一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置及其用途

一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置及其用途
【專利摘要】本發明公開了一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置，該動力推進裝置由傘面結構、旋轉軸和旋轉動力裝置構成；傘面結構頂點向內連接有一根旋轉軸，旋轉軸與旋轉動力裝置相連。所述傘面結構是軸對稱碟形面、軸對稱圓錐形面或軸對稱拋物面的剛性結構。本發明的動力推進裝置結構簡單、造價低廉、能耗極低、操縱方便、控制簡單、可靠安全、能量轉換高效、清潔環保節能，適用范圍廣，對材料的要求遠遠低于現有航空航天工業，運行時幾乎沒有廢棄物，不依賴空氣動力，不受空氣氣流或天氣影響；用于宇宙探索領域時，推進器在旋轉時產生的持續推動力會為航天器提供持續的加速度而不是傳統火箭的初速度。
【專利說明】—種用于航空航天飛行器的動力推進裝置及其用途

【技術領域】
:
[0001]本發明屬于機械領域，涉及一種動力推進裝置，尤其是一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置。

【背景技術】
:
[0002]自有史以來，人類在征服大自然的漫長歲月中，早就產生了翱翔天空、遨游宇宙的愿望。在生產力和科學技術水平都很低下的時代，這種愿望只能停留在幻想的階段。雖然人類很早就做過種種飛行的探索和嘗試，但實現這一愿望還是從18世紀的熱空氣氣球升空開始的。這比后來出現的飛機，早了 120年。自從20世紀初萊特兄弟發明的第一架帶動力的、可操縱的飛機完成了短暫的飛行之后，人類在大氣層中飛行的古老夢想才真正成為現實。飛機的誕生更激發對飛翔的狂熱，由其是第二次世界大戰中，飛機發揮了它無可代替的優勢，更從而開辟了飛機的新紀元。在軍用飛機迅猛發展過后，飛機應用到更廣闊的民用領域，飛翔的夢想更得以發揚光大，真正發揮其本能作用。可以說，航空器是隨著人類的夢想的萌生而誕生，又伴著科技的發展而進步，與歷史與文明攜手同行。經過許多前輩的艱苦探索和不懈努力，航空科學技術得到迅速發展，飛機性能不斷提高。
[0003]在大氣層內或太空飛行的器械都叫飛行器。飛行器分為三類:航空器、航天器、火箭/導彈。
[0004]飛行器在地球大氣層內的航行活動稱為航空。在大氣層內飛行的飛行器稱為航空器，如氣球、飛艇、飛機等。氣球，飛艇是利用比空氣輕的氫氣、氦氣或者熱空氣在空氣中的浮力于大氣層內飛行，飛機則是利用與空氣相互作用產生的空氣動力在大氣層內飛行。飛機上的發動機依靠飛機攜帶的燃料(汽油)和大氣中的氧氣工作。但是飛機飛行高度如果超過30千米，就會因為上面的空氣太稀薄而托不動飛機。
[0005]在太空飛行的飛行器稱為航天器，如人造地球衛星、載人飛船、空間探測器、航天飛機、空間站等。
[0006]航空與航天是20世紀人類認識和改造自然進程中最活躍、最有影響的科學【技術領域】，也是人類文明高度發展的重要標志。航天技術發展是當今世界上最引人注目的事業之一，它推動著人類科學技術的進步，使人類活動的領域由大氣層內擴展到宇宙空間。航天技術是現代科學技術的結晶，是基礎科學和技術科學的集成，航天技術是一個國家科學技術水平的重要標志。航天技術更是一門綜合性的工程技術，主要包括:制導與控制技術，熱控制技術，噴氣推進技術，能源技術，空間通信技術，遙測遙控技術，生命保障技術，航天環境工程技術，火箭及航天器的設計、制造和試驗技術，航天器的發射、返回和在軌技術等。由多種技術融于一體的航天系統是現代高技術的復雜大系統，不僅規模龐大，技術高新、尖端，而且人力、物力耗費巨大，工程周期長。時至今日，航天技術已被廣泛應用到政治、軍事、經濟和科學探測等領域，已成為一個國家綜合國力的象征。
