[发明专利]一种马格努斯驱动器

说明书

本发明涉及一种驱动器，属于飞机及船舶设计领域。本发明运用于静止的流体之中，在整体驱动器不发生位移的情况下，通过马格努斯效应产生推力，其外部能设置覆盖率高的保护罩，有效避免驱动器自身受到损坏或对外部造成伤害，且对周围流体的影响范围小。本发明包括马格努斯转子，传动装置以及保护罩。在动力驱动下，传动装置带动马格努斯转子同时进行自转与公转运动，利用流体中的压强差产生推力。马格努斯转子的自转角速度与公转角速度比值恒定，以此降低保护罩内漩涡对马格努斯效应效果的影响，其比值亦可根据保护罩内不同流体的特性进行调整。本发明安全，对流体的影响范围小，便于进一步开发和商业化，在飞机及船舶领域可运用实施范围广。

技术领域

本申请属于飞机、船舶设计领域的驱动器设计领域。

背景技术

现有的流体推进器主要是通过喷射出流体所产生的反作用力来实现推进力，比如螺旋桨，喷气引擎，磁流体推进器等等，这种实现推力的方式效率高，推力大，应用广。

但传统的流体喷射类推进器也有不少弊端，其中最为明显的是其安全性非常差，由于必须暴露“吸入口”或“喷出口”，高速流体或者流体加速装置本身会在一定范围内造成杀伤，并且自身也容易受外部影响损坏，尤其是螺旋桨，虽然有诸多安全使用规范，但仍见桨叶伤人事故以及桨叶因撞击受损而造成的安全事故；其次，喷射流体会对周围的流体环境造成大范围影响，比如直升机升空时螺旋桨的高速旋转会产生大量的风，把周围质量小的物体吹飞。

除喷射类的推进器外，还有利用马格努斯效应产生推力的装置，马格努斯效应本质上是因流体的流速不同而导致的压强不同，从而作用于流体中的物体，产生某个特定方向的推力，如船舶上利用风能控制船舶转向和前进的马格努斯转子以及国内公开号为CN110077576A的马格努斯螺旋桨专利等等，但这项技术的优势未能被很好地挖掘出来，大部分的发明停留在理论和设想阶段，商业化的用途非常少。

图1为国内公开号为CN110077576A的马格努斯螺旋桨，在其发明基础上增加保护罩05后的运作示意图。如图所示，06为上保护罩剖切面，在动力的驱动下，带凸起螺旋纹的马格努斯转子07围绕公转轴03旋转，同时，凸起螺旋纹在流体的作用下推动马格努斯转子07围绕自转轴02自转，在流体流动W1和W2的共同作用下产生马格努斯力F。由于保护罩05的作用，马格努斯转子07的公转运动会带动流体沿保护罩05内壁形成漩涡W3，漩涡W3与流体流动W1方向相反，会在一定程度上降低马格努斯转子07的自转角速度，甚至在部分液体中无法让马格努斯转子07发生自转。由此可见，这种依靠流体驱动马格努斯转子自转的设计，在有保护罩的流体环境中难以高效产生推力。除此之外，单靠流体推动马格努斯转子07自转的设计还存在着其它不足，比如，因其无法通过调整公转与自转的角速度比值，无法针对特定流体或使用场所去设置最优运动模式以达到高效的推力转换等等，这些都不利于进一步的研究开发，乃至商业化运用。

发明内容

为了解决和改进上述问题，也为了方便进一步开发和商业化，本申请提供一种基于马格努斯效应的驱动器。

本申请公开一种驱动器，如图2所示，包括多个马格努斯转子01，传动装置04以及保护罩05。在传动装置04的驱动下，马格努斯转子01在围绕自转轴02自转同时亦围绕公转轴03做圆周公转运动，传动装置04给以马格努斯转子01的自转角速度与公转角速度一个固定的比值，保护罩05在传动装置04及马格努斯转子01的运动轨迹之外。

本申请的驱动器至少存在以下好处：

与传统的喷射流体类的推进器相比，通过流体运动W1和W2共同作用而产生的马格努斯力F对周围流体环境影响较小，其外能设置留有较小的洞孔的保护罩，有效避免自身的损坏和对外部造成伤害。