一种空间引擎的制作方法
【专利摘要】本发明的空间引擎，包括飞轮自旋系统、飞轮公转系统和系统支撑框架；系统支撑框架支撑飞轮自旋系统和飞轮公转系统；飞轮自旋系统包括飞轮、飞轮固定轴、飞轮控制器、飞轮自旋电机和飞轮自旋轴；飞轮公转系统包括公转轴、公转电机、控制系统和公转悬臂；飞轮在自旋的同时，与飞轮固定轴、飞轮控制器、飞轮自旋轴、飞轮自旋电机一起随公转悬臂绕公转轴做公有旋转；飞轮控制器与控制系统共同控制飞轮的运动状态，进而控制空间引擎的运动状态。本发明的空间引擎，操作方便、低耗能、运动方向准确、可向任意方向运动、使用新的运动机制，可直接与万有引力场发生作用、实现在引力场中自由运动、并且可实现空中定点停留低耗能。
【专利说明】—种空间引擎
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种运动引擎，特别是一种空间引擎。
【背景技术】
[0002]现有的在空间飞行器上使用的引擎主要包括:航空发动机和航天发动机；前者在大气层中使用，后者可以在大气层内外使用；这两种引擎在其工作中，均通过迫使气体向引擎运动方向相反的方向移动，进而使引擎自身获得气体的反作用力而前进；并且当引擎在空中一点停留而不移动时，必须要依靠气体的反作用力来抵消重力，消耗大量能量。还有一种如热气球，飞艇等飞行器，是依靠空气的浮力来抵消重力，但是由于气体的比重很小，因此这些飞行器的体积很大，不方便。近年来，电磁弹射也是一个活跃的研究领域，电磁弹射直接依靠电磁力来抵消重力，但是被弹射物一旦离开弹射装置就处于抛物体运动状态，不能向任意的特定方向运动，存在不方便性和不确定性。鉴于现有空间飞行器引擎的缺点，我们急需一种操作方便、低耗能、运动方向准确的空间引擎。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种操作方便、低耗能、运动方向可控，使用新的运动机制，可直接与万有引力场发生作用、实现在引力场中自由运动、并且可实现空中定点停留低耗能的空间引擎。
[0004]本发明是这样实现的:
[0005]本发明的空间引擎，在引力场中使用，空间引擎包括飞轮自旋系统、飞轮公转系统和系统支撑框架；系统支撑框架支撑所述飞轮自旋系统和飞轮公转系统；飞轮自旋系统包括飞轮、飞轮固定轴、飞轮控制器、飞轮自旋电机和飞轮自旋轴；飞轮公转系统包括公转轴、公转电机、控制系统和公转悬臂；所述飞轮固定轴将飞轮固定于系统支撑框架内，飞轮自旋电机设置于飞轮自旋轴上；飞轮在自旋的同时，与飞轮固定轴、设置于飞轮固定轴上的飞轮控制器、飞轮自旋轴、设置于飞轮自旋轴上的飞轮自旋电机一起随公转悬臂绕公转轴做公有旋转；公转电机和控制系统依次设置于公转轴上；飞轮控制器与控制系统共同控制飞轮的运动状态；空间引擎的运动状态通过对飞轮的运动状态进行控制而达到。
[0006]空间引擎中，飞轮可以是一个、二个或者多个。
[0007]充分运用角动量守恒定理，实现一种新的运动机制，使本发明的空间引擎操作方便、低耗能、运动方向准确、可向任意方向运动、可直接与万有引力场发生作用、实现在引力场中运动、并且可实现空中定点停留低耗能。
[0008]本发明的空间引擎，空间引擎中，飞轮在自旋的同时，绕公转轴做公有旋转。
[0009]充分利用角动量守恒定理，达到空中停留低耗能的技术优势。
[0010]本发明的空间引擎，空间引擎的运动状态通过控制飞轮自旋状态的变化来实现。
[0011]飞轮控制器通过控制飞轮在其公转过程中飞轮自旋状态的变化，实现空间引擎在引力场中的运动。
