凹顶飞机制造技术

本发明专利技术属于利用旋转的叶片驱动的飞行器。其特征是在该飞行器上部利用聚风碗构建一个凹陷区，在凹陷区的底部有多个风洞，在每个风洞中有一个高速电扇，高速电扇将凹陷区的空气快速排出到该飞行器的底部和侧面，使该飞行器既可以从高速电扇的叶片上获取升力及动力，还可以利用飞行器上下两面的气压差来获取升力及动力，因此本发明专利技术的动力较大，能源利用效率较高，本发明专利技术中实施例由聚风碗、驾驶室、飞行控制系统和电池管理系统所构成。

Concave-top aircraft

【技术实现步骤摘要】
凹顶飞机
本专利技术属于利用旋转的叶片驱动的飞行器。
技术介绍
轻巧、灵活和节能的低空低速飞机将是大众个人飞机的发展方向，但当前出现的一些个人飞机占地面积大功耗大效率低，续航能力差，使用费用昂贵，难以向大众推广使用，为向大众推出适合大众使用的个人飞机，特提出本专利技术。
技术实现思路
参见图1至图4，这就是本专利技术中的凹顶飞机，从侧面看，该飞机就像一个底部被拉伸的碗。该飞机由聚风碗、驾驶室、飞行控制系统和电池管理系统所构成。该飞机是一个顶部凹陷的飞机，因此本专利技术被称为凹顶飞机。前面所述：聚风碗(参见图5至图8)由喇叭筒11、环形板12和中心盖13这三者所构成，且喇叭筒11是上部向外倾斜的筒子，且喇叭筒11、环形板12和中心盖13这三者在聚风碗的内部共同构成一个上部向外倾斜的凹陷区，环形板12的外缘与喇叭筒11的内表面相贯，且环形板12的表面有多个风洞18，且这些风洞18一直延伸到喇叭筒11的下部的外表面，这些风洞18的内表面光滑,在这些风洞18中有高速电扇2(参见图1和图9)。凹顶飞机低速飞行时，聚风碗阻挡周围的空气快速进入凹陷区并有利于加快上方的空气快速流入风洞18，迫使该凹顶飞机上方空间更多的空气流入风洞18，这样使聚风碗内表面的气压明显低于聚风碗外表面的气压从而使聚风碗因气压差产生升力，同时高速电扇2因高速旋转驱动空气从风洞18向下流出也获得升力。因为上述两个原因使凹顶飞机除了能从高速电扇2的叶片上获取动力外，还能有效地利用聚风碗上下两面的气压差来获取升力，因此本专利技术在低速运动条件下能获取更大的升力更加节能，因此提高了机械效率，增加了续航能力，又因本专利技术在大批量生产后，本专利技术中所采用的主要零部件的价格容易做到大众化，因此本专利技术适合作为未来大众使用的个人飞机。驾驶室(参见图1至图4和图9)由避风筒14、机门15、驾驶窗16、底板17、框架、驾驶台5、驾驶座6和吸能材料9这八者所构成。避风筒14的顶端与环形板12的内缘相贯，且喇叭筒11的下端与避风筒14的外表面相贯。机门15在打开时是驾驶员进出驾驶室的通道，驾驶员进入驾驶室后关闭机门15以保障驾驶员的安全同时减小风阻。驾驶窗16是驾驶员观察凹顶飞机前方情况的通道，因此采用透明材料，驾驶窗16被安装在避风筒14的前上部。底板17位于凹顶飞机的底部，图4及图8中显示底板17只是一块圆形板，在实际制造中我们可在底板17的下面加装支撑脚以便增加凹顶飞机的稳定性，且加装的支撑脚为以下三者之一：①相对底板是固定的支撑脚；②可收缩的支撑脚；③可折叠的支撑脚。参见图9和图10，前面所述驾驶台5是驾驶员驾驶凹顶飞机的操纵台，该台上不仅有启动/停机按钮、旋转摇杆、方向摇杆、升降摇杆，还有显示电池电量、当前飞行高度、速度、方位、地图路线和各个高速电扇的状态等信息的显示屏和警报灯。驾驶座6是驾驶员的座位。吸能材料9是一块长方体形的柔软材料放置在驾驶座6下面，在意外坠机时增加驾驶员的生存率。图11就是前面所述框架的立体图，显然从该图中我们可以看出前面所述框架就像一个立着的圆形笼子。框架是凹顶飞机的骨骼，框架上既要支撑着着电池仓(两个)、驾驶座及驾驶员，又要安装控制盒4、驾驶台5、机门15和多个高速电扇，还要承受机壳上的各种拉扯力和挤压力，本文所述机壳包括聚风碗、中心盖13、避风筒14、机门15、驾驶窗16和底板17。参见图11和图12，前面所述框架由底圈30、中圈31、顶圈32、四根立柱33、主梁34、右梁35、左梁36和多个高速电扇2的固定架共同所构成，且底圈30、中圈31、顶圈32这三者的中心在同一条直线上且这条直线垂直于这三个圆环体的中心及半径所在的三个平面，且主梁34的两端都与底圈30相贯，且右梁35、左梁36这两者都与主梁34相贯，且右梁35、左梁36这两者的两端都与底圈30相贯，且每根立柱33的底端和顶端分别与底圈30、中圈31相贯，且每一个高速电扇2的固定架都由一根下臂37、一根上臂38和一根竖杆39这三者所构成，且所有立柱33和所有竖杆39都垂直于底圈30的中心及半径所在的平面，且所有下臂37的轴线在中圈31的中心及半径所在的平面内且经过中圈31的中心，且所有相邻两根下臂37的轴线之间的夹角相等，且每根竖杆39的下端与中圈31和一根下臂37这两者都相贯，且每根竖杆39的上端与一根上臂38相贯，且与同一根竖杆39相贯的下臂37和上臂38是相互平行的，且每根竖杆39的中上部与顶圈32相贯，且每根下臂37和上臂38在各自的轴线上都有孔便于电线和信号线穿过，且每根下臂37和上臂38上都有固定高速电扇2的螺孔。