用于产生升力的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及与用于大气和太空飞行的航空器相关的技术领域
[0002] 特别地，本发明涉及一种独立于气流存在而产生升力的创新装置。
【背景技术】
[0003] 适于飞行的飞行器，例如各种尺寸和性能的飞机以及直升机已久为人所知。飞机 飞行的工作原理与产生升力的空气动力面在空气中的运动相关。飞行器由推进器进行推进 并且举升作用是被空气围绕的处于预定速度的机翼的函数。特别地，重要的因子在于空气 动力面（机翼的cl)、机翼表面（S)、速度（V)显然还有空气密度。
[0004] 与此不同，直升机的飞行是基于旋转桨叶，但上述的原理同样对其适用，即被气流 围绕的处于预定速度的空气动力面。
[0005] 很显然，这种技术基于空气动力面的喷射原理，其非常复杂并且需要考虑很多因 素，首当其冲的是飞行条件。例如，在商用飞行器中，经常是巡行航速接近亚音速区域并且 这会涉及到关乎安全的比较大的问题，因为亚音速激波的产生会使气流偏离并且导致举升 作用的损失。
[0006] 与机翼传统举升作用相关联的飞行原理要求基于飞行器设计用于的飞行类型的 不同的喷射方法，因为设计用于超音速飞行的机翼较之于设计用于次音速飞行的机翼而言 必然具有完全不同的空气动力面，原因在于气流的表现完全不同。
[0007] 因此，很明显用于飞行的传统机翼或是旋转桨叶引入了显著的喷射复杂度。
[0008] 此外，在飞行中的机翼会遭受带来麻烦甚至会对安全造成威胁的气陷。
[0009] 最后，已知的是由于举升作用是空气密度的函数并且当高度增加时空气通常变得 稀薄，因此很明显存在基于特定机翼喷射的每种飞行器的高度的最大限度。在高于10000 米的高度需要特别地针对低密度的空气提供长机翼以及高速度。
[0010] 已知的文件例如有DE102010006197,其描述了一种具有在曲线路经上的旋转质量 体的装置。这种装置并不是被构造为能够产生升力并且因此适用于飞行器而是用于产生能 量。同样地，文件OA9176和DE102008010881仅能够产生能量而不是举升作用。
[0011] 这些文件描述了权利要求1的前序部分。
【发明内容】
[0012] 因此，本发明的目的在于提供一种解决了所有所述问题的用于产生举升作用的装 置。
[0013] 特别地，本发明的目的在于提供一种结构上简单并且绝对独立于其形状以及独立 于其与空气的接触的装置，用于以这样一种方式来产生升力，即使其既不会受到高度也更 少受到气陷或其他例如暴雨的因素的影响。
[0014] 这些以及其他的目的通过根据权利要求1的所提出的这种用于针对飞行器产生 升力的装置来达到。
[0015] 根据本发明，所提出的装置（1)用于针对飞行器产生升力，包括：
[0016] 旋转体（2'，2")，其围绕旋转轴（4)旋转并且具有多个径向轨道（10)，在所述径向 轨道（10)中可滑动地布置有质量体（15)，使得跟随着旋转体旋转的设置，所述质量体通过 离心力驱使而沿着所述轨道向旋转体的外围移动；
[0017] 静子（3)相对于旋转体以这样的方式放置，即在旋转体的旋转过程中，沿着轨道 向旋转体的外部发射的质量体被限制在静子（3)的轮廓（18)内；
[0018] 并且其中静子的轮廓（18)是这样的，在旋转体的旋转过程中每个质量体（15)以 改变其相对于旋转体的旋转轴（4)的距离的方式沿着径向轨道（10)往复运动，，使得质量 体的至少第一部分出现在距离旋转轴（4)距离（dl)处，该距离大于被质量体的至少第二部 分占据的距离（d2)，从而产生沿着一个方向的离心力（F)差（Λ)。
[0019] 根据本发明，旋转体至少具有围绕所述轴（4)可旋转的盘（2'，2"）并且其具有所 述多个径向轨道（10)，在其上质量体可以滑动。此外，质量体（15)以及所述轨道的布置使 得一旦到达了盘的旋转速度的预定最小阈值，沿着所述方向的离心力（F)的差（△)决定了 采用所述装置（1)的飞行器的举升力。
[0020] 本发明可以达到所有预定的目标。
[0021] 特别地，这样实现的装置以独立于由空气流所围绕的轮廓的方式产生升力。利用 通过强迫滑动质量体跟随改变与旋转轴4的距离的预设定的路径而获得的离心力差，简单 地产生升力。因此这种简单的解决方案并不仅仅产生升力，其还可以借由飞行器的驾驶员 所控制的拉杆系统对静子的定向进行简单的操控来获得水平力。
[0022] 具有这种装置的飞行器不再受到气陷的影响。相同的装置使其本身很好地适于空 间飞行，并且不再要求需要显著消耗燃油的复杂推进器。
[0023] 进一步的优势从所附的权利要求中可以推导出来。
【附图说明】
[0024] 根据本发明的用于产生升力的本装置的进一步特征和优势，将随着参照附图对用 以进行说明而非限制的优选实施方式进行描述之后变得更加清晰，其中：
[0025] 附图1-附图3示出了本发明的轴测投影视图；
[0026] 附图4示出了静子的顶视图细节，其中突出显示了用于安装轴承的套筒30以及实 际上形成了应用到盘的离心质量体的引导轨道的边缘18 ;
