本發(fā)明屬于飛行器動(dòng)力裝置與旋翼翼轂之間直接驅(qū)動(dòng)的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種利用電磁驅(qū)動(dòng)磁懸浮支撐的串列翼在環(huán)形涵道內(nèi)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力形成對(duì)飛行器的托舉力或推力的電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器技術(shù),應(yīng)用該空氣動(dòng)力技術(shù)的飛行器具有空氣動(dòng)力效率高、全電驅(qū)動(dòng)、融合翼身、垂直升降、低空通過(guò)安全、重載長(zhǎng)滯空時(shí)間等特性。
背景技術(shù):
固定翼飛機(jī)和直升機(jī)是現(xiàn)在可供人們選擇的主要空中交通工具。固定翼飛機(jī)的空氣動(dòng)力效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直升機(jī),這是二者之間升力產(chǎn)生的差異造成的,但在飛行器空氣動(dòng)力效率提高的途徑上都存在難以解決的問(wèn)題。
固定翼飛機(jī)的升力絕大部分是由主機(jī)翼產(chǎn)生的,空氣流在機(jī)翼前緣分成上、下兩股繞流,在機(jī)翼后緣重新匯合向后流去??諝饬骼@過(guò)機(jī)翼凸形上表面流速加快壓力減小;而機(jī)翼下表面空氣流速減慢而壓力增大,機(jī)翼上下表面壓力差形成固定翼飛機(jī)的升力。固定翼飛機(jī)在勻速飛行中的推力和阻力、升力和重力其作用力大小相等方向相反兩兩平衡,升力與推力的關(guān)系稱為升阻比,又稱“舉阻比”或“空氣動(dòng)力效率”。機(jī)翼升力的大小是由飛行參數(shù)、機(jī)翼翼型、升力面積、迎角和展弦比決定的,固定翼飛機(jī)要獲得更高的空氣動(dòng)力效率采取措施如下:1、飛行速度控制在0.4馬赫左右;2、機(jī)翼選用高升阻比翼型;3、機(jī)翼阻力占比盡可能大;4、展弦比盡可能大。具有這樣高空氣動(dòng)力效率的固定翼飛機(jī)就是現(xiàn)實(shí)中的 “維珍大西洋環(huán)球飛行者號(hào)”飛機(jī):大弦展比減小誘導(dǎo)阻力、減小機(jī)體橫截面積提升推力效率,飛行器的升阻比達(dá)到40。其翼展超過(guò)機(jī)體長(zhǎng)度的兩倍,機(jī)體也非常狹小,這種提高飛行效率的變態(tài)方式限制了飛行器的應(yīng)用。
直升機(jī)自誕生就成了低空霸主,垂直起降、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、可??康膮^(qū)域廣泛,這些特性是固定翼飛機(jī)不能比擬的,但其缺點(diǎn)也很顯著。直升機(jī)槳葉類似機(jī)翼繞軸旋轉(zhuǎn)又稱旋翼直升機(jī),槳葉采用對(duì)稱低升阻比翼型(升阻比1~4)。槳葉旋轉(zhuǎn)推動(dòng)空氣加速向下,空氣反作用力將槳葉向上提升形成反作用力升力;同時(shí)槳葉上表面的空氣壓力小于下表面空氣壓力產(chǎn)生壓力差形成槳葉機(jī)翼升力,槳葉反作用力升力和槳葉機(jī)翼升力形成旋翼直升機(jī)總升力,但其升力效率是低下的。直升機(jī)旋翼在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),翼尖處的線速度達(dá)到0.7馬赫,但圓心處的線速度為零。升力的大小與速度的平方成正比,旋翼產(chǎn)生的升力集中于翼尖;另外直升機(jī)旋翼根部安裝槳距控制機(jī)構(gòu)無(wú)法安裝更多的槳葉,最多槳葉的直升機(jī)如米-26只有8片槳葉片。槳葉數(shù)量少導(dǎo)致升力面積小,加上槳葉翼尖效應(yīng)導(dǎo)致有限升力面積的效率進(jìn)一步降低,令直升機(jī)空氣動(dòng)力效率低下。直升機(jī)增加載荷就得加大對(duì)空氣的作用力和反作用力達(dá)到需要的升力,這都是以大量消耗能量擾動(dòng)空氣為代價(jià)實(shí)現(xiàn)的,降低了直升機(jī)載荷和續(xù)航能力。
