技术领域
[0001] 本
发明涉及航空领域，具体涉及碟形
飞行器的制造技术领域。
背景技术
[0002] 根据近年来披露的资料显示，在第二次世界大战期间，纳粹德国就秘密研制碟形飞行器，并且已经制作出能够飞行的样机“别隆采圆盘”。
[0003] 二战结束后，美国人根据缴获的纳粹飞碟制造技术资料，陆续制造出了多种碟形飞行器。比较著名的有V-173螺旋桨动
力飞行器；另外还有采用涡扇
发动机作为动力的AVROCAR。
[0004] 1955年，美国希尔公司研制了一个称为VZ-1飞台的碟形飞行器，飞行时速为24公里。
[0005] 1980年，美国摩尔公司研制了一种涵道
风扇的双座XM-4飞盘，4台发动机驱动8台涵道风扇向下喷气，产生升力。
[0006] 1987年，美国西科斯基公司着手研制共轴旋翼的碟形飞行器，两副旋翼共轴，两副旋翼彼此反向旋转。动力装置可以选用燃气
涡轮机、
汽油机或
电动机。
[0007] 美国还研制了一种固定盘形翼的碟形飞行器，它的径向剖面呈机翼形，能产生升力。还有一种旋转环翼的碟形飞行器，它的环翼是旋转的，能使飞行更加稳定。
[0008] 2008年7月，中国的哈尔滨盛世特种飞行器有限公司研制一款无人驾驶的小型碟形飞行器。
[0009] 上述碟形飞行器，存在以下问题：
[0010] 1、圆盘尺寸太小。由于驱动力来源于飞行器的中心部位，
转动惯量小，当圆盘的尺寸增加，
载荷较大时，靠
转轴输出的驱动效率偏低，
扭矩过大很容易导致转轴断裂。中国哈尔滨公司制造的无人驾驶的碟形飞行器，直径才1.2米。
[0011] 2、
机舱体积小，不能装载更多的载荷。
[0012] 3、速度慢，高度低。和
直升机没有什么区别，没有发挥圆盘自身的优点，算不上真正意义上的碟形飞行器。美国一家公司研制的碟形飞行器的飞行速度最高可达每小时100英里(约161公里)，离地高度可以达到大约3米左右，它的动力来自于安装在
机身上的8个可旋转引擎，每次可供2人搭乘。
[0013] 4、垂直机动性能差，不能隐形。飞行器无法进行垂直跃升的机动，发动机喷出的高温气体易被红外探测设备探测，无法隐身。
发明内容
[0014] 针对现有碟形飞行器制造技术所存在的上述问题，本发明提供一种大型高速隐形飞碟和两种无烟无火发动机。
[0015] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0016] 一种大型高速隐形飞碟和两种无烟无火发动机，这种飞碟由机舱和围绕机舱旋转的圆盘组成，二者通过推力球
轴承相互转动。机舱包括
驾驶舱、乘员舱、设备舱、和进气道部分；圆盘包括盘形机翼、旋转发动机。旋转发动机共有4个，均匀安装在圆盘边缘的下面；旋转发动机吸入空气，与
水混合后通过
喷嘴水平喷射，产生的
反冲力使圆盘高速旋转；圆盘旋转产生向上的升力，并产生陀螺效应保持飞行的稳定；安装在设备舱内的矢量发动机从进气道吸入大量空气，导致乘员舱上部的空气压力急剧下降，出现
真空区，圆盘上下表面的气压差增大，从而产生巨大的升力；吸入的空气被压缩成高压气体，经矢量喷管向外喷射；矢量喷管的方向和
角度可调，产生不同方向的推力，实现飞碟的机动飞行。
[0017] 如上所述的飞碟，驾驶舱位于顶端，内部安装控制台，通过红外探测和接收装置控制旋转发动机的启动、
加速、减速和停车；通过
电缆控制安装在底部设备舱的柴油发
电机组、矢量发动机和起落装置；操纵不同的控制按钮和
手柄，实现飞碟的
起飞、上升、平飞、转向、
悬停和降落。
