专利汇可以提供牵引输能源式涵道旋翼飞吊器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 飞吊器以提吊重物为主的涵道旋翼 飞行器 。 气动 结构以大直径主涵道共轴正反转双旋翼为中心承担主升 力 。在旋翼系统中设置变惯量装置,使其产生差动变惯量诱导产生陀螺效应的定轴性,而具有抗 湍流 转捩 风 能 力。在多环层主涵道外设置多个小直径涵道旋翼体,其连接臂可做伸缩扭摇摆四 自由度 动作,起到辅助升力和方向 姿态 控制及防涡环。主涵道下端设主喷口内周围设侧喷口,内置摆动 导风板 调控方向和主动式防涡环。又设等离子 能量 波发生器主动式防涡环和改善 雷诺数 。本飞吊器为有线牵引输电力或 燃料 及自带 能源 动力机驱动无线摇控。使其具有抗逆风和大吊载能力,能在恶劣环境 气候 条件下持久作业。,下面是牵引输能源式涵道旋翼飞吊器专利的具体信息内容。
1.权利要求飞吊器(1)气动结构和布局及配置装备功能其特征是:以大尺寸直径单或多环层主涵道旋翼或风扇体(5)为中心的气动结构,承担主升力。在主涵道内设共轴上下正反转双旋翼或风扇,其翼尖装惯量涵圈(O1),内腔多为形。其外壁帖装斜翅(OJ)。在其主涵道旋翼或风扇体(5)外周围对称或非对称同水平面设置多个小尺寸直径副涵道单轴或共轴单或双旋翼或风扇(A)、(B)、(C)、(D)或(E)体等,承担辅助升力和调控方向及飞行姿态、防涡环。其连接臂为两节,一节是大直径转动节(97),该节一端与大直径主涵道旋翼或风扇体(5)连接并与内部驱动传动机构连接,另一端套进小直径的伸缩节(96),此另一端与小直径副涵道旋翼或风扇(A)、(B)、(C)、(D)或(E)体的弯月架(99)圆弧中部连接固定,弯月架(99)两端穿过摇摆轴(100)与小直径副涵道旋翼或风扇体(A)、(B)、(C)、(D)或(E)体中的下三角形静子组合体(101)贯穿安装。小直径副涵道单轴单旋翼或风扇(A)、(B)、(C)、(D)或(E)体在摇摆电机(MA1、MB1、MC1、MD1)驱动下可随连接臂(96)(97)和弯月架(99)一起做可单独或共同的对称有节奏的或非对称的相对与大直径主涵道旋翼或风扇体(5)的伸缩、扭、摇、摆、360度四自由度往复旋转动。每个副涵道旋翼或风扇(A)、(B)、(C)、(D)或(E)体形成的各自独立气动场与主涵道旋翼或风扇体(5)独立主气动场之间可协同配合,具有承担辅助升力和主控姿态及方向功能。也可各自独立相互干扰,具有主动式防蜗环功能。在外环层主一涵道(H1)下端口部与下静子(8)之间,与该端口部(24)同直径,共同以中心轴(6)为同心圆,设置像无底盆形主喷口(9),其内腔四周盆形收敛斜面(25)设开扁长方形(27)的对称或非对称数套水平侧喷口(10),该口内为扁长方形风道(38),道内设往复电驱动导风板(26),承担辅助调方向和主动防涡环。在共轴上下正反旋转主旋翼或风扇(3上)、(3下)系统中设差动变惯量系统(30喷)、(30线)、(30轴),用于抗湍流转捩风。优选在单环层或双环层大直径主涵道旋翼或风扇体(5)内外主涵道(H2)、(H1)壁腔内及下端口处和其中宽条三角形静子(93)中静子区(12)、(13)上设百褶裙涵圈式等离子能量波发生器(197)或设置电晕放电发射锅式等离子能量波发生器(89),用于主动式抗防涡环及改善雷诺数。在大直径主涵道旋翼或风扇体(5)与小直径副涵道旋翼或风扇体(A)、(B)、(C)、(D)或(E)连接臂中选一双对称连接臂,在转动节(97)外套毂箍(98)连接抛物线形弯管状输能牵引架(106),其内管腔(105)连通信号线(yo)、电力阳极线(y十)和阴极线(y一)。
牵引架(106)中部窮弯处设有接口管腔(107)连接输能牵引索(L)系统,在输能牵引索(L)中设有光纤信号线(y0)、电力阳极线(y十)和阴极线(y一),并分别通过输电卷扬器与控制台(K1)、发电机(N1)、蓄电池组(N2)或外接电源(N3)等伺服系统相连。输能牵引索(L)系统中设双涵道旋翼飘浮器(246)使其在空中飘浮同时具有像风筝线功能,提供拖拽牵力可使飞吊器(1)抗强逆风作业。飞吊器动力可优选燃气、燃油气化发动机系列动力系统。由专用输气态燃料和信号的输能牵引索(L气),其索(L气)中装配可飘浮的压缩空气管系统,鼓有高压气,在不同段和角度设喷气孔,索(L气)可在空中飘浮。该索(L气)连接带有转换器的卷扬器(248)及燃料供应系统燃 气、气化燃油管(Q燃),富氧空气管(Q富氧)、飘浮专用等压缩空气、避雷等转换器,再连接燃料箱罐等配套伺服机构、控制计算机(K1)管理系统、飞吊系统功能托架底盘行走系统组成的具有防碰撞的、可在恶劣条件长时吊载悬停飞行的飞吊器系统。
2.权利要求飞吊器(1)的中心主涵道为单环层涵道其特征是:单环层大直径主涵道旋翼体(5)外壳形似偏鼓状(29)与外环层主一涵道(H1)之间内腔(14)设装环状口形主梁(28),承担主刚性支承,单环层大直径主涵道内壁为上下直线状环圈壁(H1)环腔,以中心轴(6)为中心与环腔上口沿边相连设上静子(2)、下口沿边相连设下静子(8)、环腔中部相连设有中静子(12),形成大直径单环层主涵道体(5)腔体结构,适合整体倾斜姿态飞行优势。同样优选单环层大直径主涵道风扇体、螺旋浆体和具有防撞功能结构类旋翼式飞行器。
3.权利要求飞吊器(1)所述中心主涵道为双环层涵道其特征是:双环层大直径主涵道旋翼体(5)外壳形似偏鼓状(29)与外环层主一涵道壁(H1)之间内腔(14)设环状口形主梁(28),外环层主一涵道(H1)内壁表面(11)为上下直线状环圈壁环腔。内径套装内环层主二涵道(H2)内外径上下内外壁(20)、(19)都为直线狀环圈壁,以中心轴(6)为中心共为同心圆并与双环层大直径主涵道旋翼体(5)腔上口沿相连设上静子(2)、下口沿相连设下静子(8),环腔中部内环层主二涵道(H2)内腔壁(12)间相连设有中静子(12)区,连接贯穿内环层主二涵道(H2)内径壁(20)和外径壁(19)与外环层主一涵道(H1)内径壁(11)连接贯穿后连接在环状口形主梁(28)上,内外双环层主涵道璧(11)、(19)之间壁的中静子为(13)区,其之间环腔(4)形成滑流区,流经气流(Q13)、(Q14)具有附壁效应,具有增强悬停飞行姿态稳定性优势。本案形成大直径双环层主涵道体(5)腔体结构技术特性。同样优选双环层大直径主涵道风扇体、螺旋浆体和具有防撞功能结构类似旋翼飞行器。
4.根据权利要求1、2、3的飞吊器(1)大直径主涵道旋翼体(5)上端口边特征是:设上静子(2)在大直径主涵道(5)上端口部与垂向主涵道壁间呈钝角横斜向方位设置对称数个上静子(2),似马刀形,为刚性结构,可选弯形和直形,刀背截面上沿为弧状朝上,刀刃朝下,单环层主涵道型的上静子(2)一端连接在主涵道体(5)上端口部边沿,双环层主涵道型的上静子(2)一端连外环层主一涵道(H1)和内环层主二涵道(H2)上端口部边沿,另一端连于中心轴(6)上部轴殼(23)处。优选设配上静子(2)是为防止上滑流吸附流发生龙卷畸变,提高上旋翼气动升力效率。优选截面形和设置是防止上静子(2)下边沿产生尾涡流和减小诱导形阻。
5.根据权利要求1、2、3所述的飞吊器(1)大直径主涵道中设中静子(12)、(13)其特征是:在主涵道旋翼体(5)腔内中部设置与主涵道内径垂直璧呈垂直角横向的中静子(12)、(13),其一端以中心轴(6)为中心同心园呈放射状多栅联结布置,若是单环层主涵道体(5)内的中静子设一个区为中静子(12),若是双环层主涵道体(5)腔内的中静子设二个区,内环层主二涵道(H2)中静子区为中静(12),与外环层主一涵道内璧(H1)之间中静区为中静(13),另一端贯穿连内环层主二涵道H2壁后又贯穿连外环层主一涵道壁H1后与主涵道横环状口形主粱(28)连接固定。中静子主截面象中式剑体载面形状,设置为两刃面上下竖立。其中一个中静子为宽形(93)也可分区为(13)、(12),截面形状象三角形,上尖为30°,下部两角各为75°布置。中静子(13)、(12)为刚性支承结构,承担上主旋翼下洗气流整流,防畸卷,提高气动力。其中一个中静子为宽形(93)三角形,在下部两角各为75°的连接面上设发射锅(89)式等离子发生器装置(87)(88)(90)(91),用等离子能量激波改善旋翼空气动力雷诺数。
6.根据权利要求1、2、3的飞吊器(1)在大直径主涵道体(5)下口端设下静子(8)其特征是:在大直径主涵道旋翼体(5)下端口部设置与垂向主涵道壁间呈钝角横斜下向方位设置下静子(8)似马刀形,为刚性结构,可选弯形和直形,刀背为弧状朝下,刀刃朝上,单环层主涵道型的下静子(8)一端连接在主涵道旋翼体(5)下端口部边沿,双环层主涵道型的下静子(8)一端连外环层主一涵道(H1)和内环层主二涵道(H2)下端口部边沿,另一端连于中心轴(6)下部轴毂(113)处。该毂盘(113)与外配功能器件安装平台(158)组合,上设有外接电源插口和控制信号插口。优选配下静子(8)是为防止主涵道旋翼下洗主气流和双环层涵道之间的滑流吸附流发生龙卷畸变,承担整流,提高气动升力效率和附壁效应。优选下静子(8)形和设置上沿为刃朝上是防止下静子(8)上边沿减小诱导形阻。
7.根据权利要求1的飞吊器(1)的大直径主涵道(5)中空气动力机构设置其特征是:
在大直径主涵道(5)中以中静子(12)、(13)为界分上下两个气动区,在中静子(12)、(13)上端与上静子(2)之间为上气动区,以共轴中心主轴(6)为转动中心设置上旋翼或风扇糸统(3上)。在中静子(12)、(13)下端与下静子(8)之间为下气动区,以共轴中心主轴(6)为转动中心设置下旋翼或风扇系统(3下)。上下主旋翼(3上)、(3下)可选同直径、可选不同直径、共轴正反旋转、可同速、可不同速、承担主气动升力。优选涵道共轴正反旋转双旋翼或风扇气动系统,提高旋翼系统升力效率。
8.根据权利要求7的飞吊器(1)在设置上下主旋翼(3上)、(3下)其特征是:叶片数为奇数,优选上主旋翼或风扇(3上)叶片数多于下主旋翼或风扇(3下)叶片数,其特点防止气动系统产生共振和减小下主旋翼(3下)形阻。
9.根据权利要求1所述的飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)气动系统的主旋翼或风扇(3上)、(3下)电动力机设置在中心主轴(6)上其技术特征是:在中心轴(6)为中心轴上,以中静子(13)(12)与上静子(2)之间设置上主旋翼(3上)的电动机(M上)。以中静子(13)(12)与下静子(8)之间设置下主旋翼(3下)的电动机(M下)。上下电动机选为直接驱动,或设变速器传递驱动,上主旋翼(3上)与下主旋翼(3下)为正反对转共轴涵道旋翼气动糸统,也可优选涵道风扇气动系统、涵道螺旋浆糸统,优选中心轴(6)设置电动机为主旋翼动力,承担主升力,为有线供电。
10.权利要求飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)气动系统电动力机设在主涵道与主旋翼(3上)、(3下)尖惯量圈O1之间所述的设置其技术特征是:在单环层主涵道(H1)与旋翼或风扇叶尖端惯量涵圈(O1)外壁之间设置电动机结构转子永磁铁。优选在上下主旋翼(3上)(3下)尖端的惯量涵圈(O1)为实心扁方状截面外壁上安装电动机(M上)(M下)的转子永磁铁(17)成为电动机转子。将电动机定子绕组(18)安装在单环层主涵道内壁内与外壳(29)之间,中静子(12)、(13)上下两层设成上下两套电动机绕组定子(18)。以中心轴(6)为同心圆,在上静子(2)与中静子(12)之间,外环层主涵道(H1)径内设上电动机上旋翼(3上)翼尖惯量涵圆(Oo)外壁镶装永磁铁(17)转子,成为上主旋翼(3上)电动机组合体动力系统。
在下静子(8)与中静子(12)之间,外环层主一涵道(H1)径内设下旋翼(3下)翼尖惯量涵圆(O1)外壁镶装永磁铁(17)转子,成为下旋翼(3下)电动机组合体动力系统,此状单环层主涵道旋翼体(5)实际成为上下双层共轴正反转两套大直径扁形旋翼体电动机动力系统。
根据上述技术设置形成大功率、大扭矩、低转速、变速范围大、可直驱、高度小直径大、薄片开放形涵道旋翼式电动机联合体,为有线供电。
11.权利要求飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)气动系统的电力动力所述的设置其技术特征是:优选双环层主涵道旋翼体(5)电动机的设置,在外环层主一涵道(H1)内套设置内环层主二涵道(H2),在内壁(20)和外壁(19)之间设电动机(M上)、(M下)的上下两套定子绕组(18)。以中心轴(6)为同心园,在上静子(2)与中静子(12)区之间,内环层主二涵道壁(H2)腔内设置上电动机上旋翼(3上)翼尖惯量涵圆(O1)外 壁镶装永磁铁(17)转子,成为上电动机组合体动力系统。在下静子(8)与中静子(12)区之间,内环层主二涵道(H2)腔内,以中心轴(6)为同心圆设置下主旋翼(3下)翼尖惯量涵圆(O1)外壁镶装永磁铁(17)转子,成为下电动机组合体动力系统。双环层主涵道旋翼体(5)实际成为上下双层共轴正反转两套大直径扁形旋翼体电动机组合体动力系统。主涵道体(5)的外环层主一涵道(H1)在外,内环层主二涵道(H2)在内,套在一起,形成滑流区(4)涵道腔,其滑流(Q13)具有强的附壁效应。上下旋翼(3上)、(3下)电动机系统直径相同、共轴正反转、设在内环层主二涵道(H2)内同心圆涵道内。根据上述技术设置形成大功率、大扭矩、低转速、变速范围大、可直驱、高度小直径大、薄片开放形涵道旋翼式电动机联合体,为有线供电。
