CN101249889A - 飞行器用平板叶片推力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种飞行器用平板叶片推力装置，该装置有相对飞行器的纵向对称面左右对称的两个相同部分，分别安装在飞行器的左右机翼的上表面，每个部分由曲柄、连杆、连杆导向器、平板叶片、内侧固定平板和外侧固定平板组成。发动机动力通过减速箱传递给曲柄，连杆在曲柄的牵引下一端做圆周运动，另一端做类似“人耳”轮廓的闭合曲线运动，且连杆的中段在连杆导向器内往复滑动，平板叶片在连杆的带动下在机翼的上表面并在内侧固定平板和外侧固定平板之间作连续的往复的类似昆虫的“相扑与急张”的运动，产生Weis－Fogh效应，推动飞行器飞行，该装置结构简单，既高效又安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞行器用平板叶片推力装置，属航空技术领域。
背景技术
目前飞行器推力装置主要有螺旋桨、涡轮和喷气式发动机三种形式。传统的螺旋桨有几个缺点，一是其产生扭转气流，对飞行器的安全及效率均有不利影响，二是其迎风面积大，对飞行器产生较大的阻力，三是其为曲面，加工制造难度大。其它两种推力装置虽效率高，但结构太复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞行器用平板叶片推力装置，该装置是由发动机通过一套机构驱动平板叶片，在固定平板和平板叶片的共同作用下产生Weis-Fogh效应，推动飞行器飞行，该装置结构简单，既高效又安全。
本发明所采用的技术方案是：该装置有相对飞行器的纵向对称面左右对称的两个相同部分，分别安装在飞行器的左右机翼的上表面，每个部分由曲柄、连杆、连杆导向器、平板叶片、内侧固定平板和外侧固定平板组成，连杆的一端与平板叶片垂直固连，连杆的另一端穿过连杆导向器与曲柄相连，连杆导向器活装在内侧固定平板下部中间位置，连杆导向器的竖直中心轴线在内侧固定平板的平面内，且与机翼平面垂直，连杆导向器可以绕其竖直中心轴线在与曲柄旋转平面平行的平面内转摆，连杆可以在连杆导向器内滑动，连杆滑摆平面、曲柄转动平面和机翼平面三者相互平行，内侧固定平板、外侧固定平板均与飞行器的纵向对称面平行，内侧固定平板和外侧固定平板分别置于平板叶片的左右两侧且垂直固定安装在机翼上表面。内侧固定平板至曲柄转动中心的距离稍大于曲柄转动的最大半径加上连杆导向器的一半长度之和，并尽量接近该和，但不影响连杆导向器的灵活转动及连杆在连杆导向器中的灵活滑动；连杆的长度稍大于曲柄转动的最大半径、内侧固定平板至曲柄转动中心的距离及连杆导向器的一半长度三者之和，并尽量接近该和但不使平板叶片与内侧固定平板触碰；外侧固定平板的安装位置与内侧固定平板尽量靠近但不使平板叶片与外侧固定平板触碰。发动机动力通过减速箱传递给曲柄，曲柄作圆周运动，由于受连杆导向器的约束，连杆在曲柄的牵引下一端做圆周运动，另一端做类似“人耳”轮廓的闭合曲线运动，且连杆的中段在连杆导向器内往复滑动，平板叶片在连杆的带动下在机翼的上表面并在内侧固定平板和外侧固定平板之间作连续的往复的类似昆虫的“相扑与急张”的运动，产生Weis-Fogh效应，将前方的空气吸至内侧固定平板和外侧固定平板之间并加速推向后方，从而推动飞行器飞行，效率较高。
本发明的优点是：一是能连续不断地产生Weis-Fogh效应，效率较高；二是迎风面积较小，对飞行器的阻力较小；三是不会像螺旋桨那样产生扭转气流，有较高的安全性和操控性；四是由于该装置位于机翼的上表面，能使机翼上表面的气流加快，有利于增加升力；五是其采用平板叶片，结构简单，容易加工制造；六是左右两部分可以独立操控，可实现对飞行器的机动灵活操纵。
附图说明
图1是本发明装置安装在机翼上表面的后视示意图。
图2是图1的俯视示意图。
