技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及到航空技術(shù)領(lǐng)域， 具體涉及到一種飛行器。

背景技術(shù)

現(xiàn)在飛行器主要有三類，

第一類是根據(jù)阿基米德的浮力原理制造的，如氣球、孔明燈等，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮球體或燈體形成浮力的大小這一個(gè)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(jí)的熱氣球體積為2000-2400M³、十級(jí)的氣球體積達(dá)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(jià)值，這種單純依靠浮力實(shí)現(xiàn)飛行的飛行器，由于沒有自主動(dòng)力，很難實(shí)現(xiàn)可控飛行。

第二類是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理制造的，如飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、無人機(jī)等，主要由機(jī)械運(yùn)動(dòng)或熱運(yùn)動(dòng)形成的空氣動(dòng)力推動(dòng)，當(dāng)向上的推力大于重力時(shí)實(shí)現(xiàn)飛行，浮力對(duì)這類飛行器的影響幾乎可以忽略不計(jì)，所以這種飛行方法很難實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)飛行。

第三類是根據(jù)阿基米德的浮力原理實(shí)現(xiàn)飛行，平面運(yùn)動(dòng)是由空氣動(dòng)力實(shí)現(xiàn)的，如飛艇，雖然他也實(shí)現(xiàn)了飛行和運(yùn)動(dòng)，但是其升降還是只受浮力一個(gè)因素控制，難以實(shí)現(xiàn)自由升降。

熱氣球體積龐大、孔明燈提起的重物有限；而飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、無人機(jī)等平穩(wěn)飛行困難；飛艇升降不能自由實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種飛行器，包括容器和與容器固定連接的空氣動(dòng)力形成裝置及和空氣動(dòng)力形成裝置相連的智能控制系統(tǒng)；

所述的容器是容積式容器，他能形成一定的浮力，他所形成浮力的大小不大于本飛行器的重力，所述的容器內(nèi)充入氦氣/或空氣/或氫氣或是真空的，進(jìn)一步，所述的容器不限定是一個(gè)單體，可以是兩個(gè)或數(shù)個(gè)不同形狀單體的組合體；

所述的空氣動(dòng)力形成裝置是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的原理設(shè)計(jì)制的，他能形成一定的空氣動(dòng)力，它所形成的空氣動(dòng)力和本飛行器的浮力之和不小于本飛行器的重力；

進(jìn)一步，所述的空氣動(dòng)力形成裝置不限制能量的形式、種類和數(shù)量，可以是機(jī)械能、熱能、光能、電能、聲能和粒子流等空氣動(dòng)力形成裝置；

進(jìn)一步，為了使本飛行器達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間留空的目的，本飛行器的空氣動(dòng)力形成裝置至少有一臺(tái)是太陽能提供動(dòng)力，采取

白天由太陽能加熱容器內(nèi)的空氣形成空氣動(dòng)力；或

由太陽能風(fēng)機(jī)行成空氣動(dòng)力；或

由太陽能電池帶動(dòng)風(fēng)機(jī)形成空氣動(dòng)力，

實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)本機(jī)飛行，以減少自身所攜帶能源的消耗，當(dāng)太陽能的能量不足以支撐本飛行器正常飛行時(shí)啟動(dòng)自身能源供給系統(tǒng)，當(dāng)太陽能的供應(yīng)有余時(shí)，將多余的太陽能由熱能型空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈩?dòng)力能、熱能型真空機(jī)轉(zhuǎn)變成真空動(dòng)力能、熱能型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成電能或熱機(jī)轉(zhuǎn)變成彈性材料的勢(shì)能進(jìn)行貯存；

進(jìn)一步，為了使本飛行器實(shí)現(xiàn)在空中自由飛行，空氣動(dòng)力形成裝置的空氣動(dòng)力能出口不限定只對(duì)地球的地面一側(cè)；也不限定只設(shè)一個(gè)出口；

進(jìn)一步，為了使本飛行器實(shí)現(xiàn)智能駕駛，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(cè)和規(guī)避系統(tǒng)包括主動(dòng)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(cè)和規(guī)避系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與信息綜合處理器相連，信息綜合處理器與空氣動(dòng)力能形成裝置的啟?？刂破?/span>/和空氣動(dòng)力能輸出口啟閉控制器相連。

