CN101143622A

CN101143622A - 可垂直起落无翼飞行器及其实现方法

Info

Publication number: CN101143622A
Application number: CNA2006101535555A
Authority: CN
Inventors: 李志文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2008-03-19

Abstract

可垂直起落无翼飞行器及其实现方法，在飞行器前端内部设置进气道，进气道内安装有动力装置，进气道后方分成上支道和下支道，上支道通往飞行器的上表面，下支道通往飞行器的下方且出气口向下，下支道内设置有气门，飞行器的后端设置有可偏转的导流板。当下支道内的气门打开，而导流板偏转，动力装置从进气口吸入空气并将其加速，气流一部分从上支道的出气口流出并沿飞行器上表面流过，产生一部分升力，气体流到导流板处，在它的导流下，使气流垂直向下喷出，又产生一部分升力；另一部分气流从下支道的出气口喷出，再产生一部分升力，飞行器能实现垂直起落；当气门关闭，导流板恢复，动力装置加速的气流全部从上支道的出气口流出，然后沿飞行器上表面流过，最后沿飞行器的后方喷出流走，此时飞行器一方面产生升力，一方面产生向前的推力，而实现平飞。本发明结构简单、重量轻、成本低、无须机翼也可飞行、占空间小、受到的空气阻力小、耗能小、飞行速度高、可垂直起落、操作灵活、稳定性好、安全性能高。

Description

可垂直起落无翼飞行器及其实现方法

本发明涉及一种航空飞行器，尤其是涉及一种可垂直起落的无翼飞行器。

背景技术：

现有的航空飞行器绝大多数都是有机翼的，要么是固定翼，要么是旋翼，无论是固定翼还是旋翼它们的最大缺点就是占空间大、受到的空气阻力大、重量大、危险性大，固定翼飞行器不能垂直起落，它的起落需要很长的跑道才能实现；旋翼飞行器(直升机等)虽然可以垂直起落，但是平飞速度慢且耗能大；目前虽然也出现了少数可垂直起落的无翼飞行器，但是他们的升力是由喷气发动机或升力风扇向下喷气而直接产生，其缺点是当飞行器平飞时，仍需要喷气发动机或升力风扇斜向下喷气产生的推力在垂直方向上的分力提供升力，所以这种飞行器的飞行速度低且耗能大。

发明内容：

本发明的目的是针对背景技术中的不足而提供一种可垂直起落无翼飞行器及其实现方法。

本发明是这样实现的：在飞行器前端内部设置进气道，进气道内安装有动力装置，进气道后方分成上支道和下支道，上支道通往飞行器的上表面，下支道通往飞行器的下方且出气口向下，下支道内设置有气门，飞行器的后端设置有可偏转的导流板。当飞行器需要垂直起落时，下支道内的气门打开，而导流板偏转在对气流起向下导流作用的状态，动力装置从进气道前端的进气口吸入空气并将其加速，被加速的气流一部分从上支道的出气口流出并沿飞行器上表面高速流过，使飞行器上表面受到的气压减小，而飞行器下表面受到的气压不变，飞行器的上下表面产生压力差而产生一部分升力，沿飞行器上表面流过的气体流到飞行器的后端时，在偏转的导流板的导流下，使气流垂直向下高速喷出，又产生一部分升力；被动力装加速的另一部分气流从下支道的出气口高速喷出，再产生一部分升力，这个升力与导流板向下导流所产生的升力相配平。在上述三个升力的共同作用下，飞行器就能实现垂直起落。当飞行器需要平飞时，气门关闭，导流板恢复在对气流不起导流作用的状态，动力装置加速气流，由于气门关闭所以被加速的气流不能从下支道流出而全部从上支道的出气口流出，然后沿飞行器上表面流过，最后沿飞行器的后方喷出流走，此时从飞行器上表面流过的气体一方面使飞行器产生升力，一方面对飞行器产生向前的推力，从而飞行器实现平飞，由于平飞时无须再向下喷气也能提供升力，所以本发明比现有直升机和现有可垂直起落无翼飞行器更节能，飞行速度更快。

当然，为配平导流板向下导流所产生的升力，上述的飞行器可以不从进气道分出下支道，而是在飞行器前端另外设置独立的进气道代替上述的下支道，这个进气道的出气口向下并且进气道里也安装有动力装置，动力装置从飞行器的外部吸进空气并将其加速最后从出气口喷出产生升力，此升力也可配平导流板向下导流而产生的升力。

