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世界最先进的飞行器——多轴自旋翼直升飞行器

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楼主
发表于 2015-12-4 13:24 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 俊舟_新世界 于 2015-12-25 00:02 编辑

      2015年11月29日,一架世界上从未有过的新型飞行器试飞成功。这架飞行器通过螺旋桨推动飞行器上的旋转构件旋转,在旋转构件上的自旋翼将迎风旋转并产生升力,实现飞行器飞离地面。这架新型飞行器被发明人称作“多轴自旋翼直升飞行器”,意指该飞行器包含多个自旋旋翼并具有垂直起降的功能。这种飞行器结构简单、起飞效率高、姿态稳定易于操控、垂直起降非常便捷,更为重要的是这款飞行器在发动机失去动力的时候也能够安全缓慢降落。

      多轴自旋翼直升飞行器是一种结合旋翼机、直升机、飞机以及多轴飞行器各自优点的新飞行器。它有旋翼机的安全性,却多了垂直起降、悬停的功能,载重也突破现有旋翼机的限制;它有直升机的垂直起降功能,但比直升机简单、效率更高、更安全;它有飞机的效率高特点,但更加的安全,还多了垂直起降,悬停的功能;它有多轴飞行器多旋翼的特点,但它的稳定飞行不依赖于电子控制,它更加安全、高效,没有强烈的向下气流。

      多轴自旋翼直升飞行器将突破现有飞行器的种种不足,他用更先进的空气动力学结构造就诸多优点,对于广大人民群众来说,这种飞行器将非常廉价(结构简单,生产成本低,维护成本低;操控简单;垂直起降不需要机场跑道;高效的垂直起降效率;极致安全),非常简单,非常安全。

      从小梦想有一种安全、高效、便捷、简单且廉价的飞行器,十年前上大学的时候初步设计各种新飞行器,四年前更是全力以赴地探索,并将自己的孩子取名“俊舟”,立志研制出一款世界先进的飞行器,一年前终于得到了多轴自旋翼直升飞行器的构想。通过一年的时间,终于将这种多轴自旋翼直升飞行器试飞成功。

      大学时代发明的未来交通系统,欢迎大家下载。
      http://pan.baidu.com/s/1gdRumwN
      
      大学时代自己制作的《卷扬飞行器》游戏。
                                                                 

            高中时候玩的一种可垂直起降的纸飞行器,当时在三楼,把这种纸飞行放飞,他们就旋转着朝天空飞去,极其的神奇。这绝对是世界上最简单的垂直起降飞行器了。



      下图为采用电机、齿轮驱动上部构件旋转的模型,由于升力不够/自重太大,试验失败。这也是不注重计算的结果。旋翼自制、模型制作花了几个月的空余时间。而最后的这次制作,却仅花了十多天的晚上空余时间。

       下图为采用齿轮电机、齿轮驱动上部构件旋转的模型,由于齿轮选择不恰当,上端构件转速达不到要求,试验失败。

      下图为采用人力、滚筒驱动构件旋转的模型,由于构件中心承受的力过大,构件损坏,试验失败。



       后面升力试验视频中的模型由于构件臂太软而不能承受扭力,试验失败。当然,这只是其中的几次截图而已,试验无岁月。  

      从模型试验到载人飞行还有很多的工作。但这种模型试验也验证了这种全新的飞行器:原理可行、飞行稳定、效率高等。一般来说,拥有一项优势,那么这种飞行器就很先进了。而如果一种飞行器既能垂直起降、效率更高、更安全、简单可靠廉价等诸多优点,却是令当今世界上其他任何的飞行器都无可比拟。可能大家对飞行器的理解不同,觉得大型飞机、战斗机、直升机更好,它们有它们的优点,并不是说他们不先进。只是对广大人民群众来说,即使未来,我们也难以实现自驾这些飞行器的梦想,从对广大人民群众更为实用的角度来看,我认为它是世界最先进的飞行器,这是我从开始以来的设计理念。

      有资料显示一种喷气式(矢量推进)的战斗机在垂直起降的时候会消耗掉三分之一的油耗。原因是垂直起降阶段速度低,耗时长,升力效率相比平比阶段大大降低,大家也可以粗略算一下,确实就是这样,所以提高垂直起降时的效率是关键,这样能提高飞行全过程总体效率。

