專利名稱：電磁驅(qū)動(dòng)飛行器原理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于運(yùn)輸工具類，尤其是飛行器飛行的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)也適用于交通車輛的驅(qū)動(dòng)。
做為現(xiàn)代化的運(yùn)輸工具飛機(jī)，已是人人皆知的飛行器之一。其飛行離不開空氣，飛機(jī)在空中的飛行要依賴于空氣來(lái)維持自身平衡?？諝獾貏×也▌?dòng)，會(huì)使飛機(jī)的起飛、飛行和降落的穩(wěn)定性受到影響。除直升飛機(jī)外，其他飛機(jī)地起飛都必須有跑道。以上缺陷，使人們對(duì)飛機(jī)的享用有許多不便。電磁驅(qū)動(dòng)原理正是為解決這一問題的。
電磁驅(qū)動(dòng)的飛行器，其原理決定了飛行可不依賴于空氣，直接從地面起飛，并超低空低速飛行。電磁驅(qū)動(dòng)原理也可與噴氣式飛機(jī)等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使噴氣式飛機(jī)等直接從地面起飛。截止目前，有關(guān)飛行器的電磁驅(qū)動(dòng)原理國(guó)內(nèi)外未見注于任何報(bào)道。
電磁驅(qū)動(dòng)原理是基于安培定律及動(dòng)量守恒定律。
電磁驅(qū)動(dòng)飛行器包括兩部分驅(qū)動(dòng)芯和迫動(dòng)體。
驅(qū)動(dòng)芯是由絕緣導(dǎo)體同向繞制而成的線圈，處于迫動(dòng)體所提供的磁場(chǎng)中，首先由它的運(yùn)動(dòng)來(lái)改變迫動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是飛行器的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分。
迫動(dòng)體是飛行器除驅(qū)動(dòng)芯的所有部分，具備磁場(chǎng)空間，能使驅(qū)動(dòng)芯部分或全部置于磁場(chǎng)空間中。在這樣的磁場(chǎng)中，驅(qū)動(dòng)芯在輸入電流后各部分能產(chǎn)生同向運(yùn)動(dòng)。迫動(dòng)體是由相對(duì)于其運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)芯來(lái)改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是飛行器的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分。
飛行器電磁驅(qū)動(dòng)原理參照

圖1。圖1為飛行器的結(jié)構(gòu)圖，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)驅(qū)動(dòng)芯，因而飛行器僅能起飛，靜置空中、及降落。
(1)為迫動(dòng)體。(2)為迫動(dòng)體半徑不等的兩空心園柱永磁體，其間形成恒定磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向?yàn)榭招膱@柱體的徑向方向，(3)為驅(qū)動(dòng)芯，位于磁場(chǎng)空間中心。其上面及下面與迫動(dòng)體內(nèi)上下兩面均有一定的間距，驅(qū)動(dòng)芯能相對(duì)于迫動(dòng)體上下運(yùn)動(dòng)。
圖1具備驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件。
1、空間條件驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體相互作用面-兩力作用面有一定的間距及迫動(dòng)體提供了能使驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于其上下運(yùn)動(dòng)的空間。
2、運(yùn)動(dòng)條件驅(qū)動(dòng)芯置于恒定磁場(chǎng)中，并且這個(gè)磁場(chǎng)能使驅(qū)動(dòng)芯各部分在驅(qū)動(dòng)芯輸入電流后產(chǎn)生同向運(yùn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)芯地運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的前提。而迫動(dòng)體所提供的磁場(chǎng)是驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于迫動(dòng)體運(yùn)動(dòng)所必須依賴的環(huán)境。二者是不可分離的統(tǒng)一體。驅(qū)動(dòng)芯置于迫動(dòng)體提供的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，驅(qū)動(dòng)芯置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)給驅(qū)動(dòng)芯輸入直流電流的強(qiáng)度為I時(shí)，根據(jù)安培定律，作用于驅(qū)動(dòng)芯的力為F＝BIL，這個(gè)力使驅(qū)動(dòng)芯各部分產(chǎn)生相對(duì)于迫動(dòng)體的同向運(yùn)動(dòng)。