太阳能风力飞行器制造技术

本发明专利技术提出了一种可以完全不消耗燃油或外部电能的太阳能风力飞行器。平时用自身大面积的太阳能电池板发电，用高性能蓄电池蓄电；在升空阶段，使用蓄电池存蓄的电能爬升；升空后，主要利用大气对流层上升气流的风能继续攀升，向大雁一样凭借风力飞行。适宜开发成多功能无人机，快递送货物流无人机，城市家庭垂直起降家用飞行器或交通不便的边远山区、沙漠、海岛的自带能源的垂直起降飞行器。海岛的自带能源的垂直起降飞行器。海岛的自带能源的垂直起降飞行器。

【技术实现步骤摘要】
太阳能风力飞行器


[0001]本专利技术涉及航空交通领域，具体涉及一种完全以太阳能和大气上升气流为动力飞行的太阳能风力飞行器。

技术介绍

[0002]当今的飞行器，大多需要消耗大量燃油，排放大量二氧化碳。如今也有许多无人机是电动的，虽然不消耗燃油，不排放二氧化碳，但是滞空时间短，动力小，飞行速度慢，载重很轻，不能满足正常航空运输的需要。少数太阳能飞行器，包括少数滑翔机能耗很低，可以长时间飞行，但是载重很轻，飞行条件要求苛刻，只能用于无人机高空侦察，短暂的体育娱乐，更无法满足航空运输飞行的需要。
[0003]本专利技术的目的是：提出一种太阳能风力飞行器，可以垂直起降，像降落伞一样安全，完全不消耗燃油，完全不需要从外部充电，完全不排放二氧化碳，以较轻的自重，可以承载很大负重，完全不受滞空时间限制，高速长航程飞行。这样的飞行器可以开发成小型快递送货物流无人机，多功能大型长航程运输无人机，大型长航程载人客运飞行器，垂直起降城市家庭飞行器，垂直起降偏远山区荒漠飞行器，海岛垂直起降载人飞行器。