[0027] 附图4-BIS示出了静子形状的细节，图示化了其到传动轴4的连接并且示出了控 制拉杆44 ;
[0028] 附图5示出了具有形成径向轨道的槽口的旋转体；
[0029] 附图6示出了安装的组件的横截面；
[0030] 附图7推断出单一质量体，例如在槽口内滑动的梯形；
[0031] 附图8示出了形成旋转体的两个盘之一并且突出显示了槽口（一共12个，每一个 的角开度为30° )，在槽口内应用了可滑动的质量体；
[0032] 附图9示出了两个静子之一并且突出显示了通过其可以闲置方式固定到旋转轴 的孔20。其他的孔仅仅是省略结构并且可以不存在；
[0033] 附图10示出了可能的可实现的变形；
[0034] 附图11示出了应用到飞行器上并且其生成的举升用以举升飞行器的装置的结构 图；
[0035] 附图12示出了可替代的布置，其具有与该装置不同轴的马达（M)并且通过合适的 齿轮组连接到该装置。
【具体实施方式】
[0036] 附图1描述了用于产生升力的装置1。该装置具有旋转轴4,例如传动轴，围绕其 可旋转地安装有旋转体2。
[0037] 旋转体，例如在附图2中突出显示的，由两个齿槽连接到旋转传动轴4的盘（2'， 2"）形成，这种形成方式使得传动轴4的旋转一体性地拖带所述两个盘进行旋转。
[0038] 如同在附图2中突出显示地，两个盘（2'，2"）间隔开预定"间隙"。这种"间隙"， 如以下所描述的，用以允许相对于两个盘而滑动离心质量体的布置。
[0039] 优选地，在两个盘之间的所述距离在50mm和60mm之间并且，更佳地为55mm。上面 指出的距离对于避免驱动传动轴的屈曲和切削的过度应力以及静子和旋转体在盘上的扭 力的过度应力而言是最佳的，所述过度应力可能导致破裂。
[0040] 附图5和附图8突出显示了优选为圆形的盘，使得其在旋转期间为平衡的。
[0041] 该盘具有多个径向槽口 10,例如具有矩形形状，其根据从传动轴4的键槽点5向外 围（旋转体的圆周）的方向而径向延伸。槽口优选地以一个槽口和下一个槽口之间为30° 的角度间隔布置，因此一共具有12个槽口。这个数目，如下所述，优化了举升效果。
[0042] 无论数目怎样，槽口优选地布置为使得旋转体呈现出圆形对称性，这个对称性精 确地相对于旋转轴5。这使得系统非常好地平衡。
[0043] 很显然，可以选择不同的角度间隔，优选地总是对称，否则就会偏离本发明概念。
[0044] 在每一个矩形开口中，沿着支撑离心质量体滑块的轴线可以布置有功能与球状轴 承相似的卷轴，将由于质量体的滑动所引起的摩擦带来的能量耗散降到最低并且同时降低 这种实现在构成旋转体的两个盘上的矩形槽口受到的磨损。
[0045] 盘2'和2"彼此相同并且键槽连接到轴上，使得一个盘的径向槽口可以在相对盘 上找到其相对应的槽口（例如参照附图2)。
[0046] 附图7仅作为示例示出了盘的三个相邻槽口并且示出了安装在槽口内的离心质 量体15。质量体通过一个或多个可滑动地插入槽口的枢轴16而在槽口内滑动。为了约束 质量体使得其不从槽口脱开，槽口实现为穿过盘的厚度使得从其一个端出来的枢轴和从槽 口的相对端出来的枢轴可以通过螺母和自锁螺母接合在一起。这个解决方案有助于离心质 量体的上述所有的组合和拆卸。
[0047] 质量体很显然可以用任何材料形成，例如钢。
[0048] 继续对本发明的优选实施方式进行描述，例如参照附图3,在两个盘（2'，2"）之间 的"间隙"被突出显示。在每个轨道的"间隙"内，安装有离心质量体15,其在一部分上接合 到盘2'的槽口并且在相对的部分上接合到盘2"的相对应槽口。
[0049] 每个质量体（共有12个）沿着"间隙"内的槽口自由滑动。当盘以预定的旋转速 度进行旋转时，产生倾向于使得质量体向盘的外围进行滑动的离心力，将它们带到槽口的 端部。
[0050] 这里需要提醒的是离心力直接与质量（m)、角速度的平方以及距离旋转轴的距离 (r)成正比。距离旋转轴的距离越大，作用于所讨论的质量体的离心力就越大。
[0051] 回到附图1-附图3,示出了相对于旋转轴4空转而放置的静子3。在这方面，当传 动轴4旋转并且带动旋转体2的旋转时，静子仍然保持静止。
[0052] 静子3,例如在附图2和附图3中所示出的，由面对第一旋转体2'的第一静子3' 和面对第二旋转体2"的第二静子3"形成。
[0053] 附图4和附图4-BIS示出了单一静子结构上的细节。
[0054] 特别地，附图示出了椭圆形盘，其具有用于通过套筒30以及相对的轴承将其围绕 旋转轴空转而安装的孔20。
[0055] 特别地，在参照附图6的本发明的优选实施方式中，参考标号为30的套筒被突出 显示，其固定到静子的孔20 (例如通过固定销、焊接或是利用机械接口）。而参考标号31清 楚地指出了安装在传动轴4之上的滚动轴承，其滚动抵靠套筒30 (例如每部分四个轴承）。 这样，传动轴相对于保持固定的静子而旋转。通过静子与飞行器的结构部分的固定连接，或 是如附图4突出显示的，通过可由驾驶员控制的操纵拉杆44来获得静子相对于旋转体的预 选择角度位置，其允许根据静子相对于旋转体的预定角度来进行旋转从而将其保持在预选 择位置。按照