CN102020015A - 一种离心升力装置 - Google Patents

Abstract

一种离心升力装置，主要由叶片、叶片顶板、叶片底板、主轴、轴承、动力机构成，叶片位于圆形叶片顶板、圆形叶片底板之间且与主轴相连，由动力机带动叶片转动强迫空气转动产生离心作用使空气向叶片外缘汇集并高速向下或倾斜喷出产生升力或水平运动力，本发明克服现有直升机的旋翼裸露在外，容易碰到物体而发生大的安全事故、旋翼系统复杂、振动大、噪声水平较高、维护检修工作量较大的缺点，本发明特别适合用于小型飞行器产生升力或水平运动力的装置。

Description

一种离心升力装置

所属技术领域

本发明涉及一种飞行器升力装置，尤其是使用叶片的转动带动空气被动旋转，旋转产生的离心作用使空气被压缩而高速向下或斜向下喷出，获得垂直升力和水平运动需要的分力的一种升力装置。

背景技术

目前，世界的飞机主要有两种，一种是靠机翼的形状改变空气流动的路径，使机翼上下表面产生压力差获得升力，现在的客机及大部分战斗机的升力都是基于这种方式获取，其优点是升力大，缺点是飞机必须有一定的运动速度才能产生足够的升力，不能在空中悬停，机翼太长，使飞机整体显得庞大；另一种飞机是直升机，直升机主要由机体(含旋翼和尾桨)、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。直升机的突出特点是可以做低空、低速和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。目前直升机相对飞机而言，维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短，直升机的旋翼由于裸露在外，容易碰到人和物而发生大的安全事故，历史上直升飞机曾今多次发生旋翼脱落、旋翼碰撞的事故，旋翼系统复杂，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大。

发明内容

为了克服现有直升机的旋翼裸露在外，容易碰到人和物而发生大的安全事故(历史上直升飞机曾今多次发生旋翼脱落、旋翼碰撞的事故，造成重大的人员伤亡和财产损失)、旋翼系统有复杂、振动大、噪声水平较高、维护检修工作量较大的缺点，本发明提出了一种简易的将叶片包含在叶片顶板与叶片底板之间的靠叶片转动带动空气转动压缩空气，使空气高速向下或斜向下喷出，产生垂直升力和水平运动需要的水平分力的一种飞行器使用的离心升力装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明主要由叶片、叶片顶板、叶片底板、主轴、轴承、动力机构成，叶片位于叶片顶板、叶片底板之间且与主轴相连，多片叶片呈扇形分布在主轴四周，由动力机带动叶片转动强迫空气转动产生离心作用使空气向叶片外缘汇集并高速喷出产生升力，该方式叶片转动，而叶片顶板、叶片底板不转动，另一种方式是：叶片与主轴、叶片顶板、叶片底板连接，主轴、叶片、叶片顶板、叶片底板一起转动，为了改变空气出口气流的方向产生向上的升力，采用呈圆筒状外环、内环，外环与叶片顶板连接，内环与叶片底板连接，在外环、内环之间形成环形向下的空气出口，空气入口有三种方式选择：空气入口开口向下，叶片顶板呈圆形(主轴穿过叶片顶板的小孔忽略)，叶片底板呈圆环形，空气入口开口向上，叶片顶板呈圆环形，叶片底板呈圆形(主轴穿过叶片底板的小孔忽略)，采用遮板位于叶片顶板之上，在叶片顶板与遮板之间形成一圆柱形空间，使空气入口朝水平方向开口，遮板可以采用圆形。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明原理示意图。

