專利名稱：一種碟形飛行器與飛行器使用的剪刀式旋轉發動機的原理與實現方法
技術領域：
本發明涉及航空飛行和發動機領域，具體涉及一種碟形飛行器的系統結構、飛行原理和控制方法。同時涉及到一種剪刀式旋轉發動機的原理。
背景技術：
目前人們對航空旅行的需求越來越多，但現有的飛行器不能滿足人們的要求。
現有的飛行器大體分為不方便垂直起降的固定翼飛機、能夠垂直起降的螺旋槳直升機、大運載能力的地效飛行器、和氣墊船。
固定翼飛機的速度快，但不能垂直起降，同時需要專用的機場和復雜的起降控制。
螺旋槳直升機能夠垂直起降，對機場的要求不高，但飛行的速度不快，發動機位于螺旋槳中心，對發動機要求高，要求有復雜的傳動裝置，螺旋槳直升機的空氣動力沒有氣墊效應，對能源的消耗太大。
地效飛行器、和氣墊船的載重量巨大，但飛行高度不高，應用的范圍受限。
現有的發動機的種類很多，內燃機有活塞式、旋轉式等等。噴氣式發動機的進氣有吸氣式、沖壓式等等，但從發動機的效率、體積和是否能夠反向旋轉工作來看，都不能滿足本發明中的碟形飛行器的要求。
發明內容
有鑒于此，本發明的一個目的是綜合現有技術，發明一種全新的飛行器。這種飛行器能夠垂直起降，飛行速度可調節范圍大，控制方便，機動靈活。同時發明了一種高效的發動機。這種發動機的體積可以做成長柱形，并能夠反向工作。
本發明的另一個目的是提供一種高效、可靠、低成本，可以提供給普通家庭使用的飛行器，方便人們生活。
本發明的上述目的是通過如下的技術方案予以解決的一種應用于中低空飛行的碟形飛行器，主要由內盤和可圍繞內盤高速旋轉的外盤組成。在內盤和外盤中，有一套氣道系統，外盤在發動機高速旋轉下吸入大量的碟形飛行器上表面的氣體到氣道中，高速氣體經過氣道進入內盤氣道，由內盤控制氣體從碟形飛行器的下表面或尾部噴出。高速氣體經過氣道的過程中克服了內盤與外盤之間的摩擦力，平衡內盤，使內盤不轉動，內盤氣體噴出的反作用力，也可以平衡內盤。
驅動外盤旋轉的發動機位于外盤上，發動機可以是多個，發動機吸入碟形飛行器上表面的氣體，高速噴出，驅動外盤高速旋轉，同時外盤上有外盤飛行翼，和外盤氣道，外盤高速旋轉時，碟形飛行器上表面的氣體密度將快速降低，同時碟形飛行器下表面的氣體密度快速加大，形成氣墊，使碟形飛行器懸浮與空中。
碟形飛行器的外盤在高速旋轉的時候，在飛行器下方形成氣墊，同時因為有外盤，碟形飛行器的面積相對別的飛行器的面積大，碟形飛行器在低空飛行時會充分利用地效效應，低能耗飛行。同時因為氣墊效應，碟形飛行器可以貼近地面或水面飛行。
在碟形飛行器的外盤和內盤中同時安裝放電機的轉子，在外盤高速旋轉的時候，內盤將得到工作所需要的電源。
外盤發動機的工作油料在外盤中，隨外盤共同旋轉，整個外盤的重量占了碟形飛行器整個重量的很大部分，當外盤高速旋轉的時候，整個系統的動量會很大，這使運行的碟形飛行器平衡和穩定，這有利于碟形飛行器抗風飛行，增加了碟形飛行器的安全性，同時外盤的旋轉速度可以通過改變飛行翼的迎風角度和外盤氣道的吸氣量來改變，也就是外盤的旋轉動能可以和碟形飛行器的飛行速度和高度進行轉換，這提高了碟形飛行器的機動性。