12.权利要求飞吊器(1)所述的双环层大直径主涵道旋翼体(5)中主涵道和主旋翼结构选同直径设置特性选项其特征是:上下主旋翼(3上)、(3下)优选同直径结构,以中心轴(6)共轴正反转,共同设置在内环层主二涵道(H2)内并与之配套直径的同心圆内,该外层再设外环层主一涵道(H1)直径大与内环层主二涵道(H2)直径一定尺寸,形成中静子(13)区环形涵腔(4)。外环层主一涵道(H1)高度与内环层主二涵道(H2)高度相同,都从上静子(2)上沿边连至下静子(8)下沿边之间。所形成的环形涵腔(4)具有吸附滑流附壁效应气流动力,提高气动力系数。上下主旋翼和双环层内外主涵道都以中心轴(6)为同心圆。其特点适合悬停飞行。
13.权利要求飞吊器(1)所述的双环层大直径主涵道旋翼体(5)中主涵道和主旋翼结构的上下主旋翼(3上)、(3下)和涵道可选上大下小不同直径结构特性选项其特征是:。优选上主旋翼(3上)制成大直径,下主旋翼(3下)制成小直径,在外环层主一涵道(H1)直径选大直径与上主旋翼(3上)直径配套,其外环层主一涵道(H1)高度设为与上静子(2)上沿边连接至下静子(8)下沿边之间。内环层主二涵道(H2)直径与下主旋翼(3下)直径配套,内环层主二涵道(H2)高度设为与中静子(12)上边沿连至下静子(8)下边沿并相连,同时将内环层主二涵道(H2)与外环层主一涵道(H1)之间的中静分区为中静(13)。在中静(13)下部形成的环形涵腔(4)为上主旋翼(3上)的下洗气流强整流,提高气动力系数。上下主旋翼和双环层内外主涵道都以中心轴(6)为同心圆。其特点重心高适合倾斜前飞行。
14.权利要求飞吊器(1)所述的双环层大直径主涵道旋翼体(5)中主涵道和主旋翼结构的上下主旋翼(3上)、(3下)和涵道可选上小下大不同直径结构特性选项其特征是:。 优选上主旋翼(3上)制成小直径尺寸,下主旋翼(3下)制成大直径尺寸,在外环层主一涵道(H1)直径选大直径与下主旋翼(3下)直径配套,其外环层主一涵道(H1)高度设为上静子(2)上沿边连至下静子(8)下沿边之间。内环层主二涵道(H2)直径与上主旋翼(3上)直径配套,内环层主二涵道(H2)高度设为与上静子(2)上边沿连至中静子(12)下边沿并相连,同时将内环层主二涵道(H2)与外环层主一涵道(H1)之间的中静分区为中静(13)。在中静子(13)上部形成的环形涵腔(4)为上主旋翼(3上)与上部内环层主二涵道(H2)体和下主旋翼(3下)共同的强吸滑气流形成的强吸附气流区具有强附壁效应气流动力,提高气动力系数。上下主旋翼和双环层内外主涵道都以中心轴(6)为同心圆。其特点重心低适合悬停飞行。
15.根据权利要求1所述的飞吊器(1)设牵引架(106)其特征:在对称位的臂伸缩节(96)所连的转动节(97)外套转动毂箍(98)上连接牵引架(106),截面为长偏弧园形。设有内腔(105)为椭圆形,刚性结构。牵引架(106)两端头与飞吊器(1)的对称臂的转动节(97)外套转动毂箍(98)联结。该环箍可自由滑转,可强制操控电力驱动旋转牵引架(106),中部窮端设有法兰环箍(107)上有输能牵引索(L)相连。并设有拉力传感器(L0)和光电转换器(G0)。在牵引架(106)通道腔(105)中设有电力线(y+)、(y-)和信号线(y0)。为飞吊器(1)飞控计算机提供传输信号。为飞吊器(1)上下主旋翼电机(M上)、(M下)和四个小直径副涵道旋翼电机(MA)、(MB)、(MC)、(MD)等各电器提供电力和传导操控信号,又为地面控制室提供控制返馈信号。
16.根据权利要求1所述的飞吊器(1)设牵引架(106)并相连的输能牵引索(L)特征是:联结输能牵引索(L),在输能牵引索(L)结构中设有光缆(y0)传递信号,两头设有光电转换器(Go),安装有电力线,正极电力线(y+)和负极电力线(y-)。输能牵引索(L)同时承担着牵力。在逆风中牵力的提供像风筝的牵线一样的功能,使飞吊器具有抗逆风作业能力。
牵引索设多层,从内向外设内1层包襄信号光缆(y0)正极线(y+),负极线(y-),为抗高蠕变性、抗高强拉伸强度纤维防水复合内中心层(117)。其外为耐高温金属丝网屏蔽层,又起散热作用为内2层(116)。在外耐高温、防低温、防水、高强耐拉伸抗蠕变纤维复合层为第3层(115)。最外设耐磨、耐高温、耐低温、防水外表复合膜(114)为最外防护层组成。
17.权利要求飞吊器(1)优选涵道旋翼气动布局四涵道、四轴、四单旋翼三角形气动布局其技术特征是:其中大尺寸主涵道旋翼在整体三角形布局的中心位置,承担主升力,在其四周外对称同平面的三个角上布局小直径副涵道旋翼,其连接臂为二节可 伸缩可旋转,小直径副涵道旋翼与大直径主涵道体间可相对做四自由度动作,承担辅助升力和调控方向及防涡环特点。并优选涵道风扇、涵道螺旋浆配置。
18.权利要求飞吊器(1)优选涵道旋翼气动布局四涵道、四轴、五旋翼共轴式气动布局,其技术特征是:其中大尺寸主涵道旋翼或风扇是共轴双旋翼正反转为中心,承担主升力,另三个小直径副涵道旋翼或风扇在其四周外对称同平面的三个角上布局,其连接臂为二节可伸缩可旋转,小直径副涵道旋翼或风扇与大直径主涵道旋翼或风扇体间可相对做四自由度动作,可调控方向和防涡环特点。并优选涵道风扇、涵道螺旋浆配置。
19.权利要求飞吊器(1)涵道旋翼气动布局其特征是多涵道、多层内外套在同一外环层主涵道内,单轴或共轴、单旋翼或双旋翼,中心布置大尺寸直径主涵道旋翼体,周围以对称和非称设置臂接连多个小尺寸副涵道单轴单旋翼、共轴双旋翼式的气动布局,其相互间可做四自由度动作,各自形成的独立的空气动力场可相互配合,提高升力效率,可相互干扰用于防涡环。并优选涵道风扇、涵道螺旋浆配置。
20.权利要求在飞吊器(1)所述的发射锅式等离子能量波发生器其技术特征是:在主外一涵道(H1)与主内二涵道(H2)之间的下端沿口处和中静子(13)、(12)上安装电晕放电能量波发射锅式等离子体发生器(87)(89)(92)。在飞吊器(1)飞控计算机(K0)会自动发出指令指挥等离子发生器工作,从发射装置(88)(90)(92)和聚焦发射锅(89)发射电晕放电复合能量激波等离子(Z1)(Z2)作用,主涵道(H1)(H2)主喷口(9)排向地面气流(Q3)在地面壁面辐射作用使气流(Q3)返射回空中的壁面辐射流(Q4),在周围环境和气温的作用下形成涡环气态场先兆气流(Q5)(Q6)运动途中,此时飞控计算机(Ko)接受传感器检测到的数据经处理向能量波等离子发生器(89)发出信号,使其工作发出复合能量离子波(Z1)(Z2),激荡、冲击、干涉涡环先兆气流(Q3、Q4、Q5、Q6)的运动方向,用物理、电、化学主动作用干扰涡环气态场先兆气流达到防止涡环气态场形成机制的主动式抗防涡环和改善雷诺数方法及相应设备。本方法和机构设置的方法防涡环同样选配旋翼、风扇、螺旋浆式能悬停飞行方式的飞行器。
21.权利要求选用等离子能量波发生器防止涡环先兆气流的装置其技术特征是:用等离子能量波发生器释放能量粒子冲击、干扰飞行器外周气流原运动方向而防涡环,本方法适用于一切旋翼或风扇及螺旋浆式能悬停飞行的飞行器主动防止根除涡环气态先兆气流机制,主动抗防涡环和改善雷诺数,而不影响飞行姿态的方法和设备。
22.权利要求飞吊器(1)专配的输能牵引索(L)卷扬器一端安装蜗轮蜗杆电机驱动机构其特征是:在另一端安装光电信号转换器和电力正负极(y十)、(y一)导电换向器。在牵引索装配有飞吊器专用输能牵引索的电动双涵道旋翼飘浮器(260)赋予本案卷扬器及输能牵引索具有传输电能(y十)、(y一)和光电信号(Go),同时又能在空中飘浮,配合飞吊器远距离有线输能作业。
23.权利要求输能牵引索(L气)卷扬器一端安装现有技术的蜗轮蜗杆电机驱动机构其特征是:在另一端安装飞吊器专用的可使输能牵引索(L气)飘浮的空气袋喷气式飘浮器(245)所配的压缩空气转换器(254)、光电信号转向器(257)、燃气或气化油换向器(256)、富氧气换向器(255)输送管的换向器机构,输能牵引索(L气)卷扬器(248)具有传输燃气、气化油管(Q燃气)及富氧气(Q富氧)和光电信号(G0)功能,又可同时使输能牵引索(L气)能在空中飘浮功能。空气袋喷气式飘浮器(245)所用的配的空气压缩机(238)及储压缩空气瓶罐(237)及燃气压给罐(235)、富氧空气压缩罐(236)系统配气机构的伺服配套装置应用。
24.权利要求所述的飞吊器(1)其特征是选用输能牵引索配有飘浮装置(246)、(245)。
用有线输能源式(L)、(L气)输供燃料。为燃气、气化油燃料涡扇、涡轮、涡轴、活塞发动机(226)供能源。并配减选变速箱(224)传递动力系统,应用于能悬停飞行方式的旋翼、风扇、螺旋浆飞行器的这种配套方法和系统设备。
25.权利要求飞吊器(1)大直径主涵道(5)下端口设主喷口(9)及侧喷口(10)防涡环调方向其特征是:在大直径主涵道旋翼体(5)下端口部与下静子(8)间设主喷口(9)及侧喷口(10),主喷口(9)是收敛口,有强风压,承担主升力功能。该主喷口(9)环状周圈呈盆边斜形,上端环形联结面(24)与主涵道(5)外层主一涵道内壁(H1)同直径对接,下端收敛口似盆无底状。在其内径似盆周斜状面(25)对称水平设置扁长方形(27)的侧喷口(10),对称偶数或奇数个布置。侧喷口(10)内腔道(38)安装了在一端装带上下转动竖轴(32)的长方形片状导风板(26),在飞吊器飞控计算机(K0)的指令下步进电机(36)转动轴上主驱动齿轮(33)及固定轴承机构(37)组成共同驱动机构驱动齿条(35)沿导轨(39)内往复带动导风板(26)连接转动轴(32)一起随方向(34)往复摆动,按设计技术要求,飞控计算机指令导风板(26)进行关、闭、或往复以技术要求速度摆动。达到调方向或水平直吹射,干扰、冲击涡环先兆气流(Q2)、(Q3)经驻点向上方向返程的涡环流(Q4、Q5、Q6、Q7)运动方向,进行防涡环和调方向功能。
26.权利要求所述的飞吊器(1)优选燃料动力机特征是:优选燃气、气化燃油涡轮、涡轴、涡扇、活塞发动机驱动。在输燃料管中最内层设置柔性导电加热网状管(Q油气A),控制适当温度,保持燃油呈雾化状态在管中运行,油气分子相互碰撞,动能传递。由电加热管网热能呈接力状对油气分子加热运行输送。内层管外是保温层和承担抗拉、耐蠕变层(Q油气B),在输燃料管地面端头连接在燃油雾化器(235C),再接连燃油泵(235D),并连接安装在燃油箱(235B),另一端与飞吊器燃料发动机相连,组成飞吊器配套的专用燃料能源的动力系统的方法和设备。该燃料输送系统方法也可应用于本案飞吊器配的燃气发动机系统,专用于寒带地区作业的装有燃料能源动力系统的飞吊器。
27.根据权利要求1所述飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)外装置多个小直径副涵道旋翼体(A、B、C、D)结构组成特征是:在主涵道(5)壳外四周对称设置了优选四个小直径的副涵道旋翼体(108)涵圈内壁为直面(H4)筒状壁,外面为鼓形弧状壁,单轴单旋翼或风扇(102)体为(A、B、C、D)四个,内设的单轴旋翼或风扇糸统由电动机(MA、MB、MC、MD),驱动的总体(104),可选电机直驱或变速机构传递驱动。该驱动系统设在小直径副涵道体(A)、(B)、(C)、(D)内呈十字下静子上,其簿片静子(103)设为与臂(97)、(96)方向一致,另一十字交叉下静子(101)为三角形,内贯穿摇摆空心轴(100),一端穿镶接在弯月架(99)一端并在此被与摇摆电机(MA、MB、MC、MD)连接,空心轴(100)另一端穿连弯月架(99)另一端安装转动轴承,此时小直径的副涵道旋翼、风扇体(A、B、C、D)在电机(MA、MB、MC、MD)驱动下围绕空心轴(100)可做摇摆动作转动。优选的四个小直径的副涵道旋翼体(A、B、C、D)为单轴单旋翼或风扇体(A、B、C、D),内设的单轴旋翼糸统的连接臂为两节(96)节和(97)节可伸缩和转动的组合在一起,内设伸缩轴(122)、伸缩传动器(123)、伸缩驱动步进电机糸统(124)、扭摇动作驱动步进电机。此伸缩臂的一端连接在主涵道(5)壳体内口形主环形梁(28)上,另一端连接在弯月架(99)的中段上固定。在弯月架(99)的一端一侧设有驱动四个小直径的副涵道(H4)旋翼或风扇的摇摆的步进电机(mA1、mB1、mC1、mD1),其内设空腔中心轴管贯穿弯月架(99)下端并贯穿与副涵道(H4)和下静子(101)顺方向内穿连接在一起,该轴管的另一端穿连副涵道(A、B、C、D)壁(H4)下端与弯月架(99)另端穿连并设有轴承完成摇摆动作的结构。此伸缩扭摇臂的一端与主涵道体(5)连接转动节(97),内设置驱动扭摇动作的步进电机(mA2、mB2、mC2、mD2),并与套连的伸缩节(96)间可伸缩又可作扭摇动作,其一端并固连在弯月架(99)的中部段上组成了扭摇动作的结构。在上述两套结构组合下共同动作可作扭、摇、摆、等做四自由度动作。起到辅助升力和强化调控方向及防涡环功能作用。