[0007]航天飛行的歷史是從火箭技術的歷史開始的，沒有火箭也就沒有航天飛行。19世紀末20世紀初，現代意義上的火箭才真正蓬勃地發展起來。近代的火箭技術和航天飛行的發展，涌現出許多勇于探索的航天先驅者，其中代表人物有K.齊奧爾科夫斯基，R.戈達德，H.奧伯特。
[0008]前蘇聯科學家齊奧爾科夫斯基一生從事利用火箭技術進行航天飛行的研究。在他的經典著作中，對火箭飛行的思想進行了深刻的論證，最早從理論上證明了用多級火箭可以克服地心引力進入太空的論點。其主要貢獻有:
[0009](I)建立了火箭運動的基本數學方程，奠定航天學的基礎。
[0010](2)首先肯定了液體火箭發動機是航天器最適宜的動力裝置，論述了關于液氫一液氧作為推進劑用于火箭的可能性，為運載器的發展指出了方向，這些觀點僅僅幾十年就成為了現實。
[0011](3)指出過用新的燃料(原子核分解的能量)來作火箭的動力；并具體地闡明了用火箭進行航天飛行的條件，火箭由地面起飛的條件，以及實現飛向其他行星所必須設置中間站的設想。
[0012](4)提出過許多的技術建議，如他建議使用燃氣舵來控制火箭，用泵來強制輸送推進劑到燃燒室中，以及用儀器來自動控制火箭等，都對現代火箭和航天飛行的發展起了巨大的作用。
[0013]美國的火箭專家、物理學家和現代航天學奠基人之一戈達德博士在1910年開始進行近代火箭的研究工作，他在1919年發表的《達到極大高度的方法》的論文中，闡述了火箭飛行的數學原理，指出火箭必須具有7.9km/s以上的速度才能克服地球的引力，并研究了利用火箭把有效載荷送至月球的幾種可能方案。
[0014]德國的奧伯特教授在他1923年出版的《飛向星際空間的火箭》一書中不僅確立了火箭在宇宙空間真空中工作的基本原理，而且還說明火箭只要能產生足夠的推力，便能繞地球軌道飛行。同齊奧爾科夫斯基和戈達德一樣，他也對許多推進劑的組合進行了廣泛的研究。
[0015]航空航天技術為航空航天活動的順利進行而創立的一系列高級復雜的施工作業程序。它涉及人力資源配置，設備儀器搭配與安裝使用等艱深的學術作業。是國家，民族，乃至整個人類發展的高度追求。從1957年世界上第一顆人造地球衛星發射成功算起，迄今僅40余年，航天技術取得了如此巨大的成就是前所未有的，產生了巨大的社會效益與經濟效益。
[0016]現有技術的不足:
[0017]1、無論是航空器還是航天器，使用的動力原理雖然是作用力與反作用力，但都高度依賴于外部物質的存在。比如航空器依賴空氣，航天器依賴燃燒的氣體。失去或耗盡外部物質(空氣或燃料)，即失去升力或動力來源。燃料的總量也決定了其活動半徑；
[0018]2、利用外部物質的效率低下，也顯著受到外部物質及環境變化的影響。如航空器受空氣氣流變化影響，航天器燃料及助燃劑狀態受氣候溫度影響較大；
[0019]3、飛行器造價高昂，運行費用畸高。特別是航天器，造價昂貴，發射一次需要長期準備，動輒耗資數億乃至數十億元，而且最要命的是發射一次有效載荷與發射單元之間不成比例，即每一次發射的主要荷載都是燃料和助燃劑部分，一次耗盡無法回收，浪費驚人。需要舉國國力的支持才能實現一次發射計劃；
[0020]4、飛行速度受限，飛機的飛行速度受飛行器飛行原理或飛行模式的影響，要么速度較快而不能垂直起落需要借助滑行起飛和降落跑道，要么可以垂直起降但飛行速度受到影響如直升機。火箭的飛行速度更受到燃料和自重的限制，而且發射完后大部分航天器只能由發射時獲得的初速度大小不同，進入不同的軌道慣性飛行。即使調整其飛行速度、軌道或姿態也是在非常有限的范圍內，一旦離開預定軌道意味著不受控制而失效墜落或任其自生自滅；
[0021]5、燃料利用率低下。無論是航空器或航天器高度依賴燃料的燃燒熱能，有效能量利用率極端低下。