[0018] 如上所述的飞碟，乘员舱位于驾驶舱的下方，并与驾驶舱固定连接，在乘员舱外壁制造了一圈的进气孔，通过进气道分别与设备舱内的柴油
发电机组和8个抽风机的进气
阀相接；乘员舱的下端面制造了环形凸缘，用来与下方的圆盘通过推力球轴承结合。
[0019] 如上所述的飞碟，圆盘位于乘员舱的下方，安装在乘员舱和设备舱之间；盘形机翼由
轮毂、
叶片和
钢圈连接而成；轮毂中空，其上表面制造了环形凹槽，用来放置推力球轴承；推力球轴承的下圈与凹槽挤紧，上圈与乘员舱的凸缘固定连接，上圈与下圈通过滚珠
接触，滚珠被
保持架定位；轮毂的下表面制造了环形凸缘，用来实现与下方的设备舱推力球轴承连接，使圆盘高速转动时安静且顺畅。
[0020] 如上所述的飞碟，设备舱位于圆盘的下方，与乘员舱连接为一体；设备舱内安装8台矢量发动机、2台柴油机发电机组和1套起落装置；设备舱的上端面制造了环形凹槽，用来放置推力球轴承；轴承的下圈与凹槽挤紧，上圈与圆盘的轮毂的环形凸缘固定连接，用来实现与上方圆盘的推力球轴承连接；在设备舱外对称安装4副固定翼面，圆盘旋转产生的下旋气流作用在固定翼面上，用来消除机舱的反转；设备舱外对称安装4支红外发射器，方向对准安装在圆盘下方的旋转发动机的红外接收
控制器。
[0021] 所述盘形机翼，可视为一副旋翼转动一周的轨迹，其叶片一端与轮毂轴孔连接，另一端与钢圈轴孔连接的方式，多个叶片依次叠压，并与水平面均形成一个仰角，叶片的转动由
舵机控制，当盘形机翼旋转时，叶片对空气产生向下的作用力，空气则对叶片产生向上的反作用力，这和直升机的空
气动力原理相同；当飞碟升空后，盘形机翼的转速下降至一定数值时，可通过舵机转动叶片至水平角度，叶片之间密封无缝隙，以保证飞碟不会突然
失速坠落。
[0022] 所述旋转发动机，包括汽油机、
活塞泵、油箱、水箱、红外接收控制器和水平喷嘴；旋转发动机以水和空气为工质，利用
喷雾器的原理，吸入空气，在排气过程中因高流速出现低压效应，自动抽水，空气和水混合后通过安装在圆盘边缘的喷嘴喷射；喷嘴喷射的方向与圆盘的边缘水平相切，产生的反冲力形成一个相对圆盘中心的力矩，使圆盘加速旋转。
[0023] 旋转发动机的基本工作过程是：
[0024] 1.控制台发出“启动旋转发动机”的指令，红外接收控制器接通汽油机的
火花塞电路，启动汽油机。
[0025] 2.汽油机带动
活塞泵工作，活塞作往复运动，吸入空气，再排出空气。
[0026] 3.排气管路由粗变细，空气流速加大。
[0027] 4.在排气管路的末端附近，连接着一根插入水箱的吸管；排气管路的空气流动，导致空气压力降低，水箱中的水沿着吸管进入排气管路，和排出的空气混合在一起。
[0028] 5.水和空气的混合
流体进入高压喷嘴，沿圆盘的边缘水平方向喷出，产生的反冲力使圆盘旋转起来。
[0029] 6.当飞碟获得的升力大于起飞重量后，飞碟垂直上升；到一定高度，控制台通过4支红外发射器发出“旋转发动机减速”的指令，红外接收控制器接通汽油机的
油门控制电路，供油量减小，圆盘不再加速旋转，转速趋向稳定；当控制台发出“旋转发动机停车”的指令之后，圆盘因具有较大的转动惯量，依然能够保持长时间的旋转，以保证飞行的稳定。
[0030] 旋转发动机实质是一台喷雾发动机。根据冲力的计算公式，冲力F＝MV/T，F与M成正比。M是排出流体的
质量，与流体的
密度和体积成正比。由于空气的密度远小于水，在相同的体积、速度V和时间T的条件下，单纯的喷气产生的反冲力也远小于喷水产生的反冲力。若单纯地喷水，则需要安装大容量的水箱和水泵，增加了起飞重量和圆盘承受的载荷。水和空气的结合可以消除二者的缺点，即使水箱的水耗尽之后，喷气产生的反冲力可以克服圆盘和空气之间的
