一种飞行方法及飞行器的制造方法
【专利摘要】一种飞行方法及飞行器，包括由容器和与容器固定连接的空气动力形成装置及和空气动力形成装置相连的智能控制系统构成；所述的容器是容积式容器，他能形成一定的浮力；所述的空气动力形成装置是根据空气动力学的原理设计制的，它能形成一定的空气动力；进一步，为了使本飞行器实现智能驾驶，本机上设有智能控制系统。本发明的飞行方法不是由本飞行器形成的浮力或本飞行器形成的空气动力形成装置形成的空气动力单一的一个力推动本飞行器实现飞行的，其特征在于是由本飞行器形成的浮力和本飞行器的空气动力形成装置产生的空气动力两个力共同作用于本飞行器实现飞行的，通过控制空气动力的大小，使本飞行器实现升空、飞行和降落。
【专利说明】
一种飞行方法及飞行器
技术领域
[0001 ]本发明涉及到航空技术领域，具体涉及到一种飞行方法及飞行器。
【背景技术】
[0002]现在人为的飞行方法主要有三种，
第一种是根据阿基米德的浮力原理制造的，如气球、孔明灯等，设计时只考虑球体或灯体形成浮力的大小这一个因素，所以为了能提起需要重量的物质，气球的球体制作的非常庞大，七级的热气球体积为2000-2400M3、十级的气球体积达6000M3;孔明灯由于其体积较小形成的浮力有限几乎不能提起什么重物，故而没有什么使用价值，这种单纯依靠浮力实现飞行的方法，由于没有自主动力，很难实现可控飞行。
[0003]第二种是根据空气动力学的原理制造的，如飞机、火箭、导弹、无人机等，主要由机械运动或热运动形成的空气动力推动，当向上的推力大于重力时实现上升和飞行，浮力对这类飞行器的影响几乎可以忽略不计，所以这种飞行方法很难实现平稳悬停。
[0004]第三种是根据阿基米德的浮力原理实现飞行，平面运动是由空气动力实现的，如飞艇，虽然他也实现了悬停和运动，但是其升降还是只受浮力一个因素控制，难以实现自由升降。
[0005]热气球体积庞大、孔明灯提起的重物有限；而飞机、火箭、导弹、无人机等平稳飞行困难;飞艇升降不能自由实现。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明提出了一种飞行方法，包括由容器和与容器固定连接的空气动力形成装置及和空气动力形成装置相连的智能控制系统构成的飞行器；
所述的容器是容积式容器，他能形成一定的浮力，他所形成的浮力不大于本飞行器的重力;所述的容器内充入氦气/空气/氢气/是真空的；进一步，所述的容器不限定是一个单体，可以是两个或数个不同形状单体的组合体；
所述的空气动力形成装置是根据空气动力学的原理设计制的，他能形成一定的空气动力，它所形成的空气动力和本飞行器的浮力之和不小于本飞行器的重力；
进一步，所述的空气动力形成装置不限制能量的形式、种类和数量，可以是机械能和/或热能和/或光能和/或电能和/或声能和/或粒子流等空气动力形成装置；
进一步，为了使本飞行器达到长时间留空的目的，本飞行器的空气动力形成装置至少有一台是太阳能提供动力，采取
白天由太阳能加热容器内的空气形成空气动力，或由太阳能风机形成空气动力，或由太阳能电池带动风机形成空气动力，
实现驱动本机飞行，以减少自身所携带能源的消耗，当太阳能的能量不足以支撑本飞行器正常飞行时启动自身能源供给系统，当太阳能的供应有余时，将多余的太阳能由热能型空气压缩机转变为空气动力能、热能型真空机转变成真空动力能、热能型发电机转变成电能或热机转变成弹性材料的势能进行贮存；
进一步，为了使本飞行器实现在空中自由飞行，空气动力形成装置的空气动力能出口不限定只对地球的地面一侧;也不限定只设一个出口；
进一步，为了使本飞行器实现智能驾驶，本机上设有智能控制系统，所述的智能控制系统包括:
姿态和状态控制系统包括电子陀螺仪和速度及加速度传感器；