[0012]飞轮自旋状态有两种:禁止状态和使能状态；飞轮自旋时，飞轮自旋轴与公转轴之间的夹角为Θ。
[0013]禁止状态:0°彡Θ <30° ;或者飞轮自旋速度为零。
[0014]使能状态:30° < Θ <90°，且飞轮自旋速度不为零。
[0015]通过飞轮自旋状态的交替变化，实现空间引擎的运动。这种实现方式，耗能小，容易实现。
[0016]本发明的空间引擎，第一种实现方式中，飞轮固定轴与飞轮自旋轴为同一条轴。
[0017]这种实现方式中，飞轮的禁止状态为:飞轮自旋速度为零。
[0018]本发明的空间引擎，第二种实现方式中，飞轮固定于飞轮固定框内，飞轮固定轴通过对飞轮固定框的固定将飞轮固定于系统支撑框架内。
[0019]进一步，飞轮固定框上设置有用于固定飞轮自旋轴的横杆。
[0020]这种实现方式中，飞轮的禁止状态为:0°彡Θ彡30°。
[0021]这种实现方式耗能小，实现方便。
[0022]本发明的空间引擎，空间引擎的运动方向与引力场方向相反时，控制系统控制飞轮在公有旋转时位于引力场方向正向的两象限处于禁止状态、在位于引力场方向反向的两象限处于使能状态。
[0023]本发明的空间引擎，空间引擎的运动方向与引力场方向相同时，控制系统控制飞轮在公有旋转时位于引力场方向反向的两象限处于禁止状态、在位于引力场方向正向的两象限处于使能状态。
[0024]当空间引擎需要向与引力场方向成夹角α的方向运动，0° ( α<90°时，在以运动方向为ζ轴正轴、以与运动方向垂直的平面为xy平面的三维空间中，在以该平面为分割面形成的两个空间(ζ轴正轴的空间、ζ轴负轴的空间)内，控制系统通过制动器控制飞轮在公有旋转时位于ζ轴正轴的空间时，飞轮处于禁止状态，飞轮位于ζ轴负轴的空间时，飞轮处于使能状态。
[0025]当空间引擎需要向与引力场方向成夹角α的方向运动，90° <α彡180°时，在以运动方向为ζ轴正轴、以与运动方向垂直的平面为xy平面的三维空间中，在以该平面为分割面形成的两个空间(ζ轴正轴的空间、ζ轴负轴的空间)内，控制系统通过制动器控制飞轮在公有旋转时位于ζ轴负轴的空间时，飞轮处于禁止状态，飞轮位于ζ轴正轴的空间时，飞轮处于使能状态。
[0026]通过这种设置，就可以实现本发明的运动引擎向任意方向运动，而不是仅限于沿引力场方向、背离引力场方向运动。
[0027]多个本发明的空间引擎，可以组成空间引擎系统，空间引擎系统安装于空间飞行器上使用，不仅具有低能耗、操作方便、在空中定点停留低耗能等优势，还可以极大地方便人们的出行、减轻交通压力、避免交通拥堵。
[0028]本发明的有益效果在于，本发明的空间引擎，操作方便、低耗能、运动方向准确、可向任意方向运动、使用新的运动机制，可直接与万有引力场发生作用、实现在引力场中自由运动、并且可实现空中定点停留低耗能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是实施例1中的空间引擎的结构示意图；
[0030]图2是实施例2中的空间引擎的结构示意图；
[0031]图3是图2中的空间引擎的右视结构示意图；
[0032]图4是图3中的空间引擎的去除系统支撑框架后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明:
[0034]实施例1
