[发明专利]一种磁悬浮自驱动双旋翼飞碟

说明书

技术领域

本发明属航空飞行器领域，具体涉及一种磁悬浮自驱动双旋翼飞碟。

技术背景

旋翼式飞行器的升力和推力由高速旋转的旋翼形成，而旋翼旋转的动力来自于引擎及其他电磁动力装置。现有的旋翼式飞行器，包括各种旋翼式直升飞机，其旋翼受引擎或其他电磁动力装置驱动旋转，旋翼的反扭矩力都反作用于引擎或电磁动力驱动装置，并最终作用于机体，机体受该反扭矩影响，往往需要辅助机构来抵消该扭转作用以保证机体姿态。

与一般旋翼式飞行器相比，旋翼式飞碟的特殊性在于：旋翼式飞碟的旋翼系统及其动力系统需要安装在碟壳内。碟壳内部空间有限，限制了旋翼系统及其动力系统的结构和布局。因此，如何充分地利用碟壳内部有限的空间，设计结构紧凑、布局合理、重量轻、动力转换效率高，并且，易于操纵和控制的旋翼系统及其动力系统，是旋翼式飞碟设计的首要问题。

与一般旋翼式飞行器类似，飞碟旋翼旋转时会产生反扭矩作用于机体，详见专利CN1114279A，存在着飞碟碟体受到不可控反扭矩的问题，因此，如何克服旋翼式飞碟碟体所承受的反扭矩也是旋翼式飞碟设计的重要问题之一，常规旋翼式飞行器通常采用扭矩相互抵消的方式克服机体所承受的反扭矩，往往依赖于一套主动控制系统，既增加额外能耗，又存在控制精度和安全性问题，设计对机体不产生反扭矩的自驱动旋翼动力系统则是克服旋翼式飞碟反扭矩问题的一个最优方案。

旋翼在碟壳内高速旋转时，由于气动涡流、旋翼的柔性，以及飞碟的机动飞行等因素，可能发生旋翼与碟壳的触碰，产生故障，甚至导致严重的事故，详见专CN 1120008A，存在着如上所述的缺点。因此，如何在有限空间内利用巧妙紧凑的定位结构实现对旋翼的空间定位控制，避免旋翼在高速旋转的情形下与碟壳内部的接触和摩擦，减少旋翼高速旋转时的噪声以及碟壳和碟舱的振动，同时，保证旋翼以及飞碟的运行安全，是旋翼式飞碟设计的另一个重要问题。

发明内容

本发明的目的在于充分地利用碟壳内部有限的空间，设计和构造一种旋翼式飞碟，其具有结构紧凑、布局合理、易于操纵和控制的磁悬浮自驱动双旋翼系统，该自驱动双旋翼系统克服常规旋翼式飞行器旋翼反扭矩作用于机体的不利影响，实现自驱动旋转且不对机体产生反扭矩，该自驱动双旋翼系统具有巧妙紧凑的定位结构实现对旋翼的空间定位控制，避免旋翼在高速旋转的情形下与碟壳内部的接触和摩擦。

本发明的特征在于，一种磁悬浮自驱动双旋翼飞碟，含有：包括碟壳1、碟舱2、位于所述碟壳1内的双旋翼系统3、励磁系统4以及旋翼定位系统5，其中：

碟壳1，在沿圆周方向上，上壳部开有入流口10，下壳部开有出流口11；

碟舱2，上部舱与所述碟壳1的上壳部同轴连接，下部舱与所述碟壳1的下壳部同轴连接，下部舱的直径大于上部舱的直径；

双旋翼系统3，是一个磁悬浮自驱动的系统，由沿碟体纵坐标上与所述碟壳1共轴安置的上磁悬浮旋翼轮30和下磁悬浮旋翼轮31共同组成，其中：

上磁悬浮旋翼轮30，含有：上磁悬浮旋翼轮桨叶300、上磁悬浮旋翼轮感应线圈301、上磁悬浮旋翼轮定位永磁片302、上磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环303、上磁悬浮旋翼轮上纵截面呈Z型的定位圆盘304和上磁悬浮旋翼轮轮毂305，其中：

所述上磁悬浮旋翼轮桨叶300，至少为2片，且与所述上磁悬浮旋翼轮轮毂305径向均匀分布式连接在所述上磁悬浮旋翼轮轮毂305上；

所述上磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环303，沿圆周方向与所述各上磁悬浮旋翼轮桨叶300的末端固定连接；

所述上磁悬浮旋翼轮上的纵截面呈Z型的定位圆盘304，沿着圆周方向与所述上磁悬浮旋翼轮桨叶末端圆环303外周的下部相连，形成一个开口向上的圆环形的容纳空间；

所述的上磁悬浮旋翼轮感应线圈301，在数量上至少为4的倍数，沿圆环方向均匀地分布在所述开口向上的圆环形容纳空间中，各个所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈301在三维空间中呈“8”字形，上半个环形线圈3010和下半个环形线圈3011互相垂直地嵌在所述开口向上的圆环形容纳空间中，且下半个环形线圈30111压嵌在所述开口向上的圆环形容纳空间的地面上；

所述上磁悬浮旋翼轮定位永磁片302，嵌入在所述Z型定位圆盘304上端的圆环面内，在数量上至少为4的倍数，且与所述上磁悬浮旋翼轮感应线圈301的个数相同；