摩擦力，保持圆盘具有一定的转速。
[0031] 所述矢量发动机，由电动机、抽风机、空气
压缩机和矢量喷管组成，均匀安装在设备舱底部外缘的
位置；矢量发动机由电动机驱动，以空气为工质；抽风机从进气道吸入的大量空气，通过排气阀进入空气压缩机；空气压缩机将空气压缩成高压气体；高压气体以较高的流速通过
不锈钢软管进入矢量喷管；矢量喷管设计成拉瓦尔喷管形状，起到加速作用，使高压气体以超音速的速度向外喷射。
[0032] 所述矢量喷管，其前部与一个不锈钢软管密封联接，喷管可以在一个竖直平面内进行0～90度的自由转动；根据控制台的操纵，转向机构随时可以调整喷管的方向和角度，既可垂直向下，产生向上的推力；又可水平向外，产生水平方向的推力，实现飞行器的机动飞行。
[0033] 矢量喷管技术是现代飞机发动机发展的一项新技术，世界上只有美国和俄国掌握。由于喷管喷出的是高温、高速气体，若要调整喷射的方向、角度，难度极大。本发明的矢量发动机喷管喷出的是低温冷气，利用软管可随意弯曲的特点，就可以实现适量喷管技术所达到的目的。
[0034] 所述起落装置，采用
汽车起重机的液压支腿系统，由4个支腿和液压机构组成。4个支腿均匀安装在设备舱下方的外面，与4个固定翼面相间。飞行时，4个支腿竖直收起；降落时，在液压机构的推动下，支腿向下转动，直到与地面垂直接触。
[0035] 矢量发动机的基本工作过程是：
[0036] 1.控制台发出“系统启动”的指令，柴油发电机组启动，向整个飞碟系统供电。
[0037] 2.“启动抽风机”，8台抽风机同时工作，大量的空气通过进气道被抽入，导致飞碟上方的空气压力急剧下降，接近真空；圆盘上下表面的压力差增大，加上圆盘旋转产生的压力差，大于飞碟起飞的重量时，飞碟垂直上升，离开地面。
[0038] 3.“启动空气压缩机”，4台空气压缩机对抽风机排出的空气进行压缩，达到一定压力后，高压气体冲开限压阀，通过不锈钢软管进入矢量喷管。
[0039] 4.矢量喷管的形状是首尾粗，中间细，好比两个圆锥体的尖端
焊接在一起，中间最细的部位称为临界截面；在临界截面以前，管道由粗变细，气体在流动中受到进一步的压缩，流速加快；到达临界截面时达到音速，管道由细变粗，气体以超过音速的速度排出。
[0040] 5.控制台的操纵手柄，以“向上”为起始位置，所有8个矢量喷管竖直向下喷气，飞碟垂直跃升；飞碟升到一定高度，转向“向前平飞”时，转向机构将后面的3个矢量喷管的角度转90度，推到水平方向；反之，转向“向后平飞”时，转向机构将前面的3个矢量喷管的角度转90度，推到水平方向；在平飞状态下，需要“左转”时，转向机构将右面的3个矢量喷管的角度转90度，推到水平方向；需要“右转”时，转向机构将左面的3个矢量喷管的角度转90度，推到水平方向；需要“悬停”时，所有8个矢量喷管竖直向下，减少空气压缩机的排气量，使飞碟的升力与重量平衡；需要“降落”时，不断减少空气压缩机的排气量，直到关闭所有的矢量喷管，靠抽真空和圆盘的旋转，稳定飞碟的下落状态，直到接近地面着陆。
[0041] 本发明的优点是：
[0042] (1)使用以水或空气为工质的发动机，无烟无火，具有隐形功能。
[0043] (2)旋转的驱动力置于圆盘的外缘位置，圆盘的尺寸越大，产生的旋转力矩越大，圆盘因此可以做得很大，载荷量随之大大增加。
[0044] (3)飞碟在垂直方向上获得了圆盘旋转产生的上升力、大流量抽真空产生向上的压力和矢量喷管产生的推力，大大提高了起飞重量和垂直机动性能。