技术实现思路

[0004]本专利技术太阳能风力飞行器的原理方案是由如下九方面的措施综合实现的：一．增大飞翼面积：如附图1所示，本专利技术的飞行器有一对巨大的上飞翼1和下飞翼2；飞翼翼面3很薄很轻；下飞翼2与吊舱是以悬索13连接的，悬索13的拉力方向和飞翼表面接近垂直，所以支撑飞翼的碳纤维飞翼支架4无需承受太大的扭矩，于是飞翼的面积可以很大；上飞翼1和下飞翼2之间，由多个往复伸缩式电磁发动机8连接，往复伸缩式电磁发动机8驱动时，上飞翼1和下飞翼2的分布式受力，受力均匀，不容易变形；二.太阳能发电蓄能：如附图2所示，本专利技术的飞行器，有轻质的大面积的上飞翼1。上飞翼1上表面密布单向通气口5，通气口5覆盖大量单向阀叶片6，上飞翼1单向阀叶片6上表面覆盖太阳能薄膜电池21；在停放和飞行时，飞行器都可以凭借太阳能发电，把所发电能存储在AI驾驶舱14的高性能蓄电池16中，所以飞行器可以从外接电源充电，也可以自行太阳能发电；三．电磁动力起飞：如附图2、附图3和附图4所示，本专利技术的飞行器上飞翼1和下飞翼2的翼面3都密布通气口5；在通气口5铺设网状经纬线7，单向阀叶片6固定在经纬线7上；单向阀叶片6发挥单向通气作用，平时它紧贴通气口5；飞翼向下运动时，被下方大气压迫紧贴单向阀叶片6，严密闭合通气口5；此时，飞翼对下方的空气会产生巨大的压力，大气对飞翼产生巨大的升力；这个升力和飞翼面积成正比，和飞翼运动速度的平方成正比，因为飞翼面积可以很大，运动速度可以很大，所以升力可以很大；飞翼向上运动时，上方空气会把单向阀叶片6从上向下压，单向阀叶片6会向下弯曲，从而打开通气口5，导致飞翼向上运动阻力减小，所以飞翼上行阻力很小；起飞时，如附图5、附图7所示AI驾驶舱14向往复伸缩式电
磁发动机8的电磁铁线圈包10输入交流电，交变的电流在电磁铁线圈包10产生和永磁磁铁芯9相同或相反的磁场，驱动永磁磁铁芯9伸缩运动，驱动上下飞翼靠近、分离，驱动两个飞翼交替反向地上下运动，因为飞翼向上运动，通气口5全部打开，运动阻力很小；向下运动，通气口5全部闭合，运动阻力很大，所以两个飞翼交替产生很大的向上升力。F=
½
ρSν
²
，F是飞翼升力，ρ是空气密度，S是飞翼面积，ν飞翼运动速度；这种飞行器飞翼面积可以很大，运动速度ν可以很快，从而产生的升力可以很大，轻松地使飞行器垂直拉升;四．智能探测气流，大数据分析：附图4所示，下飞翼2的前后左右边沿尖端，都设置有由风速传感器和地表红外探测器合成的风速红外辐射传感器12，可以测量飞翼的边沿尖端的风速和地表红外探测的温度，探测的信号传输至AI驾驶舱14，机载电脑结合气象卫星提供的气象信息分析，可以计算出上升气流的位置，范围，方向，强度；下降气流的位置，范围，方向，强度；由AI驾驶舱14人工智能操控飞行；五．AI飞行操控：如附图7所示，操控不同位置的往复伸缩式电磁发动机（8）可以操控飞行器飞行姿态，飞翼承受升力F的方向垂直飞翼翼面3，飞翼倾斜时，飞翼升力F的水平分量就是水平方向驱动飞行器的动力f；所以这种飞行器，通过操控飞翼倾斜姿态操控飞行；在飞行全程，由AI驾驶舱（14）人工智能操控飞翼的倾角和倾斜方向，以调整飞行器的飞行方向和飞行速度，操控飞行器的飞行；六．利用上升气流飞行：如附图8所示，飞行器由蓄电池电力拉升到一定高度后，由电脑AI操控，飞进飞行电脑计算出的上升气流区，在上升气流区盘旋，利用上升气流继续拉升，然后利用高位势能，由AI驾驶舱14人工智能操控像鸿雁一样向目标飞翔，在滞空飞行过程，太阳能薄膜电池21仍然持续发电，靠上升气流飞行，基本上不消耗蓄电池电能，所以飞行时间可以很长，航程可以很远；七．AI操控安全降落：如附图11所示，飞行器飞离上升气流区，调整飞翼减速，即可平稳下降；飞行器需要紧急降落，或快速下降时，飞翼顶端设有紧急降落操控器20，AI驾驶舱14可以操控紧急降落操控器20，牵引单向阀叶片牵引索19，部分打开单向通气口5，减小飞翼下降阻力，飞行器就可以在飞行电脑操控下平稳垂直下降；八．提高承载能力：如附图1所示，下飞翼2与吊舱以悬索13连接，悬索13拉力方向和飞翼表面接近垂直，所以飞翼支架4无需承受太大的扭矩，于是飞翼的面积可以很大，所以这种飞行器悬承载能力很高，而且一个飞行器可以串联或并联多组飞翼（如附图9、附图10所示），承载能力可以大幅提高；九.飞行安全保障：飞行器的每一组飞翼，都是保障飞行器安全的降落伞。当发生飞行事故的时候，整个飞行器就变成了一个巨大的降落伞，采用这种方案飞行格外安全。