[0022]6、飛行區域受到限制。如飛機只能在大氣層內活動，火箭運送荷載只能到預定軌道即完成使命被徹底拋棄成為太空垃圾；迄今為止，人類探索空間的有效活動，均停留在太陽系內屈指可數的幾個點；
[0023]7、無論是航空器或者航天器，對環境的影響都是巨大的，對外太空對污染也是嚴重的；
[0024]8、迄今為止，還沒有一個真正意義上的兼顧航天和航空的飛行器，即使航天飛機或最新研發的空天飛機也是只能在近地活動。也沒法逃脫地球引力的約束；
[0025]9、特別需要指出的是，傳統航天器這種靠發射初速度來決定入軌模式是非常高耗、極端低效，甚至可以說是非常笨拙的飛行模式，是不可持續的。


【發明內容】

:
[0026]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置，該動力推進裝置通過簡單結構將旋轉能轉換成推進能。
[0027]本發明的目的是通過以下技術方案來解決的:
[0028]一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置，由傘面結構、旋轉軸和旋轉動力裝置構成；傘面結構連接有一根旋轉軸，旋轉軸與旋轉動力裝置相連。
[0029]所述傘面結構以旋轉軸為中軸線嚴格對稱，傘面與中軸的夾角不等于90°。
[0030]所述傘面結構是軸對稱碟形面、軸對稱圓錐形面或軸對稱拋物面的剛性結構。
[0031]所述旋轉軸疊裝多個的傘面結構形成傘面結構組。
[0032]所述旋轉動力裝置是電動機、發動機、輪機或其他一切能產生旋轉動力的設備。
[0033]所述傘面結構由串珠錐構成，串珠錐由偶數對完全相同的剛性球在一個平面上排列成一個圓形，穿過此圓中心有一根旋轉軸并垂直于該平面，旋轉軸由同一點分別伸出同等數量的剛性連接桿與各剛性球體穿心相連并與旋轉軸保持一個同樣的固定夾角，此夾角不等于90° ;各對剛性球及其連接桿關于旋轉軸中心軸嚴格對稱并相互獨立。
[0034]所述傘面結構的過軸剖面上，從傘面結構的邊沿向頂點方向對稱切開2?4對切口，切口方向是沿傘面邊緣向頂點的方向，切口長短不超過傘面半徑的2/3。
[0035]所述動力推進裝置設置在真空環境中。
[0036]所述動力推進裝置安裝在航天航空飛行器的重心軸上，用于為航天航空飛行器提供動力，通過調整動力推進裝置旋轉軸與航天航空飛行器的重心之間的偏離角度和距離，來控制飛行器的橫向飛行方向和速度。
[0037]所述動力推進裝置用于作為陸上汽車、單人飛行、列車、坦克、水上輪船、水下潛水裝置、或人力車等各類交通工具及模型、玩具等的動力系統。
[0038]本發明的有益效果在于:
[0039]本發明的動力推進裝置結構簡單、造價低廉、能耗極低、操縱方便、控制簡單、可靠安全、能量轉換高效、清潔環保節能，適用范圍廣，對材料的要求遠遠低于現有航空航天工業，運行時幾乎沒有廢棄物，不依賴空氣動力，不受空氣氣流或天氣影響；用于宇宙探索領域時，推進器在旋轉時產生的持續推動力會為航天器提供持續的加速度而不是傳統火箭的初速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0040]圖1為本發明的動力推進裝置工作原理圖；
[0041]圖2為本發明的動力推進裝置負載狀態工作原理圖；
[0042]圖3-1為本發明的動力推進裝置碟型結構示意圖；
[0043]圖3-2為本發明的動力推進裝置圓錐型結構示意圖；
[0044]圖3-3為本發明的動力推進裝置拋物面型結構示意圖；
[0045]圖3-4為本發明的動力推進裝置串珠錐型結構示意圖；
[0046]圖4-1為本發明的動力推進裝置傘型兩對切口結構俯視示意圖；
[0047]圖4-2為本發明的動力推進裝置傘型四對切口結構俯視示意圖；
[0048]圖5-1為本發明的動力推進裝置傘型等徑組合結構示意圖；
