一種飛行方法及飛行器的制造方法
【專利摘要】一種飛行方法及飛行器，包括由容器和與容器固定連接的空氣動力形成裝置及和空氣動力形成裝置相連的智能控制系統(tǒng)構(gòu)成；所述的容器是容積式容器，他能形成一定的浮力；所述的空氣動力形成裝置是根據(jù)空氣動力學的原理設(shè)計制的，它能形成一定的空氣動力；進一步，為了使本飛行器實現(xiàn)智能駕駛，本機上設(shè)有智能控制系統(tǒng)。本發(fā)明的飛行方法不是由本飛行器形成的浮力或本飛行器形成的空氣動力形成裝置形成的空氣動力單一的一個力推動本飛行器實現(xiàn)飛行的，其特征在于是由本飛行器形成的浮力和本飛行器的空氣動力形成裝置產(chǎn)生的空氣動力兩個力共同作用于本飛行器實現(xiàn)飛行的，通過控制空氣動力的大小，使本飛行器實現(xiàn)升空、飛行和降落。
【專利說明】
一種飛行方法及飛行器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及到航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種飛行方法及飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在人為的飛行方法主要有三種，
第一種是根據(jù)阿基米德的浮力原理制造的，如氣球、孔明燈等，設(shè)計時只考慮球體或燈體形成浮力的大小這一個因素，所以為了能提起需要重量的物質(zhì)，氣球的球體制作的非常龐大，七級的熱氣球體積為2000-2400M3、十級的氣球體積達6000M3;孔明燈由于其體積較小形成的浮力有限幾乎不能提起什么重物，故而沒有什么使用價值，這種單純依靠浮力實現(xiàn)飛行的方法，由于沒有自主動力，很難實現(xiàn)可控飛行。
[0003]第二種是根據(jù)空氣動力學的原理制造的，如飛機、火箭、導(dǎo)彈、無人機等，主要由機械運動或熱運動形成的空氣動力推動，當向上的推力大于重力時實現(xiàn)上升和飛行，浮力對這類飛行器的影響幾乎可以忽略不計，所以這種飛行方法很難實現(xiàn)平穩(wěn)懸停。
[0004]第三種是根據(jù)阿基米德的浮力原理實現(xiàn)飛行，平面運動是由空氣動力實現(xiàn)的，如飛艇，雖然他也實現(xiàn)了懸停和運動，但是其升降還是只受浮力一個因素控制，難以實現(xiàn)自由升降。
[0005]熱氣球體積龐大、孔明燈提起的重物有限；而飛機、火箭、導(dǎo)彈、無人機等平穩(wěn)飛行困難;飛艇升降不能自由實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種飛行方法，包括由容器和與容器固定連接的空氣動力形成裝置及和空氣動力形成裝置相連的智能控制系統(tǒng)構(gòu)成的飛行器；
所述的容器是容積式容器，他能形成一定的浮力，他所形成的浮力不大于本飛行器的重力;所述的容器內(nèi)充入氦氣/空氣/氫氣/是真空的；進一步，所述的容器不限定是一個單體，可以是兩個或數(shù)個不同形狀單體的組合體；
所述的空氣動力形成裝置是根據(jù)空氣動力學的原理設(shè)計制的，他能形成一定的空氣動力，它所形成的空氣動力和本飛行器的浮力之和不小于本飛行器的重力；
進一步，所述的空氣動力形成裝置不限制能量的形式、種類和數(shù)量，可以是機械能和/或熱能和/或光能和/或電能和/或聲能和/或粒子流等空氣動力形成裝置；
進一步，為了使本飛行器達到長時間留空的目的，本飛行器的空氣動力形成裝置至少有一臺是太陽能提供動力，采取
白天由太陽能加熱容器內(nèi)的空氣形成空氣動力，或由太陽能風機形成空氣動力，或由太陽能電池帶動風機形成空氣動力，