[0005]实施以上九方面的措施，这种太阳能风力飞行器就可以：平时通过单向阀叶片6的太阳能薄膜电池21自己发电，以高性能蓄电池16蓄电；起飞阶段，以蓄电池16的电能起飞，飞到上升气流足够强大的高度；由AI驾驶舱14人工智能操控，飞进上升气流强大的区域，利用上升气流爬升到更高的高空；然后利用高位势能和高空气流飞翔到目的地。
[0006]这样的太阳能风力飞行器，完全不消耗燃油，不需要从外部充电；平时用自身大面积太阳能薄膜电池21发电，用高性能蓄电池16蓄电；在升空阶段，使用蓄电池16存蓄的电能爬升；升空后，主要利用大气对流层上升气流的风能继续攀升，向鸿雁一样凭借风力飞行，完全不排放二氧化碳。这样就达到了本专利技术的目标。
[0007]这样的飞行器，可以开发成多功能无人机，可以开发成快递送货物流无人机，可以开发成垂直起降城市家庭飞行器，可以开发成大型有人飞行器。
[0008]以下结合具体实施例，详细说明本专利技术一种太阳能风力飞行器的结构和飞行原理方法。
附图说明
[0009]附图1，是本专利技术具体实施例，单组飞翼的单吊舱城市家庭飞行器的三视图、剖视图和局部放大示意图；附图2，是单向通气口5的结构图，和飞翼上升或下降时，单向阀叶片的工作状态示意图；附图3，是上飞翼1的主视剖面图和俯视图，以及M位置局部放大结构图和上行状态示意图，下行状态示意图；附图4，是下飞翼2的主视剖面图和俯视图，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能风力飞行器，包括上飞翼（1），下飞翼（2），飞翼支架（4），悬索（13），AI驾驶舱（14），其特征在于，a.下飞翼（2）与AI驾驶舱（14）以悬索（13）连接，悬索（13）拉力方向和飞翼表面垂直，以消除飞翼支架（4）所承受的扭矩，以减轻飞翼支架（4）的质量，增大飞翼的面积；b.上飞翼（1）上表面密布单向通气口（5），通气口（5）有单向阀叶片（6）覆盖太阳能薄膜电池（21）；在日照状态下，飞行器上飞翼（1）凭借太阳能自行发电，所发电能存储在AI驾驶舱（14）的高性能蓄电池（16）中；c.上飞翼（1）和下飞翼（2）的翼面（3）密布通气口（5），在通气口（5）有单向阀叶片（6）；飞翼向下运动时，单向阀叶片（6）闭合通气口（5），飞翼压迫下方的空气的力很大，空气对飞翼的反作用力就是飞翼的升力；这升力F=
½
ρSν
²
，其中ρ是空气密度，S是飞翼面积，ν飞翼向下运动的速度；飞翼向上运动时，空气会把单向阀叶片（6）从上向下冲开，打开所有通气口（5），导致飞翼向上运动阻力减小；以致飞翼上行阻力小，下行阻力大，上下交替运动可以产生强大升力；d.起飞时，高性能蓄电池（16）以存储的电能驱动往复伸缩式电磁发动机（8），往复伸缩式电磁发动机（8）的永磁磁铁芯（9）上下伸缩往复运动，驱动两个飞翼反向交替地上下运动，交替产生强大的向上升力，使飞行器垂直拉升；e.下飞翼（2）的前、后、左和右的边沿尖端，都设置有由风速传感器和地表红外探测器合成的风速红外辐射传感器（12），可以测量飞翼的边沿尖端的风速和红外探测地表的温度；探测的信号传输至AI驾驶舱（14），由机载电脑结合气象卫星提供的气象信息分析，可以计算出上升气流的位置，范围，强度；以及下降气流的位置，范围，强度；指导AI驾驶舱（14）人工智能操控飞行；f.飞行器由AI驾驶舱（14）人工智能操控，先以蓄电池（16）存储的电力拉升到一定高度后，然后飞进最强上升气流区，在上升气流区盘旋，利用上升气流继续拉升，直到足够的高度，再利用重力势能和水平方向气流，凭借风力飞向目的地；如果高度降低过多，可以飞进最近的强上升气流区再次盘旋拉升；整个滞空过程，主要靠上升气流飞行，太阳能薄膜电池（21）自行持续发电，基本上不消耗电能。2.根据权利要求1所述的太阳能风力飞行器，其特征在于，在通气口（5）铺设网状经纬线（7），单向阀叶片（6）固定在经纬线（7）上；飞翼向下运动时，被下方大气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎奇凡，
申请(专利权)人：黎奇凡，
类型：发明
国别省市：