[发明专利]太阳能风力飞行器

说明书

本发明提出了一种可以完全不消耗燃油或外部电能的太阳能风力飞行器。平时用自身大面积的太阳能电池板发电，用高性能蓄电池蓄电；在升空阶段，使用蓄电池存蓄的电能爬升；升空后，主要利用大气对流层上升气流的风能继续攀升，向大雁一样凭借风力飞行。适宜开发成多功能无人机，快递送货物流无人机，城市家庭垂直起降家用飞行器或交通不便的边远山区、沙漠、海岛的自带能源的垂直起降飞行器。

技术领域

本发明涉及航空交通领域，具体涉及一种完全以太阳能和大气上升气流为动力飞行的太阳能风力飞行器。

背景技术

当今的飞行器，大多需要消耗大量燃油，排放大量二氧化碳。如今也有许多无人机是电动的，虽然不消耗燃油，不排放二氧化碳，但是滞空时间短，动力小，飞行速度慢，载重很轻，不能满足正常航空运输的需要。少数太阳能飞行器，包括少数滑翔机能耗很低，可以长时间飞行，但是载重很轻，飞行条件要求苛刻，只能用于无人机高空侦察，短暂的体育娱乐，更无法满足航空运输飞行的需要。

本发明的目的是：提出一种太阳能风力飞行器，可以垂直起降，像降落伞一样安全，完全不消耗燃油，完全不需要从外部充电，完全不排放二氧化碳，以较轻的自重，可以承载很大负重，完全不受滞空时间限制，高速长航程飞行。这样的飞行器可以开发成小型快递送货物流无人机，多功能大型长航程运输无人机，大型长航程载人客运飞行器，垂直起降城市家庭飞行器，垂直起降偏远山区荒漠飞行器，海岛垂直起降载人飞行器。

发明内容

本发明太阳能风力飞行器的原理方案是由如下九方面的措施综合实现的：

一．增大飞翼面积：如附图1所示，本发明的飞行器有一对巨大的上飞翼1和下飞翼2；飞翼翼面3很薄很轻；下飞翼2与吊舱是以悬索13连接的，悬索13的拉力方向和飞翼表面接近垂直，所以支撑飞翼的碳纤维飞翼支架4无需承受太大的扭矩，于是飞翼的面积可以很大；上飞翼1和下飞翼2之间，由多个往复伸缩式电磁发动机8连接，往复伸缩式电磁发动机8驱动时，上飞翼1和下飞翼2的分布式受力，受力均匀，不容易变形；

二.太阳能发电蓄能：如附图2所示，本发明的飞行器，有轻质的大面积的上飞翼1。上飞翼1上表面密布单向通气口5，通气口5覆盖大量单向阀叶片6，上飞翼1单向阀叶片6上表面覆盖太阳能薄膜电池21；在停放和飞行时，飞行器都可以凭借太阳能发电，把所发电能存储在AI驾驶舱14的高性能蓄电池16中，所以飞行器可以从外接电源充电，也可以自行太阳能发电；

三．电磁动力起飞：如附图2、附图3和附图4所示，本发明的飞行器上飞翼1和下飞翼2的翼面3都密布通气口5；在通气口5铺设网状经纬线7，单向阀叶片6固定在经纬线7上；单向阀叶片6发挥单向通气作用，平时它紧贴通气口5；飞翼向下运动时，被下方大气压迫紧贴单向阀叶片6，严密闭合通气口5；此时，飞翼对下方的空气会产生巨大的压力，大气对飞翼产生巨大的升力；这个升力和飞翼面积成正比，和飞翼运动速度的平方成正比，因为飞翼面积可以很大，运动速度可以很大，所以升力可以很大；飞翼向上运动时，上方空气会把单向阀叶片6从上向下压，单向阀叶片6会向下弯曲，从而打开通气口5，导致飞翼向上运动阻力减小，所以飞翼上行阻力很小；起飞时，如附图5、附图7所示AI驾驶舱14向往复伸缩式电磁发动机8的电磁铁线圈包10输入交流电，交变的电流在电磁铁线圈包10产生和永磁磁铁芯9相同或相反的磁场，驱动永磁磁铁芯9伸缩运动，驱动上下飞翼靠近、分离，驱动两个飞翼交替反向地上下运动，因为飞翼向上运动，通气口5全部打开，运动阻力很小；向下运动，通气口5全部闭合，运动阻力很大，所以两个飞翼交替产生很大的向上升力。F=½ρSν²，F是飞翼升力，ρ是空气密度，S是飞翼面积，ν飞翼运动速度；这种飞行器飞翼面积可以很大，运动速度ν可以很快，从而产生的升力可以很大，轻松地使飞行器垂直拉升;

四．智能探测气流，大数据分析：附图4所示，下飞翼2的前后左右边沿尖端，都设置有由风速传感器和地表红外探测器合成的风速红外辐射传感器12，可以测量飞翼的边沿尖端的风速和地表红外探测的温度，探测的信号传输至AI驾驶舱14，机载电脑结合气象卫星提供的气象信息分析，可以计算出上升气流的位置，范围，方向，强度；下降气流的位置，范围，方向，强度；由AI驾驶舱14人工智能操控飞行；