實現(xiàn)驅(qū)動本機飛行，以減少自身所攜帶能源的消耗，當太陽能的能量不足以支撐本飛行器正常飛行時啟動自身能源供給系統(tǒng)，當太陽能的供應(yīng)有余時，將多余的太陽能由熱能型空氣壓縮機轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈩恿δ堋崮苄驼婵諜C轉(zhuǎn)變成真空動力能、熱能型發(fā)電機轉(zhuǎn)變成電能或熱機轉(zhuǎn)變成彈性材料的勢能進行貯存；
進一步，為了使本飛行器實現(xiàn)在空中自由飛行，空氣動力形成裝置的空氣動力能出口不限定只對地球的地面一側(cè);也不限定只設(shè)一個出口；
進一步，為了使本飛行器實現(xiàn)智能駕駛，本機上設(shè)有智能控制系統(tǒng)，所述的智能控制系統(tǒng)包括:
姿態(tài)和狀態(tài)控制系統(tǒng)包括電子陀螺儀和速度及加速度傳感器；
障礙物探測和規(guī)避系統(tǒng)包括主動預(yù)防的ADS-B模塊，和應(yīng)急避障的超聲模塊、紅外感應(yīng)模塊和圖像信息采集模塊；
全球定位系統(tǒng)；
信息綜合處理系統(tǒng)，
所述的姿態(tài)和狀態(tài)控制系統(tǒng)、障礙物探測和規(guī)避系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與信息綜合處理系統(tǒng)相連，信息綜合處理系統(tǒng)與空氣動力能形成裝置的啟?？刂破?和空氣動力能輸出口啟閉控制器相連。
[0007]本發(fā)明的飛行方法不是由本飛行器形成的浮力或本飛行器形成的空氣動力形成裝置形成的空氣動力單一的一個力推動本飛行器實現(xiàn)飛行的，其特征在于是由本飛行器形成的浮力和本飛行器的空氣動力形成裝置產(chǎn)生的空氣動力兩個力共同作用于本飛行器實現(xiàn)飛行的，通過控制空氣動力的大小，使本飛行器實現(xiàn)升空、飛行和降落，這樣就使氣球、孔明燈、飛艇等容積型飛行器，主要受浮力參數(shù)控限制，只能做得體積很大的時代和飛行器不受控的隨風漂流時代終結(jié)，使容積型飛行器進入到可控的自主飛翔時代。
[0008]為了減少太陽能和燃燒器產(chǎn)生的熱量損失，容積式容器的蒙皮至少有一層是用采用導(dǎo)熱系數(shù)小于0.003w/m.k的透明的絕熱材料制作。
[0009]具體方法是這樣的:
當本飛行器欲升空時啟動空氣動力形成裝置，使其產(chǎn)生垂直于地面向上的推力，當浮力和向上的推力之和大于本飛行器的重力時，本飛行器升空，控制推力和浮力之和與重力保持平衡，本飛行器即能在空中平穩(wěn)停留，當需要前進時由智能控制系統(tǒng)將本飛行器的空氣動力能后出口打開，輸出空氣動力能實現(xiàn)前進，當需要后退時由智能控制系統(tǒng)將本飛行器的空氣動力能前出口打開，輸出空氣動力能實現(xiàn)后腿，左移和右移原理與之相同，當需要降落時，減小空氣動力形成裝置產(chǎn)生的空氣動力，使空氣動力和浮力之和小于本飛行器的重力，使本飛行器實現(xiàn)緩慢下降。
[0010]當飛行狀態(tài)和飛行姿態(tài)傳感器感知到自身飛行狀態(tài)異常時，進行手動或由智能控制系統(tǒng)自動調(diào)姿，當主動壁障的ADS-B模塊實時接收到附近空域內(nèi)其他飛行器的飛行信息，實時規(guī)劃出本機的最佳航線，當需要應(yīng)急壁障時，將本機收集到的本機附近空域物體的超聲信息、感應(yīng)到的紅外信息、和圖像信息進行綜合分析，確定障礙物的性質(zhì)和走向，與本飛行器的航線進行比對，判斷是否影像本飛行器的飛行，如影響由智能控制系統(tǒng)采取相應(yīng)的避讓措施;本機根據(jù)全球定位系統(tǒng)采集到的本機位置信息與本機起飛伊始規(guī)劃的航線進行實時比對重新規(guī)劃最佳航線，實現(xiàn)自主飛行。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有飛行器相比具有如下優(yōu)點:
與熱氣球相比:由于本飛行器提升了空氣動力在熱氣球上升力中所占的比例，不像現(xiàn)在的熱氣球受浮力參數(shù)的限制，必須制作得很大，它可以根據(jù)需要設(shè)計的很小，可以使熱氣球這個運動項目實現(xiàn)大眾化，而且其應(yīng)用領(lǐng)域也將進一步擴大，如應(yīng)用于航拍、監(jiān)視、通訊、
空運等領(lǐng)域。
[0012]與孔明燈相比:不受原來只能使用竹篾、紙、布等輕型材料制作的限制，取材將更加廣泛，而且成為了具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的飛行器。
[0013]與飛機、火箭、導(dǎo)彈等飛行器相比:飛機、火箭、導(dǎo)彈、無人機等單純依靠空氣動力提升目標物，適當增加浮力在上升力中所占比例，能實現(xiàn)飛機和無人機的垂直起降，平穩(wěn)飛行，在軍事上能做到實時監(jiān)視擇期打擊的目的。
[0014]與飛艇相比:實現(xiàn)了可自由升降。飛艇的升空、降落時地面錨泊、系留過程操作難度大，需要有大量的地勤人員與之配合才能實現(xiàn)，因為本飛行器的飛行方法與之不同，不是由浮力單一的一個力推動本機實現(xiàn)飛行的，其特征在于由浮力和空氣動力兩個力共同作用于本飛行器，本飛行器只需通過控制空氣動力的大小，實現(xiàn)自由升空、飛行和降落。
【附圖說明】
[0015]圖1為用本發(fā)明的技術(shù)路線設(shè)計的一款熱氣球。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的設(shè)計理念作進一步說明。
[0017]我們知道熱氣球和孔明燈的制作僅考慮浮力這一參數(shù)，由于空氣形成的浮力較小，為了能提起需要重量的物質(zhì)，熱氣球的球體制作的非常龐大;孔明燈由于體積較小，形成的浮力有限，所以提不起什么重物，兩千多年來孔明燈一直沒有改變。
[0018]我們知道飛機、火箭、導(dǎo)彈、無人機等，主要由機械運動或熱運動形成的空氣動力推動，當向上的推力大于重力時實現(xiàn)上升和飛行，浮力對這類飛行器的影響幾乎可以忽略不計，但要使其實現(xiàn)平穩(wěn)懸停非常困難。
[0019]而本飛行器力量配比，他改變了熱氣球和孔明燈單純依靠浮力飛行的技術(shù)路線，使孔明燈和熱氣球不至于受制于一個參數(shù)的約束，可以更自由的設(shè)計，熱氣球可以做的很小，更利于該項運動的普及，又如一款微型熱氣球配上相關(guān)的儀器，在軍民領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用；孔明燈被提升空氣動力后即可成為一款真正意義上的低空飛行器，同時其又有其穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，可使孔明燈不光應(yīng)用于祈福了；當改變了飛機、火箭、導(dǎo)彈等飛行器的浮力在上升力的力量配比后，可以使他們更加節(jié)約能源，可以實現(xiàn)平穩(wěn)懸停，對目標實時監(jiān)視，擇期打擊。