      刚试飞,只有垂直起降。计划增加前进,方向的小发动机,形成一个完整的航模。下图为增加了前进及方向控制的飞行器。


     这和最初的设计相比还不太完整,之前是想增加一组固定的平飞自旋翼做为平飞时产生升力的。请看下段【】中文字关于多轴自旋翼直升飞行器的详细介绍。

    【多轴自旋翼,指的是该飞行器由多个自旋旋翼组成。自旋旋翼的尺寸自然要比现有自旋翼飞机的旋翼尺寸要小,甚至他的旋翼头也可以做成固定的结构(不需要跷跷板结构)。
      直升,指的是该飞行器具有垂直起降的功能。方法是在一个相对低转速旋转的构件上安装多个自旋旋翼,当这个构件转动时,其上的自旋旋翼旋转并产生升力。当然,这个构件尺寸或他外端的线速度要足够大,才能带动自旋旋翼旋转并产生足够的升力。可采用发动机、减速机构带动构件旋转。这种方法缺点是有减速机构(重量增加,能量损失等),同时构件要承受很大的扭力,飞行器也有麻烦的自旋等。构件的动力源也可采用现有的飞机动力源,比如把带螺旋桨的发动机安装在构件上,推动构件旋转。
      飞行,指的是该飞行器具有三维飞行的功能。方法是在一个固定的构件上安装多个自旋旋翼,以供飞行器前飞时产生升力。由于用于直升的构件上的多个自旋旋翼倾斜角度是以旋转中心对称的,所以必须要解决用于直升的构件上的多个自旋旋翼在飞行器前飞时左右升力不平衡的问题。当用于直升的构件上的多个自旋旋翼仅在一条直线上时,只要这条线与飞行器前进方向相同,则左右升力达到平衡(也可以通过其他方法解决)。当然也可以直接利用旋转的构件上的多个自旋旋翼产生飞行器前飞的升力,通过改变构件上自旋旋翼倾斜角即可。飞行的动力来源可以直接利用直升的动力源,如断开减速机构,连通推进螺旋桨,或是把带螺旋桨的发动机(上文中说到的带螺旋桨的发动机)旋转90度。】

      在“俊舟一号”最后起飞试验前,一直对“飞行器动力螺旋桨安装在旋转构件的半径中间处,相比把螺旋桨安装在旋转构件的半径最外端驱动力大了一倍”这件事耿耿于怀,因为如果不解决起飞升力过小的问题,飞行器是飞不起来的。不断的思考过程中,一个偶然,得到了矢量增升的构想。后来也联想到美国的鱼鹰飞机,它有时候起飞或下降时采用的是将推进桨保持与水平方向45度,其实这样鱼鹰飞机就能获得低飞行速度下的最大升力,这其中就应该是矢量增升的原理。



       其中,当F水平产生的升力等于F水平时,总的升力=Fsinθ+Fcosθ,在θ等于45度时取得最大值1.414F,这是一个很的变化了。所以鱼鹰飞机要这样做。这是一件很有趣的事,简单的变化就获能得巨大的改变,我自己一开始都不敢相信这是真的,于是就把这个理论亮出来给大家看看,大家多提意见。

       关于升力,飞机通过富勒襟翼等方式将低速状态下的飞机升力提高了四倍,这是一个巨大的数字,也是非常伟大的发明。新的研究便可发现新的升力结构,多轴自旋翼直升飞行器也一样。
说到尺寸,有网友认为“这么大个东西,升力那么小”。按照设计,多轴自旋翼直升飞行器的尺寸相比同级别的轻型飞机是相当的。

       有网友提议用等重量等轴距等电池容量S数的四轴或直升机对比悬停,用数据说明该飞行器垂直起降的效率到底如何。这个效率对比实验值得一做。但问题是我现在飞行器动力螺旋桨安装在旋转构件的半径中间处,相比把螺旋桨安装在旋转构件的半径最外端驱动力大了一倍,这对效率比较是极为不利的。只有等改造好以后再试验了。预知后事如何,且听下回分解。
      还有网友说“别随便就说最先进,这个不就是旋翼机的改版吗?”,这是一个看似很有道理的说法。看了很多网友的置疑,现在对此做出辩论,对事不对人哟。一、这架飞行器不仅拥有旋翼机的特点,它还拥有直升机垂直起降的结构特点,为什么不说是直升机的改版呢?这架飞行器还有多轴飞行器多个升力桨的特点,为什么不说是多轴飞行器的改版呢?将来平飞设计制造还会拥有固定翼的结构特点,是不是应该说是飞机的改版呢?二、看完第一点,网友会说你这不是狡辩吗,产生升力的原理就是旋翼机的原理呀!!是的,有部分升力原理是自旋翼的原理,但如果该飞行器上部的旋转构件不旋转,又何来的升力,只有旋翼机的原理实现不了垂直起降。于是,我采用了类似直升机的垂直起降结构,但这是一种慢速旋转结构,其转速只有直升机转速的十几分之一。另外,不采用多轴的结构,采用单自旋翼要提高载重,只有加长旋翼长度,对设计和旋翼结构都将是严重的考验,几乎不可能现实单自旋翼机的载重量增加,所以现有旋翼机只有单双座。三、网友会说你这就是简单的变化而已,别说得那么先进。发明一个轮胎的车叫独轮车,发明两个轮胎的车叫自行车,此外还有三轮车,四轮车,……这些都是发明呀,而且它们的功能参数各不相同。世界本来就如此奇妙。拥有一个质子的元素是氢,拥有两个质子的是氦……有些东西不是想象的那么简单的。愿各位生活多姿多彩吧。
       多轴自旋翼直升飞行器可垂直起降、悬停、载重更大,其性能又岂是普通旋翼机能比的。
       有网友说多个旋翼的效率没有单个旋翼的效率高。其实当旋翼的半径为0.5倍大旋翼的半径时,四个小旋翼的升力(与大旋翼相同能量条件下)与大旋翼升力相同。不同于单个小旋翼与大旋翼相比相同升力时小旋翼效率低。
       四个小旋翼要达到一个大旋翼的升力,则四个小旋翼最外端的速度要与大旋翼最外端的转速相同,这个时候小旋翼的前飞速度是大旋翼前飞速度的2倍。现有的自旋翼飞机如果最大速度为200公里每小时,那么,小一倍的四轴自旋翼飞行器最大速度为400公里每小时。当然,这只是理论计算。为什么要采用小自旋翼,获得更快的飞行速度是其原因之一。
       说到旋转构件重量?多轴自旋翼直升飞行器的重量相比较同等级的飞机结构重量应该相差不大。而且,如果大家看过这种材料的话就不用担心重量的问题了。材料名称“microlattice”。