在小直径的副涵道上端增添上静子防止上吸附滑流附带气流变涡旋畸变龙卷,影响气动效率,优选小直径四副涵道上端口设置上静子整流。
28.权利要求飞吊器(1)主涵道体(5)中上下主旋翼或风扇(3上)、(3下)糸统设置变惯量机构其特征是:在共轴上下旋翼糸统、风扇糸统、螺旋浆糸统中设置变惯量机构。其功能使飞吊器(1)上下主旋翼(3上)、(3下)间产生差动变惯量诱导产生陀螺效应 的变量或非变量定轴性,达到抗湍流转捩风能力的功能。
29.权利要求可悬停飞行的飞行器的共轴正反旋转双旋翼系统设置变惯量系统抗湍流突切变转捩风原理方法特征是:在可悬停飞行的飞行器的共轴正反转双旋翼或风扇糸统的飞行器中设飞控计算机自动系统设置控制上下旋翼转速控制不变,旋翼迎角不变,只变上下其中一个旋翼内设的可沿浆盘直径变化的质量物,其沿径向半径放置位置发生变化,而使该旋翼系统的转动惯量产生变化,使共轴正反同转速双旋翼系统之间产生差动惯量诱导出共轴旋翼或风扇、螺旋浆系统的陀螺效应的定轴性变量,从而赋于本系统具有对称旋转刚体定轴特性,使可悬停飞行姿态的飞行器具有抗湍流突切变转捩风能力的方法及设备。
30.权利要求可悬停飞行的飞行器的共轴正反旋转双旋翼体中设置变惯量系统原理抗湍流突切变转捩风装置特征是:在可悬停飞行的飞行器中共轴正反转上下主旋翼系统中设置变惯量糸统(30喷)或(30线)、(30轴),在其飞控中心计算机(K0)指令设置的上下旋翼或风扇(3上)、(3下)变惯量糸统产生差动变惯量诱导出可悬停飞行的飞行器的旋翼体陀螺效应的定轴性变量,赋予可悬停飞行的飞行器的具有抗湍流侧风及转捩风能力的设备。
31.根据权利要求1、30所述的飞吊器(1)上下主旋翼(3上)、(3下)安装了变惯量系统(30喷)工作过程方法其技术特征是:在飞吊器(1)上端中心轴(6)的顶端法兰盘(23)中央有一个灌变惯量液的注口(51)注入液体经中心轴(6)的内竖向导管(74)套在中竖向导管(75)并有导变惯量液的横向导流口(84)和(83),经流出口(53)进入不旋转的顶储液仓(50)系统,液满后在原注口(51)的注容器注液压力作用小,顶储液仓(50)内的液体从内导流管(55)的进口(56)进入,从管出口(57)液出,由于两进出口位差会自动驱动液体在内导流管(55)虹吸流动到进口(56)平面停止。液体又从储液罐(43)主环凹仓(67)底的主储液仓(42)进口(58)流进灌涡。主储液罐(43)内仓(63)的直面壁(82)与上下主旋翼(3上)、(3下)电动机(M上)、(M下)的转子(68)壁(82)相连是一体,在永磁转子(68)带动下主储液罐(63)高速旋转,在离心力作用下,又因主储罐(43)的内仓(63)的另一斜面壁(81)形状特点使液体集中聚力在仓(63)出口(62)。当飞吊器(1)上面与不同方向的风速传感器(f1、f2、f3、f4)和气压传感器(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8)检测到不良气流数据后会传入飞控计算机(Ko)进行处理,发出选择对上下其中一套变惯量系统的环形电磁铁(44)(45)作出指令。吸合释液阀吸合铁柱(46)。带动阀柱(41)克服弹簧(47)力,阀柱(41)打开,惯量液从释液阀口(49)涌进旋翼迎角变矩转轴管(160),即通变惯量液体管道(16) 内腔(160)喷进主旋翼惯量涵圈(O1)腔(O0)内。增加了主旋翼惯量涵圈(O1)的转动惯量。在离心力作用下液体附在主旋翼惯量涵圈(O1)腔(O0)壁上是均衡的。从而使主涵道上下主旋翼(3上)、(3下)之间的转动惯量控制在有差值情况中,同时飞控计算机自动控制调整上下主旋翼正反转速不变,旋翼迎角不变,不会产生飞行耦合落差的影响,确保飞吊器在空中飞行姿态不变的情况下,在主涵道旋翼体(5)产生了差动惯量的增量(ΔI)(差量)诱导出陀螺效应的定轴性变量。使飞吊器主涵道共轴双旋翼糸统体5具有了抗湍流突切变转捩风能力。当不需要主旋翼或风扇差动惯量时,飞控计算机(K0)指令主涵道壁内电磁感应器(40b)通电产生强电感磁场,惯量涵圈(O1)仓内(O0)的电感电动开关(40a)切割磁力线产生电流,驱动自身内芯转动打开阀孔,惯量液从惯量涵圈(O1)的泄液孔(40)喷流出,转为惯量减小恢复原状惯量,差动惯量消失,此时上下旋翼转动惯量相等,方向相反,惯量相互抵消,主涵道旋翼体(5)的定轴性也消失,此时飞行调姿灵活性增大。从而实现喷液式变惯量方法和相应设备。
32.根据权利要求30飞吊器(1)在主旋翼上优选电驱动卷线活塞输送惯量液式变惯量(30线)糸统结构组成其工作原理及方法特征是:在变惯量储液仓(63)内改设电机(172)连接卷扬器(174)在轴上绕有拉线(173),此线在旋翼变矩迎角轴内管(16)中与可沿该管内腔(160)滑动的活塞(176)连接。当需要在上旋翼或风扇(3上)和下旋翼或风扇(3下)之间产生差动惯量时,飞控计算机指令为其中一套旋翼系统供电给电磁线圈绕组(168)及电磁铁(169)产生强磁场,变惯量仓的电磁感应发电线圈(170)切割电磁力线产生电能,经导线(171)供电动机(172)运行带动卷扬器(174)释放拉线(173),在迎角轴管(16)内腔(160)中的活塞(176)向(176A)方向滑到该处端头,有惯量液(175A)流到活塞(176)尾部,活塞(176)中两个泄液阀(177)因离心力作用被惯量涵圈(O1)内腔(O0)壁顶开,一方面关塞了惯量涵圈(O1)内仓(O0)的卸液孔(40),同时惯量液(175A)经两个泄液阀管(177)腔(177c)流经从活塞(176)泄液口(176a)喷进旋翼惯量涵圈(O1)惯量仓(O0)内增大惯量,在上下主旋翼(3上)、(3下)同速正反转和不变迎角的同时只选择改变其中一套变惯量系统的转动惯量,使之上下共轴主旋翼(3上)、(3下)间产生了差动惯量的增量ΔI诱导出定轴性。赋予飞吊器主涵道共轴旋翼糸统体(5)具有了抗湍流突切变转捩风能力。若飞吊器(1)需耍灵活调姿飞行不需要定轴性时,飞控计算机指令(Ko)电机(172)反向供电系统工作,活塞176在拉线(178)拉力作用下向(176B)方向移动,活塞(176)上泄液阀(177)在弹簧(176b)回弹下泄液阀管(177)关闭了泄液口(176a),惯量 涵圈(O1)内仓(O0)卸液孔40被活塞(176)上的泄液阀管(177)塞头(177a)拉力作用下打开,惯量涵圈(O1)内仓(O0)中惯量液(175A)在离心力作用下像洗衣机甩干筒一样卸甩出。若上下主旋翼惯量一样方向相反,角动量相互抵消,主涵道旋翼体(5)定轴性消失,具有一定的飞行调姿灵活性,由于小直径四副涵道旋翼体(A)、(B)、(C)、(D)的定轴性还存在,仍保持一定飞行稳定性和定轴性,上述的方法实现飞吊器具有抗湍流转捩风能力和相应设备。从而实现线拉活塞式液体变惯量方法和相应设备。
33.根据权利要求30飞吊器(1)在主旋翼上设优选电动蜗轴活塞输送惯量液式变惯量糸统(30轴)结构组成其工作原理及方法特征是:在变惯量储液仓(63)内中部改设有电机(172)连接螺纹轴器(190)在轴上制有螺纹(191),在该轴上套螺母式活塞(192),在该轴端头镶在惯量涵圈(O1)内仓(O0)璧上的轴承(193)穿联。在该外层储液仓内(175)储有变惯量液(175A),当需要在(M(3上))和(M3下)间产生差动惯量时,飞控计算机指令为其中一套旋翼系统的电磁铁(169)及电磁线绕组供电产生强磁场,变惯量仓(63)的电磁感应发电线圈(170)切割了电磁力线产生电能经导线(171)供电给电机(172)运转驱动螺纹轴(190)旋转,在该轴螺纹(191)推动下套在该轴上的螺母式活塞(192)顺旋翼迎角轴管(16)腔(160)中滑动,活塞(192)沿(176A)方向滑动到该处端头,活塞(192)端头外露的泄液阀管(177)的塞头(177a)被顶开,一方面关塞了惯量涵圈(O1)内仓(O0)的卸液孔(40)。另方面泄液阀管(177)的泄液口(176a)被打开,惯量液(175a)经泄液阀管腔(177c)从泄液口(176a)释进惯量涵圈(O1)内仓(O0)内并在离心力作用下进入惯量涵圈(O1)的仓(Oo)内产生增大惯量。在上下主旋翼(3上)、(3下)同速正反转和不变迎角的同时只选择改变其中一套变惯量系统的转动惯量,使之上下共轴主旋翼(3上)、(3下)间产生了差动惯量的增量诱导出定轴性。使飞吊器主涵道共轴旋翼或风扇(5)糸统具有了抗湍流突切变转捩风能力。
若飞吊器(1)需要灵活调姿飞行不需要主涵道体(5)定轴性时,飞控计算机(Ko)指令反向供电给电机(172)工作,电机反向带动螺母式活塞(192)在螺纹轴(190)及螺纹(191)作用下反向(176B)方向移动,活塞(192)上泄液阀管(177)在弹簧(176b)回弹下泄液阀管(177)关闭了泄液口(176a),惯量涵圈(O1)内仓(O0)内卸液孔(40)被活塞(192)上的泄液阀管(177)塞头(177a)拉力作用下打开,惯量涵圈(O1)内仓(O0)中惯量液(175A)在离心力作用下像洗衣机甩 干筒一样卸甩出。此时上下主旋翼(3上)、(3下)惯量变成一样,方向相反,角动量相互抵消,主涵道旋翼体(5)定轴性消失,具有一定的飞行调姿灵活性,由于小直径四副涵道旋翼体(A、B、C、D)的定轴性还存在,仍保持一定飞行稳定性和定轴性,上述的方法实现飞吊器具有抗湍流转捩风能力和相应设备。从而实现蜗轴驱动活塞输送液体变惯量方法和相应设备。
34.根据权利要求30的所述在主旋翼(3上)(3下)安装变惯量系统增加惯量差诱导产生陀螺效应的变量定轴性。使飞吊器(1)具有抗湍流转捩风能力的方法和设备其技术特征是:优选用于其它涵道旋翼飞行器、涵道风扇飞行器、涵道螺旋浆、及孤立旋翼、风扇、螺旋浆能悬停飞行的飞行器产生变量定轴性而具有提高抗湍流切变转捩风能力。
35.根据权利要求30、32、33、34所述的主旋翼(3上)(3下)惯量涵圈(O1)内腔截面(O0),其技术特征是:在旋翼尖、螺旋浆尖、风扇叶尖设变惯量涵圈(O1),内腔(O0)截面是月牙形(Oa)、月牙形(Ob)、园形(Oc)、三角形(Od)、长方形(Oe),每形状的惯量涵圈(O1)内腔(O0)的底和侧位设置了数个惯量卸液孔(40)和柱塞强制式卸惯量液系统(177a),其同样运用于其它涵道旋翼飞行器、涵道风扇飞行器、涵道螺旋浆飞行器、孤立旋翼、风扇、螺旋浆能悬停飞行的飞行器产生差动变惯量诱导出陀螺效应的定轴性变量控制。从而使飞吊器(1)具有抗湍流转捩风能力的方法和配套设备。
36.权利要求飞吊器(1)中的主涵道和上下主旋翼(3上)、(3下)直径不同时的翼尖惯量涵圈(O1)的设置及形状设置其技术特征是:当上旋翼(3上)直径尺寸小于下旋翼(3 下)直径尺寸时,上旋翼(3上)的翼尖惯量涵圈(O1)设置为空心的内腔截面形状可为月牙形(Oa)、矩弯形(Ob)、圆形(Oc)、三角形(Od)、长方形(Oe)上旋翼(3上)安装其中一种变惯量系统(30喷)、(30线)(30轴)。下旋翼(3下)不安装变惯量系统,翼尖涵圈(O1)为扁带状实心环圈外镶斜翅(OJ)或镂空双扁带状圈内镶斜翅(OH)。当上旋翼(3上)直径尺寸大于下旋翼(3下)直径尺寸时,在下旋翼(3下)安装其中一种变惯量系统(30喷)、(30线)(30轴)。翼尖涵圈(O1)内腔为空心,截面形状可为月牙形(Oa)、矩弯形(Ob)、圆形(Oc)、三角形(Od)、长方形(Oe)。上旋翼(3 上)不安装变惯量系统,旋翼(3上)的翼尖涵圈(O1)为扁带状实心环圈外镶斜翅(OJ)或镂空双扁带状圈内镶斜翅(OH)。
37.根据权利要求35飞吊器(1)中的主涵道和上下主旋翼(3上)、(3下)同直径时翼尖惯量涵圈(O1)的设置及形状设置其技术特征是:都选装同种变惯量系统(30喷)、(30 线)(30轴),其惯量涵圆(O1)内腔(Oo)都设同形状内腔截面形状可为月牙形(Oa)、矩弯形(Ob)、圆形(Oc)、三角形(Od)、长方形(Oe),其外壁郝设斜翅(OJ)。
38.根据权利要求36飞吊器(1)中的上下主旋翼(3上)(3下)翼尖惯量涵圈为镂空双扁带状圈(OH)所述的形状的设置其技术特征是:在上下主旋翼(3上)、(3下)的翼尖涵圈(O1)为镂空双扁带状圈(OH),在翼尖涵圈(OH)为内双壁间设计制有顺旋转方向的一定宽度尺寸的斜翅,斜翅倾度上端帖双内壁翼尖涵圈旋转方向上沿边,下端帖壁甩后至下沿边附近,倾斜角度方向和长度与主旋翼(3上)(3下)旋转方向顺向并根据其部位旋转功率及速度马赫数选定倾角和长度及翅数。以增加吸附负压,提高升力系数。