內盤的控制信號可以通過機械裝置或電流形式傳到外盤，外盤需要調節的有外盤飛行翼的迎風角度，發動機的功率兩個重要參數，這兩個控制參數決定碟形飛行器的懸停高度和外盤氣道的進氣量。外盤氣道的進氣量決定了碟形飛行器的飛行速度。
內盤的空間主要用來承載人員和貨物，外盤與內盤的結合不是很緊密，結合處是高強度和摩擦系數很低的材料組成，結合處同時是內外氣道的連接處。當外盤高速旋轉，氣道里充滿高壓氣體的時候，結合處會形成很小的氣墊，在碟形飛行器運行中內外盤的摩擦會進一步減小。
內盤中還包含了飛行平衡翼，和氣道及氣道控制器，飛行平衡翼可以進一步平衡內盤的穩定，同時在水平飛行中增加穩定性，氣道和氣道控制器可以改變外盤吸入的氣體的流向和流速，在起飛和降落階段，氣體可以都向下噴出，增大碟形飛行器的起飛能力，在水平飛行的時候，氣體可以都向后噴出，驅動碟形飛行器高速飛行，同時氣體也可以左右噴出，驅動碟形飛行器的轉彎或翻轉。
圖1是本發明碟形飛行器的頂視圖；圖2是本發明碟形飛行器的側視圖；圖3是本發明碟形飛行器的氣路圖；圖4是本發明剪刀式旋轉發動機的整體示意圖；圖5是本發明剪刀式旋轉發動機的吸氣示意圖；圖6是本發明剪刀式旋轉發動機的壓縮示意圖；圖7是本發明剪刀式旋轉發動機的燃燒示意圖；圖8是本發明剪刀式旋轉發動機的排氣(噴氣)示意圖；圖9是本發明剪刀式旋轉發動機的剪刀式旋轉機心；
圖10是本發明剪刀式旋轉發動機的機心供油方式；具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。
圖1是本發明碟形飛行器的頂視圖，如圖所示，碟形飛行器由內盤和可圍繞內盤高速旋轉的外盤組成。內外盤之間有氣道相連接。
外盤包括了剪刀式旋轉發動機、外盤氣道、外盤飛行翼、發電機外盤部分，剪刀式旋轉發動機可以是多個，剪刀式旋轉發動機吸入碟形飛行器上表面的氣體，高速噴出，驅動外盤高速旋轉，在外盤旋轉過程中，碟形飛行器上表面的氣體密度會很快降低，碟形飛行器上下表面的氣壓差會平衡碟形飛行器的重量，使碟形飛行器能夠垂直起降。
如圖1所示，外盤上有外盤飛行翼，高速旋轉的時候，可以將碟形飛行器上表面的氣體驅動到下表面，同時產生向上的升力，提升碟形飛行器的垂直起飛能力。在外盤飛行翼失去動力后，外盤飛行翼可以將碟形飛行器的勢能轉換為高速旋轉的勢能，使碟形飛行器安全降落。
外盤高速旋轉時，碟形飛行器上表面的氣體密度將快速降低，同時碟形飛行器下表面的氣體密度快速加大，形成氣墊，使碟形飛行器懸浮與空中。
外盤氣道包含進氣口和氣道組成，在外盤高速旋轉時，大量的氣體到氣道中，高速氣體經過氣道進入內盤氣道，由內盤氣道控制氣體從碟形飛行器的下表面或尾部噴出。高速氣體經過氣道的過程中克服了內盤與外盤之間的摩擦力，平衡內盤，使內盤不轉動，內盤的氣道在控制氣體噴出的反作用力，也可以平衡內盤。
內盤包括了內盤氣道、飛行駕駛艙、飛行平衡翼、發電機內盤部分、和主推進發動機。
