背景技术：
技术实现思路
1、本发明主要旨在提供一种包括两个安装在同一轴上的旋翼的飞行器，位于机身内，其中一个是带叶片的螺旋桨旋翼，另一个是逆向旋转的旋翼，设计以保证旋翼旋转力矩的平衡，能够提高飞行过程中飞行器的稳定性，这是本发明的技术任务。为实现这一目标：
2、·旋翼设计为环形飞轮，通过多个轴承与加速发动机连接，可以使旋翼向相反方向旋转，
3、·机身内设有舵和推进器式转向发动机，能够在飞行中改变飞行器的空间定位，
4、·所有发动机和舵与电源连接。
5、得益于这些优点，可以消除旋转中的寄生作用和振动，从而使设备在飞行中始终保持平衡。这通过补偿具有相同惯性力矩但旋转方向相反的力量，并在统一的硬质机身中悬挂成为可能。同时，由于旋翼在中心部分没有固定，并且通过多个轴承与加速发动机连接，简化了飞行器的结构。而且，由于机身内设有舵和推进器式转向发动机，能够在飞行中改变飞行器的空间定位，并与控制单元连接，确保了飞行器在水平平面的陀螺稳定。添加舵允许在主动模式下进行微调，补偿变化的反作用力矩，同时允许控制飞行器的飞行路径。
6、还存在另一种可能但非必需的发明变体，其中带叶片的旋翼具有改变叶片倾角的驱动装置，与控制单元连接。
7、得益于这些优点，提供了一种具有调节升力能力的飞行器的实施例的可能性。
8、最后，还存在一种发明变体，其中每个旋翼的重量占飞行器总重的10-30％。得益于这些优点，
9、提供了确保足够初始动能的可能性，该动能在飞行过程中更容易维持。
10、简要图纸描述
11、该发明的其他区别特征和优点可以清楚地从下面提供的用于说明的非限制性描述中得出，参考附图，其中：
12、图1显示了根据本发明的飞行器的原理图，
13、图2显示了根据本发明的飞行器的垂直剖面图，
14、图3显示了根据本发明的飞行器的另一个垂直剖面图，具有恒定螺距的螺旋桨，
15、图4显示了根据本发明的飞行器的垂直剖面图以及调整叶片倾角的时刻，
16、图5显示了根据本发明的飞行器的水平剖面图和部分垂直剖面图，展示了在机身中悬挂的旋翼，
17、图6显示了根据本发明的飞行器的外观，部分拆解的变体，
18、图7显示了根据本发明的飞行器的外观，组装完毕的变体，
19、图8显示了根据本发明的飞行器的水平剖面图和旋翼加速驱动器的装置。在图1-8中标记为：
20、1–机身，内部,
21、2–叶片螺旋桨,
22、3–逆向旋转的旋翼(外旋旋翼),
23、4–带叶片螺旋桨的旋翼2(内旋旋翼),
24、5–加速驱动器，
25、6–轴承(旋翼配合),
26、7–舵,
27、8–推进器式转向驱动器，
28、9–永磁体,
29、10–叶片倾角调整驱动的转动机构，
30、11–外部整流罩(机身外部),
31、12–电磁体,
32、13–反作用力矩补偿模块(带固定平面的梳状结构),
33、14–外部步进电机,
34、15–内旋转子4上的额外移动平台,
35、16–轴承。
36、根据图1-8,飞行器包括两个安装在同一轴上的旋翼,位于机身1内,其中一个为旋翼4带有叶片,另一个为逆向旋转的旋翼3。它们设计能够确保旋翼旋转力矩的平衡。旋翼3和4包括环形飞轮,通过多个轴承6与加速电机5连接,并安装在机身1中,设计以使旋翼3和4向相反方向旋转。机身1内配有舵7和推进器式转向电机8，设计能够在飞行中改变飞行器的空间定位，与控制单元连接，图中未示出以简化说明。
37、所有电机5和8及舵7均与电源连接，同样未在图中显示以简化。
38、带叶片的旋翼4具有改变叶片倾角的驱动装置，与控制单元连接。
39、加速电机5主要采用无刷设计，电机元件安装在机身1上。
40、每个飞轮的重量可能占飞行器总重的10-30％。
41、旋翼3和4主要由板材材料通过激光切割制成，以获得足够的制造精度。它们可以由简单的材料制成，结合金属部件以及塑料或碳纤维部件。飞行器安装在流线型外部机壳11中，以确保整体流线型和飞行器的空气动力学。
42、叶片倾角的驱动装置(见图4)通过外部步进电机14调整叶片的倾角，该步进电机安装在机身1上，并通过升降式轴承来升降在内旋转子上的额外移动平台15，该平台将这种机械运动传递给叶片的旋转。见图4。