39.根据权利要求36飞吊器(1)中的上下主旋翼(3上)(3下)翼尖惯量涵圈(O1)为单环扁带环圈所述的形状的设置其技术特征是:在翼尖惯量涵圈(O1)单环扁带环圈外壁设计制有顺旋转方向的一定宽度尺寸的斜翅(OJ),斜翅倾度上端帖翼尖惯量涵圈(O1)旋转方向上沿边,下端帖壁甩后至逆向下沿边附近,倾斜角度方向和长度与主旋翼(3 上)(3下)旋转方向顺向,并根据其部位旋转功率及速度马赫数选定倾角和长度及设置斜翅条数。共轴正反转上下主旋翼(3上)、(3下)翼尖涵圈(O1)与内外主涵道(H1)、(H2)壁间隙形成高负压区(15)增加气动吸力,提高升力系数。
40.权利要求所述飞吊器(1)优选采用多组气动结构及布局分配不同的任务方案主动防涡环方法其特征是:首先将垂直主升力和方向控制推进力分开,分配给不同的气动机构执行。飞吊器(1)飞控中心计算机(Ko)从高度仪(h)接收的高度信号指令以大直径主涵道共轴正反转双旋翼或风扇系统(5)的上下主旋翼(3上)、(3下)气动机构承担垂直主升力,保持水平升降面变量任务。在飞吊器(1)主涵道体(5)周围设置的上下8个大气压传感器(P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8,)不同部位感知不同方向的来流气压差和四个方向风速器(F1、F2、F3、F4)测的风速信号,及承担不同立体空间方位稳定检测责任的陀螺仪(T 1、T 2、T3、T4)提供先兆气流对飞吊器(1)的姿态影响的信号,飞控计算机(Ko)进行综合评诂分析指令其周围对称同水平设置的四个小直径副涵道单轴单旋翼或风扇体(A、B、C、D)气动机构,随其连接的两节臂分别是伸缩节(96)和转动节(97),该臂能做E1<--->E2方向伸缩和往复扭转 E4及摇摆 的方向相对于主涵道旋翼(5)的四自由度的同时有节奏
的对称动作或不对称动作,承担辅助升力和水平方向控制推进力及防飞吊器(1)进动、抗侧风、 抗湍流转捩风及防涡环的任务。飞吊器(1)大直径主涵道旋翼(5)气动机构与四个或多个小直径副涵道旋翼(A、B、C、D...)气动机构形成的都是各自独立的气动场,能相对运动,各自的湍流面气体分子弹性碰撞产生能量交换传达空气动力,可互相助力也可相互干扰,为飞吊器(1)整体防涡环提供了先决条件。飞吊器在起降或悬停飞行中,大直径主涵道旋翼(5)气动机构承担全机总承载的主要升力和水平姿态平衡面。主涵道旋翼(5)下洗的主气流(Q2、Q9)垂直排向下方到驻点面气流(Q3)。在特殊气候、湿度、温度、场地平衡面或凹盆形地面的反射作用下,又在飞吊器(1)对称规则外形影响下,形成返回周围空域中的涡环先兆气流状态流(Q4、Q5、Q6、Q7)。此时飞吊器(1)的飞控计算机(K0)经各传感器检测到的涡环先兆流信号反馈进行运算,指令装配在主涵道周围对称布局的小直径副涵道旋翼(A)、(B)、(C)、(D)采取动作,为了不影响飞吊器总体平衡和飞行姿态的稳定面。四个副涵道旋翼(A、B、C、D)将同时作对称的有节奏的四自由度动作E1<->E2、F1<->F2、F3<->F4。
对于每个小直径副涵道旋翼体就相当于一架单旋翼直升机的主旋翼。用仿人工或类似自动驾驶仪的防涡环,主动方式进行作四自由度的摆、摇、扭、伸缩的动作,使各自气动场气流(Q11)、(Q12)相互干扰而防涡环。这种方式也干涉和扰乱主涵道旋翼(5)的下洗主气流诱导的涡环先兆流外围上返空中的气流场(Q4、Q5、Q6、Q7)。从而达到这种不牺牲飞行姿态而主动式防止根除涡环先兆气流场的形成机制的方法和机构及气动布局。
41.根据权利要求1所述的飞吊器(1)不同气动结构和布局及任务分配防涡环方法相应设备其技术特征是:在同一体中设置不同气动布局可防止干扰、延迟、摆脱涡环气态场先兆气流的发生。主涵道旋翼体(5)设在十字中心布置承担主升力和主保飞行姿态功能,四个副涵道旋翼(A)、(B)(C)(D)对称布置在十字支端头接联并有可伸缩,可扭摇和外摆动的(97)(96)承担飞行方向和水平移动的推力。飞吊器(1)的飞控计算机(K)在悬停、升降姿态时会主动发出指令让主涵道旋翼体(5)负责调整主升力和水平姿态保持的运行能力。让四副涵道旋翼(A)、(B)、(C)、(D)做对称匀衡的扭、摇、摆及臂(97)、(96)伸缩的四自由度动作,用副涵道旋翼(A)、(B)、(C)、(D)的摆动摇移的形成的独立气动力场进行抗防、干涉、激波能量冲击主涵道下洗气流运动方向(Q2)(Q4)、(Q5)、(Q6),不形成(Q7)(Q8)(Q13)涡环气流机制状态,干扰规则的涡环气态场先兆气流(Q2)、(Q5)(Q6)。在飞吊器(1)在空中悬停飞行时不产生耦合升降落差波动的情况下,摆脱和延迟干扰涡环气态场气流状态的发生。而主动防止了涡环发生的空气分子碰撞原理的方法和设备。本方 法和机构设置的方法防涡环同样适用于选配的涵道式或非涵道式的旋翼、风扇、螺旋浆或能悬停飞行方式的飞行器。
42.权利要求所述飞吊器(1)优选采用设计多组气动结构及布局分配不同的任务给小直径四副涵道旋翼糸统(A)、(B)、(C)、(D)实现控制飞行的方法和任务其特征是:小直径四副涵道旋翼糸统(A)、(B)、(C)、(D)在飞控中心计算机K0指令下:
①.同时对称有节奏的动作防止了飞吊器的进动和防涡环。
②.不对称动作或统一向一侧倾斜控制操纵了飞吊器的飞行方向。
③.保水平姿态,起到飞吊器的辅助升力作用。
④.自动统一向一侧倾斜姿态运转,防止飞吊器遭受侧吹风影响,稳定飞行姿态。
43.权利要求飞吊器(1)采用物理式空气分子弹性碰撞主动防涡环装置其特征是:在主涵道(5)下端设置一个无底盆形主喷口(9)并在其主喷口(9)上端面(24)结合,在其周围斜壁(25)开了对称布置的扁长方侧喷口(10),在侧喷口(10)风道(38)中设置往返摆动的导风板(26)。在起飞或下降时飞控计算机(Ko)措指令导风板(26)自动打开到与侧喷口(10)腔道侧面平行状和复往摆动,从侧喷口(10)喷射出水平直射摆动的气流(Qp、Qp1)。
运动路线与下主喷口(9)的下洗气流(Q2、Q9)喷向地面驻点流(Q3)后环状返上流(Q4)到主涵道旋翼体(5)外上端吸口处的运动路线的涡环先兆气流(Q4、Q5、Q6、Q7)产生交叉,从而冲击、切断、阻止、干扰了上返气流(Q2、Q9、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7)运动方向,物理性主动式防止了涡环先兆气态场的形成的方法和机构。
44.权利要求飞吊器(1)采用等离子物理化学空气分子弹性和非弹性碰撞特性主动式防涡环装置原理所述其特征是:优选等离子体释放能量激波等离子体干扰、冲击周围空气分子运动方向,干涉根除涡环先兆气流形成机制的方法主动式抗防涡环方法和相应设备。
45.权利要求飞吊器(1)所述采用等离子体生成方法防涡环,在交流微波频段功率和电磁场耦合过程同时又与等离子体的相互作用通常是共振的相互作用。在这种互作用中,等离子体作为一种介电媒质参与电子群的互相作用。交流微波产生的等离子体电子温度为(5eV-15eV),比直流(DC)或射频(RF)产生的等离子体电子温度(1eV-2eV)有更高的电子温度。选交流微波功率为千瓦级,等离子体中的电子密度可接近频率所确定的临界密度。选
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频率为(2.2-2.5GHz)间入,密度约为(6-7x10 m )。交流微波等离子体可以在很宽的气压范围内产生,选大气 压强范围,选择适合的射频源段、功率、强度、生成等离子体其特征是:
应用上述技术设计自动调整的发射锅式(89)和百褶裙式(197)能量波等离子发生器所产生的等离子体能量射流,应用于涵道式或非涵道的旋翼、风扇、螺旋浆能悬停飞行姿态的飞行器防涡环和改善雷诺数的设备。
46.权利要术能悬停飞行的涵道式或非涵道式的旋翼、风扇、螺旋浆飞行器选用等离子体生成技术防涡环其特征是:选用交流电容耦合、电感耦合、电磁波耦合(微波等离子耦合)等离子、电子回旋谐振(ECR)磁化微波等离子、介质阻挡放电等离子体生成原理。并与发射锅式(89)和百褶裙式(197)能量波等离子发生器技术结合生成等离子体能量激波,等离子体应用于解决能悬停飞行的涵道式或非涵道式的旋翼、风扇、螺旋浆飞行器防涡环和改善雷诺数的设备。
47.根据权利44、45、46所述发射锅式等离子体反应发生器结构组成防涡环和改善雷诺数设备其特征是:防涡环能量波发生器阴极电路模块(87)伸出负极线(95)与阴极发射极板(88)相接与阳极电路模块(91)伸出阳极线(94)与阳极发射极板(90)相接,并共同设在发射器锅(89)中平行对称设置放电极板,其电极板间的相对气隙间隔约(1一3Cm)之间组成电晕放电离子云,该发射锅等离子生成系统有偶数若干个组成,对称环形状布置安装在大直径主涵道外层主一涵道(H1)壁内下端与主喷口(9)接镶处上端的能量波发生器托架(86)上。该装置若干个又分别安装在中静子(12)、(13)中一个三角形宽中静子架(93)内,共同和外环层主一涵道(H1)内壁下端与主喷口(9)接镶处设置围绕环状托架(92)安装数个防涡环电晕放电能量波发射锅式等离子发生器(89)。建立等离子动能粒子场,选用非弹性碰撞方法产生等离子体作用于气流分子、原子、粒子,使其能量的传递、交换、激励,产生连锁化学化应和多米诺骨牌效应,对周围空气分子运动方向产生冲击,引起气流场的振荡和干扰了涡环先兆气流场,用电子粒所含的动能量干涉周围空气分子粒子的运动方向达到防涡环作用。同时附加产生的放电次声波的共同作用下对可能产生的涡环先兆气流进行了干扰。从而防止和根除涡环形成先兆气流的形成机制。
当飞吊器在起飞或降落时,或着低空悬停作业时,飞吊器飞控计算机(K0)下指令让能量波等离子发生器(89)工作。由于空气湿度大,气压低,空气湿潮热无风或低于(1-2)低风速时,地面平整或凹形极易诱导出涡环气态场,为了防止这种涡环先兆气流形成,能量波发生器提前工作,作用周围空气分子原运动轨迹进行防涡环和改善雷诺数。
48.根据权利44、45、46所述选用交流电容耦合原理与发射锅式等离子发生器结合生成等离子防涡环和改善空气动力雷诺数的方法和设备,在交流电容耦合微波电晕放电能量波发生器发射锅(89)中设置放电平行板阴极板(88)和阳极板(90),设加自然空气做为工作气体,在两极板间施加(12-14MHz)之间高频功率的激励下产生电容耦合等离子体、放电条件优选常压自然空气做为工作气体,电极间距选(2cm-4cm)之间,高频功率选(30W一
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310W)可调,其生成等离子体密度可调控在(10 m --10 m )量级范围。该技术特点:在常气压时,可控放电分布均匀。.能够容易生成大口径等离子体。.电极上集积的鞘层可维持稳定等离子体状态其特征是:用该生成方法和设备用于防涡环和改善雷诺数。
49.根据权利44、46所述可选标准交流单频电容耦合原理与发射锅式等离子发生器结合生成等离子用于防涡环和改善雷诺数方法和设备设匹配器和阳极(90)高频电极(K波)之间连接配隔离电容,当在该耦合极板间加上(12-14MHz)的高频功率时,可使放电装置获得最佳的功耗和保护功率频源模块电源。在其中阴极(88)加有(RF)电压(自给偏压)后两电极板间会产生负直流电。而等离子体中的正离子被电极鞘层加速后轰击阳电极(90)板(K波)。通过这种设置可改变单频电容耦合等离子发生器的放电功率后调控离子轰击能量和通量,而设置该防涡环型能量波发生器的这种工作特性。用该生成方法和设备其特征是:
用于防涡环和改善雷诺数。
50.根据权利44、46所述选交流双频电容耦合原理与发射锅式等离子发生器结合生成等离子用于防涡环和改善雷诺数方法和设备,该方法在两极间(88)(90)施加不同频率,在阳极(90)施加(ωK/2π=8MHz-60MHz)频压,在阴极(88)施加(ωA/2π=
0.6MHz-1.5MHz)频压,其产生等离子体。在阳电极(90)板(K)施加放电用的高频电压,承担调控等离子体密度。在放置有基板的阴电极(88)板(A)施加频率较低的高频电压,负责调控自给偏压(离子轰击能量)。在反射聚能锅(89)极板间维持和释放能量激波等离子体的方法和设备其特征是:用于防涡环和改善雷诺数。
51.根据权利44、46所述设用双频型是在一个阴电极(88)、或阳电极(90)上同时加两个频率(ωK)、(ωA),的高频电压来调控离子密度和离子轰击能量的方式。等离子体是通过外部的高频电场对电子的加速作用引起电离而产生等离子体,在这种高频放电中,在两电极(88)、(90)间与等离子体间形成一个高压容性鞘层,流过鞘层的射频电流导致了鞘层的随机或无碰撞加热,而流过主体等离子体区的射频电流 其特征是:导致了发射锅(89)中两极极间(88)、(90)或百褶裙式等离子发生器(197)腔内(205)、(200)主体等离子体区的欧姆加热,即称焦耳加热频射的等离子体含有动能的释放而改变涡环先兆流形成机制和改善主涵道旋翼体(5)内空气动力雷诺数,提高升力系数。