達(dá)到并超過(guò)“維珍大西洋環(huán)球飛行者號(hào)”飛機(jī)的空氣動(dòng)力效率、又同時(shí)具備直升機(jī)垂直起降功能的飛行器,是人們夢(mèng)寐以求的空中交通工具。固定翼飛機(jī)提高空氣動(dòng)力效率的思路和方案,都是圍繞提高飛行器推動(dòng)效率展開(kāi)的,機(jī)翼和機(jī)身在飛行器提高空氣動(dòng)力效率的過(guò)程中,成了矛盾問(wèn)題且難以平衡。能不能將飛行器對(duì)機(jī)翼的推動(dòng)和對(duì)機(jī)體的推動(dòng)分離,讓機(jī)翼和機(jī)體各自以最優(yōu)的速度參數(shù)而不彼此干擾,獲得高效的飛行效率而不傷害機(jī)體的形狀、尺寸和載荷,具備垂直起降特性滿足飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域問(wèn)題呢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種具有空氣動(dòng)力效率高,全電驅(qū)動(dòng)、碟狀融合翼身、垂直升降、低空通過(guò)安全、高效重載、長(zhǎng)滯空時(shí)間等特性的電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器技術(shù),由該技術(shù)形成的電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置和飛行器。本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案達(dá)到飛行器上述技術(shù)特性。
串列翼技術(shù)方案
飛行器要獲得更大的空氣動(dòng)力效率,需要加大推動(dòng)機(jī)翼的推力比重,同時(shí)減小對(duì)機(jī)體的推力比重,極端的方式就是直接推動(dòng)機(jī)翼運(yùn)動(dòng)獲得最大的推重比。直升機(jī)是直接軸驅(qū)動(dòng)旋翼產(chǎn)生升力,其由于槳葉升力面積小、翼尖效應(yīng)及低升阻比翼型,導(dǎo)致飛行器空氣動(dòng)力效率低下。既然直升機(jī)旋翼升力集中在翼尖,那就只保留旋翼運(yùn)動(dòng)圓形面靠近翼尖的圓形環(huán),按照翼距在該圓形環(huán)圓周上均勻排列布置機(jī)翼,機(jī)翼翼根在圓形環(huán)內(nèi)圓周首尾連接起來(lái)形成串列翼組,該翼組已與固定翼飛行器和直升機(jī)的機(jī)翼有了本質(zhì)的不同,其升力面積類似8槳直升機(jī)總機(jī)翼面積的1.5倍、是翼尖區(qū)域升力面積的5倍,直接驅(qū)動(dòng)的串列翼組其空氣動(dòng)力效率達(dá)到并超過(guò)固定翼飛機(jī),接近純機(jī)翼升阻比值。為便于實(shí)現(xiàn)串列翼的支撐和驅(qū)動(dòng),將串列翼中的每個(gè)小翼設(shè)計(jì)為翼端和驅(qū)動(dòng)端組合成羽翼節(jié),羽翼節(jié)之間可以加入無(wú)翼端僅有驅(qū)動(dòng)端導(dǎo)向節(jié)以調(diào)節(jié)翼距和總升力面積。翼端采用高升阻比翼型、高強(qiáng)度輕質(zhì)材料,在運(yùn)動(dòng)的方向上保持一定迎角以獲得升力。驅(qū)動(dòng)端首尾連接形成串列翼環(huán)形面作用是固定、支撐和驅(qū)動(dòng)。串列翼的串列連接方式是由串列翼運(yùn)動(dòng)環(huán)道的形狀和大小決定的,當(dāng)串列翼運(yùn)動(dòng)環(huán)道是圓形環(huán)道,串列翼驅(qū)動(dòng)端的連接方式可以采用圓形剛性連接;當(dāng)串列翼運(yùn)動(dòng)環(huán)道是膠囊形或其他形狀環(huán)道,串列翼的連接方式應(yīng)采用柔性連接,羽翼節(jié)和導(dǎo)向節(jié)通過(guò)鏈接方式連接,有一定角度的偏轉(zhuǎn)以適應(yīng)環(huán)道線性的變化。剛性連接驅(qū)動(dòng)端可以適應(yīng)更為輕薄的串列翼,其驅(qū)動(dòng)效率更高;羽翼節(jié)和導(dǎo)向節(jié)驅(qū)動(dòng)端首尾鏈接柔成性連接串列翼,其機(jī)體形狀的適應(yīng)性更多。
磁懸浮支撐系統(tǒng)技術(shù)方案
機(jī)翼各種翼型在0.4馬赫速度左右獲得升力的最大值,在這樣的線速度下串列翼選擇磁懸浮支撐方式是最好的選擇,同樣磁懸浮空氣間隙非常適合電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。串列翼磁懸浮支撐系統(tǒng)在靜止和正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供串列翼驅(qū)動(dòng)端垂直、水平方向的支撐并保持空氣間隙,傳遞串列翼升力至機(jī)體。“十”字形斷面結(jié)構(gòu)的串列翼驅(qū)動(dòng)端是滿足磁懸浮支撐和驅(qū)動(dòng)功能以及輕薄要求的,在驅(qū)動(dòng)端“十字”形的水平面左右兩端布置磁鐵磁極,磁極方向垂直于驅(qū)動(dòng)端水平面通過(guò)磁力傳遞豎向的重力和升力;在驅(qū)動(dòng)端“十字”形的垂直面上下兩端布置磁極,磁極方向垂直于垂直面通過(guò)磁力傳遞水平方向的離心力和翼端阻力形成的側(cè)向力。圍繞“十”字形驅(qū)動(dòng)端的磁懸浮支持系統(tǒng)由磁懸浮支撐導(dǎo)軌單元、C型架和機(jī)架組成。磁懸浮支撐導(dǎo)軌單元由導(dǎo)軌和固定在導(dǎo)軌上的磁鐵磁極組成,該磁懸浮支撐導(dǎo)軌單元在“十”字型驅(qū)動(dòng)端磁極上下、左右對(duì)稱布置,其磁極兩兩夾持“十”字型驅(qū)動(dòng)端磁極形成的磁力保持間隙承受垂直方向和水平方向的力?!笆帧毙悟?qū)動(dòng)端各向布置的磁極以及導(dǎo)軌單元磁鐵磁極,采用電磁或永磁體獲得磁場(chǎng)吸力或斥力。C型架采用高強(qiáng)度材料固定在機(jī)架上,磁懸浮支撐導(dǎo)軌單元固定C型架上,C型架吸收磁懸浮支撐導(dǎo)軌單元挾持串列翼驅(qū)動(dòng)端磁極產(chǎn)生的磁力,并將串列翼產(chǎn)生的升力傳遞給機(jī)架,從而使飛行器獲得飛行動(dòng)力。