43、图5显示了旋翼保持的两种可能的轴承布局：a)从旋转旋翼之间的中心进行保持(图5a)，b)通过安装在机身上的轴承进行保持(图5b)。
44、实施本发明
45、飞行器的工作方式如下。我们将给出一个最全面的发明实施例。请注意，此例不限制发明的应用。首先进行旋翼的悬挂。这可以通过以下方式完成：
46、a)从内部：在u形轴承上，每个旋翼至少三点，且在旋翼之间均匀分布。
47、b)从外部：在机身上放置滚动轴承。起飞时，旋翼被加速旋转。使用无刷电机来加速旋翼，这些电机位于旋翼之间，并通过一系列匹配的轴承工作，这些轴承用于平衡惯性力矩。电磁体位于旋翼之间，永久磁体安装在旋翼上，当通过轴系统时，电磁体将旋翼向相反方向旋转。飞行中补偿反作用力矩的偏差：
48、a)被动：使用稳定器(在叶片工作位置时的反作用力矩补偿器)
49、b)主动：使用成对的舵——对称放置在飞行器底部的空气动力学控制装置，见位置7。为了保持水平飞行，通过舵和附加的推进器电机控制出口气流。
50、a)它们可以被放置在出口流中(控制和转向)，如前所述。
51、b)它们可以被安置在飞行器的外部平面上(小型推进器电机，推进或拉动螺旋桨)。
52、工业应用性。
53、飞行器可以由专业人士在实践中实现，并在实施过程中确保实现声明的目的，这表明它符合“工业应用性”标准。
54、为了证明该飞行器设计在实际条件下的工作能力，进行了一系列计算和四叶螺旋桨环流动模拟。
55、模拟结果为在计算区域和叶片表面的静态物理量场：压力、密度和速度，这使得能够确定螺旋桨在不同模式和不同叶片安装角度下的空气动力学特性。气流流过叶片上方时，气流沿旋转轴向环内流动，即形成将周围空气吸入环形通道中的效果。在叶片后观察到轴向流速在圆柱面上显著加速，其范围约为环的半径，并且与螺旋桨旋转方向一致。随着半径减小和轴向距离的增加，轴向速度减小，从而导致流动卷曲的增加。发现在中心体下将会产生流线的扭转成束，其中轴向速度几乎为零。这意味着在旋转轴附近的流动底部形成螺旋状涡流。此模拟和模型测试显示，叶片置于环的外部部分效果最佳，其轴向速度最高。使用旋转体可以获得陀螺稳定效果，并总体稳定系统。
56、因此，计算结果表明，该飞行器设计提高了飞行中飞行器的稳定度，即其在水平面的陀螺稳定。
57、此外，该飞行器设计具有以下优势：
58、1.旋转的螺旋桨陀螺稳定。
59、2.飞行器特点在于能量存储系统与螺旋部分的结合。
60、3.飞行器没有额外的外部稳定器。
61、4.飞行器具有紧凑尺寸和最小化运动噪音的能力。此外，飞行器可以作为降落伞或降落伞平台使用。作为飞行器的驱动器，可以使用一组高速但低功率的电机，这些电机可以围绕旋转的旋翼在机身上圆周布置，创建累加力。其他提供的飞行器设计优势包括：
62、5.消除了螺旋部分最大速度的结构限制，扩展了安全飞行速度范围。
63、6.增加了飞行器的载重能力，重量和能源效率得到提升。
64、7.硬质旋翼能够提供强力的陀螺稳定。
65、8.最小化了不平衡和振动。
66、9.完全消除了地面共振和飞行中的多种危险模式。
67、10.去除了旋翼大小的限制。
68、11.减少了对飞行中大气湍流的敏感性。
69、12.实现了全天候操作。复杂条件下可靠的垂直起降成为可能。
70、13.对动力装置的功率和可靠性要求降低。
71、14.简化了驾驶操作。控制和稳定系统更简单。提供了完全自动飞行的可能性。
72、15.使用坚固材料制成的轻质硬质叶片，减轻了铰链和控制系统的负载。旋转体的使用寿命和控制系统的可靠性提高。
73、16.实施倾斜自动机的简单选项简化了控制系统，为所有飞行模式提供统一和通用的系统。
74、17.简化了螺旋桨和旋翼的结构，以及整个飞行器的结构。改善了工艺性。降低了成本。
75、18.最小化能量损失，通过能量回收将飞轮的能量转换为电能。
1.飞行器，包括两个安装在同一轴上的旋翼，位于机身内，其中一个是带有环状桨叶的旋翼，另一个是逆向旋转的旋翼，设计以保证旋翼旋转力矩的平衡，其特征在于：
2.根据第1项的飞行器，其特征在于带桨叶的旋翼具有改变桨叶倾角的驱动装置，与控制单元相连。
3.根据第1项的飞行器，其特征在于每个旋翼的重量占飞行器总重的10-30％。