图3是图1的右侧部分的局部放大图。
图4是本发明装置的右侧部分的俯视示意运动简图。
图1、图2、图3和图4中：1.曲柄，2.连杆，3.连杆导向器，4.平板叶片，5.内侧固定平板，6.外侧固定平板。
图2和图4中：圆弧形空心箭头表示曲柄的转动方向，圆弧形实线箭头表示连杆导向器的瞬时摆转方向，直线实线箭头表示连杆的瞬时滑动方向。
图4中：直线虚线箭头表示飞行器的前进方向，左侧大的带箭头的虚线圆表示连杆2的左端运动方向及轨迹，右侧大的带箭头的类似“人耳”轮廓的闭合虚线圈表示连杆2的右端的运动方向及轨迹。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细说明。
参照图1、图2、图3和图4，本发明飞行器用平板叶片推力装置有相对飞行器的纵向对称面左右对称的两个相同部分，分别安装在飞行器的左右机翼的上表面，每个部分由曲柄1、连杆2、连杆导向器3、平板叶片4、内侧固定平板5和外侧固定平板6组成，连杆2的一端与平板叶片4的下部中间位置垂直固连，连杆2的另一端穿过连杆导向器3与曲柄1相连，连杆导向器3活装在内侧固定平板5下部中间位置，连杆导向器3的竖直中心轴线在内侧固定平板5的平面内，且与机翼平面垂直，连杆导向器3可以绕其竖直中心轴线在与曲柄1旋转平面平行的平面内转摆，连杆2可以在连杆导向器3内滑动，连杆2滑摆平面、曲柄1转动平面和机翼平面三者相互平行，内侧固定平板5、外侧固定平板6均与飞行器的纵向对称面平行，内侧固定平板5和外侧固定平板6分别置于平板叶片4的左右两侧且垂直固定安装在机翼上表面。
本发明装置有关构件满足如下尺寸条件：内侧固定平板5至曲柄1转动中心的距离稍大于曲柄1转动的最大半径加上连杆导向器3的一半长度之和，并尽量接近该和，但不影响连杆导向器3的灵活转动及连杆2在连杆导向器3中的灵活滑动；连杆2的长度稍大于曲柄1转动的最大半径、内侧固定平板5至曲柄2转动中心的距离及连杆导向器3的一半长度三者之和，并尽量接近该和但不使平板叶片4与内侧固定平板5触碰；外侧固定平板6的安装位置与内侧固定平板5尽量靠近但不使平板叶片4与外侧固定平板5触碰。
发动机动力通过减速箱传递给曲柄1，曲柄1作圆周运动，由于受连杆导向器3的约束，连杆2在曲柄1的牵引下一端做圆周运动，另一端做类似“人耳”轮廓的闭合曲线运动，且连杆2的中段在连杆导向器3内往复滑动，平板叶片4在连杆2的带动下在机翼的上表面并在内侧固定平板5和外侧固定平板6之间作连续的往复的类似昆虫的“相扑与急张”的运动，产生Weis-Fogh效应，将前方的空气吸至内侧固定平板5和外侧固定平板6之间并加速推向后方，推动飞行器飞行，效率较高。
参照图4，现将一个运动周期分两个过程作具体说明，即将曲柄1转动一周分为前半周和后半周来分析本发明的工作原理：
前半周，即曲柄1从在左边与飞行器横截面平行的位置开始顺时针转至在右边与飞行器横截面平行的位置，初始时平板叶片4靠近内侧固定平板5且与之平行，随着曲柄1的转动，连杆2推动平板叶片4自左至右且先从前至后再从后至前离开内侧固定平板5逼近外侧固定平板6，直至平板叶片4靠近外侧固定平板6且与之平行，在此过程中，平板叶片4的左面与内侧固定平板5之间的区域逐渐变宽，形成低压区，将空气吸入其中，实现“急张”动作，产生向前的推力，平板叶片4的右面与外侧固定平板6之间的区域逐渐变窄，将两者之间的空气往后挤出，实现“相扑”动作，亦产生向前的推力。
后半周，即曲柄1从在右边与飞行器横截面平行的位置开始继续顺时针转至在左边与飞行器横截面平行的位置，此后半周初始时平板叶片4靠近外侧固定平板6且与之平行，随着曲柄1的转动，连杆2拉动平板叶片4自右至左且先从后至前再从前至后离开外侧固定平板6逼近内侧固定平板5，直至平板叶片4靠近内侧固定平板5且与之平行，在此过程中，平板叶片4的右面与外侧固定平板6之间的区域逐渐变宽，形成低压区，将空气吸入其中，实现“急张”动作，产生向前的推力，平板叶片4的左面与内侧固定平板5之间的区域逐渐变窄，将两者之间的空气往后挤出，实现“相扑”动作，亦产生向前的推力。