障碍物探测和规避系统包括主动预防的ADS-B模块，和应急避障的超声模块、红外感应模块和图像信息采集模块；
全球定位系统；
信息综合处理系统，
所述的姿态和状态控制系统、障碍物探测和规避系统、全球定位系统与信息综合处理系统相连，信息综合处理系统与空气动力能形成装置的启停控制器/和空气动力能输出口启闭控制器相连。
[0007]本发明的飞行方法不是由本飞行器形成的浮力或本飞行器形成的空气动力形成装置形成的空气动力单一的一个力推动本飞行器实现飞行的，其特征在于是由本飞行器形成的浮力和本飞行器的空气动力形成装置产生的空气动力两个力共同作用于本飞行器实现飞行的，通过控制空气动力的大小，使本飞行器实现升空、飞行和降落，这样就使气球、孔明灯、飞艇等容积型飞行器，主要受浮力参数控限制，只能做得体积很大的时代和飞行器不受控的随风漂流时代终结，使容积型飞行器进入到可控的自主飞翔时代。
[0008]为了减少太阳能和燃烧器产生的热量损失，容积式容器的蒙皮至少有一层是用采用导热系数小于0.003w/m.k的透明的绝热材料制作。
[0009]具体方法是这样的:
当本飞行器欲升空时启动空气动力形成装置，使其产生垂直于地面向上的推力，当浮力和向上的推力之和大于本飞行器的重力时，本飞行器升空，控制推力和浮力之和与重力保持平衡，本飞行器即能在空中平稳停留，当需要前进时由智能控制系统将本飞行器的空气动力能后出口打开，输出空气动力能实现前进，当需要后退时由智能控制系统将本飞行器的空气动力能前出口打开，输出空气动力能实现后腿，左移和右移原理与之相同，当需要降落时，减小空气动力形成装置产生的空气动力，使空气动力和浮力之和小于本飞行器的重力，使本飞行器实现缓慢下降。
[0010]当飞行状态和飞行姿态传感器感知到自身飞行状态异常时，进行手动或由智能控制系统自动调姿，当主动壁障的ADS-B模块实时接收到附近空域内其他飞行器的飞行信息，实时规划出本机的最佳航线，当需要应急壁障时，将本机收集到的本机附近空域物体的超声信息、感应到的红外信息、和图像信息进行综合分析，确定障碍物的性质和走向，与本飞行器的航线进行比对，判断是否影像本飞行器的飞行，如影响由智能控制系统采取相应的避让措施;本机根据全球定位系统采集到的本机位置信息与本机起飞伊始规划的航线进行实时比对重新规划最佳航线，实现自主飞行。
[0011]本发明与现有飞行器相比具有如下优点:
与热气球相比:由于本飞行器提升了空气动力在热气球上升力中所占的比例，不像现在的热气球受浮力参数的限制，必须制作得很大，它可以根据需要设计的很小，可以使热气球这个运动项目实现大众化，而且其应用领域也将进一步扩大，如应用于航拍、监视、通讯、
空运等领域。
[0012]与孔明灯相比:不受原来只能使用竹篾、纸、布等轻型材料制作的限制，取材将更加广泛，而且成为了具有广泛应用领域的飞行器。
[0013]与飞机、火箭、导弹等飞行器相比:飞机、火箭、导弹、无人机等单纯依靠空气动力提升目标物，适当增加浮力在上升力中所占比例，能实现飞机和无人机的垂直起降，平稳飞行，在军事上能做到实时监视择期打击的目的。
[0014]与飞艇相比:实现了可自由升降。飞艇的升空、降落时地面锚泊、系留过程操作难度大，需要有大量的地勤人员与之配合才能实现，因为本飞行器的飞行方法与之不同，不是由浮力单一的一个力推动本机实现飞行的，其特征在于由浮力和空气动力两个力共同作用于本飞行器，本飞行器只需通过控制空气动力的大小，实现自由升空、飞行和降落。
【附图说明】
[0015]图1为用本发明的技术路线设计的一款热气球。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图对本发明的设计理念作进一步说明。