52.根据权利44、46所述选用电子回旋谐振(ECR)磁化微波等离子生成方法,该方法选发射锅式发生器底部中安装几何结构像一个收敛茶碗形状,在茶碗状底部设有(2.45GHz)频率,功率(1KW),磁场强(0.1T)量级的波导器。在其处设置阻抗匹配陶瓷真空腔窗,并在此腔底部设谐振面栅栏与波导器的馈入窗间形成谐振腔,谐振面栅栏与茶碗口之间形成共
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振腔,通过馈入谐振腔的入射频波功率,再在茶碗共振腔的磁场中生成高密度(10 m )等离子体。在此底处谐振面栅栏与茶碗口与其中部之间共振腔外壳面处设裹环形磁场谐振整型线圈,在其线圈使用同频率的振荡电场施加入此腔内,形成电子回旋谐振磁化耦合场在洛伦兹力(B磁)、(B磁)作用下做环绕磁力线回旋运动,电场频率(ω)与电子回旋角频率(ωce)一致时发生电子共振加速、加能,即(ωce=ω)为电子回旋共振,使共振腔内离子、电子获更高动能,利用该原理的(ECR)等离子体装置由于吸收微波能量的高速电子频繁地引起电离使低气压下能获更高密度、共振接力作用生成更高能量的等离子体。其特征是:选用这种方法在发射锅式等离子体发生器(89)选项技术的原理基础生成等离子用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应设备。
53.根据权利要求1、44、46所述选用电容耦合、电感耦合、电磁耦合、介质阻挡放电生成等离子体的方法选项百褶裙等离子发生器(197)结合其特征是:与百褶裙双环层涵道式等离子体能量波发生器(197)结合生成等离子用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应设备。
54.根据权利44、46、53所述可选用交流电感耦合(ICP)型等效电路研制等离子体生成方法与百褶裙涵圈式等离子体发生器(197)结合生成等离子防涡环和改善雷诺数其特征是:在百褶裙涵圈式等离子发生器(197)将高频功率交流(RF)频源电路(209)连接并提供以(2π/ω)周期的高频电流(IRF)输给围绕在发生器(197)舱外侧的耦合环形线圈(197LR)中,流经的交变电流(IRF)产生交变磁场电感(La)其电阻(Ra)的似变压器的初极线圈耦合环形线圈(197LRF)功能引起发生器舱腔(205)中产生感应电场,激发其中设为常压空气(Q1)、(Q13)的工作气体,被电离产生管柱状等离子 体云。同时在腔(205)中产生的管柱状等离子云又与外耦合环形线圈(197LRF)交变电流(IRF)的感应场强产生互动电感(M感),耦合成稳态管柱状等离子体,并伴有涡电流(Ip)、运动速度(Vc)。此时外耦合环形线圈(197LRF)象变压器初极线圈特征,耦合到的管柱状等离子云环圈,象变压器次极线圈一样的特征,产生呈现初耦合电感(Lg)、涡电流(Ip)、惯性电感互感场强电感:[Lp=(I/s)(me/NOe2)]对等离子体的趋肤效应的半径方向的截面深度即环柱圈宽度呈(δ)尺寸,并与腔(205)气隙同宽,截面积(S)与反应腔(205)同截面积,等离子体呈等效电阻:[Rp=(I/s)/
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δ]的存在提供产生焦耳热能。所吸收功率:[Pabs=ωMRp/ω(Lg+Lp) +Rp×IRF]等离子体具有能量状态特性表现。耦合环形线圈(197LRF)线圈流经(12-14MHz)高频电流,感应耦合等离子体工作频率,可选调节低频(8KHz)至高频达(60MHz)范围,选用常压供空气,生
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成等离子体释放能量功率可达:[Pabs=ωM Rp/ω(Lg+Lp)+Rp×IRF]。的工作特性,可称交流电感耦合能量波发生器产生等离子体,用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应设备。
55.根据权利44、46、53所述选用交流电磁波耦合(微波等离子体)型等效电路研制等离子体生成方法:选用交流电磁微波耦合生成的等离子体电子温度(5eV~15eV)高于直流
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和射频生成的等离子温度(1eV~2eV),离子密度高(6-7×10 m )。可选气压范围宽可选自然常压生成其特征是:与百褶裙涵圈等离子发生器(197)结合生成等离子体,用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应设备。
56.根据权利44、46、53所述.选用微波等离子体的反应器匹配的波导器类似短粗注射器形,选设频率为(900MHz---3.0GHz),控波长(6-13.0cm)之间,功率选设几百瓦至几千瓦波导器,进行耦合反应,分别设置安装在百褶裙涵圈式微波等离子体发生器(197)腔(205)上端环形面上,并插进百褶裙涵圈每个弧腔(205)内,该波导管与反应腔(205)两侧壁面平行,将微波功率馈进波导器内一个渐变的谐振腔,在中间介质管中充以低气压工作气体。微波建立强势轴向电场,它使腔(205)中工作气体(常压空气)击穿,产生并维持等离子体的释发。选用该结构特点:可避免微波功率从大气压进入低气压真空系统时出现的阻抗匹配问题,可使微波功率以简单方式耦合到等离子体其特征是:用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应设备。
57.根据权利44、46、53所述.设置微波等离子体百褶裙涵圈式反应器(197)形成多模弧形反应腔,腔弧半径和高度可选与波长的整数倍比关系,其中电磁场分布出现多模结构。
为了降低表面积一容积比,改善约束条件,避免在等离子体腔(205)中形成电模式结构,可用多模弧状腔反应器(197),多模腔(205)的弧半径和高度选项尺寸应与 波长数做为参照数,一般选项大于波长数,以至模式竞争不冲突,微波功率均匀分布于整个腔(205)体增加获得均匀等离子体的机会。选圆柱谐振腔型微波等离子体波导器,设选频率(1.5-3.00GHz)范围,控波长(6-13cm)之间其特征是:将波导器微波功率馈窗平面装设在百褶裙涵圈式多模弧形等离子反应器(197)仓顶端环形面的安装仓位外环仓(205)、内环仓(200)上,对应每个弧形反应腔(205)、(200)。在该反应腔(205)、(200)中,波导器微波功率通过耦合窗馈入,设在大气压下的波导与真空系统隔离,阻抗匹配后,几千瓦的稳态高频功率可馈入谐振腔的反应腔(200)、(205),工作气体(常压自然空气)分子被电离可在常压下形成等离子体,用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应结合方式的设备。
58.根据权利44、46、53所述选用交流介质阻挡放电(DBD)型等效电路研制等离子体生成方法其特征是:该方法可选用在发射锅式(89)和百褶裙涵圈式(197)等离子发生器生成等离子体,用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应结合方式的设备。
59.根据权利44、46、53所述选用交流介质阻挡放电(DBD)型方法结合百褶裙涵圈式等离子发生器(197)在低频交流功率频源电路(f频)(209)一端输出连接发生器(197)中反应腔(205)中的介质电容(Cd),另一输出以(Vop)外界电压值又与反应腔气隙等效电容量(Cg)连接形成发生器(197)介质阻挡放电等离子生成腔电路耦合回路,同时在(Cg)两端分别设配,一端连接虑波二极管施低频电压值(V*),另一端连接虑波二极管施高频电压值(Vop),作用的方法生成等离子。在高频交流功率频源电路(f频)(209)一端输出连接发生器(197)中反应腔(205)中的介质电容(Cd),另一输出以(Vop)外界电压值又与反应腔气隙等效电容量(Cg)连接形成发生器(197)介质阻挡放电等离子生成腔设定气隙等离子电阻为(R电离)电路耦合回路中施高频电压值为(Vop)的方法生成等离子。在本案中介质电容量(Cd),与放电气隙腔(205)电容量(Cg)组成了介质阻挡等效等离子生成反应腔体(205),气隙间形成等离子体等效电阻(R离子),作用的电压(Vop)其峰值(V*)、(V*op)分别是低频和高频条件下回路中积分电流为零时的电压值,此时(Cd)远大于(Cg),(Cd)端电压(Vd)非常重要,其大小与放电功率有关,在放电周期内是一个常量。在放电气隙腔(205)间电压(Vg)小于(Vd)时不放电,这时介质电容(Cd)与气隙间空气体(Q1)、(Q13)电容(Cg)是串联关系。当放电间隙腔(205)电压(Vg)达到(Vd)时开始放电并持续达到外供电压最大值(Vop)为止。当(Vg ≈Vd)时持续放电中(Vd)为平均值,产生等离子的量率由在反应腔(205)中的间隙宽度尺寸和空气压力(浓度)及气体种类施压及输电流大小所决定其特征是:在反应器腔施加的电压不变情况下增大输入功率主 要改变输入电流大小,提高频率电压将产生较大拆合场强导致电子能量升高,提高释放离子动量,增大电流就会增大输入功率将导致增大了离子密度,同时增加焦耳热能的释放,其作用释放的动量与气体原子、周围空气分子产生离子、原子、激发态活性物种并发生化学反应及粒子冲量转换,作用与周围气流原运动方向和解离空气水分子提供抗防涡环改善雷诺数先决条件及结合装置。
60.权利要求飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)安装百褶裙涵圈式等离子体发生器(197)结构组成应用于防涡环和改善雷诺数其特征:在飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)内设置双涵道百褶裙式双环层能量波等离子发生器反应仓(197)。在主涵道旋翼体(5)的外环层主一涵道(H1)壁与外鼓形壳(29)之间内设有同直径,同涵道管长的外环层百褶裙涵圈式能量波等离子发生器(197)仓腔(205),为尽最大化增环形面积,提高离子体产出率、在该仓(205)顶设上进空气口(198B)并设环形圈状电动滑动调气门(198A),该仓(205)内径面与外环层主一涵道(H1)内径壁内侧设空气进口(199B)和上下电动滑动调气门(199A),此面为阴极面(211)并连接频波功率电路模块仓(209)的阴极线及阴极(211),在该仓(205)外面(203)与外环层主一涵道(H1)外鼓形壳(29)相帖,此环面(203)为阳极面(210)并接连射电源电路模块仓(209)的阳极线及阳极(210)。形成外层环等离子发生器仓(197)。在内环层主二涵道(H2)内径壁(20)与外径壁(19)之间设内层能量波等离子发生器仓(200)并在该内环层主二涵道(H2)外侧面设空气进口(202B),在其设上下电动调气门(202A),在此顶端设圆孔空气进口(201B)并设电动滑动环圈形调气门(201A),在内环层主二涵道(H2)外径侧壁(19)开进空气口(202B)面设为阴极面(211)并于频波功率电路模块仓(209)阴极线及阴极(211)相连,该内环层主二涵道环壁(20)与百褶裙涵圈发生器内环面(200)结合设为阳极面(210)并连频波功率电路模块仓(209)阳极线及阳极(210)。在外层主一涵道(H1)内壁(19)与壳(29)间侧壁位置面(203)与主涵道主侧喷口(10)结合的一侧设离子流喷口(204)与侧喷口(10)连接对口,防涡环等离子流(QLi)及下洗侧喷气流(QP、)(206)。
在内外涵道等离子发生器间进空气流涵道空间位置(205)设双层等离子发生器环仓空气侧进孔(198B、202B)。在主喷口(9)喷出的等离子混合体流作用防涡环先兆流和产生气垫效应的助流(207)。在主喷口(9)喷出的主涵道等离子流(QLi)及下洗侧喷气流(QP、208),其作用提高改善飞吊器起降防涡环先兆流和改善雷诺系数。在等离子发生器双层涵圈发射头联结段为内环层主二涵道(H2)段结构(212)又为中静子(12)下端一侧设等离子喷散口(221)。在等离子发生器双层涵圈发射头联结段为外层主一涵道(H1)段结构(213)又为中静子(13)下端一侧设等离子喷散口(219)。在内圈内径设光面等离子发生器壁(214),使旋翼下洗流范图不产生涡旋流。在等离子发生器壁开进气口面位置面段(215)。为了改善上旋翼雷诺数在中静(12)上侧内环层主二涵道(H2)内径侧面开设等离子喷口(216)。 为改善双涵道腔(4)附壁效应流在主一涵道(H1)内径壁及中静子(13)上侧设开等离子喷口(217)。为了防涡环在外环层等离子发生器外侧面(203)设开侧喷离子流通道(218)与侧喷口(10)连接对口。为了防涡环在外环层等离子发生器外侧面(203)外环裹设耦合线圈(197LRF)选项电感耦合等离子方法等方法,用于防涡环和改善旋翼空气动力雷诺数相应设备。