[0020]圖1為用本發(fā)明的技術(shù)路線設(shè)計的一款飛行器，該飛行器包括容器I和空氣動力形成裝置熱機型風機2;所述的容器是容積式容器，他能形成一定的浮力，浮力的大小不大于本飛行器的重力，由于本例采取的是將空氣動力形成裝置熱能型風機置于容器內(nèi)的布局，容器I內(nèi)的氣體既是浮生氣體也是空氣動力能的執(zhí)行氣體，所以需要設(shè)空氣入口 3和空氣動力能出口，當容器I與空氣動力形成裝置采取其他形式的布局時，容器可以設(shè)計成真空的，或充入氦氣、氫氣或空氣，所述容器的空氣入口 3設(shè)于頂部，與吸氣裝置5相連，這樣吸氣時也形成一定的提升力，所述的吸氣裝置5與壓力控制系統(tǒng)相連，壓力控制系統(tǒng)與壓力傳感器相連，壓力傳感器采集到的壓力參數(shù)反饋給控制系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定的壓力控制吸氣裝置的啟停，使容器維持在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)；所述的容器I本體側(cè)壁設(shè)有至少4個空氣動力能出口4.1，即本容器的前、后、左、右四個側(cè)面每個側(cè)面至少設(shè)有I個空氣動力能出口4.1，底部至少設(shè)有I個空氣動力能出口 4.2，為了使本機飛行的更平穩(wěn)，本機下部設(shè)有3個空氣動力能出口4.2;所述的空氣動力能出口與空氣動力形成裝置的能量出口相通，所述的空氣動力能出口設(shè)有啟閉控制器，由啟閉控制器實現(xiàn)空氣動力能出口的開啟與關(guān)閉，啟閉控制器與智能控制系統(tǒng)、障礙物規(guī)避控制系統(tǒng)和自主巡航控制系統(tǒng)相連，當需要上升時下空氣動力能出口在控制系統(tǒng)的控制下開啟，帶有高能量的氣體從下口噴出，驅(qū)動本飛行器升空，當需要前進時后空氣動力能出口打開，當需要后退時前空氣動力能出口打開，當需要右移時，左空氣動力能出口打開，當需要左移時，右空氣動力能出口打開;規(guī)避障礙物也是這樣；
所述的空氣動力能形成裝置置于容積式容器內(nèi)的下平面形成的支撐面上;本機出庫后啟動熱能型風機2，當向上的推力和本容器形成的浮力之和大于本機的重力時，本機實現(xiàn)飛行，在飛行的過程中太陽能不斷加熱容器內(nèi)的空氣，當太陽能形成的動力足以推動本機飛行時，關(guān)閉熱機，以節(jié)約本機所攜帶的能源，當太陽能的供應(yīng)有余時，將多余的太陽能由熱能型空氣壓縮機轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈩恿δ堋崮苄驼婵諜C轉(zhuǎn)變成真空動力能、熱能型發(fā)電機轉(zhuǎn)變成電能或熱機轉(zhuǎn)變成彈性材料的勢能進行貯存；當夕陽西下太陽能足以驅(qū)動本飛行器飛行時，啟動白天貯存的能量，當儲存能量不能維持本機正常飛行時，啟動熱能型風機驅(qū)動本機飛行，當需要降落時，減小空氣動力形成裝置產(chǎn)生的動力，使空氣動力和浮力之和小于本飛行器的重量，使本飛行器實現(xiàn)緩慢下降。
[0021 ]在飛行過程中，當飛行狀態(tài)和飛行姿態(tài)傳感器感知到自身飛行狀態(tài)異常時，進行手動或自動調(diào)姿，飛行前和飛行時主動壁障的ADS-B模塊實時接收到附近空域內(nèi)其他飛行器的飛行信息，實時規(guī)劃出本機的最佳航線，當需要應(yīng)急壁障時，將本機收集到的本機附近空域物體的超聲信息、紅外信息、和圖像信息進行綜合分析，確定障礙物的性質(zhì)和走向，與本飛行器的航線進行對比，是否影像本飛行器的飛行，如影響本機的飛行采取相應(yīng)的避讓措施;本機根據(jù)全球定位系統(tǒng)采集到的本機位置信息與本機起飛伊始規(guī)劃的航線進行實時對比實時規(guī)劃最佳航線。
[0022]前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的，并不旨在把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述技術(shù)路線很多改變和變化都是可能的。選擇熱氣球示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定技術(shù)路線，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)，并利用本發(fā)明的示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。