改變電流方向，可改變驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于迫動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)方向。由于二者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)芯必然會(huì)對(duì)迫動(dòng)體產(chǎn)生作用，即碰撞，碰撞時(shí)遵守動(dòng)量守恒定律。調(diào)節(jié)電流的大小，可控制驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于迫動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)速度大小，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯對(duì)迫動(dòng)體作用大小。
我們規(guī)定驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)兩力作用面相距最佳最大距離為驅(qū)動(dòng)芯處于迫動(dòng)體的相應(yīng)位置。
飛行器地起飛、飛行、空中靜置及降落是由驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)芯對(duì)迫動(dòng)體的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)周期分為兩個(gè)過程。
第一過程驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體兩力作用面相互接近的過程。這一過程由驅(qū)動(dòng)芯處于迫動(dòng)體相應(yīng)位置開始至二者碰撞時(shí)結(jié)束。
第二過程驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體兩力作用相互遠(yuǎn)離的過程。這一過程由二者碰撞后開始至驅(qū)動(dòng)芯處于迫動(dòng)體相應(yīng)位置時(shí)結(jié)束。
在第一過程結(jié)束，第二過程開始時(shí)，這期間為驅(qū)動(dòng)芯對(duì)迫動(dòng)體的作用，即碰撞。
驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由這兩個(gè)過程不斷交替進(jìn)行的，而這兩個(gè)過程的交替進(jìn)行可由變換輸入驅(qū)動(dòng)芯的電流大小及電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)。
我們?cè)僖?guī)定驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體碰撞時(shí)二者所在的平面為二者的接觸平面。
以圖1為例，論述飛行器起飛升空的過程。由于圖1僅有一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯，飛行器僅能垂直于地面升空。
飛行器起飛升空的特征是驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體的接觸平面不斷上移。
在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的第一過程中，迫動(dòng)體相對(duì)于地面靜止。驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于地面及迫動(dòng)體向上運(yùn)動(dòng)。第二過程開始后，迫動(dòng)體向上運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)芯可能向上運(yùn)動(dòng)，這種情況下，驅(qū)動(dòng)芯向上運(yùn)動(dòng)的速度小于迫動(dòng)體。再就是驅(qū)動(dòng)芯向下運(yùn)動(dòng)。第一過程又開始后，驅(qū)動(dòng)芯及迫動(dòng)體相對(duì)于地面向上運(yùn)動(dòng)，由調(diào)節(jié)電流可使驅(qū)動(dòng)芯向上運(yùn)動(dòng)的速度大于迫動(dòng)體。之后又開始第二過程。這樣，這兩個(gè)過程不斷交替進(jìn)行，飛行器便起飛升空。
然后，論述飛行器靜置空中的過程。
飛行器靜置空中的特征是驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體的接觸平面恒定不移動(dòng)。
在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的第一過程中，驅(qū)動(dòng)芯向上運(yùn)動(dòng)。迫動(dòng)體向下運(yùn)動(dòng);或由向上轉(zhuǎn)為向下運(yùn)動(dòng)。在第二過程中，驅(qū)動(dòng)芯向下運(yùn)動(dòng)，迫動(dòng)體向上運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)過程不斷交替進(jìn)行，使飛行器靜置空中。
其次，論述飛行器降落的過程。
飛行器降落時(shí)的特征是驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體的接觸平面不斷下移。