按照三點(diǎn)決定面的原則,驅(qū)動(dòng)端“十字”形結(jié)構(gòu)三個(gè)方向的磁極就可以穩(wěn)定串列翼節(jié)懸浮運(yùn)動(dòng)姿態(tài),在第四個(gè)方向的磁極作為電磁驅(qū)動(dòng)磁極(次級(jí)),也可以“十字”形結(jié)構(gòu)三個(gè)方向上選擇一個(gè)方向另行布置直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁極(次級(jí)),“十字”形結(jié)構(gòu)減少一個(gè)方向的磁極變成 “┸”形狀,磁極結(jié)構(gòu)和功能未改變。
電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)方案
磁懸浮支撐狀態(tài)下的串列翼沿機(jī)體外沿做環(huán)形回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其軌跡線中既有弧線、又可能有直線,串列翼運(yùn)動(dòng)的直線段驅(qū)動(dòng)用電磁直線電機(jī)是最佳方案選擇。電磁直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能而不需通過(guò)中問(wèn)任何轉(zhuǎn)換裝置的電機(jī),它具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反應(yīng)速度快、靈敏度高,隨動(dòng)性好、磨損少、噪聲低、組合性強(qiáng)、工作安全可靠、壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。電磁直線電機(jī)原理是從轉(zhuǎn)子電機(jī)初、次級(jí)展開(kāi)成直線而成,在機(jī)翼運(yùn)動(dòng)弧線段同樣采用電磁直線電機(jī),只是電機(jī)初、次級(jí)展開(kāi)不再是直線而是需要的弧形,類似分段的輪轂電機(jī)初次級(jí)。這種環(huán)形驅(qū)動(dòng)軌跡中有弧線和直線,采用電磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)權(quán)且稱之為電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、初級(jí)繞組、電機(jī)次級(jí)、組成。該電機(jī)初級(jí)繞組固定在C型架上,沿驅(qū)動(dòng)端磁極環(huán)面串列均布;該電機(jī)的次級(jí)是驅(qū)動(dòng)端磁極,其磁極的極性方向正反向交錯(cuò)布置。電能通過(guò)電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)初級(jí)繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),直接推動(dòng)次級(jí)串列翼驅(qū)動(dòng)端磁極,帶動(dòng)串列翼在環(huán)形軌道中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升力。電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)初級(jí)繞組對(duì)次級(jí)產(chǎn)生推力的同時(shí),也對(duì)次級(jí)產(chǎn)生5~10倍推力的吸力,圓形剛性串列翼可以采用電磁電機(jī)初級(jí)繞組單列串列布置,柔成性連接串列翼應(yīng)采用電磁電機(jī)初級(jí)繞組雙列列串列布置以平衡初次級(jí)間的吸力。
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置技術(shù)方案