外盤與內盤的結合不是很緊密，結合處是高強度和摩擦系數很低的材料組成，結合處同時是內外氣道的連接處。當外盤高速旋轉，氣道里充滿高壓氣體的時候，結合處會形成很小的氣墊，在碟形飛行器運行中內外盤的摩擦會進一步減小。
飛行駕駛艙空間主要用來承載人員和貨物。
內盤中還包含了飛行平衡翼，和氣道及氣道控制器，飛行平衡翼可以進一步平衡內盤的穩定，同時在水平飛行中增加穩定性，氣道和氣道控制器可以改變外盤吸入的氣體的流向和流速，在起飛和降落階段，氣體可以都向下噴出，增大碟形飛行器的起飛能力，在水平飛行的時候，氣體可以都向后噴出，驅動碟形飛行器高速飛行，同時氣體也可以左右噴出，驅動碟形飛行器的轉彎或翻轉。
內盤的控制信號可以通過機械裝置或電流形式傳到外盤，外盤需要調節的有外盤飛行翼的迎風角度，發動機的功率兩個重要參數，這兩個控制參數決定碟形飛行器的懸停高度和外盤氣道的進氣量。外盤氣道的進氣量決定了碟形飛行器的飛行速度。
主推進發動機位于主噴氣口，主推進發動機主要用來提高水平飛行的速度，如果剪刀式旋轉發動機的推動力已經滿足了需要的前進速度要求，主推進發動機可以不安裝。
碟形飛行器的發電機分為兩個部分，位于外盤的部分為磁鐵部分，內盤為線圈繞組，在內外盤相對高速旋轉時，產生內盤所需的電力，內盤同時包含高效蓄電池，能夠將外盤高速旋轉的勢能轉換為電能存儲。同時，內外盤之間可以設計成為電動機，高效蓄電池的電能可以再轉換為外盤高速旋轉的勢能，在碟形飛行器啟動和降落的時候可以使用這個功能。
圖2是本發明碟形飛行器的前視圖，如圖所示，在水平飛行的時候，水平飛行翼加強了碟形飛行器的平衡。
圖3是本發明碟形飛行器的氣路圖示意圖，碟形飛行器的氣動原理很復雜，圖3只是一個簡單的示意圖，如圖3，水平飛行的時候大量氣體被氣道吸入，從主噴氣口噴出，推動碟形飛行器向前飛行，部分氣體被外盤飛行翼驅動到碟形飛行器的下面，維持碟形飛行器的飛行高度，部分氣體被發動機高速噴出，推動外盤高速旋轉。
圖4是本發明剪刀式旋轉發動機的整體示意圖，剪刀式旋轉發動機位于外盤上，剪刀式旋轉發動機的旋轉機心可以受控反向旋轉，在碟形飛行器水平飛行的時候，部分剪刀式旋轉發動機可以改變進氣口和排氣口，使發動機反向工作，停止外盤的旋轉，使飛行器高速直線飛行。
圖5、圖6、圖7、圖8是剪刀式旋轉發動機的工作示意圖，分別是吸氣、壓縮、燃燒、排氣過程，圖9是該發動機的剪刀型的機心，剪刀式旋轉發動機的機心在高速旋轉過程中，剪刀型的機心在燃氣燃燒產生的熱能的驅動下，有規律的開合運動，這種開合運動受控于排氣口和吸氣口的位置，燃料和空氣的比率。
下面以氣體A從吸入到排除，分析本發明剪刀式旋轉發動機的工作原理。
如圖5所示，A部分是吸氣過程，這時C部分正好是燃燒，正在膨脹，C部分的膨脹正好帶動A部分的打開。這時A部分正好處于進氣口，A部分正好吸入氣體。
如圖6所示，這時A部分是壓縮過程，B部分正好是燃燒，正在膨脹，B部分的膨脹正好壓縮了A部分氣體。
如圖7所示，這時A部分是燃燒膨脹過程，A部分的膨脹，驅動了B部分和D部分的壓縮，同時驅動了C部分的擴張。
