CN101513934B

CN101513934B - 陆海空三栖航行器

Info

Publication number: CN101513934B
Application number: CN2009100588703A
Authority: CN
Inventors: 文强; 王万琼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: CN101513934A

Abstract

一种海陆空航行器，包括驱动系统总成，航行器机体由机头机身两部分组成，机头上设置有升降舵：机头底部的气流入口上设置有控制进气量大小、由铰接在轴上的两个阀片组成的进气阀，机头左、右侧面上开有气流出口；机身后部顶板上设置有三角形的立翼；机身尾部设置有固定式水平翼和伸缩式活动水平翼；左、右机翼铰接在底板的等腰梯形的两个腰上，且两个襟翼铰接在底板的等腰三角形的两个腰上；底板上设置有四个车轮。本发明以独特的设计，从多个方面解决了飞行时升力控制，解决了陆地行驶时和水面航行时反向浮力的问题。可适用于实际交通工具制作或玩具制作。

Description

陆海空三栖航行器

技术领域

本发明涉及以发动机为动力，能在地面、水面或者空中行进的交通工具，特别是陆海空三栖航行器。

背景技术

汽车有轿车、客车、货车、牵引车、越野车、特种车(如冷藏车、客罐车、消防车、救护车等)、工况自卸车之分。其基本结构都是以发动机(汽油机或柴油机)为动力系统，再辅以传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统等组成。汽车只能在陆地上行驶。同样地，船舶只能在水面航行、飞机只用于空中飞行。现有汽车、船舶、飞机都有其专属用场，而不具有水陆空多用或通用的功能。

中国专利文献公开了一种用于一种新型运输系统中的能够在水中航行、在陆地上行驶以及在空中飞行(即垂直爬升、水平飞行和在空中盘旋)的海陆空交通工具(CN1532116A)。该海陆空交通工具包括可在其中心沿相反方向旋转的旋转翼。安装轴位于与旋转翼的中心偏心的位置，从而可以转变方向。一个圆柱形管体封装旋转翼的最大旋转直径的外周。一个机身位于该交通工具的中心部分，设置可运动的支杆来连接圆柱形管体和机身。通过可运动的支杆的动作使圆柱形管体变形以进入一个固定翼中。它主要解决的是现有直升飞机的水平飞行效率低以及现有技术中的VTOL垂直爬升及空中盘旋效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种以根据空气动力学原理，提供一种结构新颖的陆海空三栖航行器。

本发明的目的是这样实现的：一种陆海空三栖航行器，包括驱动系统总成，航行器机体由机头机身两部分组成，机头形状为四棱锥形，机身前部分为四棱台形，机身后部分为四棱锥形；机头上设置有升降舵：机头底部的气流入口上设置有控制进气量大小、由铰接在轴上的两个阀片组成的进气阀，机头左、右侧面上开有气流出口；机身后部顶板上设置有三角形的立翼；机身尾部设置有固定式水平翼和伸缩式活动水平翼；整个航行器机体设置在一个底板上，底板由等腰梯形和等腰三角形的两块板面组成；左、右机翼上设置有一个三棱锥形拱面：由三个三角形板面两两相接、并向中部隆起构成，且每个板面与机翼顶面的倾角为10度～20度；左、右机翼铰接在底板的等腰梯形的两个腰上，且两个襟翼铰接在底板的等腰三角形的两个腰上；底板上设置有四个车轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、机体和左、右机翼以及立翼的外形设计有利降低空气阻力，提高航行速度

机体(由机头、机身组成)呈四棱锥形(大体为两个四棱锥形)，其外形在雷达上不易成像，增大了雷达捕捉目标的难度，有一定的反雷达作用，同时，其外形(机头锥形顶面与水平倾角小于30度，机尾椎形底面与水平倾角小于20度)有利于降低空气阻力，提高航行速度。

左、右机翼顶面上由三个三角形板面组成的拱面(每一三角形的两边分别与另外两个三角形的一个边相等)构成一个三棱锥形，且三个三角形板面与机翼顶面的倾角小于20度，两机翼上拱面的后部位置较低的三角形平面，从而构成与机翼底面平行的导流板，这样，飞行时使空气在机翼的拱面和导流板面形成压力差，使气流经过导流板时能平稳结合，同时，使空气在机翼顶面和底面形成压力差，达到降低空气阻力，增大升力的作用；立翼的断面为半椭圆形(即沿椭圆短轴切开的半椭圆，或沿平行于短轴切开的大半个椭圆)的设计也是基于降低空气阻力的原因。