[0017]我们知道热气球和孔明灯的制作仅考虑浮力这一参数，由于空气形成的浮力较小，为了能提起需要重量的物质，热气球的球体制作的非常庞大;孔明灯由于体积较小，形成的浮力有限，所以提不起什么重物，两千多年来孔明灯一直没有改变。
[0018]我们知道飞机、火箭、导弹、无人机等，主要由机械运动或热运动形成的空气动力推动，当向上的推力大于重力时实现上升和飞行，浮力对这类飞行器的影响几乎可以忽略不计，但要使其实现平稳悬停非常困难。
[0019]而本飞行器力量配比，他改变了热气球和孔明灯单纯依靠浮力飞行的技术路线，使孔明灯和热气球不至于受制于一个参数的约束，可以更自由的设计，热气球可以做的很小，更利于该项运动的普及，又如一款微型热气球配上相关的仪器，在军民领域将有广泛的应用；孔明灯被提升空气动力后即可成为一款真正意义上的低空飞行器，同时其又有其稳定性好的优势，可使孔明灯不光应用于祈福了；当改变了飞机、火箭、导弹等飞行器的浮力在上升力的力量配比后，可以使他们更加节约能源，可以实现平稳悬停，对目标实时监视，择期打击。
[0020]图1为用本发明的技术路线设计的一款飞行器，该飞行器包括容器I和空气动力形成装置热机型风机2;所述的容器是容积式容器，他能形成一定的浮力，浮力的大小不大于本飞行器的重力，由于本例采取的是将空气动力形成装置热能型风机置于容器内的布局，容器I内的气体既是浮生气体也是空气动力能的执行气体，所以需要设空气入口 3和空气动力能出口，当容器I与空气动力形成装置采取其他形式的布局时，容器可以设计成真空的，或充入氦气、氢气或空气，所述容器的空气入口 3设于顶部，与吸气装置5相连，这样吸气时也形成一定的提升力，所述的吸气装置5与压力控制系统相连，压力控制系统与压力传感器相连，压力传感器采集到的压力参数反馈给控制系统，根据设定的压力控制吸气装置的启停，使容器维持在设定的压力范围内；所述的容器I本体侧壁设有至少4个空气动力能出口4.1，即本容器的前、后、左、右四个侧面每个侧面至少设有I个空气动力能出口4.1，底部至少设有I个空气动力能出口 4.2，为了使本机飞行的更平稳，本机下部设有3个空气动力能出口4.2;所述的空气动力能出口与空气动力形成装置的能量出口相通，所述的空气动力能出口设有启闭控制器，由启闭控制器实现空气动力能出口的开启与关闭，启闭控制器与智能控制系统、障碍物规避控制系统和自主巡航控制系统相连，当需要上升时下空气动力能出口在控制系统的控制下开启，带有高能量的气体从下口喷出，驱动本飞行器升空，当需要前进时后空气动力能出口打开，当需要后退时前空气动力能出口打开，当需要右移时，左空气动力能出口打开，当需要左移时，右空气动力能出口打开;规避障碍物也是这样；
所述的空气动力能形成装置置于容积式容器内的下平面形成的支撑面上;本机出库后启动热能型风机2，当向上的推力和本容器形成的浮力之和大于本机的重力时，本机实现飞行，在飞行的过程中太阳能不断加热容器内的空气，当太阳能形成的动力足以推动本机飞行时，关闭热机，以节约本机所携带的能源，当太阳能的供应有余时，将多余的太阳能由热能型空气压缩机转变为空气动力能、热能型真空机转变成真空动力能、热能型发电机转变成电能或热机转变成弹性材料的势能进行贮存；当夕阳西下太阳能足以驱动本飞行器飞行时，启动白天贮存的能量，当储存能量不能维持本机正常飞行时，启动热能型风机驱动本机飞行，当需要降落时，减小空气动力形成装置产生的动力，使空气动力和浮力之和小于本飞行器的重量，使本飞行器实现缓慢下降。