上述串列翼、磁懸浮支撐系統(tǒng)、電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成的空氣動(dòng)力裝置的翼展較小,比較適合于沿飛行器機(jī)體的外沿布置并和機(jī)體融為一體。為進(jìn)一步減小誘導(dǎo)阻力對(duì)串列翼的影響,在串列翼在環(huán)形運(yùn)動(dòng)面的外沿設(shè)置涵道外壁,涵道外壁與翼尖保持間隙;在串列翼在環(huán)形運(yùn)動(dòng)面的內(nèi)沿設(shè)置涵道內(nèi)壁,同樣防止串列翼下方氣流串至機(jī)翼上部。這樣形成了串列翼內(nèi)置的電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置。該動(dòng)力裝置串列翼在環(huán)形涵道內(nèi)做線性運(yùn)動(dòng),機(jī)體在串列翼運(yùn)動(dòng)的反方向自轉(zhuǎn)。相同串列翼在垂直方向上或水平縱向布置且運(yùn)動(dòng)方向相反,電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置獲得反扭轉(zhuǎn)力矩保持平衡并通過(guò)兩組串列翼差速控制機(jī)體運(yùn)動(dòng)方向。相同串列翼在垂直方向上布置且運(yùn)動(dòng)方向相反的電磁驅(qū)動(dòng)串列翼,稱為“同環(huán)道反向串列翼組”,其空氣動(dòng)力裝置為“同環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置”。多組同環(huán)道反向串列翼組在同一涵道內(nèi)布置,可以在不增加機(jī)體投影面積情況下,成倍增加載荷能力。
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器組合技術(shù)方案
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器由電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置組合而成,電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置完全融合于飛行器機(jī)體內(nèi),串列翼升力方向同翼端迎角方向一致且與串列翼的運(yùn)動(dòng)面垂直,在水平方向布置兩個(gè)同環(huán)道反向串列翼電磁驅(qū)動(dòng)空氣動(dòng)力裝置形成的飛行器將獲得垂直方向的托舉力,通過(guò)調(diào)整兩個(gè)串列翼電磁驅(qū)動(dòng)空氣動(dòng)力裝置升力大小和速差,該飛行器具備垂直起降、懸停、仰俯和水平轉(zhuǎn)向控制能力;在水平方向三角形布置三個(gè)同環(huán)道反向串列翼電磁驅(qū)動(dòng)空氣動(dòng)力裝置形成的飛行器,該飛行器具備垂直起降、懸停、仰俯、水平轉(zhuǎn)向和橫滾控制能力;在垂直方向布置電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置飛行器將獲得水平方向推力。將空氣動(dòng)力裝置水平布置和垂直布置組合在一起的飛電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力行器,將獲得不依賴作用力和反作用力的實(shí)現(xiàn)垂直起降和推進(jìn)——這是一種全新的空氣動(dòng)力飛行器。
本發(fā)明的有益效果是:
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器技術(shù)所述的電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器,電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)采用高強(qiáng)度輕質(zhì)材料的串列翼以獲得較高電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率,同時(shí)串列翼翼端阻力的占比串列翼85~95%,涵道壁與翼端翼尖間隙減小誘導(dǎo)阻力的產(chǎn)生,加上串列翼對(duì)誘導(dǎo)阻力有抑制作用,電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器具有較高的空氣動(dòng)力效率,接近純機(jī)翼空氣動(dòng)力效率。串列翼空氣動(dòng)力飛行器較高的空氣動(dòng)力效率將大大降低飛行器電磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率,提高飛行器續(xù)航能力。
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器同環(huán)道反向串列翼電磁驅(qū)動(dòng)空氣動(dòng)力裝置形成的飛行器機(jī)翼升力總面積,可以超過(guò)飛行器總投影面積,該飛行器具有小機(jī)身重載特性。
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器串列翼在涵道內(nèi)運(yùn)動(dòng),涵道完全融合于飛行器機(jī)體內(nèi),該飛行器低空飛行移動(dòng)行進(jìn)中接觸或輕微碰撞周圍物體不會(huì)對(duì)該飛行器造成墜機(jī)危害,也不會(huì)對(duì)周圍物體造成類似旋翼高速打擊造成的機(jī)械傷害,該飛行器具有固定翼飛機(jī)和外旋翼機(jī)無(wú)可比擬的低空通過(guò)安全性能,特別適合城市以及叢林等狹小空間及復(fù)雜情況下的低空安全行進(jìn)。