[0035]本发明的空间引擎，如附图1所示，I为飞轮自旋系统，11为飞轮(飞轮有两个)，12为飞轮固定轴，13为飞轮控制器，14为飞轮自旋电机，15为飞轮自旋轴(与飞轮固定轴12为同一条轴)；2飞轮公转系统，21为公转轴，22为公转电机，23为控制系统，24为公转悬臂，3为系统支撑框架。飞轮控制器13为制动器，控制飞轮的速度。
[0036]本发明的空间引擎，在引力场中使用，如图1所示，空间引擎包括飞轮自旋系统1、飞轮公转系统2和系统支撑框架3 ;系统支撑框架3支撑飞轮自旋系统I和飞轮公转系统2 ;飞轮自旋系统I包括飞轮11、飞轮固定轴12、飞轮控制器13和飞轮自旋电机14 ;飞轮公转系统2包括公转轴21、公转电机22、控制系统23，公转悬臂24 ;飞轮固定轴12将飞轮11固定于系统支撑框架3内，飞轮控制器13和飞轮自旋电机14也依次设置于飞轮固定轴12上；飞轮11在自旋的同时，与飞轮固定轴12、及设置于飞轮固定轴12上的飞轮控制器13和飞轮自旋电机14 一起随公转悬臂24绕公转轴21做公有旋转；公转电机22和控制系统23依次设置于公转轴21上；飞轮控制器13与控制系统23共同控制飞轮11的运动状态；空间引擎的运动状态通过对飞轮11自旋状态的变化进行控制而达到。
[0037]控制系统23通过飞轮控制器13控制飞轮11在公有旋转时位于引力场方向正向的两象限处于禁止状态(禁止状态通过控制飞轮11自旋速度为零来实现)、在位于引力场方向反向的两象限处于使能状态，进而实现空间引擎向与引力场方向相反的运动方向运动。
[0038]实施例2
[0039]本发明的空间引擎，如附图2-4所示，I为飞轮自旋系统，11为飞轮(飞轮有两个)，12为飞轮固定轴，13为飞轮控制器，14为飞轮自旋电机，15飞轮自旋轴，16为飞轮固定框，17为横杆；2飞轮公转系统，21为公转轴，22为公转电机，23为控制系统，24为公转悬臂，3为系统支撑框架。飞轮控制器13为翻转器，控制飞轮的翻转，即飞轮自旋轴方向的变化。
[0040]本发明的空间引擎，在引力场中使用，如图2-4所示，空间引擎包括飞轮自旋系统1、飞轮公转系统2和系统支撑框架3 ;系统支撑框架3支撑飞轮自旋系统I和飞轮公转系统2 ;飞轮自旋系统I包括飞轮11、飞轮固定轴12、飞轮控制器13和飞轮自旋电机14 ;飞轮公转系统2包括公转轴21、公转电机22、控制系统23，公转悬臂24 ;飞轮11固定于飞轮固定框16内，飞轮固定轴12通过对飞轮固定框16的固定将飞轮11固定于系统支撑框架3内，飞轮固定框16上设置有用于固定飞轮自旋轴15的横杆17 ;飞轮控制器13设置于飞轮固定轴12上；飞轮自旋电机14设置于飞轮自旋轴15上；飞轮11在自旋的同时，与飞轮固定轴12、设置于飞轮固定轴12上的飞轮控制器13、飞轮自旋轴15、设置于飞轮自旋轴15上的飞轮自旋电机14 一起随公转悬臂24绕公转轴21做公有旋转；公转电机22和控制系统23依次设置于公转轴21上；飞轮控制器13与控制系统23共同控制飞轮11的运动状态；空间引擎的运动状态通过对飞轮11自旋状态的变化进行控制而达到。
[0041]控制系统23通过飞轮控制器13控制飞轮11在公有旋转时位于引力场方向正向的两象限处于禁止状态(禁止状态通过改变自旋轴方向，即使自旋轴与公转轴21之间的夹角Θ = 0°，即自旋轴与公转轴21平行而达到)、在位于引力场方向反向的两象限处于使能状态，进而实现空间引擎向与引力场方向相反的运动方向运动。
[0042]本发明的空间引擎，操作方便、低耗能、运动方向准确、可向任意方向运动、使用新的运动机制，可直接与万有引力场发生作用、实现在引力场中自由运动、并且可实现空中定点停留低耗能。