[0021 ]在飞行过程中，当飞行状态和飞行姿态传感器感知到自身飞行状态异常时，进行手动或自动调姿，飞行前和飞行时主动壁障的ADS-B模块实时接收到附近空域内其他飞行器的飞行信息，实时规划出本机的最佳航线，当需要应急壁障时，将本机收集到的本机附近空域物体的超声信息、红外信息、和图像信息进行综合分析，确定障碍物的性质和走向，与本飞行器的航线进行对比，是否影像本飞行器的飞行，如影响本机的飞行采取相应的避让措施;本机根据全球定位系统采集到的本机位置信息与本机起飞伊始规划的航线进行实时对比实时规划最佳航线。
[0022]前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的，并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述技术路线很多改变和变化都是可能的。选择热气球示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定技术路线，从而使得本领域的其它技术人员能够实现，并利用本发明的示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
【主权项】
1.一种飞行方法，包括由容器和与容器固定连接的空气动力形成装置及与空气动力形成装置相连接的智能控制系统构成的飞行器； 本发明的飞行方法不是只由容器形成的浮力或只由空气动力形成装置形成的空气动力单一的一个力推动本机实现飞行的，其特征在于是由本飞行器形成的浮力和本飞行器的空气动力形成装置形成的空气动力两个力共同作用于本飞行器实现的，通过控制本飞行器的空气动力形成装置形成的空气动力的大小，使本飞行器实现升空、飞行和降落。2.—种能实现权利要求1所述目的的飞行器，包括容器和与容器固定连接的空气动力形成装置及与空气动力形成装置相连接的智能控制系统； 所述的容器是容积式容器，他能形成一定的浮力，他所形成的浮力不大于本飞行器的重力； 所述的空气动力形成装置是根据空气动力学的原理设计制的，他能形成一定的空气动力，它所形成的空气动力和本飞行器的浮力之和不小于本飞行器的重力； 所述的智能控制系统包括: 姿态和状态控制系统包括电子陀螺仪和速度及加速度传感器； 障碍物探测和规避系统包括主动预防的ADS-B模块，和应急避障的超声模块、红外感应模块和图像信息采集模块； 全球定位系统； 信息综合处理系统， 所述的姿态和状态控制系统、障碍物探测和规避系统、全球定位系统与信息综合处理系统相连，信息综合处理系统与空气动力能形成装置的启停控制器/和空气动力能输出口启闭控制器相连。3.如权利要求2所述飞行器的容器内充入氦气/空气/氢气或是真空的。4.如权利要求2所述飞行器的空气动力形成装置，不限定能量的形式、种类和数量，可以是机械能和/或热能和/或光能和/或电能和/或声能和/或粒子流空气动力形成装置，但至少有一台空气动力形成装置是由太阳能提供能量的。5.如权利要求4所述的太阳能空气动力形成装置，采取 白天由太阳能加热容器内的空气形成空气动力，或 由太阳能风机形成空气动力，或 由太阳能电池带动风机形成空气动力， 实现驱动本机飞行，以减少自身所携带能源的消耗，当太阳能的能量不足以支撑本飞行器正常飞行时启动自身能源供给系统，当太阳能的供应有余时，将多余的太阳能由热能型空气压缩机转变为空气动力能/和热能型真空机转变成真空动力能/和热能型发电机转变成电能或热机发动机转变成弹性材料的势能进行贮存。6.如权利要求2所述飞行器，为了使本飞行器实现在空中自由运动，空气动力形成装置的空气动力能出口不限定只对地面一侧；也不限定只设一个出口；每个飞行器不限定用一套空气动力形成装置;也不限定由一种能量提供空气动力。
【文档编号】G05D1/08GK106043711SQ201610301893
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】胥凤山
【申请人】胥凤山