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行器具備全電驅(qū)動(dòng)、碟狀翼身融合、垂直升降、低空通過(guò)安全、高效重載、長(zhǎng)滯空時(shí)間等特性,將廣泛應(yīng)用于無(wú)人機(jī)、飛行汽車、空氣滑板等領(lǐng)域,在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),空中交通將變成一種最為高效和便捷的交通方式而徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>
附圖說(shuō)明
圖1是電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置示意圖, 圖中:
1串列翼;2翼端;3驅(qū)動(dòng)端;4驅(qū)動(dòng)端水平磁極(左);5驅(qū)動(dòng)端水平磁極(右);6驅(qū)動(dòng)端垂直磁極(上);7磁懸浮垂直導(dǎo)軌(左); 8磁懸浮垂直導(dǎo)軌(右);9磁懸浮水平導(dǎo)軌(右);10磁懸浮水平導(dǎo)軌(左);11機(jī)架;12涵道外壁;13涵道內(nèi)壁;14電磁電機(jī)初級(jí)繞組(左); 15電磁電機(jī)初級(jí)繞組(右);16 C型架。
圖2是電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行滑板俯視示意圖, 圖中:
A同圓形環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置;B同膠囊形環(huán)道反向串列翼組飛行器空氣動(dòng)力裝置;C可控制的萬(wàn)向關(guān)節(jié)。
圖3是電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行滑板側(cè)視示意圖。
圖4是電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行滑板正視示意圖。
具體實(shí)施方式
在下面通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例,結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明,附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的,而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍,凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
本實(shí)施例按以下步驟組成電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力裝置如說(shuō)明書(shū)附圖1所示。
驅(qū)動(dòng)端(3)采用“十”字型結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)端水平和垂直端面沿運(yùn)動(dòng)方向形成圓環(huán)面,其水平端面布置有驅(qū)動(dòng)端水平磁鐵磁極(4)和驅(qū)動(dòng)端水平磁鐵磁極(5),其垂直端面布置有驅(qū)動(dòng)端垂直磁鐵磁極(6)和驅(qū)動(dòng)端垂直下磁鐵磁極;翼端(2)采用高升阻比翼型機(jī)翼翼型結(jié)構(gòu),翼端(2)的翼根和驅(qū)動(dòng)端(3)水平圓環(huán)面的外圓周連接并按等距布置組成圓形剛性串列翼(1)。
磁懸浮垂直導(dǎo)軌(7)和磁懸浮垂直導(dǎo)軌(8)夾持“十”字型驅(qū)動(dòng)端(3)垂直上圓環(huán)面磁極,磁懸浮水平導(dǎo)軌(9右)和其對(duì)稱的右下導(dǎo)軌夾持“十”字型驅(qū)動(dòng)端(3)水平圓環(huán)面上右磁極,磁懸浮水平導(dǎo)軌(10左)和其對(duì)稱的左下導(dǎo)軌夾持“十”字型驅(qū)動(dòng)端(3)水平圓環(huán)面上左磁極。
磁懸浮導(dǎo)軌固定C型架(15)上,C型架(15)固定在機(jī)架上(11),C型架(15)吸收支撐磁懸浮垂直、水平導(dǎo)軌與3驅(qū)動(dòng)端垂直和水平磁極產(chǎn)生磁力;上述磁懸浮導(dǎo)軌、C型架、機(jī)架組成圓環(huán)形磁懸浮支撐系統(tǒng)如圖1所示,磁懸浮導(dǎo)軌及剛性圓環(huán)驅(qū)動(dòng)端磁極采用強(qiáng)力永磁體磁極,以減少對(duì)電能的需求。