61.权利要求飞吊器(1)主涵道旋翼体(5)安装百褶裙涵圈式等离子体发生器其特征是:为了改善旋翼雷诺系数的在双涵道区(4)的中静子(13)下端设开离子流喷口(219)。
并在主喷口(9)对接设置下喷离子流喷口(220)和内环层等离子发生器设等离子下喷口(222)及内涵道改善旋翼雷诺系数的等离子喷口(211)。其功能作用增加干燥气垫流,提高气垫效应,改善飞吊器在大湿度气候条件下起飞升力效率,改善空气动力雷诺数。
62.权利要求选用等离子技术改善旋翼空气动力的雷诺数工作原理装置其特征是:等离子能量波发生器(89)、(197)释放的能量通过等离子与空气分子作用又同时作用飞吊器(1)中气流场空气水分子,水分子气珠产生膨胀,在反作用力下对升力起到接力作用,产生地面气垫效应。空气若湿度大,空气密度就低,黏性也大。干燥空气密度高,黏性减小。雷诺数增大。在飞吊器(1)起降过程中微波、电晕放电等离子发生器(89)、(197)释放大量的粒子能量作用下,对进入涵道的气流柱气团的湿度减小,向干燥倾向转移,空气密度也随着增加大,黏性减小,等离子能量波穿透空气作用水分子过程也减低了空气黏性力。在飞吊器(1)设置能量波发生器(89)、(197),在其作用下改善旋翼的空气动力环境,增加气流空气微团的动量,也增加了升力系数,改善了空气动力的雷诺数。
63.根据权利1所述在飞吊器(1)各电器电路关联连接电器图(19)其特征是:在飞吊器(1)主涵道旋翼糸统(5)以中心轴(6)为核心在上静子(2)和中静子(12)、(13)间安装上主旋翼(3上),在中静子(12)、(13)与下静子(8)之间安装下主旋翼(3下)。设置电动机(M上)、(M下),定子绕组(70)与中心轴(6)固联、电力线自输能牵引索(L)进入牵引架(106)中部接口(107)分左右两路通过牵引架(106)两路电力、信号导线通道(105)引进,通过牵引架毂箍(98)内导线通道(120)再进入中静子(12)、(13)中导线通道(71)再进中心轴(6)的外层轴套(76)层进定子绕组接线孔(72)连结在电动机(M上)、(M下)定子绕组(70)上。再一路余度电力线从牵引架轴箍(98)内分岔通过上静子(2)内导线通道(2o)与中心轴(6)的外层套(76)层从上向下进接线孔(72)连结在电动机(M上)、(M 下)上。电动机转子为永磁转子(68)其壁外联接变惯量糸统(30喷)、(30线)、(30轴)。小直径四副涵道旋翼糸统(A、B、C、D)由电动机驱动,电力线从主涵道(5)内径内壁(H1)与鼓形壳(29)间分岔通过导线通道(147)及(146)转通臂的伸缩节(96)轴通道进入弯月架(99)内导线通道(155),先联接摇摆轴(100) 步进电动机(mA、mB、mC、mD),然后通过小直径四副涵道旋翼糸统(A、B、C、D)涵道下静子(101)中的导线通道(154)与四副涵道旋翼电动机组件(104)的定子绕组连结,此三角下静子(101)又是摇摆轴(100)是小直径四副涵道旋翼电动机组件(104)的主支托架与片状下静子(103)呈十字支承架。下静子(101)中设有为旋翼电机(104)供电通道(154)。飞吊器(1)电能由独立燃料发电机(N1)、蓄电池组(N2)、外插电源系统(N3)分别供电,并由中控台中控计算机(K0)连接卷扬器转换输能牵引索(L)与牵引架(106)连接传导电力能源和操控信号。使飞吊器(1)完成作业。
64.权利要求飞吊器动力装置和输送供能源的机构其特征是:优选燃气涡扇、燃气涡轮、燃气涡轴、燃气活塞发动机驱动方法:(1).选用燃气、气化燃油式涡扇式发动机(226),为了减轻重量设计用二级压气机蜗扇替代上下双正反转共轴旋翼或风扇,中部中心设有燃烧室,下部设有双级正反转涡轮驱动上部的正反转共轴(3上)、(3下)旋翼或风扇系统。主要负责驱动大直径主涵道(5)共轴双正反转旋翼(3上)、(3下)承担主升力系统。《1》.选用燃气、气化燃油式涡轮发动机(226)做主涵道(5)共轴正反转双风扇动力驱动。《2》.选用燃气、气化燃油式涡轴发动机(226)做主涵道(5)共轴正反转双风扇动力驱动。《3》.选用燃气、气化燃油式活塞发动机(226)做主涵道(5)共轴正反转双风扇动力驱动。《4》.在选用燃气、气化燃油式做能源供应的发动机(226)驱动系统中设发电机(224、225),为伺服机构供电,并设小直径四副涵道旋翼系统(A)、(B)、(C)、(D)为电动机驱动。
65.根据权利要64所述其特征是:并设发电机为小直径副涵道旋翼系统(A)、(B)、(C)、(D)电动机(MA)、(MB)、(MC)、(MD)和作伸缩、扭摇摆四自由度动作的电机驱动及伺服系统提供电力能源。设置减速器(230)和发电机(224、225)配备,发电机发的电为飞吊器(1)伺服机构和主涵道(5)外对称布置的多对副涵道旋翼系统(A)、(B)、(C)、(D)的电动机(MA)、(MB)、(MC)、(MD)供电。
66.权利要求飞吊器(1)优选用电力电动机驱动的牵力能源供应索(L)结构和功能所述其特征是:输能牵引索(L),输送电能,设有正极电力线(y十)、负极电力线(y一)、光纤信号线(yo)。内层用高强纤维编织层(117),起到高强抗拉伸作用。其外包有轻合金丝网(116),起屏蔽作用,又是防静电、防雷电引线作用。在此外裏轻质高强纤维编织层(115B),具有弹性抗蠕作用。最外层(115A)护有耐磨防火耐温层纤维材料等组成。
67.权利要求飞吊器(1)优选用燃料发动机驱动的牵力能源供应索(L)所述其特征是:
优选用燃气、气化燃油发动机(226)式时牵引能源供应索(L汽)中穿有燃气管或气化燃油管(O燃气),并联富氧供气管(O富氧)。内设有光纤传导信号线(yo)。能使飞吊器发动机(226)在缺氧的烟气中也能正常工作。在高空氧气稀薄环境也能正常工作。
68.权利要求飞吊器(1)输能牵引索(L气)飘浮方法其特征是:优选用在牵力能源供应索 (L气)中加压高压空气方法,飞吊器起飞一段距离,拉长拖拽的牵力能源供应索(L 气)在重力作用下有着很大的坠拖拽阻力和负担。为了减轻这种负担,在两条能源管和光纤传导信号线:燃气管(Q燃气)、富氧气管(Q富氧)、光纤传导信号线(y0),外套一层轻质柔性防火纤维软管(245),采取在此索(L气)不同段开有一些不同方向的喷气孔,侧上少设孔,下部多设孔,用喷出高压气方法将索(L气)飘浮起,选(a)段下部多开有小角度叉开的下喷气孔(239),喷出高压气(Qp)承担输能牵引索(L气)主升力作用,在中上部两侧开喷孔(240)控制稳定姿态,是全索(L气)最高躬段。在(b)段下部不同小角度,在侧下弧面开少数喷口(241)喷出高压气(Qp)提供小于a段的辅助升力,控制稳定索(L气)姿态,此段为半躬态。
在(C)段不设升力喷气孔为拖拽段。使牵力能源供应索(L气)在空中形成水平向~形飘浮,不易在空中翻拧和自身喷气摆动。在此管中鼓进高压空气,高压空气从小喷气孔喷出产生作用与反作用力,能使牵力能源供应索(L气)克服重力飘浮在空中,一方面抗拖拽力。也可在此管层中鼓加进水份大的空气,又能起到强化防火耐温功能。在牵力能源供应索(L 气)外管中用高压空气压缩机(238)和储气瓶(237)鼓进高压空气后牵力能源供应索(L气)外层管(245)喷孔(239)喷出高压气(Op),起到托起牵力能源供应索(L)克服重力在空中飘浮作用示意。
69.根据权利1所述在牵引能源供应索(L)的下端连卷在卷扬器((ML0))上,其特征是:在卷扬器主轴一端设置有各种转换器,优选在卷杨器的卷绕索的下段连接供电的设有正极、负极电力转换器(y+)、(y-)和光电信号转换器(G0)。连接发电机(N1)和蓄电池组(N2)或插接外电源器(N3)并联供电。
70.权利所述飞吊器(1)动力装置和有线输送供能源延长作业距离的方案和机构其特征是:飞吊器(1)配有输能牵引索(L),具备牵力作用,抗逆风作业时提供牵力作用,此牵力能源供应索(L)中配装能源供应线。安装电力双涵道旋翼飘浮器(246)。减小拖拽力延长作业距离。
71.根据权利要求70所述飞吊器(1)选用电力电机驱动所述用输能牵引索(L)用配小直径双涵道旋翼飘浮器(246)飘浮其特征是:优选输能牵引索(L)在a段配小直径双涵道旋翼飘浮器(246),随时根据不同使用长度装配在插接座(247),起到克服重力托起输能牵引索(L)在空中飘浮作用。设在(a)段的飘浮器(246)上用大功率飘浮躬度最高,承担主升力。设在(b)段的飘浮器(246)用适中功率飘浮躬度小于(a)段,起辅助升力作用,(C)段不设飘浮器(246)为拖拽段。通过这三段状态的设置,输能牵引索(L)在空中的姿态稳定,不翻拧。双涵道旋翼飘浮器(246)插电连接座(247)由输能牵引索(L)的(a)段和(b)段索(L)上固定接连的一段刚性近似同直径的套管形插座(247),该分三层,内管内腔通飞吊器主电力线和信号线。.内管与中层管之间夹层设置专供飘浮器(246)的电力线(247d)和与飘浮器(246)插销基 座(246c)电极阳极(246b)、阴极(246a)对应的触点阳极(247b)、阴极(247a),外层为对称的四分之一圆弧瓦形卡槽(247c),卡住固定飘浮器(246)。双涵道旋翼飘浮器(246)由旋翼、或风扇(102)安在涵道圈(H4)内,并由电机(104)驱动,涵圈(H4)内径下部设整流下静子窄片(103),宽片(101)内设贯穿空心通轴(100)。此轴贯穿涵圈(H4)后两头与弯月架(99)两头联结,一端装摇摆电机(ma),一端设摇摆轴承,此时涵道旋翼飘浮器(246)可作摇摆动作。在双涵道旋翼飘浮器(246)臂内一头设有步进电机及传动轴系统(246g)与弯月架(99)中部连接,可使其作扭摇动作。在双涵道旋翼飘浮器(246)臂内另头设有步进电机(246f)及传动蜗轴(246e)与半圆蜗轮定子(246d)形成相对于插销基座(246c)做仰俯上下摆动的动作。该臀插销座(246c)插在插座管(247)卡槽(247c)内连通电力,飘浮器(246)可作六自由度动作姿态控制,完成输能牵引索在空中飘浮的功能。
72.权利要求飞吊器(1)所述输能牵引索(L)防高温防火其特征是:若不需牵力能源供应索(L)有飘浮功能的,在特种场合作业的,在制造最外两层纤维层(245)时选用中空管式纤维管(245)编织,纤维管(245)具有毛细渗浸高压冷却液或高压冷却空气的疏密微孔的性能方法能达到强化防火耐温作用。
73.权利要求飞吊器(1)所述的输能牵引索(L气)燃气或气化燃油供应的索(L气)连接在卷扬器(248)上其特征是:在其一端配有燃气、气化燃油转换器(256)、富氧气管转换器(255)、飘浮喷空气转换器(254)、信号光电转换器(257),并设有雷电接地转换器(253)。
燃气、燃油配有高压燃气泵和燃气罐(235)或燃油气化装置及增压泵和油箱。上述都配有输能牵引索(L气)飘浮作用的高压空气转换器(254)和高压气泵(238)或配小直径双涵道旋翼飞吊器托浮功能等组成一套完整的能源供应系统。
74.权利要求飞吊器(1)作业操控其特征是:设置控制室、操控台中心计算机(K1)及程序负责总操控和管理。并由输能牵引索(L)与功能电器关联及功能电器关联电框图(19)呈现电路变量控制率和关联功能。
75.权利要求飞吊器(1)防速坠其特征是在飞吊器(1)中心轴(6)顶部轴毂(23)处上部设置防速坠安全伞(223),其外有一个椭圆罩,随事发时由飞控计算机(K0)自动控制该罩与伞一起脱开打开伞具。
76.根据权利1所述飞吊器性能工作原理控制装置特征是:
主涵道(5)中主旋翼(3上)、(3下)共轴相互正反时针转,转速不变,转速相等,上主旋翼(3上)的角速度(ω上)与下主旋翼(3下)角速度(ω下)相等,即ω上=ω下飞吊器水平悬停状态时主涵道(5)无定轴性,不存在陀螺效应,有机动性。四副涵道旋翼(A、B、C、D)各自对称正反对转,转速相等,旋翼或风扇的扭矩在十字对称结构中相互取的平衡,每个单轴单涵道旋翼具有转动惯量,都有陀螺效应诱导出定轴性。四副涵道旋翼(A、B、C、D)各自的定轴性同时对称作用在飞吊器总体结构 上,赋予飞吊器整体具有定轴性。当遇周围湍流转捩风前兆流信号传到飞吊器传感器后飞控计算机发出指令上下主旋翼变惯量系统工作,其工作原理遵守刚体转动力学原理定理:当刚体是对称刚体时,角动量的向量(方向)与R 2 4
角速度向量(方向)是一致的,可按以下公式从简算:(I=∫ 02πσrdr=πσR/2=
2 2 2 2
M·R)当M上=M下,R 上=R 下,ω上>ω下或ω上<ω下时或当M上=M下ω上=ω下或R 上
2 2 2
>R 下,,R 上<R下时上下主旋翼(3上)、(3下)产生差动惯量,即产生转动惯量的增量IΔ,根据角动量守恒定律原则,在旋转旋翼高速旋转时,旋翼角动量守恒。总质量不变,但是,根据R 2 4 2 2
公式:(I=∫ 02πσrdr=πσR/2=M·R)中放置物质质量的半径发生了即:ΔR 改变从而引起角动量产生增量(差量)ΔJ,随之旋翼转动惯量增量(差量)ΔI,产生陀螺效应诱导出主涵道旋翼糸统(5)定轴性,加上四个副涵道旋翼系统(A、B、C、D)固有的各自定轴性,能使飞吊器(1)整体具有强化的定轴性,赋予了抗侧风、抗湍流突切变转捩风能力。
