[發明專利]一種磁懸浮自驅動雙旋翼飛碟

有效

• 申請號: 201210043898.1
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102602538A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 阮曉鋼;侯旭陽;趙秉輝;奧塔瓦·謝;朱曉慶
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B64C39/06
• 分類號: B64C39/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

技術領域

本發明屬航空飛行器領域，具體涉及一種磁懸浮自驅動雙旋翼飛碟。

技術背景

旋翼式飛行器的升力和推力由高速旋轉的旋翼形成，而旋翼旋轉的動力來自于引擎及其他電磁動力裝置。現有的旋翼式飛行器，包括各種旋翼式直升飛機，其旋翼受引擎或其他電磁動力裝置驅動旋轉，旋翼的反扭矩力都反作用于引擎或電磁動力驅動裝置，并最終作用于機體，機體受該反扭矩影響，往往需要輔助機構來抵消該扭轉作用以保證機體姿態。

與一般旋翼式飛行器相比，旋翼式飛碟的特殊性在于：旋翼式飛碟的旋翼系統及其動力系統需要安裝在碟殼內。碟殼內部空間有限，限制了旋翼系統及其動力系統的結構和布局。因此，如何充分地利用碟殼內部有限的空間，設計結構緊湊、布局合理、重量輕、動力轉換效率高，并且，易于操縱和控制的旋翼系統及其動力系統，是旋翼式飛碟設計的首要問題。

與一般旋翼式飛行器類似，飛碟旋翼旋轉時會產生反扭矩作用于機體，詳見專利CN1114279A，存在著飛碟碟體受到不可控反扭矩的問題，因此，如何克服旋翼式飛碟碟體所承受的反扭矩也是旋翼式飛碟設計的重要問題之一，常規旋翼式飛行器通常采用扭矩相互抵消的方式克服機體所承受的反扭矩，往往依賴于一套主動控制系統，既增加額外能耗，又存在控制精度和安全性問題，設計對機體不產生反扭矩的自驅動旋翼動力系統則是克服旋翼式飛碟反扭矩問題的一個最優方案。

旋翼在碟殼內高速旋轉時，由于氣動渦流、旋翼的柔性，以及飛碟的機動飛行等因素，可能發生旋翼與碟殼的觸碰，產生故障，甚至導致嚴重的事故，詳見專CN?1120008A，存在著如上所述的缺點。因此，如何在有限空間內利用巧妙緊湊的定位結構實現對旋翼的空間定位控制，避免旋翼在高速旋轉的情形下與碟殼內部的接觸和摩擦，減少旋翼高速旋轉時的噪聲以及碟殼和碟艙的振動，同時，保證旋翼以及飛碟的運行安全，是旋翼式飛碟設計的另一個重要問題。

發明內容

本發明的目的在于充分地利用碟殼內部有限的空間，設計和構造一種旋翼式飛碟，其具有結構緊湊、布局合理、易于操縱和控制的磁懸浮自驅動雙旋翼系統，該自驅動雙旋翼系統克服常規旋翼式飛行器旋翼反扭矩作用于機體的不利影響，實現自驅動旋轉且不對機體產生反扭矩，該自驅動雙旋翼系統具有巧妙緊湊的定位結構實現對旋翼的空間定位控制，避免旋翼在高速旋轉的情形下與碟殼內部的接觸和摩擦。

本發明的特征在于，一種磁懸浮自驅動雙旋翼飛碟，含有：包括碟殼1、碟艙2、位于所述碟殼1內的雙旋翼系統3、勵磁系統4以及旋翼定位系統5，其中：

碟殼1，在沿圓周方向上，上殼部開有入流口10，下殼部開有出流口11；

碟艙2，上部艙與所述碟殼1的上殼部同軸連接，下部艙與所述碟殼1的下殼部同軸連接，下部艙的直徑大于上部艙的直徑；

雙旋翼系統3，是一個磁懸浮自驅動的系統，由沿碟體縱坐標上與所述碟殼1共軸安置的上磁懸浮旋翼輪30和下磁懸浮旋翼輪31共同組成，其中：

上磁懸浮旋翼輪30，含有：上磁懸浮旋翼輪槳葉300、上磁懸浮旋翼輪感應線圈301、上磁懸浮旋翼輪定位永磁片302、上磁懸浮旋翼輪槳葉末端圓環303、上磁懸浮旋翼輪上縱截面呈Z型的定位圓盤304和上磁懸浮旋翼輪輪轂305，其中：

所述上磁懸浮旋翼輪槳葉300，至少為2片，且與所述上磁懸浮旋翼輪輪轂305徑向均勻分布式連接在所述上磁懸浮旋翼輪輪轂305上；

所述上磁懸浮旋翼輪槳葉末端圓環303，沿圓周方向與所述各上磁懸浮旋翼輪槳葉300的末端固定連接；

所述上磁懸浮旋翼輪上的縱截面呈Z型的定位圓盤304，沿著圓周方向與所述上磁懸浮旋翼輪槳葉末端圓環303外周的下部相連，形成一個開口向上的圓環形的容納空間；

所述的上磁懸浮旋翼輪感應線圈301，在數量上至少為4的倍數，沿圓環方向均勻地分布在所述開口向上的圓環形容納空間中，各個所述上磁懸浮旋翼輪感應線圈301在三維空間中呈“8”字形，上半個環形線圈3010和下半個環形線圈3011互相垂直地嵌在所述開口向上的圓環形容納空間中，且下半個環形線圈30111壓嵌在所述開口向上的圓環形容納空間的地面上；

所述上磁懸浮旋翼輪定位永磁片302，嵌入在所述Z型定位圓盤304上端的圓環面內，在數量上至少為4的倍數，且與所述上磁懸浮旋翼輪感應線圈301的個數相同；