明顯的一個優(yōu)點是油耗O、無污染，而這是目前航空公司的主要運營成本，也是航空公司對公眾利益的主要損害；另一個重要優(yōu)點是可直升，無需機場跑道，也即在比如足球場、城市廣場等寬闊地面就可起降，適用范圍比傳統(tǒng)飛機廣，且可沒有跑道限制可做得很大；第三是因為圓形無方向，加上可很方便地通過調(diào)節(jié)各電動螺旋槳電力和方向操控飛碟，整個比目前形狀燃油的飛機好操控得多，要實現(xiàn)自動駕駛也容易得多，機動性也大得多；第四個重要優(yōu)點是停在地面時可為地面供電，若按I度電I元計算1200千瓦的可直升光飛機每小時可產(chǎn)價值1200元的電，一天按10小時發(fā)電時間計算即1.2萬元，也頗可觀；第五是雖然稍慢一點但空間較大，能讓乘客可坐可臥可休閑娛樂。
[0029]缺點則首先是功率重量比還是不及目前的燃油飛機，由此加速起來慢，最終能達到的巡航速度則也會稍慢些；另一個主要缺點是只適宜在有太陽光的地方航行，不能長時間在黑暗處航行，由此需要合理安排航班，因無需跑道起降，可比較容易地做到合理安排航班；第二是體積大停地面時占地面積大。
[0030]本實用新型是個使用光伏產(chǎn)品的好實例。目前不少光伏生產(chǎn)企業(yè)雖有政策扶持但因市場需求不夠而虧損，本實用新型若能投入應(yīng)用會產(chǎn)生大量需求扶持不少光伏企業(yè)。
[0031]綜上所述，如此設(shè)計的可直升光飛碟首先是無油耗、飛行成本低、無污染，無需機場直接升降加平流層高速巡航能大大提高適用性，且與目前帶機翼錐頭長圓柱形的飛機相比結(jié)構(gòu)簡單、易操控、載客貨空間大、機動性高，只是速度會稍微慢點。
【權(quán)利要求】
1.可直升光飛碟，包括飛碟本體(I)，其特征是:所述飛碟本體(I)表面鋪設(shè)光電轉(zhuǎn)換片(6)，光電轉(zhuǎn)換片(6)連接到位于飛碟本體(I)內(nèi)部的蓄電池組(2)，在飛碟本體(I)的底盤上設(shè)有多個能夠轉(zhuǎn)向的電動螺旋槳(4)組成的陣列，電動螺旋槳(4)的驅(qū)動裝置連接到飛碟的控制系統(tǒng)，所述蓄電池組(2)連接到電動螺旋槳(4)以及飛碟的控制系統(tǒng)的電源輸入端；在飛碟本體(I)的底盤上還設(shè)有落地支架(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的可直升光飛碟，其特征是，所述飛碟本體(I)具有一個平整底部和上凸的飛行艙，頂部為駕駛艙(5)。
3.如權(quán)利要求1所述的可直升光飛碟，其特征是，所述電動螺旋槳(4)的旋轉(zhuǎn)面由電機控制在水平面和垂直水平面之間旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的可直升光飛碟，其特征是，所述電動螺旋槳(4)通過萬向節(jié)(8)安裝在底盤上的支架(7)上。
【文檔編號】B64C29/00GK203996891SQ201420298084
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】李慶宏 申請人:李慶宏