【主權(quán)項】
1.一種飛行方法，包括由容器和與容器固定連接的空氣動力形成裝置及與空氣動力形成裝置相連接的智能控制系統(tǒng)構(gòu)成的飛行器； 本發(fā)明的飛行方法不是只由容器形成的浮力或只由空氣動力形成裝置形成的空氣動力單一的一個力推動本機實現(xiàn)飛行的，其特征在于是由本飛行器形成的浮力和本飛行器的空氣動力形成裝置形成的空氣動力兩個力共同作用于本飛行器實現(xiàn)的，通過控制本飛行器的空氣動力形成裝置形成的空氣動力的大小，使本飛行器實現(xiàn)升空、飛行和降落。2.—種能實現(xiàn)權(quán)利要求1所述目的的飛行器，包括容器和與容器固定連接的空氣動力形成裝置及與空氣動力形成裝置相連接的智能控制系統(tǒng)； 所述的容器是容積式容器，他能形成一定的浮力，他所形成的浮力不大于本飛行器的重力； 所述的空氣動力形成裝置是根據(jù)空氣動力學的原理設(shè)計制的，他能形成一定的空氣動力，它所形成的空氣動力和本飛行器的浮力之和不小于本飛行器的重力； 所述的智能控制系統(tǒng)包括: 姿態(tài)和狀態(tài)控制系統(tǒng)包括電子陀螺儀和速度及加速度傳感器； 障礙物探測和規(guī)避系統(tǒng)包括主動預(yù)防的ADS-B模塊，和應(yīng)急避障的超聲模塊、紅外感應(yīng)模塊和圖像信息采集模塊； 全球定位系統(tǒng)； 信息綜合處理系統(tǒng)， 所述的姿態(tài)和狀態(tài)控制系統(tǒng)、障礙物探測和規(guī)避系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與信息綜合處理系統(tǒng)相連，信息綜合處理系統(tǒng)與空氣動力能形成裝置的啟?？刂破?和空氣動力能輸出口啟閉控制器相連。3.如權(quán)利要求2所述飛行器的容器內(nèi)充入氦氣/空氣/氫氣或是真空的。4.如權(quán)利要求2所述飛行器的空氣動力形成裝置，不限定能量的形式、種類和數(shù)量，可以是機械能和/或熱能和/或光能和/或電能和/或聲能和/或粒子流空氣動力形成裝置，但至少有一臺空氣動力形成裝置是由太陽能提供能量的。5.如權(quán)利要求4所述的太陽能空氣動力形成裝置，采取 白天由太陽能加熱容器內(nèi)的空氣形成空氣動力，或 由太陽能風機形成空氣動力，或 由太陽能電池帶動風機形成空氣動力， 實現(xiàn)驅(qū)動本機飛行，以減少自身所攜帶能源的消耗，當太陽能的能量不足以支撐本飛行器正常飛行時啟動自身能源供給系統(tǒng)，當太陽能的供應(yīng)有余時，將多余的太陽能由熱能型空氣壓縮機轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈩恿δ?和熱能型真空機轉(zhuǎn)變成真空動力能/和熱能型發(fā)電機轉(zhuǎn)變成電能或熱機發(fā)動機轉(zhuǎn)變成彈性材料的勢能進行貯存。6.如權(quán)利要求2所述飛行器，為了使本飛行器實現(xiàn)在空中自由運動，空氣動力形成裝置的空氣動力能出口不限定只對地面一側(cè)；也不限定只設(shè)一個出口；每個飛行器不限定用一套空氣動力形成裝置;也不限定由一種能量提供空氣動力。
【文檔編號】G05D1/08GK106043711SQ201610301893
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】胥鳳山
【申請人】胥鳳山