副涵道旋翼(A、B、C、D)根据飞吊器(1)承载负荷和环境气流情况都可单独或几个组合承担方向控制功能,类似单旋翼直升机尾旋翼功能,可随机发挥其机动性,调控飞行姿态。
设发生受右侧风(Q右)的方向作用时,四个副涵道旋翼系统(A、B、C、D)的臂中的(C)臂扭转摇E3→E4方向,(A)臂扭转摇E3→E4方向,(D)摆摇E5→E6方向,(B)摆摇E5→E6方向,若(Q右)更强时(B)的臂向E1→E2伸长,(B)臂力矩增加。
设受左侧风(Q左)的方向作用时,(C)臂扭转为E3→E4,(A)臂扭转为E3→E4,(B)摆摇E5→E6,(D)摆摇E5→E6,若风更大时,(D)臂由E1→E2伸长,增加力臂E1→E2的长度,抗风能力增大。争取平衡和方位姿态不变。
设飞吊器受顺风(Q顺)方向的风作用时。为保原姿态和定位。(B)臂由E3→E4方向扭转,(D)臂由E3→E4扭转,(A)摆摇E5→E6,(C)摆摇E5→E6。
若遇顺风更大时,由(B)和(D)的臂间为转动轴心,(A)臂E1→E2向伸长,增加力矩抗风能力增大。争取平衡和方位姿态不变。
设飞吊器受逆风方向的风作用时,(D)的臂轴扭转E3→E4,(B)臂轴扭转E3→E4。(C)臂摆摇E5→E6,(A)臂摆摇E5→E6,若逆风(Q逆)方向风更大时,(C)臂由E1→E2向伸长,增加(C)臂力矩,抗风能力增大,争取平衡和方位姿态不变。以悬停设为参照点的各旋翼动作的功能由图(21)电路电器关联控制变量框图的电路呈现自动控制方法和设备。
77.权利要求飞吊器(1)在图(21)电路以飞控计算机K0为飞行管理核心自动控制作用下表现出受力原理可达六个维度七种飞行姿态八种控制方法呈现特征是:
一.飞吊器(1)受逆风(Q逆)作用很大,顺逆风方向飞行(E远),松弛输能牵引索(L)卷扬器,放松输能牵引索(L),副涵道旋翼(A、B、C、D)同时扭摆,(D扭)为E3→E4,(B扭)为E3→E4,(A扭摆)为E5→E6,(C扭摆)为E5→E6,动作方向,当力(F力)大于牵引索力(FL力)时F力>FL力。飞吊器受逆风和飞行空气动力向前远处飞行途中状态。
二.反之,飞吊器(1)向(E近)移动时,输能牵引索(L)在卷扬器拉力作用下FL力>F力,(E右)受力=(E左)受力时,同时(A、B、C、D)摆扭的方向与飞吊器(1)向(E远)移动的方向正好相反。是输能牵引索(L)牵引飞吊器抗逆风作业或回程飞行途中状态受力。
三.若飞吊器(1)向(E左)方向飞行时,设F力=FL力,副涵道旋翼(A、B、C、D)扭摆的角度于抗(Q右)风的角度相反,飞吊器(1)受的合力F左力<F右力。即飞吊器受左侧合力(F左力)小于受右侧合力(F右力),受右侧风力和气动力影响飞吊器(1)向左方向飞行四.若飞吊器(1)向(E右)移动时,设F力=FL力,(A、B、C、D)扭摆的角度于抗(Q左)风的角度相反,飞吊器受的合力F左力>F右力。即飞吊器受左侧合力(F左力)大于受右侧合力(F右力),受左侧风力和气动力影响飞吊器(1)向右方向飞行。
五.若飞吊器(1)受到(3上)的(ω上)和(3下)的(ω下)及(A、B、C、D)的(ωA、B、C、D)旋翼的气动合力升力F升>Fw重力飞吊器上升。即飞吊器(1)在主涵道旋翼体(5)和四副涵道旋翼体(A、B、C、D)共同水平姿态配合下,受的旋翼气动升力(F升)大于重力(Fw),飞吊器进行提吊重物作业状态,飞控计算机(Ko)指令调控各旋翼气动机构的功率输出控制变量。
六.飞吊器(1)受到(3上)的(ω上)和(3下)的(ω下)及(A、B、C、D)风扇的气动
合力升力F升<重力Fw飞吊器(1)降落。即飞吊器(1)在主涵道旋翼体(5)和四副涵道旋翼体(A、B、C、D)共同水平姿态配合下,受的旋翼气动升力(F升)小于重力(Fw),飞吊器进行提吊重物作业状态下降落或在提吊重物时用提吊绞盘器下卸载重物时,保持飞行落差平衡,飞控计算机(Ko)指令调控各旋翼气动机构的功率输出控制变量。
七.F升=Fw、F左=F右、F力=FL力时飞吊器(1)保持悬停姿态于空中飞行。
八.飞吊器(1)产生定轴性时,若选(3上)和(3下)转速不等,ω上>ω下或ω上<ω下上下旋翼角速度差值越大时,产生差动惯量,但会造成飞行姿态落差变量大。优选上下主旋
2
翼的转速不变、旋翼迎角不变,ω上=ω下、选变动 质量物半径的变化,即设变惯量系统:R
2 2 2
上>R 下、或R 上<R 下上下旋翼转动惯量的质量半径差值越大,I上≠I下上下旋翼转动惯量(I)、角动量(J)不等即:上下旋翼转动惯量不等时,所产生的转动惯量增量(差量)ΔI越大,诱导的飞吊器定轴性越大,加上同时四个副旋翼的固有定轴性是保持飞吊器稳定姿态的先决条件,在其技术特性共同作用下,所产生抗不同方向侧风和湍流转捩风的合力。飞吊器(1)的(3上)或(3下)的转速可随时调整,当在(3上)的角速度ω上>ω下的(3下)角
2
速度。(3上)转速大于(3下)转速,产生的变惯量重心偏高适合倾斜前飞但落差大。优选R
2
上>R 下、I上>I下时重心偏上以适应飞吊器(1)体倾斜姿态侧方向飞行,主涵道旋翼体(5)并呈现定轴性具有抗湍流转捩风能力。当在(3下)转速大于(3上)转速ω上<ω下同样影
2 2
响飞行落差。优选R 上<R 下、I上<I下时重心偏低以适应飞吊器(1)体水平姿态悬停飞行。
优选设置调整刚体质量物半径的改变R2上≠R2下参数方式实现产生差动变惯量,诱导主涵道旋翼5的陀螺效应的定轴性的方法。飞吊器飞控计算机(K0)预先设置(A、B、C、D)的扭摆角度和(ωA、ωB、ωC、ωD)的角速度、(J)角动量、(I)转动惯量的控制变量率参数,自动谐同将大值径涵道旋翼(5)的差动变惯量参数进行配合,以实现飞吊器(1)以悬停提吊重物为主飞行姿态的稳定性及抗湍急转捩风能力。在可克服重物负载的地球引力作用下与受的各种合力有机的谐调,实现在不同环境、气流状况下完成飞吊作业的方法和相应气动机构设置布局及装配图(20)电器电路控制变量框图配合管理操控方法的飞吊器飞行作业相应设备。
78.根据权利76、77所述飞吊器下表现出可达六个维度七种飞行姿态八种控制呈现特征是:在图(20)飞吊系统功能底盘各电器电路控制变量结构框图电路控制用主要八种控制呈现飞吊器必备的技术基本规格装置。
79.根据权利1所述飞吊器(1)系统电器与设备结构相互位置及工作方法作用分布关联特征是:(图19)呈现飞吊系统电器与设备结构相互位置及作用分布关联方法,主要有以下三大部分:[1].飞吊器系统部分、[2].控制系统部分:[3].辅助行驶系统部分组成。
80.根据权利79所述飞吊器(1)主涵道旋翼副涵道旋翼结构上电器设置及型功能类特征是:(一).内外环层主涵道旋翼体(5)上设置的电器部件:本飞吊器(1)主涵道体(5)承担了主升力,在围绕中心轴(6)上主旋翼(3上)安装驱动电动机组件(M上),下 主旋翼(3下)安装驱动电动机组件(M下),优选电力驱动,在上主旋翼(3上)轴毂内上端设变惯量系统(30喷)、(30线)、(30轴)中电磁机构(V上),下主旋翼(3下)轴毂内上端设变惯量系统(30喷)、(30线)、(30轴)中电磁机构(V下),为变惯量系统(30喷)、(30线)、(30轴)中电感发电系统提供磁力源。为了测控上主旋翼转速设传感器(X上)和下主旋翼转速传感器(X下),。配合变惯量系统(30喷)、(30线)、(30轴)在飞控计算机(K0)控制下使飞吊器(1)具有差动惯量诱导的陀螺效应定轴性,从而增加抗湍流突切变转捩风能力。为此在飞吊器(1)外环层主一涵道(H1)的四个对称方向上设置了四套传感器联合体:检测(C-D)间风速方向传感器和超声波测距器联合体(f1)、检测(A-D)间风速方向传感器和超声波测距器联合体(f2)、检测(A-B)间风速方向传感器和超声波测距器联合体(f3)、检测(B-C)间风速方向传感器和超声波测距器联合体(f4),为飞控计算机(K0)提供探测四周风速、风向和飞吊器(1)在窄小空域测距飞行提供数据,实现自动控制。在外环层主一涵道(H1)上四个对称方向的上下部位设置小副涵道旋翼(A)附近上下大气压传感器(P1)、(P2)。小副涵道旋翼(D)附近上下大气压传感器(P3)、(P4)。小副涵道旋翼(C)附近上下大气压传感器(P5)、(P6)小副涵道旋翼(B)附近上下大气压传感器(P7)、(P8)。配合上述在高空提供四个方向和上下气流压差数据,为精确控制飞行姿态抗风能力的自动飞控提供参数。在主涵道旋翼体(5)下部位设置等离子能量波发生器(89)或(197)释放能量激波等离子Z1,在中静子(12)、(13)上设电晕放电等离子能量波发生器(89)(197)释放能量激波等离子Z2。
为飞吊器(1)在恶劣环境下救生作业,防涡环和改善雷诺数提供了技术支持。飞吊器(1)需要配备有线电路飞控计算机(K0)和无线飞控器(Kw),(二余度设置)双系统确保飞吊器救生作业的正常运行的可靠性。为了飞吊器飞行姿态的自动稳定控制和方向自动调整设置控制垂直方向陀螺仪(T1)、(T2)和控制水平方向陀螺仪(T3)、(T4)。及控制飞行高度安装高度仪(h),负责六维空间信息收集。在飞吊器(1)主涵道体上安装定位仪(GPS)解决夜间远距与目标间的位差,为能远距自动导航提供参数。为能在视距内人工探找目标在飞吊器安装强光照明射灯和激光照射器精确定位瞄准专用结合体(J照)及便于昼夜操控员视觉观察探控安装光学和红外摄像器(d1、d2、d3)相结合操控员通过控制台屏幕(PN)观察进行救生作业。为了便于指挥被救者配合和指导在飞吊器(1)外接设备平台上安装了扬声器(Y)。在救生作业中为不超重专设提吊绞盘设重力传感器(P力)测控。并在外接设备平台(158)设置多向联接插座和提吊绞盘电动器(M9)。为飞吊器(1)紧急情况配电器备用电源设置了蓄电池(N)。
(二).四个副涵道旋翼体(A、B、C、D)上设置的电器部件。
四个副涵道旋翼体(A、B、C、D)承担飞吊器(1)辅助升力和方向及防涡环。为了实现这些方面职能,在相应部位设置了相关器件。
(A)标示副旋翼及涵道体结合体。
小直径副涵道旋翼体(A)设置在飞吊器(1)与操控员之间方位,由对称水平布置,与主涵道体(5)的臂伸缩节(96)、转动节(97)相连,其副涵道旋翼体(A)优选电机(MA)驱动。
优选飞吊器(1)大直径主涵道旋翼体(5)由燃气、油发动机及变速箱驱动时,小直径副涵道旋翼体(A)由电动机MA驱动的方案。副旋翼控制转速参数由传感器(A1)承担。在副涵道旋翼的弯月架(99)与副涵道圈(108)一侧安装摇摆驱动步进电机(mA1)。实现四自由度动作的摇摆动作,由摇摆位置传感器(A2)承担角度检测。在大直径主涵道体(5)外层主一涵道壁(H1)与其外壳(29)之间内安装副旋翼臂可伸缩,扭摇作动驱动步进电机复合机构体(mA2)。可实现四自由度动作的扭摇动作和伸缩动作。这些动作由伸缩位置传感器(A3)、扭摇角度位置传感器(A4)负责检测和提供位置参数。为完成四自由度动作提供数据。
(B)标示副旋翼及涵道体结合体。
小直径副涵道旋翼体(B)设置在飞吊器(1)与操控员之间的左侧方位,由对称水平布置,与主涵道体(5)的臂伸缩节96、转动节97相连,其副涵道旋翼体(B)优选电机(MB)驱动。优选飞吊器(1)大直径主涵道旋翼体(5)由燃气、油发动机及变速箱驱动时,小直径副涵道旋翼体(B)由电动机(MB)驱动的方案。副旋翼控制转速参数由传感器(B1)承担。在副涵道旋翼的弯月架(99)与副涵道圈(108)的一侧安装摇摆驱动步进电机(mA1)。实现四自由度动作的摇摆动作,由摇摆位置传感器(B2)承担角度检测。在大直径主涵道体(5)外层主一涵道壁(H1)与其外壳(29)之间内安装副旋翼臂可伸缩,扭摇作动驱动步进电机复合机构体(mB2)。可实现四自由度动作的扭摇动作和伸缩动作。这些动作由伸缩位置传感器(B3)及扭摇角度位置传感器(B4)负责检测和提供位置参数。为完成四自由度动作提供数据。
(C)标示副旋翼及涵道体结合体。
小直径副涵道旋翼体(C)设置在飞吊器(1)与操控员之间对面方位,由对称水平布置,与主涵道体(5)臂的伸缩节(96)、转动节(97)相连,其副涵道旋翼体(C)优选电机(MC)驱动。优选飞吊器(1)大直径主涵道旋翼体(5)由燃气、油发动机及变速箱驱动时,小直径副涵道旋翼体(C)由电动机(MC)驱动的方案。副旋翼控制转速参数由传感器(C1)承担。在副涵道旋翼的弯月架(99)与副涵道圈(108)的一侧安装摇摆驱动步进电机(mC1)。实现四自由度动作的摇摆动作,由摇摆位置传感器(C2)承担角度检测。在大直径主涵道体(5)外环层主一涵道(H1)壁与其外壳(29)之间内安装副旋翼臂可伸缩,扭摇作动驱动步进电机复合机构体(mC2)。可实现四自由度动作的扭摇动作和伸缩动作。这些动作由伸缩位置传感器(C3)及扭摇角度位置传感器(C4)负责检测和提供位置参数。为完成四自由度动作提供数据。
(D)标示副旋翼及涵道体结合体。