[0049]圖5-2為本發明的動力推進裝置傘型不等徑組合結構示意圖；
[0050]其中:1為傘面結構；2為旋轉軸；3為軸對稱碟形面；4為軸對稱圓錐形面；5為軸對稱拋物面；6為串珠錐。

【具體實施方式】
:
[0051]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0052]1、參見圖3-1、3-2、3-3、一種對稱碟形面、圓錐形面或拋物面的剛性結構統稱傘面結構，材料可以是硬金屬、硬合金或其他堅固的材料。其頂點向內連接有一根旋轉軸與旋轉動力裝置相連。傘面結構以旋轉軸為中軸線保持嚴格對稱。傘面與中軸的夾角可以因應用領域、性能或用途的不同而取不同的數值，但必須不等于90°。另外，也可以設計成如圖3-4中的串珠錐形，串珠錐由偶數對完全相同的剛性球在一個平面上排列成一個圓，穿過此圓中心有一根旋轉軸并垂直于該平面，旋轉軸頂部分別伸出同等數量的剛性連接桿與各剛性球體穿心相連并與旋轉軸保持一個同樣的固定夾角，此夾角也必須不等于90°。各對剛性球及其連接桿根據旋轉軸保持嚴格對稱并相互獨立。材料同前述傘面結構，須確保在旋轉時形狀保持不變。由于工作原理相同，為敘述方便，后面涉及的“傘面”工作原理及應用時均包括串珠錐形結構；
[0053]2、如圖4-1、4_2，在傘面的過軸剖面上，從傘面的邊沿向頂點方向對稱切開若干對切口，一般2?4對足夠，切口方向是沿傘面邊緣向頂點的方向，切口長短依傘面材料的成分、密度、硬度、用途的不同而有所不同，但一般不超過傘面半徑的2/3以保持結構完整性、耐久性和運行穩定性。如此形成的若干“葉片”從大小、長短、面積等必須相對于旋轉軸保持嚴格對稱。切口的形成不能對“葉片”及傘面整體的強度、硬度、脆度、抗撓曲性或其他物理指標造成影響或改變。切口的存在旨在消除在傘面旋轉時各部位環形應力以避免其橫向抵消各質點的離心力而導致推進力分量無法獲得。高速旋轉時“葉片”變形程度、偏心率、抖動率，平穩性、平衡度、噪音等都是判定設計制造質量高低的重要指標；
[0054]3、如圖5-1、5_2，為節省空間，增加推動力，在同一根軸上也可疊裝超過一個的傘面形成一個傘面組。數量根據實際需要確定，各個傘面的直徑可以有所不同，但材質要求、結構均應符合前述標準；
[0055]4、旋轉動力裝置可以是電動機、發動機、輪機或其他一切能產生旋轉動力的設備。旋轉動力裝置可根據需要連接在傘面軸的內外方向均可。由于飛行姿勢和狀態調整對航天航空器的重心有依賴，所以航天航空器的形狀和結構一般要求盡量保持圓形體或軸對稱多面體及其變種。并將推進裝置安裝在航天航空器的重心軸上，橫向操縱系統(一般就是重心調整裝置)也應該安裝在其附近；
[0056]5、當傘面旋轉軸與旋轉動力裝置連接后,啟動旋轉動力裝置帶動傘面旋轉而保持其原有形狀不變，就會在傘面的沿軸銳角方向上產生一個推動力，推動力大小正比于葉片尺寸、質量和角速度的平方。通過在設計、制造或使用過程中調整以上指標可以調整系統的推動力大小以滿足不同的性能、用途或任務要求。在飛行系統中，一般傘面中軸銳角的方向與重力的方向相反，當傘面的中軸與包括旋轉動力裝置在內的負載的重心重合時，系統只有在軸向方向產生推動力并軸向運動。當負載的重心離開傘面的中軸橫向移動一個距離時，系統會持續朝重心偏移的方向移動直到重心與中軸重新重合為止。系統橫移的速度與傘面的旋轉角速度、質量、尺寸正相關，也與重心離開傘面中軸的平移距離相關。特別是重心平移距離這個指標為精確操縱系統的橫向位移速度和距離提供了可能。本發明中，負載方向與傘面頂方向需要保持相反；
[0057]6、在宇宙空間飛行時，考慮到失重狀態和旋轉傘面啟動、加速、減速和停止時扭矩的因素，可以在旋轉軸上安裝一個質量與傘面相當但無動力效果的扭矩平衡盤以平衡旋轉扭矩；