上述的动力装置可以是被发动机驱动的风扇或螺旋桨，也可以是涡轮风扇发动机或涡轮螺旋桨发动机等。

本发明结构简单、重量轻、成本低、无须机翼也可飞行、占空间小、受到的空气阻力小、耗能小、飞行速度高、可垂直起落、操作灵活、稳定性好、安全性能高。

附图说明：

图1是本发明的原理图，也是图2的A-A剖视图；

图2是本发明具体实施方式的俯视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B-B断面图。

具体实施方式：

如图1所示，在飞行器前端内部设置一条进气道1，进气道1的后方分成四条支道，其中两条是上支道，分别通往飞行器两侧的上方；另外两条支道为下支道，分别通往飞行器两侧的下方且出气口6向下，下支道内安装有气门5；进气道1内安装有动力风扇；飞行器两侧的上方分别设置有导槽8，导槽8前端与上支道的出气口4连接，导槽8的后端设置有导流板7，导流板7的后方是控制板10。俯视结构可参考图2。

当风扇3被发动机驱动工作，气门5打开，导流板7向上偏转时，风扇3从进气道1前端的进气口2吸入空气并将其加速，被加速的空气一部分空气从上支道的出气口4流入导槽8内并从导槽8高速流过，使导槽8上的气压小于飞行器两侧下方的气压，即飞行器上下表面形成压差，使飞行器产生升力，气流流到导流板7处时，被导流板7导流使气流向下喷出而又产生一部分升力；另一部分从下支道的出气口6喷出直接产生一部分升力，这部分升力配平了气流被导流板7导流所产生的升力，在上述三个升力的共同作用下，飞行器就能实现垂直起落和空中悬停。当气门5关闭，同时导流板7向下偏转时，如图3所示，被风扇3加速的气流全部从上支道的出气口4流出并从导槽8高速流过产生升力，最后气流从控制板10经过并从飞行器的后方喷出产生向前的推力，使飞行器实现平飞，也可以实现由垂直起飞切换成平飞和由平飞切换成空中悬停或垂直降落。飞行器在平飞状态时，控制板10的偏转会对从导流槽8流过来的气流有一定的导流作用，控制板10可以控制飞行器俯仰或滚转。

导槽8的作用是使气流不往飞行器的两侧流失，使气流能更集中更顺畅从飞行器两侧的上方流过，并且有更多的气流被引导到导流板7处被导流板7导流向下喷出，使飞行器产生更大得升力。当然也可以在导槽8的正下方设置导槽9，如图4所示，这样可以使飞行器的升力作用点升高，使飞行器更加稳定。为使飞行器有更好操纵性和的稳定性，可在飞行器的尾部安装垂直尾翼和水平尾翼。

当然飞行器前端内可设置两进气道，两侧分别设置一个，每个进气道内都设置有独立的风扇，并且每个进气道后方都分成一条上支道和一条下支道，这样可以通过控制左右侧风扇转速的不同而使两侧升力的不同，这样可控制飞行器滚转。而本发明下支道的出气口也可以设计成可偏转的，当飞行器需要在低空高速飞行时，出气口由垂直向下的状态偏转成水平向后的状态，此时下支道喷出的气流从飞行器两侧的下表面流过产生下压力，抵消了一部分升力，使飞行器的升力不至于过大，而使飞行器能保持在某一高度高速飞行。

根据本发明的方法可以设计出多种可垂直起落无翼飞机和可垂直起落的无翼飞行汽车等飞行器。

Claims

1.可垂直起落无翼飞行器，其特征在于在飞行器前端内部设置进气道，进气道内安装有动力装置，进气道后方分成上支道和下支道，上支道通往飞行器的上表面，下支道通往飞行器的下方且出气口向下，下支道内设置有气门，飞行器的后端设置有可偏转的导流板。

2.根据权利要求书1所述的可垂直起落无翼飞行器，其特征在于飞行器可以不从进气道分出下支道，而是在飞行器前端另外设置独立的进气道代替上述的下支道，这个独立的进气道的出气口向下并且进气道里安装有动力装置。

3.可垂直起落无翼飞行器的实现方法，其特征在于当下支道内的气门打开，导流板偏转在对气流起向下导流作用的状态时，动力装置从进气道前端的进气口吸入空气并将其加速，被加速的气流一部分从上支道的出气口流出，沿飞行器上表面高速流过，产生一部分升力，气体流到飞行器的后端时，在导流板的导流下，气流垂直向下喷出，又产生一部分升力，另一部分气流从下支道的出气口喷出，再产生一部分升力，在上述三个升力的共同作用下，飞行器就能实现垂直起落；当气门关闭，导流板恢复在对气流不起导流作用的状态时，动力装置加速气流，全部从上支道的出气口流出，然后沿飞行器上表面流过，最后沿飞行器的后方喷出流走，此时从飞行器上表面流过的气体一方面使飞行器产生升力，一方面对飞行器产生向前的推力，飞行器实现平飞。