小直径副涵道旋翼体(D)设置飞吊器(1)与操控员之间的右侧方位,由对称水平 布置,与主涵道体(5)臂的伸缩节(96)、转动节(97)相连,其副涵道旋翼体(D)优选电机(MD)驱动。优选飞吊器(1)大直径主涵道旋翼体(5)由燃气、油发动机及变速箱驱动时,小直径副涵道旋翼体(D)由电动机(MD)驱动的方案。副旋翼转速控制参数由传感器D1承担。在副涵道旋翼的半弯月架(99)与副涵道圈(108)的一侧安装摇摆驱动步进电机(mp1)。实现四自由度动作的摇摆动作,由摇摆位置传感器(D2)承担角度检测参数精确测控。在大直径主涵道体(5)外环层主一涵道壁(H1)与其外壳(29)之间内安装副旋翼臂可伸缩,扭摇作动驱动步进电机复合机构体(mD2)。可实现四自由度动作的扭摇动作和伸缩动作。这些动作由伸缩位置传感器(D3)及扭摇角度位置传感器(D4)负责检测和提供位置参数。为完成四自由度动作提供数据。
(三)起落架及提吊绞盘系统及功能底盘行驶系统:
飞吊器(1)主涵道体(5)下端与下静子(8)结连处设置了四个起落架,在此架内安装蜗轮轴升降系统配有驱动电机(M1M2M3M4),其设升降高低传感器(X1X2X3X4)提供检测升降高度。并设行走驱动电机(M5M6M7M8)直驱轮。起到辅助落驻点移动作用。在飞吊器(1)救生作业时外配专业提吊电动绞盘器电动机(M9)为提吊作业提供驱动力。配行驶系统。
81.根据权利79所述[2]飞吊器控制系统部分结构上电器设置及型类特征是:飞吊器(1)的控制是由输能牵引索(L)提供能源和信号总线及辅助飞行牵拽力,主要承担电力,或燃料能源输送和牵引力,其伺服系统的输能牵引索卷扬器的驱动力电机(M10)承担牵力。
卷扬器上装转换器连输能牵引索(L)设长度和牵力传感器(X5)为其功能实现正常工作提供参数,卷扬器连的输能牵引索(L)长度和牵力传感器的传导数据是由信号线(Xn4)与控制台建立全控关系。
飞吊器的作业动作是由控制台和中心计算机(K1)负责,在中心控制台上设有救援作业动能系统总开关(K)负责总系统启动。
飞吊器(1)上提吊绞盘提吊索钩升降由提吊控制手柄(K3)负责,手柄(K2)负责飞吊器(1)飞行方向控制。操作钮(K4)负责飞吊器和其它电器工作功能开关转换。飞吊器(1)上设有扬声器(Y)是与控制台设的麦克风(MK)建立有线和无线语音系统,并通过控制台屏幕(PN)观察,完成救生的语音勾通和配合指挥的语音系统。飞吊系统的电力是由发电机(N1),控制室蓄电池组(N2)。外插电源系统(N3)共同负责,并由发电机和备用电源电池组自动控制和手动控制转换器(K8)进自动转换和选择。控制台与发电机间控制信号线(Xn2)负责对发电机的控制,控制台与发电机电池组之间转换器(K8)控制的信号线(Xn3)。飞吊器输能牵引索(L)控制总线端头设有光纤信号的光电转换器(G0)、输能牵引索(L)控制总线中设有阳极电力导线(y+)和阴极电力导线(y-)及光纤信号线(y0)承担与飞吊器(1)的作业是功能的调控和管理。
82.根据权利79所述[3]飞吊器系统功能盘辅助行驶系统部分结构上电器设置及型类特征是:飞吊器(1)系统控制台(K1)功能盘设有近距行驶糸统的操控手柄(K5)、和(K4)转换开关负责(K5)转换成负责前进或倒车控制或再设方向盘控制方向,在行驶底盘安装有可变速单独驱动电动机(M01、M02、M03、M04)车轮其电力和控制线(Xn10)。并设有停驶稳定糸统的刹车(Sa)及控制线(Xn5)。在行驶底盘停驶时设有电磁吸附 器(CI1、CI2、CI3、CI4)控制线(Xn8)及液压支承稳定柱(ya1、ya2、ya3、ya4)系统及控制线(Xn9)。飞吊器(1)系统功能底盘辅助动作设有控制台(K1)与功能底盘直线位移和转动的控制器(K7)间连有控制信号线(Xn1)、功能部件底盘作直线移动、转动、液压、电磁吸附器、行驶控制都由转换器(K7)负责中转,功能盘直线位移位置由传感器(X6、X7、X8)和控制线(Xn7)负责,功能盘(360°)度转动角度位置由传感器(X9、X10、X11、X12)和控制线(Xn6)负责,功能盘直线位移驱动由电机(M11)承担。功能盘(360°)度转动驱动由电机(M12)承担。
83.权利要求飞吊器(1)系统电路控制变量率特征是:为图20飞吊系统功能底盘各电器电路控制变量结构示意框图,代表飞吊器系统的电路控制工作方法的实现表达。飞吊糸统电器电路控制变量框图及电器关联工作过程及原理是:当系统启动后,所有动作以及信号流向特征是当控制室人员按下K电源总开关后,开关接通主电源,各个设备启动,自检结束后待机,此时可以进行各种操作。1.当系统进入待机状态后,控制室操作员上推飞吊器手柄:控制方向手柄(K2)、控制升降手柄(K5)。飞吊器主旋翼和四副旋翼根据手柄(K5)推的大小自动控制转速。当上推起飞手柄(K5)后,手柄下面的滑动变阻器向上滑动,变阻器输出电压值由零增加(Δu),最大增至(48V)控制器电源为(48V)此电压通过模数转换(AD)转换为(10bit)数字信号,数字信号通过电光/光电转换器转换为光信号,光信号通过光纤(yo)传输至飞吊器,安装于飞吊器上的电光/光电转换器将光信号重新转换为电信号,电信号通过总线到达飞吊器控制计算机(K1),计算机根据此数字信息,即可以控制飞吊器主/副旋翼转速。飞控计算机(Ko)将根据光纤传输的控制手柄数据产生与此数据相关联,按照一定控制率(PID)频率为(5KHZ)、峰值为(12V)一定脉冲宽度的(PWM)信号,此(PWM)信号控制控制开关管的闭合时间,从而控制主副旋翼电机转速,此时所有传感器准备就绪,开始工作,当手柄(K5)推角度越大,则输出电压信号越强,经过光纤传输至飞控计算机上数据值越大,则产生的(PWM)信号占空比(σ)愈大,(σ)越大,则由(PWM)信号控制的驱动门开的时间就越长,因此,加于电机两端电压有效值越大,因此旋翼(M上)、(M下)转速就越高。当旋翼转速达到起飞初值后,控制室操作员按下飞吊器锁开关(K4),地面控制器发送一高电平信号至飞吊器锁控制器,飞吊器锁电磁铁消磁,飞吊器开始起飞。随着飞吊器的升高,卷扬器电机(M10)逆时针旋转将缆索送出,缆索和电力缆/控制光纤总线(L)随飞吊器被拉升至空中。
2.飞吊器飞行控制中电路的变量:
主旋翼(M上)、(M下)启动后,旋翼转速传感器(X上)、(X下)检测两主旋翼转速。转速传感器选择为非接触式的霍尔元件传感器,霍尔转速传感器产生峰值为(48V)的正脉冲,此脉冲信号通过传感器内部的处理电路将脉冲信号的周期/频率进行测量,输出(1)字节转速数据信息,数据信息通过信息标头标示(表征为转速信息)至总线,由总线传输至飞控计算机。实现速度实时反馈,根据实时速度信息, 调整控制器输出的(PWM)信号占空比(σ),从而将速度稳定在误差允许范围内。控制转速采用比较成熟的(PID)控制,(PID)控制是将误差信息进行放大,微分和积分处理得到控制数据。实际转速为(nr),控制室手柄位置信息通过飞吊器中的控制计算机解析后理论转速为(n),因此转速误差(e=n-nr),控制量输出为[w=P(e[i]+I(∑e[i])+D(e[i]-e[i-1]))],此控制量累加于控制PWM信号占空比(σ)的调制量(W)中,当实际转速超过理论控制速度时,(e[i])为负值,叠加于(W)后,(W)值减小,因此输出(PWM)信号占空比(σ)减小,驱动门开启时间减小,从而旋翼电动机两端电压有效值减小,转速降低;相反,当实际转速低于理论值时,(PWM)信号占空比(σ)增大,驱动门开通时间增长,旋翼电动机两端电压有效值增加,从而增加转速,仅考量转速,没有加入任何其他形式的变量。以上分析为简单的速度闭环控制,此种情况没有加入其它干扰,当有风干扰以及涡流时候控制分析如下。大气压计(P)、风速/风向传感器(F)输出的模拟量通过自带的(AD)转换器转换后,将模拟量转换为数字量,加入数据标头后方便于飞吊器控制器读取,飞行状态控制陀螺仪(T1、T2、T3、T4)直接输出数字信号通过(RS485)总线传输至飞控计算机(Ko)。(16)位气压、风速、陀螺仪数据被飞控计算机读取后,飞控计算机得知当前飞行状态,以及是否产生涡流现象。气压值、风速、旋翼转速、飞行姿态等信息,除了每部分进行相应(PID)算法后,进行数据的融合,每种传感器量分配一定权重,占用控制主副旋翼(PWM)信号的部分权重,某部分失效后、或者某种传感器数值超出此权重范围值、权重值自动增减,通过权重分配,将几种飞行控制信息融合后,叠加于控制PWM信号占空比(σ)变化的直接控制量(W上、W下、WA、WB、WC、WD);当风速超出某范围后,飞控计算机向变惯量液电磁阀控制器(V上)、(V下)发送高电平,开启惯量液电磁阀,惯量液被抽入主旋翼涵圈内,增加转动惯量,同时保持主旋翼(M上)(M下)转速,以产生陀螺效应之定轴性、章动性、进动性的三性。虽然陀螺效应的章动性被同轴正反向转动旋翼结构克服,但是进动性仍然存在,需要利用小直径四副涵道旋翼(A、B、C、D)进行有节奏的对称的扭摇摆四自由度方向调节控制。使飞吊器不至于转动力矩的不平衡而导致飞吊器旋转。由于产生上下主旋翼转动差动惯量诱导的陀螺效应的定轴性。赋予了飞吊器瞬间抗突变湍流转捩风、湍急侧风的能力。此时的控制方式与无风状态下的控制方式不同,各个传感器数据权重不同,风速值权重要比正常无风状态下权重大些。当飞吊器垂直起飞或降落时或飞行中空气湿度大等气候因素雷诺数太低时,或两主旋翼上下气压传感器检测值满足涡环先兆流时,飞控计算机适当加重气压计权重值,同时,飞控计算机向能量波发生器(Z)发送高电平脉冲信号,打开能量波发生器,产生等离子能量波。改善空气动力的雷诺数的环境条件,或预防涡环,从而消除涡环现象的先兆流。四副涵道旋翼(A、B、C、D)由飞控计算机自动控制,地面操作室右手柄 控制飞行方向,亦即部分改变四副旋翼状态,四副旋翼主要控制方式由飞控计算机控制,飞控计算机通过当前飞行姿态,是否有突变转捩湍流风冲击,是否有涡环流等现象对四副旋翼进行实时控制,在无转捩湍流风,无涡环流时,四副旋翼主要控制飞吊器飞行方向,亦即主要控制率为(PID)控制,控制量(WA、WB、WC、WD)基本相等,风速信息、涡流信息被检测到以后,由于飞吊器转动差动惯量很大,本身也具有飞行运动惯性的因素,因此飞行状态不会马上改变,而此时四副旋翼(A、B、C、D)就已经根据传感器检测的状态实施控制动作,从而相对于实际控制具有一定的超前性。飞吊器安装的高度信息、旋翼转速信息、气压信息等除了被用于飞行姿态控制,同时通过光纤传输至控制台,控制计算机将数据读取后,进行与主控计算机中的模版数据做为参照样版数据进行调整飞吊器中飞控中心计算机工作飞行姿态。
同时发送至相应的仪表进行显示。
3.飞吊器作业电路变量:
当飞吊器(1)飞至作业现场上空域后,打开随机光学摄像机(d1-d3),夜间改开红外摄像机,拍摄情况,由操作员协助,按下(K4),信号通过光纤传输至飞控计算机(Ko),飞控计算机发出四路脉冲信号,由提吊手柄(K3)作用于提吊绞盘器(M9)释放提吊索下降落作业工具的高度,此时工具底部四角的超声波高度传感器给出信号工具近现场状态。飞吊器平稳悬停侍作业成功后。飞吊器启动向上方和前移飞行时,中心计算机(K1)和飞控计算机(K0)配合控制飞吊器(1)及提吊绞盘(M9)的提索长度,由其控制工具始终离现场适当升高度以实际现场的起浮面高度由操控员在控制台上控制高度保持随现场高度变化吊运回驻点上空悬停飞行卸载后,再由飞吊器降落存放仓。
4.飞吊器降落电路变量调控:
飞吊器旋翼转速降低,飞吊器降落,当飞吊器降落时其姿态陀螺仪(T)感应到飞吊器不平衡,则控制相应的起落架升降步进电机动作,使飞吊器平稳降落,同时可以适应降落不平的状态。飞吊器悬停飞行,提吊绞盘释效或收索飞行的配合。完成图(20)飞吊系统控制变量框图和图(19)电器电路关联工作过程原理方法和相应设备电器电路本方案。
84.根据权利1所述飞吊器(1)其优选燃油发动机(226)特征是:在以大直径多环层主涵道共轴上下正反旋转旋翼体5做为中央主涵道旋翼主升力气动系统承担主升力。其在下端装配燃油发动机(226)和减速变速机构(230)并连发电机(224、225)及自带油箱。在多环层主涵道周围同水平对称布置多个以上小直径副涵道单轴单旋翼(A)、(B)、(C)、(D)。
在其连接臂(97)、(96)可伸缩扭摇摆能做四自由度动作,承担辅助升力和强化的方向和姿态控制,其由电机驱动。选用无线摇控飞行,执行超过输能牵引索(L)长度的作业方案。
85.根据权利1所述飞吊器(1)其优选特征是:气动机构和布局设置方案包含了弧立风扇机、涵道风扇机、弧立旋翼机、涵道旋翼机、弧立螺旋浆机、涵道螺旋浆机。由其如(图
0-6、0-4、0-3、0-2)机型中的单轴或共轴的单、双上下旋翼。能够实现悬停飞行的涵道式或非涵道式的旋翼、风扇、螺旋浆式飞行器,并选用本案所涉公开的技术方法和设备。这里描述旋翼定义为:螺旋浆、旋翼、风扇、涵圈风扇、涵圈旋翼、涵圈螺旋浆的总称,所涉的优选气动结构的组合搭配和气动任务分配及所配本方案功能技术设置及构件。
[技术领域]
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