       多轴自旋翼直升飞行器升力试验。视频地址:

      世界最先进的飞行器——多轴自旋翼直升飞行器试飞成功。视频地址:

        今天这个世界,有太多太多的飞行器。

        我希望有一种极其廉价安全的飞行器,在我们的时代飞翔。




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柳暗花明 + 2 很强的创新理论
snowynight + 2 不造永动机是才华的浪费
zy318 + 1 赞一个!

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沙发
发表于 2015-12-4 13:41 | 只看该作者
别动不动就喊什么全球最先进,
3
发表于 2015-12-4 13:43 | 只看该作者
本帖最后由 colt1981 于 2015-12-4 13:46 编辑

笑喷了,"the world best aircaft"23333333333333333333333333

4
发表于 2015-12-4 13:47 | 只看该作者
.....我能告诉你 很早很早就已经有人干过了吗

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俊舟_新世界 + 1 有吗?

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5
发表于 2015-12-4 13:53 | 只看该作者
有想法好!付诸实践很好!能够发挥实效就更好了!加油!

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俊舟_新世界 + 1 很给力!

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6
发表于 2015-12-4 13:58 | 只看该作者
如果是自主首创的话还是得赞一个!

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7
发表于 2015-12-4 14:05 | 只看该作者
666

8
发表于 2015-12-4 14:22 | 只看该作者
没看出来先进在哪了   
9
发表于 2015-12-4 14:28 | 只看该作者
哈哈哈哈
10
发表于 2015-12-4 14:29 | 只看该作者
有点意思

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11
发表于 2015-12-4 14:29 | 只看该作者
上升推油门,下降减油门,那么就是飞行姿态不可控?
12
发表于 2015-12-4 14:31 | 只看该作者
要是好早就用了 楼上说的对 别动不动就“全世界最好”这个距离离我们太远了。哪怕你是资产上十亿技术专利上千项的大疆也没有那么高调,年轻人轻狂浮躁可以,但要踏实逐步渐进有梦想。
13
发表于 2015-12-4 14:31 | 只看该作者
我很好奇你如何控制飞行器的飞行方向
14
发表于 2015-12-4 14:47 | 只看该作者
旋翼机的多轴版,确实有独特的地方,只是目前把对这方面的认知拔得过高了
不过无论如何应该赞一个

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俊舟_新世界 + 1 很给力!

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15
发表于 2015-12-4 15:20 | 只看该作者
这玩意效率一点都不高,普通的飞机是拿起个100克的石头丢出去,你这玩意是拿起一抓100克的沙子丢出去,哪个飞的远很明显的
16
发表于 2015-12-4 15:21 | 只看该作者
本人比较愚钝,没有看出这个能如何利用到生产实用中去,还不如传统的多旋翼、四轴六轴等
17
发表于 2015-12-4 15:22 | 只看该作者
你等重量等电池等轴距试试悬停时间就知道了
18
发表于 2015-12-4 15:31 | 只看该作者
四架旋翼机绑在一起转圈圈,不懂该怎么控制姿态,哪里是机头?无头单通道飞行器么?
19
发表于 2015-12-4 15:51 | 只看该作者
好笑人哦!
20
发表于 2015-12-4 15:59 | 只看该作者
开头吹的这么大我还当能载人。结果是个自身起飞都摇摇欲坠的东西。
而且要是人坐在这么个玩意上还不被晕死
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