2、合理而巧妙地解决了航行器在空中飞行时升力(即举力)的控制问题

例如，升降舵的设计(而现有飞机升降舵的原理不同，且在机体后部控制，存在控制距离远、难度大的问题)：升降舵的阀片开度大时，进入的气流量大，机体升力相应增大，反之，阀片开度小直至关闭，进入气流量减小至零，机体升力降低，在不依靠外加动力情况下，利用空气气流来实现对飞行时机体升力的控制。又如，底板下与航行方向呈45度夹角设置的两个襟翼，当其襟翼向下翻转至垂直于底板时，此时丧失(即降低)一定速度的同时机体得到最大的升力，反之，当襟翼向上翻转至水平位置(也可以说与底板同一平面)时，机体的升力减至最小；因此，控制(如通过液压控制)襟翼倾角，可以方便实现对机体升力调节。再如除了两只机翼外，在机尾设置一只固定式水平翼以及一种可伸缩活动式水平翼，在设计上考虑，当活动式水平翼向外伸出时，机体升力增加，反之，当活动式水平翼收缩时，机体升力下降，因而，控制的活动式水平翼的伸出或收缩，从而实现对机体升力的控制。

3、合理而有效得解决了航行器在水面运动时浮力的控制问题

底板形状为五边形(由一个底角为45度的等腰梯形和一个等腰直角三角形组成)，底板承载整个机体而能够浮在水面上，同时，左、右机翼向上翻折搭接在固定式水平翼上，且呈与水平方向保持小于30度的倾角，快速航行时空气气流对机翼产生向下举力，可以起到紧贴水面运动的作用；底板下面的三只稳定翼可以起到快速航行时的机体在地面稳定的作用。

4、合理而可靠地解决了航行器在陆地行驶时机体抓地力的问题

陆地运行时(可采用后轮驱动系统，以及现有汽车转向系统)，左、右机翼向上翻折后搭靠在固定式水平翼上，高速运动(如时速200公里)的气流在机翼上产生反向升力(即抓地力)，使机体能紧贴地面行驶而不致产生“飘”的感觉，可在不增加机体重量情况下，提高航行器的陆地行驶性能。