如圖8所示，A部分是排氣過程，這時D部分正好是燃燒，正在膨脹，A部分這時到達排氣口，這時A部分的壓力開始減小，在D部分的驅動下，將燃燒后的氣體通過排氣口排出。
圖9是本發明剪刀式旋轉發動機的剪刀式旋轉機心示意圖，入圖所示，剪刀式的旋轉機心由兩部分組成，圖9中灰色部分和白色部分分別是獨立的兩個部分，兩個部分的中心是一個圓筒。
圖10是本發明剪刀式旋轉發動機的機心供油方式，如圖所示，剪刀式旋轉機心的扇片中心有油道通向軸心，剪刀式旋轉發動機的軸心是一個不旋轉的空心管，在空心管上有一個油管內徑導油孔，在剪刀式旋轉機心旋轉到一定位置，油管內徑導油孔和旋轉外徑壁導油孔相通，高壓油料可以噴入壓縮氣體中。當然供油的方式很多，調節不同的供油方式，可以將發動機設計成汽油機或柴油機。
本發明剪刀式旋轉發動機的動力引出十分方便，可以直接引出剪刀式旋轉扇片的軸就可，同時發動機的加工生產相當方便，沒有曲柄等傳動機構，同時機缸是圓形的，加工方便。
本發明剪刀式旋轉發動機的巨大的優點是可以通過擴展發動機的長度來增大功率，同時進氣口和排氣口可以隨長度增大而增大，本發明剪刀式旋轉發動機的另一個巨大的優點該發動機可以作為點火式發動機、壓燃式發動機和噴氣式發動機，剪刀式旋轉機心可以超高速旋轉，當超高速工作的時候，給發動機充足的燃料，發動機就工作在噴氣狀態。
在固定翼飛機上使用時，在飛機的整個機翼上平行安裝剪刀式旋轉發動機，可以極大的改進飛機的氣動性能，和節省燃料。
權利要求
1.一種碟形飛行器，其特征是，它包括一個內盤和圍繞內盤高速旋轉的外盤組成。內外盤之間有氣道相連接，外盤包括了剪刀式旋轉發動機(不限于剪刀式旋轉發動機)、外盤氣道、外盤飛行翼、發電機外盤部分，內盤包括了內盤氣道、飛行駕駛艙、飛行平衡翼、發電機內盤部分、和主推進發動機。剪刀式旋轉發動機可以是多個，剪刀式旋轉發動機吸入碟形飛行器上表面的氣體，高速噴出，驅動外盤高速旋轉，在旋轉過程中，碟形飛行器上表面的氣體密度會很快降低，碟形飛行器上下表面的氣壓差會平衡碟形飛行器的重量，使碟形飛行器能夠垂直起降。外盤氣道包含進氣口和氣道組成，在外盤高速旋轉時，大量的氣體到氣道中，高速氣體經過氣道進入內盤氣道，由內盤氣道控制氣體從碟形飛行器的下表面或尾部噴出。高速氣體經過氣道的過程中克服了內盤與外盤之間的摩擦力，平衡內盤，使內盤不轉動，內盤的氣道在控制氣體噴出的反作用力，也可以平衡內盤。
2.根據權利要求1的碟形飛行器，它的剪刀式旋轉發動機可以受控反向工作，在碟形飛行器水平飛行的時候，通過改變部分剪刀式旋轉發動機的進氣口為出氣口，出氣口為進氣口，停止外盤的旋轉，使碟形飛行器高速水平飛行。
3.一種飛行器飛行的方法，其特征是，通過將發動機帶動飛行器上表面旋轉將氣體吸入飛行器，然后高速從飛行器噴出，來達到懸浮、飛行的目的。