图中1.叶片，2.叶片顶板，3.叶片底板，4.外环，5.内环，6.主轴，7.轴承，8.动力机，9.空气入口，10.空气出口。

图2是本发明叶片与叶片顶板和叶片底板连接示意图。

图中1.叶片，2.叶片顶板，3.叶片底板，4.外环，5.内环，6.主轴，7.轴承，8.动力机，9.空气入口，10.空气出口。

图3是本发明叶片位置示意图

图中1.叶片，2.叶片顶板，4.外环，5.内环，6.主轴，9.空气入口，10.空气出口。

图4是本发明空气入口朝上的原理示意图。

图中1.叶片，2.叶片顶板，3.叶片底板，4.外环，5.内环，6.主轴，7.轴承，8.动力机，10.空气出口，11.空气入口。

图5是本发明水平空气入口原理示意图。

图中1.叶片，2.叶片顶板，3.叶片底板，4.外环，5.内环，6.主轴，7.轴承，8.动力机，10.空气出口，12.空气入口，13.遮板。

具体实施方式

在图1、图2、图3、图4、图5的实施例中，我们以实施一种离心飞行升力装置为例对本发明进一步说明：

在图1中，叶片1与主轴6连接在一起，叶片1位于叶片顶板2与叶片底板3形成的空间中，叶片顶板2与叶片底板3均为圆形板，外环4与叶片顶板连接，内环5与叶片底板3连接，外环4与内环5构成空气出口10，主轴6两端有轴承7，动力机8使轴承7转动，空气从空气入口9进入，在叶片高速旋转的带动下，空气被加速旋转，依靠离心作用把空气推向空气出口10形成高压喷出，由于空气被喷出，使叶片顶板2受到一个向上的反作用力，这个力就是升力，这个力通过本装置倾斜，就可以产生水平分力，用于飞行器水平运动，由于叶片位于叶片顶板2与叶片底板3之间的空间，转动时碰不到外面的物体，比现在的旋翼直升机安全得多，适合小型飞行器使用，特别适合个人飞行器使用，叶片1可以是矩形，采用强度较高的材料制作，外环4与内环5均为圆筒形。

在图2中，叶片1同时与主轴6、叶片顶板2、叶片底板3连接，可以使用焊接方式，叶片顶板2与叶片底板3均为圆形板，外环4与叶片顶板连接，内环5与叶片底板3连接，外环4与内环5构成空气出口10，主轴6两端有轴承7，动力机8使轴承7转动，空气从空气入口9进入；当动力机8转动时，轴与连在一起的叶片1、叶片顶板2、叶片底板3、外环4、内环5组成的整体一起转动，空气由空气进口9进入后，在叶片1的转动带动下被迫转动，依靠离心作用把空气推向空气出口10形成高压喷出，由于空气被喷出，使叶片顶板2受到一个向上的反作用力，这就得到了升力。

在图3中，多片叶片1呈扇形分布在主轴6四周，叶片连接在叶片主轴6上，外环4为圆形，与叶片顶板2连接，内环5叶是圆形，外环4与内环5构成空气出口10，叶片1的片数根据叶片的强度、动力机8的转速确定，动力机8的转速越高，得到的升力越大，要求叶片1的强度越大。

在图4中，将空气入口11设在了叶片顶板2侧开口向上，除空气入口位置改变了，其他的与图2基本相同，空气入口虽然功能相同，由于位置的改变，为叙述方便，使用了新的编号，当动力机8转动时，轴与连在一起的叶片1、叶片顶板2、叶片底板3、外环4、内环5组成的整体一起转动，空气由空气进口11进入后，在叶片1的转动带动下被迫转动，依靠离心作用把空气推向空气出口10形成高压空气喷出，由于空气被喷出，使叶片顶板2受到一个向上的反作用力，这就得到了升力，转速越高，升力就越大。

在图5中，与图4相比，增加了遮板13，遮板13位于叶片顶板2上方，使空气可以从空气入口12水平进入，当动力机8转动时，轴与连在一起的叶片1、叶片顶板2、叶片底板3、外环4、内环5组成的整体一起转动，空气由空气进口11进入后，在叶片1的转动带动下被迫转动，依靠离心作用把空气推向空气出口10形成高压喷出，由于空气被喷出，使叶片顶板2受到一个向上的反作用力，这就得到了升力，采用空气水平进入的方式，使空气的进口截面积增大，可以获得更多的空气流动。

Claims (8)

1.一种离心升力装置，主要由叶片(1)、叶片顶板(2)、叶片底板(3)、主轴(6)、轴承(7)、动力机(8)构成，其特征是：叶片(1)位于叶片顶板(2)、叶片底板(3)之间，且与主轴(6)相连，多片叶片(1)呈扇形分布在主轴(6)四周。

2.如权利要求1所述的一种离心升力装置，其特征是：叶片(1)位于叶片顶板(2)、叶片底板(3)之间，且与主轴(6)、叶片顶板(2)、叶片底板(3)连接，工作时主轴(6)、叶片(1)、叶片顶板(2)、叶片底板(3)一起转动。

3.如权利要求1或权利要求2所述的一种离心升力装置，其特征是：空气入口(9)开口向下。

4.如权利要求1或权利要求2所述的一种离心升力装置，其特征是：空气入口(11)开口向上。

5.如权利要求1或权利要求2所述的一种离心升力装置，其特征是：遮板(13)位于叶片顶板(2)之上，叶片顶板(2)与遮板(13)之间形成一圆柱形空间，使空气入口(12)朝水平方向开口。

6.如权利要求1或权利要求2所述的一种离心升力装置，其特征是：外环(4)、内环(5)呈圆筒状，外环(4)与叶片顶板(2)连接，内环(5)与叶片底板(3)连接，在外环(4)、内环(5)之间形成环形向下的空气出口(10)。

7.如权利要求1或权利要求2所述的一种离心升力装置，其特征是：空气入口(9)开口向下时，叶片顶板(2)呈圆形，叶片底板(3)呈圆环形。

8.如权利要求1或权利要求2所述的一种离心升力装置，其特征是：空气入口(11)开口向上时，叶片顶板(2)呈圆环形，叶片底板(3)呈圆形。

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