[0045] (4)采用矢量发动机，喷管向不同的方向喷气又可以提升飞行的速度和机动性。
[0046] (5)工作原理简单，制造技术工艺成熟，现实可行，能够实现飞碟的大尺寸、大载荷、高速和隐形的目的。
附图说明
[0047] 图1是本发明的
实施例1的总体结构示意图。
[0048] 图2是图1的A--A纵剖面局部构造示意图。
[0049] 图3是本发明的盘形机翼的俯视示意图。
[0050] 图4是本发明的矢量喷管的结构示意图。
[0051] 图5是本发明的矢量喷管的分布示意图。
[0052] 图6是本发明的旋转发动机喷雾原理示意图。
具体实施方式
[0053] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0054] 图1是本发明飞碟的正视图，如图所示，飞碟是由驾驶舱1001、乘员舱1002、盘形机翼1003、设备舱1004、固定翼面1005、红外发射器1006、矢量发动机1007、起落装置1008、旋转发动机1009、等所构成。
[0055] 图2是本发明实施例的纵剖面局部构造示意图，显示机舱和盘形机翼通过推力球轴承实现滚动接触的内部状况，如图所示，乘员舱壁2001、进气孔2002、环形凸缘2003、推力球轴承上圈2004、推力球轴承钢球2005、叶片2006、推力球轴承下圈2007、轮毂环形凸缘2008、下推力球轴承2009、设备舱环形凹槽2010、轮毂2011、轮毂环形凹槽2012、进气道2013。
[0056] 图3中，盘形机翼1003由轮毂2011、叶片2006和钢圈3001组成，轮毂2011包括上端面3002、环形凹槽2012、圆孔3003。
[0057] 图4中，矢量喷管5001由不锈钢软管4001、收缩锥4002、临界截面4003、扩张锥4004组成。
[0058] 图5中，8个矢量喷管5001对称分布在设备舱1004底部的边缘位置。
[0059] 图6中，钢筒6001、活塞6002、排气管6003、吸管6004、喷嘴6005、水箱6006、
活塞杆6007。
[0060] 所述的驾驶舱1001位于整个飞碟的顶端，外部形状为半个球面，由高强度的透明玻璃制成，拥有360度的
视野空间，便于全方位的观察和搜索，内部安装驾驶和控制设备。
[0061] 所述的乘员舱1002位于驾驶舱1001的下方，圆台形状，如图2所示；在舱壁2001上制造了一圈进气孔2002，并与进气道2013相连，舱底的下端面制造了环形凸缘2003，并与推力球轴承的上圈2004焊接在一起。
[0062] 所述的盘形机翼1003位于乘员舱1002的下方，如图2所示；轮毂2011的上端面制造了环形凹槽2012，其尺寸与乘员舱1002的环形凸缘2003相配合，环形凹槽2012内嵌入推力球轴承的下圈2007，并与凹槽挤紧，使乘员舱1002和盘形机翼1003实现滚动接触；轮毂2011的下表面制造了环形凸缘2008，与推力球轴承2009的上圈焊接，推力球轴承2009嵌入设备舱上端面的环形凹槽2010内，使盘形机翼与设备舱实现了滚动接触，使圆盘高速转动时安静且顺畅。
[0063] 所述的旋转发动机9共有4个，对称安装在盘形机翼边缘的下面；旋转发动机由汽油机、活塞泵、油箱、水箱、红外接收控制器和水平喷嘴组成；如图6所示，汽油机带动活塞泵工作，活塞杆6007推动活塞6002在钢筒6001内往复运动，吸入空气，再排入排气管6003；排气管6003是一个收缩管，对气流起到加速作用；根据喷雾器的原理，在排气过程中因高流速出现低压效应，通过吸管6004自动从水箱6006中抽水，空气和水混合后通过安装在圆盘边缘的喷嘴6005喷射；喷嘴喷射的方向与圆盘的边缘水平相切，产生的反冲力形成一个相对圆盘中心的力矩，使盘形机翼1003加速旋转；采用无线控