4.一種剪刀式旋轉發動機，其特征是，它包括一個圓拄形的汽缸，排氣口和進氣口位于圓拄上(也可位于圓拄的底上)，汽缸中包含了一個不旋轉的軸心(軸心也可以設計為與扇片連為一體，隨扇片旋轉)，在軸心上是兩個(或兩個以上)可以開合的鉸鏈結構的扇片，扇片可以繞軸心高速旋轉，在旋轉過程中，扇片之間的周期開合，完成了發動機的吸氣、壓縮、燃燒、排氣過程。通過引出扇片的轉動，發動機對外做功，也可不引出扇片的轉動，可以使發動機工作在噴氣狀態。可以通過改變扇片的重量，來達到飛輪的效果。
5.一種應用于權利要求4的剪刀式旋轉發動機的一種低速運轉控制方法，其特征是，在軸心上安裝防止扇片反向旋轉的機構，可以使發動機在低速啟動和運行。
6.一種應用與權利要求4的剪刀式旋轉發動機的一種供油方法(剪刀式旋轉發動機的供油方式不限于這種方法)，其特征是，將軸心做成中空的供油管，供油管分布油孔，扇片的中心也是中空的油管，并開空與扇片和與軸心相連，當扇片運行到一定角度，軸心的油管與扇片的油管相連，燃油就可以噴入汽缸，燃燒做功。
7.根據權利要求4的剪刀式旋轉發動機的應用方法，調節進氣口與出氣口的距離，可以控制扇片之間的壓縮，同時安裝火花塞，可以使剪刀式旋轉發動機工作在點燃模式(汽油機)。也可不使用火花塞，增加空氣的壓縮比，使發動機工作在壓燃模式(柴油機)。還可以加大供油量，減輕扇片的重量，提高扇片的轉速，提高空氣的壓縮比，使剪刀式旋轉發動機工作在噴氣狀態。
8.一種剪刀式旋轉發動機的應用方法，加大剪刀式旋轉發動機的汽缸長度，減小發動機汽缸的直徑，將一個(或多個)剪刀式旋轉發動機，安裝在固定翼飛機的機翼上，改變目前飛機的發動機巨大的進氣口，將發動機與機翼融為一體，改善飛機的空氣動力效應，減低油耗，提高安全性。
9.一種剪刀式旋轉機構在發動機、空氣壓縮機、水泵(不限于發動機、空氣壓縮機、水泵)的應用方法，其特征是，利用剪刀式旋轉機構在旋轉過程中的開合運動，在剪刀式旋轉機構打開的時候吸入功質(或功質做功)，在剪刀式旋轉機構合上的時候排出功質(或壓縮功質)。根據這個方法的壓縮機、水泵的特征是，在剪刀式旋轉機構打開的部分開設進口，吸入要求壓縮或吸入泵送的物質，在剪刀式旋轉機構合上的部分開設出口，排除或吸入泵送的物質。
全文摘要
本發明公開了一種碟形飛行裝置和這一種剪刀式旋轉發動機，這種碟形飛行器由內盤和可圍繞內盤高速旋轉的外盤組成。外盤包括了剪刀式旋轉發動機、外盤氣道、外盤飛行翼、發電機外盤部分；內盤包括了內盤氣道、飛行駕駛艙、飛行平衡翼、發電機內盤部分、和主推進發動機。剪刀式旋轉發動機推動外盤高速旋轉，外盤氣道和內盤氣道相互配合阻止內盤旋轉，外盤飛行翼和氣道產生向上的升力，使飛行器可以垂直起降，外盤高速旋轉帶動外盤氣道吸入大量氣體，在內盤氣道的控制下可以向多個方向噴射，飛行器可以做任何方向的高速飛行。本發明還公開了飛行器相關的原理和飛行控制方法。本發明同時還公開了剪刀式旋轉發動機的原理。
文檔編號B64C39/00GK1548340SQ03136630
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月21日 優先權日2003年5月21日
發明者梁良, 周慧玲, 梁樹萍, 梁 良 申請人:梁良, 周慧玲, 梁樹萍, 梁 良