CN102407940A - 自闭孔拍翼飞行器 - Google Patents

Abstract

一种依靠人力的拍翼飞行器包含机身、主翼、尾翼、辅翼的拍翼飞行器，机身骨架两侧与主翼骨架由转轴连接，两翼可沿转轴在一定角度转动，两翼与机身之间设置弹力，使无外力作用时两翼总是向下转向机身，小腿背上固定一副辅翼，各部分表面上滑下粗；翼锋上凸，前后呈流线型；机身面和各翼面采用自闭孔结构；翼骨架与翼面的固定方式采用前实后虚的制作方法。本发明用弹力克服重力，用重力辅助张翼，再利用力臂实现省力地拍翼。该飞行器可在飞行、空中交通、体育、健身、抢险救灾、航拍、空中巡查、探险等领域广泛应用，无须任何的能源消耗，无污染，可健身。

Description

自闭孔拍翼飞行器

技术领域：拍翼飞行器

背景技术：目前的飞机主要有固定翼飞机和旋翼飞机两种，都是要靠动力的，固定翼飞机体型大、油耗大、噪声大，还要大机场、长跑道等，无动力飞行也仅仅限于娱乐层面或个人的兴趣爱好，如“鸟人”大赛，或距离非常有限的滑翔，还不能实现真正的飞翔。目前拍翼的分析大多是对昆虫翅膀振动的分析，拍翼飞行的实践还限于微型仿生拍翼飞行，不能用于人的飞行，载人的拍翼飞行器几乎还没有成功的先例，很多拍翼飞行的做法还延用固定翼飞行的做法，造成对拍翼的认识上的禁固，目前的仿生拍翼飞行是有动力的微型仿生飞行，还不能成为普通人的飞行工具，拍频也很高，不是人力所能达到的。

发明的目的：本发明要使人依靠自身的力量拍动双翼实现拍翼飞行的目的。

技术方案：设计一个包含机身、主翼、尾翼、辅翼的可拍翼的飞行器，机身两侧与主翼由转轴连接，主翼绕转轴在一定角度来回转动实现拍翼，两主翼与机身之间分别设置大小相同扭转方向相反的弹力，使无外力作用时两翼总是向下转向机身，在两主翼上分别安装一抓手，使飞行员能自然顺手地抓牢并控制双翼，尾翼连接在机身后面，同时在飞行员的小腿背上固定一副辅翼；对各翼面及其骨架进行如下特别处理，使其更有利于飞行：表面上滑下粗；翼锋上凸，前后呈流线型；各翼面采用自闭孔结构；翼骨架与翼面的结合采用前实后虚的固定方式连接。机身下面设固定带，用于搭载并固定飞行员，飞行员躯干部紧贴机身固定，面朝地面，四肢活动，两手分别抓主翼上的抓手控制飞行器并拍翼实现拍翼飞行。

技术内容：

飞行器中间是机身，两主翼在机身两侧对称地连接，形状大小以机身轴对称，机身后面连接尾翼，两主翼与机身之间分别设置大小相同扭转的方向相反的弹力，使无外力作用时两翼总是向下转向机身，在两翼中间分别安装一抓手，使飞行员能自然顺手地抓牢控制双翼，并在飞行员两小腿背上分别固定一辅翼。机身下设固定带，用于固定飞行员，飞行员躯干部紧贴机身固定，飞行中飞行员悬挂在机身上，面朝地面，四肢活动自如，两手抓住两主翼抓手控制飞行器，拍动双翼和双辅翼，就可控制飞行器的各种飞行动作。飞行器的各部分构造如下：

翼的构造有以下特征：

翼面上滑下粗，就是翼面的上表面要求尽可能光滑，下表面应粗糙许多，甚至可以在下表面粘上或喷上轻质材料，这样当翼拍动飞行时经过上表面的气流快，经下表面的气流则受阻力大得多，气流较慢，从而产生向上的压力差，形成升力。

翼锋上凸，剖面图如图3，使翼面前后呈流线形，特别是前部靠近主翼转轴处要上凸，向外侧逐渐平缓延伸，到翼外侧靠边沿处可微凸或不凸，使翼外侧显出活而不僵，翼锋上凸能增加翼的强度。对于空气凸面是扩散的，飞行时拍动双翼能分流空气减少阻力，下面是凹面，是汇聚的，下拍时能增加空气阻力即增加下拍时的支撑力，翼锋上凸的受力分析如图4，下拍时空气对翼产生的阻力1可分解成向前的分力3和向上的分力2，上拍时则相反，因上拍时阻力小，分力就小。前凸对双翼有向前的定向作用，平板式的翼面无向前的分力容易产生摇摆。注意翼锋上凸不是指翼的前沿上翘，相反前沿要下弯，随后的部分拱起，形成上凸，下表面在该位置相应上凹。