制模式，通过安装在设备舱1004外面的4支红外发射器1006控制旋转发动机1009，使旋转的圆盘成为一个相对独立的运行系统，以简化制造、安装工艺；红外接收控制器采用联动工作模式，只要其中一个收到红外控制
信号，就可通过信号线传递到其余3个控制器，对4部汽油机实行同步控制。
[0064] 由于飞碟的结构高度对称，其
重心位于盘形机翼1003的中心部位，在飞行状态下机翼获得的升力作用在圆盘半径的中点附近，盘形机翼会受到一个相对于中心竖直向上的力矩，使盘形机翼向上弯曲
变形。旋转发动机的重量虽然增加了盘形机翼的载荷，却会产生一个相对于中心竖直向下的力矩，可以抵消一部分向上的力矩，减少了盘形机翼的上翘变形，增加了盘形机翼的使用寿命。
[0065] 所述的设备舱1004位于盘形机翼1003的下方，如图2所示，与乘员舱1002连接为一体；设备舱内安装8台矢量发动机、2台柴油机发电机组和1套起落装置；设备舱的上端面制造了环形凹槽2010，其尺寸与盘形机翼1003的环形凸缘2008相配合；环形凹槽2010内嵌入推力球轴承2009；轴承的下圈与凹槽挤紧，上圈与圆盘的轮毂的环形凸缘2008固定连接，用来实现与上方圆盘的推力球轴承连接；在设备舱1004外对称安装4副固定翼面1005，用来消除机舱的反转；设备舱外对称安装4支红外发射器1006，方向对准安装在圆盘下方的旋转发动机1009的红外接收控制器。
[0066] 所述矢量发动机1007，包括电动机、抽风机、空气压缩机和矢量喷管，共计8台，对称安装在设备舱1004的底部，如图5所示；抽风机选用大流量、高
负压风机，由电动机驱动，通过进气道2013从乘员舱的进气孔2002吸入大量空气，导致乘员舱上部的空气压力急剧下降，出现真空区，使得圆盘上下表面的气压差增大，下面气压大，上面气压小，从而产生巨大的升力；吸入的空气通过抽风机的排气阀进入空气压缩机；空气压缩机将空气压缩成高压气体，到一定压力后，气体通过不锈钢软管进入矢量喷管5001；矢量喷管设计成拉瓦尔喷管形状，对高压气体起到加速作用，使气体以超音速的速度向外喷射，增大反冲力。
[0067] 所述矢量喷管5001，如图4所示，其前部与一个不锈钢软管4001密封联接，喷管可以在一个竖直平面内进行0～90度的自由转动；喷管采用拉瓦尔喷管，前部为一个收缩锥4002，对低速气体压缩加速，后部为一个扩张锥4004，对高速气体膨胀加速，中间结合部为临界截面4003；根据控制台的操纵，转向机构随时可以调整喷管的方向和角度，如图5所示，既可垂直向下，产生向上的推力；又可水平向外，产生水平方向的推力，实现飞行器的机动飞行。
[0068] 所述的固定翼面1005，形状如梯形，共计4个；当圆盘旋转时，根据动量守恒定律，机舱会出现反方向旋转；同时，旋转的圆盘会产生强烈的下旋气流，其方向与机舱转动方向相反，作用在固定翼面1005上，就可以制止机舱的反转。
[0069] 所述的起落装置1008，采用汽车起重机的液压支腿系统，结构简单，易于操作。支腿共计4个，对称安装在设备舱下方的外面，与4个固定翼面1005相间，以避免相互影响。飞碟起飞后，4个支腿竖直收起；飞碟降落时，在舱内的液压机构的推动下，支腿向下转动，直到与地面垂直接触；支腿上悬挂一张活动平板，以增大与地面的接触面积，保证飞行器着陆安全。