電磁電機(jī)初級(jí)采用雙列短距集中繞組,該初級(jí)繞組(14)和初級(jí)繞組(15)對(duì)稱布置于驅(qū)動(dòng)端垂直下磁極環(huán)面兩側(cè)并保持足夠氣隙,該初級(jí)繞組固定在C型架(15)上,沿驅(qū)動(dòng)端垂直下磁極環(huán)面串列均布;電磁電機(jī)的次級(jí)是驅(qū)動(dòng)端垂直下磁極,該次級(jí)磁極采用強(qiáng)力永磁體,磁極的極性方向正反向交錯(cuò)布置。上述電磁電機(jī)初級(jí)雙列短距集中繞組、電磁電機(jī)次級(jí)(驅(qū)動(dòng)端垂直下磁極)組成串列翼電磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)電磁電機(jī)如圖1所示,加上電源模塊、直流無(wú)刷驅(qū)動(dòng)模塊,串列翼空氣動(dòng)力裝置獲得持續(xù)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
涵道外壁(12)與串列翼翼端翼尖垂直并保持間距和內(nèi)壁(13)形成兩端封閉的串列翼運(yùn)動(dòng)環(huán)形涵道;該環(huán)形涵道在垂直方向上布置同圓形環(huán)道反向串列翼組;涵道外壁(12)與內(nèi)壁(13)形成兩端封閉的環(huán)形涵道及串列翼組如圖1所示。
同圓形環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置,該空氣動(dòng)力裝置調(diào)節(jié)串列翼線速度和同環(huán)道反向串列翼組差速來(lái)控制該飛行器空氣動(dòng)力裝置升力或推力大小及方向。
本實(shí)施例按以下步驟組合成電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛滑板。
同圓形環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置(A)按上述實(shí)施例步驟組合形成成;同膠囊形環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置(B)按上述實(shí)施例步驟組合形成成,其區(qū)別在于動(dòng)力裝置(B)串列翼采用柔性鏈接,磁懸浮支撐導(dǎo)軌和電磁電機(jī)初級(jí)雙列短距集中繞組有弧線也有直線。同圓形環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置(A)和同膠囊形環(huán)道反向串列翼空氣動(dòng)力裝置(B)在同水平面通過(guò)可控制的萬(wàn)向關(guān)節(jié)(C)連接組合成電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行滑板,如圖2所示其俯視圖。
同膠囊形環(huán)道反向串列翼組飛行器空氣動(dòng)力裝置(B)為飛行器的主載荷部分,該飛行器空氣動(dòng)力裝置(A)與空氣動(dòng)力裝置(B)之間采用可控制的萬(wàn)向關(guān)節(jié)(C)連接。通過(guò)調(diào)整飛行器空氣動(dòng)力裝置(A)、(B)在水平方向上升力大小,飛行器獲得的仰俯控制;通過(guò)調(diào)整萬(wàn)向關(guān)節(jié)(C)控制飛行器空氣動(dòng)力裝置(A)水平角度,飛行器獲得行進(jìn)推力控制;通過(guò)調(diào)整萬(wàn)向關(guān)節(jié)(C)控制飛飛行器空氣動(dòng)力裝置(A)在軸向上的旋轉(zhuǎn)角度,飛行器獲得水平轉(zhuǎn)向推力控制。
電磁驅(qū)動(dòng)串列翼空氣動(dòng)力飛行滑板上表面無(wú)運(yùn)動(dòng)部件適合于承載人體。飛行器在較小長(zhǎng)寬尺寸下,其飛行器空氣動(dòng)力裝置(B)串列翼升力總面積達(dá)到1m2以上,飛行器最大載荷達(dá)到500Kg,起飛載荷300Kg,最大輸出功率10Kw,續(xù)航時(shí)間達(dá)到3小時(shí)左右。
本發(fā)明飛行器與固定翼飛形器比較:串列翼內(nèi)置和機(jī)體完全融合,飛行行進(jìn)截面小風(fēng)阻低,飛行效率達(dá)到并超過(guò)固定翼飛行器。
本發(fā)明飛行器與直升機(jī)飛行器比較:具有機(jī)體垂直升降特性,無(wú)外置軸驅(qū)動(dòng)主槳葉和尾槳;具備良好的安全通過(guò)性,羽翼內(nèi)置,低空飛行移動(dòng)行中接觸或輕微碰撞周圍物體不會(huì)對(duì)飛行器造成墜機(jī)危害,也不會(huì)對(duì)周圍物體造成類似旋翼高速打擊造成的機(jī)械傷害,特別適合城市以及叢林等狹小空間及復(fù)雜情況下的低空安全行進(jìn);飛行器空氣動(dòng)力效率高,等載荷下電磁電機(jī)功率輸出比電動(dòng)旋翼直升機(jī)減小10倍,續(xù)航時(shí)間增加10倍。