為了減少太陽能和燃燒器產(chǎn)生的熱量損失，容器的蒙皮至少有一層是采用導(dǎo)熱系數(shù)小于0.003w/m.k的透明的絕熱材料制作。

他是這樣飛行的：本發(fā)明的飛行器不是由本飛行器形成的浮力或本飛行器形成的空氣動(dòng)力形成裝置形成的空氣動(dòng)力單一的一個(gè)力推動(dòng)本飛行器實(shí)現(xiàn)飛行的，他是由本飛行器形成的浮力和本飛行器的空氣動(dòng)力形成裝置產(chǎn)生的空氣動(dòng)力兩個(gè)力共同作用于本飛行器實(shí)現(xiàn)飛行的，通過控制空氣動(dòng)力的大小，使本飛行器實(shí)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，主要是受浮力參數(shù)控限制，只能做得體積很大的時(shí)代和飛行器不受控的隨風(fēng)漂流時(shí)代終結(jié)，使容積型飛行器進(jìn)入到可控的自主飛翔時(shí)代。

具體方法是這樣的：

當(dāng)本飛行器欲升空時(shí)啟動(dòng)空氣動(dòng)力形成裝置，使其產(chǎn)生垂直于地面向上的推力，當(dāng)浮力和向上的推力之和大于本飛行器的重力時(shí)，本飛行器升空飛行，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(dāng)需要前進(jìn)時(shí)將本飛行器的空氣動(dòng)力能后出口打開，輸出空氣動(dòng)力能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)，當(dāng)需要后退時(shí)將本飛行器的空氣動(dòng)力能前出口打開，輸出空氣動(dòng)力能實(shí)現(xiàn)后腿，左移和右移原理與之相同，當(dāng)需要降落時(shí)，減小空氣動(dòng)力形成裝置產(chǎn)生的動(dòng)力，使空氣動(dòng)力和浮力之和小于本飛行器的重力，使本飛行器實(shí)現(xiàn)緩慢下降。

當(dāng)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(shí)，進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)姿，當(dāng)主動(dòng)壁障的ADS-B 模塊實(shí)時(shí)接收到附近空域內(nèi)其他飛行器的飛行信息，實(shí)時(shí)規(guī)劃出本機(jī)的最佳航線，當(dāng)需要應(yīng)急壁障時(shí)，將本機(jī)收集到的本機(jī)附近空域物體的超聲信息、感應(yīng)到的紅外信息、和采集到的圖像信息進(jìn)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(jìn)行比對(duì)，判斷是否影像本飛行器的飛行，如影響采取相應(yīng)的避讓措施；本機(jī)根據(jù)全球定位系統(tǒng)采集到的本機(jī)位置信息與本機(jī)起飛伊始規(guī)劃的航線進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)重新規(guī)劃最佳航線。

本發(fā)明與現(xiàn)有飛行器相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

與熱氣球相比：由于本飛行器提升了空氣動(dòng)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(jì)的很小，可以使熱氣球這個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)大眾化，而且其應(yīng)用領(lǐng)域也將進(jìn)一步擴(kuò)大，如應(yīng)用于航拍、監(jiān)視、通訊、空運(yùn)等領(lǐng)域。

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。

與飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等飛行器相比：飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、無人機(jī)等單純依靠空氣動(dòng)力提升目標(biāo)物，適當(dāng)增加浮力在上升力中所占比例，能實(shí)現(xiàn)飛機(jī)和無人機(jī)的垂直起降，平穩(wěn)飛行，在軍事上能做到實(shí)時(shí)監(jiān)視擇期打擊的目的。

與飛艇相比：實(shí)現(xiàn)了可自由升降。飛艇的升空、降落時(shí)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(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸撅w行器的飛行方法與之不同，不是由浮力單一的一個(gè)力推動(dòng)本機(jī)實(shí)現(xiàn)飛行的，其特征在于由浮力和空氣動(dòng)力兩個(gè)力共同作用于本飛行器，本飛行器只需通過控制空氣動(dòng)力的大小，實(shí)現(xiàn)自由升空、飛行和降落，不用配備地勤人員。