顶圈32上有多个螺孔用于将中心盖13和环形板12固定在框架上。飞行控制系统主要由飞行控制器、传感器和电调/高速电扇三部分组成。本段所述：飞行控制器是以芯片和实时操作系统为核心的控制计算机，它是凹顶飞机的中央控制单元，负责凹顶飞机上各个单元的协调工作，并接收各种传感器的数据,还与驾驶台之间进行通信，同时根据驾驶台的命令以及各种传感器传递的参数，利用控制算法计算得到凹顶飞机的即时飞行状态和各个高速电扇应该执行的指令参数，并将计算出来的各个高速电扇的指令参数通过信号线传递给对应的电调/高速电扇，指示电调/高速电扇协同工作执行驾驶台的命令，驱动凹顶飞机按照驾驶者意图飞行，参见图9、图10，飞行控制器被安装在控制盒4中。传感器包括电子罗盘、角速率传感器、高度传感器、加速度计和GPS接收机等。这些传感器主要用来感知凹顶飞机的飞行状态变化以便飞行控制器实现对凹顶飞机的平稳控制和导航。电调/高速电扇包括电子调速器(本文将电子调速器简称电调)、无刷直流高速电扇(本文其余地方简称高速电扇)。参见图9和图11，高速电扇2的下端被固定在下臂37的上侧，高速电扇2的上端被固定在上臂38的下侧，高速电扇2的上端和下端都有一个电机。由于有感直流无刷电机比无感直流无刷电机效率更高,因此高速电扇2的电机应采用有感直流无刷电机，又因凹顶飞机上的高速电扇2需要根据飞行情况及驾驶者的命令不断调速所以要采用电调来调节高速电扇2的转速，因此高速电扇2的电机要采用两个闭环(霍尔传感器和电调)控制来进行调速，为便于电调和霍尔传感器的连接,电调被固定在高速电扇2电机的定子里。凹顶飞机中共有偶数个高速电扇2，且飞行过程中相邻高速电扇2的旋转方向是相反的。电池管理系统包括电池、电池保护板和充电接口8。电池和电池保护板在电池仓7(两个电池仓，左右各一个，每个电池仓有一个电池保护板)中，保护板除了要保证正常的充电电流、对外做功的放电电流顺畅通过外还要实现以下五个功能：①过充保护；②过放保护；③过流保护；④短路保护；⑤补差维护(均衡维护)。凹顶飞机的飞行状态控制方法：1、启动的方法是驾驶员按压驾驶台上的启动/停机按钮，飞行控制器开机、检测电池、高速电扇和各种传感器，驾驶台各种显示器显示相应参数，在电池、高速电扇及传感器的状态都良好(状态不好禁止飞行)的条件下，飞行控制器通过与电调相连的信号线给电调传递低速工作命令，电调通过控制高速电扇电机的相应线路的开关驱动高速电扇低速工作，进入待命状态。2、起飞的方法是驾驶员将驾驶台上的升降摇杆往前推，驾驶台向飞行控制器下达起飞的命令，飞行控制器命令所有高速电扇都一起加速迫使凹顶飞机产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凹顶飞机，其特征是：在该飞机上部利用聚风碗构建一个凹陷区，在凹陷区的底部有多个风洞(18)，在每个风洞(18)中有一个高速电扇，高速电扇将凹陷区的空气快速排出到该飞机的底部和侧面，使该飞机既可以从风扇的叶片上获取升力及动力，还可以利用飞机上下两面的气压差来获取升力及动力，其中所述聚风碗包括喇叭筒(11)、环形板(12)和中心盖(13)。

【技术特征摘要】
1.一种凹顶飞机，其特征是：在该飞机上部利用聚风碗构建一个凹陷区，在凹陷区的底部有多个风洞(18)，在每个风洞(18)中有一个高速电扇，高速电扇将凹陷区的空气快速排出到该飞机的底部和侧面，使该飞机既可以从风扇的叶片上获取升力及动力，还可以利用飞机上下两面的气压差来获取升力及动力，其中所述聚风碗包括喇叭筒(11)、环形板(12)和中心盖(13)。2.根据权利要求1所述凹顶飞机，其特征是：高速电扇为以下三者之一：①单电机无刷电扇；②双电机无刷电扇；③采用磁悬浮驱动的叶轮。3.根据权利要求1所述凹顶飞机，其特征是：还包括驾驶室、飞行控制系统和电池管理系统。4.根据权利要求2所述凹顶飞机，其特征是：还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海云，
申请(专利权)人：刘海云，
类型：发明
国别省市：广东,44