相對(duì)運(yùn)動(dòng)的第一過程中，迫動(dòng)體向下運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)芯的運(yùn)動(dòng)有三種情況(1)向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速度小于迫動(dòng)體。(2)相對(duì)地面靜止。(3)向上運(yùn)動(dòng)。在第二過程中，迫動(dòng)體與驅(qū)動(dòng)芯都向下運(yùn)動(dòng)，但驅(qū)動(dòng)芯向下運(yùn)動(dòng)的速度大于迫動(dòng)體。這兩個(gè)過程不斷交替進(jìn)行，使飛行器以一定的速度向下降落。
飛行器在空中的飛行需設(shè)置兩個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)芯，同時(shí)迫動(dòng)體提供相應(yīng)的磁場(chǎng)。其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯維持飛行器在空中的平衡，其它的驅(qū)動(dòng)芯使飛行器在空中以平行于地面或其它方式飛行。
迫動(dòng)體提供的磁場(chǎng)，可以是如圖1的恒定磁場(chǎng)，也可以是交變磁場(chǎng)。對(duì)于交變磁場(chǎng)，輸入驅(qū)動(dòng)芯電流是與交變磁場(chǎng)同周期的交流電流。改變交變磁場(chǎng)的相位和輸入驅(qū)動(dòng)芯的交流電流的相位以及電流強(qiáng)度的大小，可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于迫動(dòng)體的正反方向運(yùn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體的兩力作用面的間距可用彈簧連接，以改善飛行器飛行的性能。所選擇彈簧的最小工作載荷大于驅(qū)動(dòng)芯的重量小于迫動(dòng)體的重量。
驅(qū)動(dòng)芯對(duì)迫動(dòng)體的作用方式有兩種(1)沖擊驅(qū)動(dòng)，即驅(qū)動(dòng)芯碰撞迫動(dòng)體的驅(qū)動(dòng)方式。在這種方式中，驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體的兩力作用面可用壓簧連接，如圖2。本文是以沖擊驅(qū)動(dòng)來(lái)論述的。(2)拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)，即驅(qū)動(dòng)芯相對(duì)于迫動(dòng)體運(yùn)動(dòng)，然后施加于迫動(dòng)體一拉力的驅(qū)動(dòng)方式。在這種方式中，兩力作用面用拉簧連接，如圖3。在兩種方式中以沖擊驅(qū)動(dòng)為佳。
權(quán)利要求
1.一種電磁驅(qū)動(dòng)的飛行器，由驅(qū)動(dòng)芯和迫動(dòng)體組成。其飛行是由驅(qū)動(dòng)芯和迫動(dòng)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)芯對(duì)迫動(dòng)體的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1中所述的飛行器，其特征是驅(qū)動(dòng)芯是由絕緣導(dǎo)體同向繞制成的線圈。
3.根據(jù)權(quán)力要求2中所述的驅(qū)動(dòng)芯，其特征是由輸入線圈的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)其相對(duì)于迫動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)力要求1中所述的飛行器，其特征是迫動(dòng)體是除驅(qū)動(dòng)芯外飛行器的所有組成部分。
5.根據(jù)權(quán)力要求4中所述的迫動(dòng)體，其特征是迫動(dòng)體具備磁場(chǎng)空間，能使驅(qū)動(dòng)芯部分或全部置于磁場(chǎng)中，能使驅(qū)動(dòng)芯輸入電流后，驅(qū)動(dòng)芯各部分產(chǎn)生同向運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)力要求1中所述的飛行器，其特征是驅(qū)動(dòng)芯與迫動(dòng)體兩力作用面有間距，或者兩力作用面可用彈簧連接。
7.根據(jù)權(quán)力要求4中所述的迫動(dòng)體，其特征是迫動(dòng)體所提供的磁場(chǎng)可以是恒定磁場(chǎng)，也可以是交變磁場(chǎng)。
8.根據(jù)權(quán)力要求1中所述的飛行器，其特征是驅(qū)動(dòng)芯對(duì)迫動(dòng)體的作用有兩種方式，即沖擊驅(qū)動(dòng)和拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)，以沖擊驅(qū)動(dòng)為佳。
全文摘要
本發(fā)明是一種電磁驅(qū)動(dòng)飛行器的飛行原理。與目前飛機(jī)等飛行器所不同，本發(fā)明從原理上解決了飛行器起飛、飛行及降落可不依賴于空氣。電磁驅(qū)動(dòng)飛行器可直接從地面起飛，而不需跑道，并可在超低空低速飛行。
文檔編號(hào)B60K1/00GK1064455SQ91108908
公開日1992年9月16日 申請(qǐng)日期1991年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月10日
發(fā)明者張建平 申請(qǐng)人:張建平