本发明三栖航行器可在水面、陆地、或空中航行，既可制作为实用机，也可制作为比赛用机或玩具。

附图说明

图1图2图3图4图5图6分别是本发明不同视角方向的立体图；

图7是图3所示左、右机翼向上翻折后搭靠在固定式水平翼上的立体图；

图8是用作安装在图2所示机头下部升降舵(图2中气流入口位置上未安装阀片)气流入口处的轴和阀片的立体示意图。

具体实施方式

图1图3示出(参见图2图4图5图6)，本发明包括驱动系统总成，航行器机体由机头2机身两部分组成，机头形状为四棱锥形，机身前部分3为四棱台形，机身后部分4为四棱锥形；机头上设置有升降舵：机头底部的气流入口2a上设置有控制进气量大小、由铰接在轴2d上的两个阀片2e、2f组成的进气阀(参见图8)，机头左、右侧面上开有气流出口2b、2c；机身后部顶板上设置有三角形的立翼5；机身尾部设置有固定式水平翼9和伸缩式活动水平翼10；整个航行器机体设置在一个底板12上，底板由等腰梯形和等腰三角形的两块板面组成；左、右机翼7、8上设置有一个三棱锥形拱面：由三个三角形板面8a、8b、8c两两相接、并向中部隆起构成，且每个板面与机翼顶面的倾角为10度～20度；左、右机翼7、8铰接在底板的等腰梯形的两个腰上，且两个襟翼13、14铰接在底板的等腰三角形的两个腰上；底板上设置有四个车轮15。较好地，气流入口2a的形状为等腰梯形，除图8所示结构外，还可采用单个阀片铰接在等腰梯形的底边或顶边上。升降舵气流入口处阀片(参见图8)的开启由液压系统控制。机翼为四边形，机翼上拱起的三棱锥形底面的三个交点(即角点)与机翼的四边形的三个交点(角点)重合。立翼5的断面为沿短轴切开的半椭圆形，且立翼后缘上铰接有方向舵6。底板12的等腰三角形板面为等腰直角三角形板面，底板的等腰梯形板面中，腰与底边夹角为45度。底板12底面上沿机体轴线方向设置有稳定翼11，稳定翼下缘的高度从前向后逐渐增加。稳定翼11为三只，且相互平行设置。四个车轮15为后驱式车轮或四驱式车轮。驱动系统总成采用喷气式发动机、或螺旋桨式发动机1、或电动式发动机。左、右机翼7、8(左、右机翼的前沿断面为三角形，图中未示出，以利于减小气流阻力)翻折收拢后搭接在固定式水平翼9上、且左、右机翼与水平方向的倾角为26度～28度。机身左、右侧面上设置有舱门3c(左、右侧面的舱门相互对称)，机身顶面设置有天窗3a，机身左、右侧面(右侧面上眩窗图中未示出，与左侧面上的相对称)上设置有眩窗3b、3d。三只稳定翼11中间的一只向前延伸至机头2底面。稳定翼的断面最好与立翼的断面形状相同，即为半椭圆形，中间的稳定翼11后沿可铰接方向舵，在水面航行时起到改变控制方向的作用。稳定翼有利于水面航行时使机体保持稳定。

图7示出，本航行器在陆地行驶和在水面航行时，机翼向上翻折后搭靠在固定式水平翼上，形成反向举力，有利于机体的高速行驶。

Claims

1.一种陆海空三栖航行器，包括驱动系统总成，其特征是：航行器机体由机头(2)机身两部分组成，机头形状为四棱锥形，机身前部分(3)为四棱台形，机身后部分(4)为四棱锥形；机头上设置有升降舵：机头底部的气流入口(2a)上设置有控制进气量大小、由铰接在轴(2d)上的两个阀片(2e、2f)组成的进气阀，机头左、右侧面上开有气流出口(2b、2c)；机身后部顶板上设置有三角形的立翼(5)；机身尾部设置有固定式水平翼(9)和伸缩式活动水平翼(10)；整个航行器机体设置在一个底板(12)上，底板由等腰梯形和等腰三角形的两块板面组成；左、右机翼(7、8)上设置有一个三棱锥形拱面：由三个三角形板面两两相接、并向中部隆起构成，且每个板面与机翼顶面的倾角为10度～20度；左、右机翼(7、8)铰接在底板的等腰梯形的两个腰上，且两个襟翼(13、14)铰接在底板的等腰三角形的两个腰上；底板上设置有四个车轮(15)。

2.根据权利要求1所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述立翼(5)的断面为沿短轴切开的半椭圆形，且立翼后缘上铰接有方向舵(6)；所述左、右机翼的前沿断面为三角形。

3.根据权利要求2所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述底板(12)的等腰三角形板面为等腰直角三角形板面，底板的等腰梯形板面中，腰与底边夹角为45度。

4.根据权利要求3所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述底板(12)底面上沿机体轴线方向设置有稳定翼(11)，稳定翼下缘的高度从前向后逐渐增加。

5.根据权利要求4所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述稳定翼(11)为三只，且相互平行设置；所述机头底部的气流入口(2a)为等腰梯形。

6.根据权利要求5所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述四个车轮(15)为后驱式车轮或四驱式车轮。

7.根据权利要求6所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述驱动系统总成采用喷气式发动机、或螺旋桨式发动机(1)、或电动式发动机。

8.根据权利要求5～7任一权利要求所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述左、右机翼(7、8)翻折收拢后搭接在固定式水平翼(9)上、且左、右机翼与水平方向的倾角为26度～28度。

9.根据权利要求8所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述机身左、右侧面上设置有舱门(3c)，机身顶面设置有天窗(3a)，机身左、右侧面上设置有眩窗(3b、3d)。

10.根据权利要求9所述陆海空三栖航行器，其特征是：所述三只稳定翼(11)中间的一只向前延伸至机头(2)底面。