总体看来，在转动发动机的驱动下，如此连续运动，平板叶片4在内侧固定平板5和外侧固定平板之间连续作类似昆虫的“相扑与急张”的运动，产生Weis-Fogh效应，能连续产生较大的推力，左右两侧的部分对称布置于机身的两侧机翼的上表面，它们的转向相反，当转速相同时，飞行器直线前行；一侧转速降低时，飞行器向此侧转向。
Claims (4)
1. 飞行器用平板叶片推力装置，有相对飞行器的纵向对称面左右对称的两个相同部分，分别安装在飞行器的左右机翼的上表面，每个部分由曲柄(1)、连杆(2)、连杆导向器(3)、平板叶片(4)、内侧固定平板(5)和外侧固定平板(6)组成，其特征在于：连杆(2)的一端与平板叶片(4)垂直固连，连杆(2)的另一端穿过连杆导向器(3)与曲柄(1)相连，连杆导向器(3)活装在内侧固定平板(5)下部中间位置，连杆导向器(3)的竖直中心轴线在内侧固定平板(5)的平面内，且与机翼平面垂直，连杆导向器(3)可以绕其竖直中心轴线在与曲柄(1)旋转平面平行的平面内转摆，连杆(2)可以在连杆导向器(3)内滑动，连杆(2)滑摆平面、曲柄(1)转动平面和机翼平面三者相互平行，内侧固定平板(5)、外侧固定平板(6)均与飞行器的纵向对称面平行，内侧固定平板(5)和外侧固定平板(6)分别置于平板叶片(4)的左右两侧且垂直固定安装在机翼上表面。
2. 根据权利要求1所述的飞行器用平板叶片推力装置，其特征在于：所说的内侧固定平板(5)至曲柄(1)转动中心的距离稍大于曲柄(1)转动的最大半径加上连杆导向器(3)的一半长度之和，并尽量接近该和，但不能影响连杆导向器(3)的灵活转动及连杆(2)在连杆导向器(3)中的灵活滑动。
3. 根据权利要求2所述的飞行器用平板叶片推力装置，其特征在于：所说的连杆(2)的长度稍大于曲柄(1)转动的最大半径、内侧固定平板(5)至曲柄(1)转动中心的距离及连杆导向器(3)的一半长度三者之和，并尽量接近该和但在整个运动过程中平板叶片(4)不能与内侧固定平板(5)触碰。
4. 根据权利要求3所述的飞行器用平板叶片推力装置，其特征在于：所说的外侧固定平板(6)的安装位置与内侧固定平板(5)尽量靠近但不使平板叶片(4)与外侧固定平板(6)触碰。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102741120A (zh) * | 2009-11-04 | 2012-10-17 | 约翰·麦克默里·克拉克 | 一种复摆运动结构 |
| CN102862679A (zh) * | 2012-09-02 | 2013-01-09 | 王志成 | 一种移动导杆式往复翼升力生成装置 |
| CN104747360A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-07-01 | 武汉理工大学 | 基于Weis--Fogh效应的波浪能发电装置及其方法 |
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2008
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| CN102741120B (zh) * | 2009-11-04 | 2015-11-25 | 约翰·麦克默里·克拉克 | 一种复摆运动结构及机翼 |
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Open date: 20080827 |