[0058]7、旋轉傘面可以作為系統的外殼成為系統結構的組成部分，這在軍事上或者特殊領域有獨特效果。也可單獨只作為動力系統安裝在系統架構內部。在只作為動力系統時，為降低空氣摩擦力節約動力消耗，可將傘面運行空間隔離成一個真空腔；
[0059]8、這種旋轉傘面動力裝置不但可以用在航天航空領域，也可以作為陸上汽車、單人飛行、列車、坦克、水上輪船、水下潛水裝置、甚至人力車等一切交通工具的動力系統。具有造價低廉、能耗低、污染小、動力強、穩定性好、安全性高、可靠性強、抗碰撞、操縱性強、能效顯著等特點。特別是用在潛水艇里面，可以顯著提高水下潛行速度、有效降低噪音、減少能源消耗，消除環境污染；
[0060]9、在必要時，在同一個系統內可以安裝不止一個的旋轉傘面動力裝置用于調整姿態和靈活換向等目的。如航天器或者陸上汽車需要減速、倒車等場合；
[0061]10、在陸上、水面或水下主要作為動力裝置而不用克服重力的應用領域，用機械裝置調整傘面旋轉軸的方向即可實現轉向功能。
[0062]本發明碟形飛行器飛行原理:
[0063]如圖1所示，假設兩個大小、材質和重量相等的理想剛性球體A和球體B通過兩個大小、材質和重量相等的剛性桿Al和BI分別以Θ角與軸C在O點相交并根據軸C在同一個平面內互為鏡像對稱。以球體A為研究對象并假定為理想質點，當C軸按一定方向(順時針或反時針均可)以角速度ω轉動時，球體A會產生一個在旋轉面上與旋轉軸垂直的離心力Fe。根據作用力與反作用力原理，會在連接桿Al上產生一個拉力Fa以平衡其離心力Fe。Fa在與軸C垂直的方向上的分力Fb與離心力Fe大小相等、方向相反。并有如下關系:
[0064]Fb = — Fe = Fa.sin Θ ；(公式 I)
[0065]由于連接桿的方向與Fe不在一條直線上，根據平行四邊形原理，Fa除在與Fe反方向上產生一個大小相等方向相反的向心分力Fb抵消Fe外,會在垂直方向上產生一個分量Fua。并滿足如下關系:
[0066]Fua = Fa.cos θ ；(公式 2)
[0067]同理,在球B上也會產生一個與Fua大小相等、方向相同的垂直分量Fub。兩者相疊加就能在軸C上產生一個軸向上的分力Fu，此時:
[0068]Fu = Fua+Fub ；(公式 3)
[0069]根據牛頓力學關于向心力的計算公式:Fb = πιω2R,從而有:
[0070]Fu = 2.mco2L.cos θ ；(公式 4)
[0071 ] 這里，m代表球體A、B的質量，R代表球體A、B離軸的直線距離(即旋轉半徑)，L代表連接桿的長度。
[0072]由此可知，在一個旋轉體系里，如果有圖一中的結構，當體系保持勻速運動時，由于對球體離心力的反作用力，在旋轉軸的軸向上會產生一個分力，這個分力有如下特征:
[0073](I)當這個分力克服自重和旋轉軸上的負載后，系統有沿著軸向運動的趨勢，這是該體系的軸向推進力的表現；
[0074](2)此推進力伴隨著旋轉體系的旋轉而產生，也隨著旋轉體系的停止旋轉而消失，只要該體系保持旋轉，不管是勻速轉動還是非勻速轉動，該推進力就始終存在；
[0075](3)由公式4可知，當球體質量越大,推進力越大；同理，當角速度和連接桿長度越大，推進力也越大；而當夾角Θ越大，推進力反而越小，當夾角Θ =90°時,推進力為零；
[0076](4)此工作原理也可看成是一種把旋轉能轉換成推進能的有效方式。
[0077]下面進一步考查體系負載情況。
[0078]如圖2所示，在有負載及重力場的情況下，負載重量為G。在系統處于旋轉狀態情況下，當負載重心P偏離旋轉軸時，會產生一個導致旋轉軸繞重心轉動的力矩Fp并使旋轉軸向偏離方向傾斜。在此情況下，旋轉到處于偏離方向兩端的球體A和球體B的重力方向會與旋轉軸分別形成一個偏離角Φ，此時有:
[0079]Fha = (Ga+Fca.sin Φ) /cos ( θ - φ) = Fua/cos ( θ - φ)；(公式 5)；
[0080]和
[0081 ] Fhb = (Gb-Fcb.sin Φ) /cos ( θ + φ) = Fub/cos ( θ + φ)；(公式 6)；
[0082]而此處:Ga = Gb，各為球A和球B的重量。且:Fca = Fcb ;各為球A和球B的離心力。Fha為Ga和Fca的合力，Fhb為Gb和Fcb的合力；Fa和Fb分別代表作用在球A和球B上的拉力，也即克服Fha和Fhb的反作用力。
[0083]由于:Fha= — Fa ;且:Fhb = — Fb ；
[0084]由公式5和公式6可知，處于重心偏離方向近端的球體A的離心力Fca與重力的合力Fha會大于處于重心偏離方向遠端的球體B的離心力Fcb與重力的合力Fhb，故而克服此合力的球體A的反作用力Fa也會比球體B的反作用力Fb大。同時，Fa沿重力方向的分力Fua也比Fb的分力Fub大。如此形成一個對抗力矩Fp的反力矩Fo以矯正系統姿態而保持一種動態平衡。另一方面，由于力矩Fp導致的是系統先繞重心P轉動，由此形成的反力矩Fo則是使系統繞軸與連接桿的連接點O轉動，這種偏離一力矩Fp —反力矩Fo —反偏離的效果疊加結合，就會使系統沿重心與旋轉軸偏離方向水平移動。事實上，這也是陀螺原理的動力學基礎。
[0085]本發明的獨特優勢和應用前景:
[0086]1、運行原理簡單，能量轉換高效。特別是慣性能量轉換模式徹底顛覆了傳統的機械傳動、空氣動力或者燃燒物反作用力推動模式，是推進系統的劃時代變革；
[0087]2、結構簡單,造價低廉,能耗極低,操縱方便,控制簡單,可靠安全。由于對材料的要求遠遠低于現有航空航天工業，運行時幾乎沒有廢棄物，所需能量只需維持核心部件基本的勻速轉動就可產生持續推動力，造價相對于傳統的發動機要節省90%以上。用于航天器將節約大量材料和燃料，運行費用不到傳統航天器的千分之一甚至萬分之一。并可反復使用，壽命也比傳統的航天器高很多倍；
[0088]3、用于宇宙探索領域時，由于推進器在旋轉時產生的持續推動力會為航天器提供持續的加速度而不是傳統火箭的初速度。所以理論上，只要材料、結構和輔助系統支持，安裝本發明推進裝置的航天器在速度上不受限制，甚至可以接近或達到光速。只要在能源和給養上得到有效解決，自由遨游太空，飛出太陽系乃至遍游銀河系絕對不是夢想。人類的活動范圍將大幅延伸；
[0089]4、不受起飛降落跑道、航線或者運行軌道的限制，直升直降，一機多用，隨心所欲，無拘無束。既可在大氣層中飛行，也可無礙離開大氣層進入外部空間飛行，從此再無航天和航空的區別。如果結構設計合理，甚至可直接入水暢游；
[0090]5、可用于在指定軌道上安置、調整、維護及回收衛星、空間站等，比現有衛星發射方式至少節省99%的成本。也可用于處理太空垃圾；
[0091]6、不依賴空氣動力，不受空氣氣流或天氣影響。即使在飛行中發生碰撞，只要推進系統沒被破壞，就沒有墜機之虞，安全性高；
[0092]7、操縱靈活，利用特殊的構造和設計，可以完成瞬時起飛，空中快速急停、瞬時轉向等傳統航空航天器無法想像的動作。特別突出的是，在近地飛行時，橫向移動的操控由于依賴的是自動重心偏移調整功能，其反應時間與重心偏離或重合的時間幾乎完全一致，即取決于重心偏移或重合的快慢，所以沒有橫向慣性運動問題。也就是說，橫向飛行的啟動或停止與重心偏移位置同步，理論上都可以瞬時完成，不會像普通交通工具啟動或剎車時的加速延時或有一段剎車距離。所以大大降低了空中碰撞的幾率，安全性能無與倫比；
[0093]8、清潔環保節能。由于采用慣性推力，只要維持傘面旋轉就能持續提供動力。能耗比常規動力大為降低，而且幾乎沒有污染物排放，可大幅降低環保成本。可以廣泛使用太陽能電池或可充電電池做動力，緊急情況下甚至人力也可臨時替用；