[0043]以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种空间引擎，其特征在于，所述空间引擎在引力场中使用，所述空间引擎包括飞轮自旋系统(I)、飞轮公转系统(2)和系统支撑框架(3);所述系统支撑框架(3)支撑所述飞轮自旋系统(I)和飞轮公转系统(2);所述飞轮自旋系统(I)包括飞轮(11)、飞轮固定轴(12)、飞轮控制器(13)，飞轮自旋电机(14)和飞轮自旋轴(15);所述飞轮公转系统(2)包括公转轴(21)、公转电机(22)、控制系统(23)和公转悬臂(24);所述飞轮固定轴(12)将飞轮(11)固定于系统支撑框架(3)内，所述飞轮控制器(13)设置于所述飞轮固定轴(12)上；所述飞轮自旋电机(14)设置于所述飞轮自旋轴(15)上；所述飞轮(11)在自旋的同时，与所述飞轮固定轴(12)、设置于所述飞轮固定轴(12)上的飞轮控制器(13)、飞轮自旋轴(15)、设置于所述飞轮自旋轴(15)上的飞轮自旋电机(14) 一起随所述公转悬臂(24)绕公转轴(21)做公有旋转；所述公转电机(22)和控制系统(23)依次设置于所述公转轴(21)上；所述飞轮控制器(13)与控制系统(23)共同控制飞轮(11)的运动状态；所述空间引擎的运动状态通过对所述飞轮(11)的运动状态进行控制而达到。
2.如权利要求1所述的空间引擎，其特征在于，所述空间引擎的运动状态通过控制飞轮(11)自旋状态的变化来实现。
3.如权利要求2所述的空间引擎，其特征在于，所述飞轮(11)自旋状态包括禁止状态和使能状态，所述飞轮(11)自旋时，所述飞轮(11)自旋轴与所述公转轴(21)之间的夹角为Θ ;所述禁止状态中，0° ( Θ <30°，或者所述飞轮(11)自旋速度为零；所述使能状态中，30° < Θ <90°，且所述飞轮(11)自旋速度不为零。
4.如权利要求3所述的空间引擎，其特征在于，所述飞轮固定轴(12)与所述飞轮自旋轴(15)为同一条轴。
5.如权利要求4所述的空间引擎，其特征在于，所述禁止状态为:所述飞轮(11)自旋速度为零。
6.如权利要求3所述的空间引擎，其特征在于，所述飞轮(11)固定于飞轮固定框(16)内，所述飞轮固定轴(12)通过对飞轮固定框(16)的固定将飞轮(11)固定于系统支撑框架(3)内。
7.如权利要求6所述的空间引擎，其特征在于，所述飞轮固定框(16)上设置有用于固定飞轮自旋轴(15)的横杆(17)。
8.如权利要求7所述的空间引擎，其特征在于，所述禁止状态为:0°< Θ <30°。
9.如权利要求5或8任一项所述的空间引擎，其特征在于，所述空间引擎的运动方向与引力场方向相反时，所述控制系统(23)通过所述飞轮控制器(13)控制飞轮(11)在公有旋转时位于引力场方向正向的两象限处于禁止状态、在位于引力场方向反向的两象限处于使能状态。
10.如权利要求5或8任一项所述的空间引擎，其特征在于，所述空间引擎的运动方向与引力场方向相同时，所述控制系统(23)通过所述飞轮控制器(13)控制飞轮(11)在公有旋转时位于引力场方向反向的两象限处于禁止状态、在位于引力场方向正向的两象限处于使能状态。
【文档编号】B64D27/02GK104260894SQ201410542458
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】汪勇 申请人:汪勇