[0094]9、操作簡單、使用方便，可滿足普通人士上天翱翔的基本需求。不需要專門培養宇航員，普通人就可輕松登陸太陽系各大行星；
[0095]10、如前所述，本發明可應用在地球上一切可能的交通工具上，而且相比現在的陸上、水上和水下交通工具，其造價、費用、能耗、廢氣、噪聲等均將大幅降低。操縱更便捷、可靠性更高；
[0096]11、本發明也可用于依照本發明原理設計的飛行或動力模型及玩具制造。
[0097]總之，本發明技術的廣泛采用，將有力促進現代動力技術的快速進步和發展，并有望成為迄今為止最完美的動力推進技術解決方案。必將深刻改變人類生活及出行方式，拓展人類生存空間和宇宙資源。
[0098]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發明技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種用于航空航天飛行器的動力推進裝置，其特征在于:由傘面結構、旋轉軸和旋轉動力裝置構成；傘面結構連接有一根旋轉軸，旋轉軸與旋轉動力裝置相連。
2.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述傘面結構以旋轉軸為中軸線嚴格對稱，傘面與中軸的夾角不等于90°。
3.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述傘面結構是軸對稱碟形面、軸對稱圓錐形面或軸對稱拋物面的剛性結構。
4.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述旋轉軸疊裝多個的傘面結構形成傘面結構組。
5.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述旋轉動力裝置是電動機、發動機、輪機或其他一切能產生旋轉動力的設備。
6.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述傘面結構由串珠錐構成，串珠錐由偶數對完全相同的剛性球在一個平面上排列成一個圓，穿過此圓中心有一根旋轉軸并垂直于該平面，旋轉軸頂部分別伸出同等數量的剛性連接桿與各剛性球體穿心相連并與旋轉軸保持一個同樣的固定夾角，此夾角不等于90° ;各對剛性球及其連接桿以旋轉軸中心軸對稱并相互獨立。
7.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述傘面結構的過軸剖面上，從傘面結構的邊沿向頂點方向對稱切開2?4對切口，切口方向是沿傘面邊緣向頂點的方向，切口長短不超過傘面半徑的2/3。
8.如權利要求1所述的動力推進裝置，其特征在于:所述動力推進裝置設置在真空環境中。
9.如權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的動力推進裝置的用途，其特征在于:所述動力推進裝置安裝在航天航空飛行器的重心軸上，用于為航天航空飛行器提供動力，通過調整動力推進裝置旋轉軸與航天航空飛行器的重心之間的偏離角度和距離，來控制飛行器的橫向飛行方向和速度。
10.如權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的動力推進裝置的用途，其特征在于:所述動力推進裝置用于作為陸上汽車、單人飛行、列車、坦克、水上輪船、水下潛水裝置、各類交通工具模型、玩具或人力車的動力系統。
【文檔編號】B64C11/00GK104443358SQ201410285910
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】朱江, 謝勇, 白建廷 申請人:朱江