翼面采用自闭孔设计，就是在翼面上挖许多小孔，并在每个孔下贴比孔稍大且有弹性的薄片，薄片前实后虚固定于孔下方，即前端固定于孔下表面的前方，后端自由，使薄片能向下向前弯曲，无外力时薄片在自身弹力的作用下紧贴翼的下表面堵住相应的小孔，即为自闭孔结构。孔的大小应适合薄片不变形上穿为宜，太大了薄片难以堵住孔，或导致薄片上翻，太小了数目太多，不利于贴片。自闭孔的作用是：当翼向上拍动时，空气阻力向下推动薄片，使之向下向前弯曲，孔被打开，大大减少翼面向上拍打时受空气阻力的面积，减少阻力，加快上拍，也就减少了翼上拍时机身下降的位移，同时许许多多向下向前弯曲的薄片能把空气阻力的一部分转化为向前的推力；当向下拍翼时，薄片立即恢复原状，向上紧紧贴在相应的小孔上，堵住小孔，增大空气阻力，这时阻力是两翼的支撑力，也就增加了机身的上升高度，即上升的位移得到增加，一上一下的拍动对机身垂直方向的位移贡献来说向上的要远多于向下的，从而非常有利于上升。开孔既减轻翼的重量，又减少上拍时的阻力，贴上后部活动的弹性薄片既增加向上的支撑力，又得到向前的推力，因而在翼面上挖孔并贴片这两项措施大大提高了翼的效率，自闭孔结构的翼能减少上拍时的阻力而增大下拍时的支撑力，飞行器获得更多的升力。

翼的骨架与翼面的连接采用前实后虚的结构，前实后虚是指翼锋处骨架紧贴在翼面前沿固定，翼锋结结实实的，是前实，后面的翼骨架则不能把整个翼面包起来，这样会使翼面僵硬，而是要固定在离翼面后沿一定距离的地方，形成较活动的翼尾，即为后虚，后面要留多少要视翼材料的弹性和韧性而定，这样在翼材料的弹性作用下，翼尾拍动时能稍作上下弯曲，拍动灵活而不僵硬。拍翼弹性弯曲的作用分析：当翼向下拍动时如图6，翼尾将向上弯曲，空气阻力1产生向上的分力2和向前的分力3；当翼向上拍动时如图7，翼尾将向下弯曲，空气阻力1产生向下的分力2和向前的分力3，翼的上滑下粗和自闭孔结构将使上拍时的空气阻力比下拍时的小得多，因而每上下来回拍动一次，飞行器获得向上的分力远大于向下的分力，而不论上拍还是下拍都能获得向前的分力，由此可见翼尾拍动时上下弯曲变形的结果是推力大大增加而升力也略有增加，这种前实后虚结构能使翼尾上下拍动幅度增大，从而使飞行器产生更大的向前动力。注意：后虚是指后部的固定位置距后边沿要有一定距离，而不是指后部可不固定或可松动，那样翼就不安全了。

翼骨架要根据飞行器设计负荷选择足够强度的材料制作，骨架和翼面材料要在符合强度要求的情况下选择轻质材料，属现有技术，不赘述。紧贴翼的下表面用多条前后走向富有弹性的细条作次骨架如图10-3所示，使翼面容易成形且可增加强度和弹性，次骨架要以翼锋内侧靠近转轴处为起点，由前向后走向，由内向外呈扇形状排列，呈前密后疏和内密外疏分布，次骨架数量多少视情况而定，注意不要影响自闭孔的开闭。左右主翼骨架的合适位置设置主翼抓手，硬抓手软抓手都可以，作为手的放置点和翼的受力点，也是用来控制主翼动作的抓手。

机身是飞行器的载荷部分，因此机身骨架要牢固坚实，下部紧贴人背，上部是机身面，机身面要封闭成中间凸左右下弯的凸面，与翼面一样制作成自闭孔结构，机身骨架可以设计成长方形或扁长方体(就是上下要短而扁)，长方形轻便，长方体较重但能增加空间，可作物品箱，机身面与长方体之间的空间制作成物品箱，用于放置少量行李和必备的工具等，长方体下部是悬挂飞行员的固定带，用于把飞行员的躯干部与机身固定牢靠，固定部位前到肩关节，后到髋关节，防止身体前后滑动，用固定带固定飞行员目的是悬挂飞行员时要用软质的面接触，防止局部负重过大伤及飞行员。

机身与主翼用转轴活动连接，连接轴是翼的支撑点，转轴放在机身骨架长方体的左右两侧的上边或下边都可以，但左右要同在上边或同在下边，左右要对称。

机身与主翼之间设置弹力使无外力时两主翼分别向下转向机身，弹力可以用扭力弹簧、拉力弹簧或直接选用带扭转弹力的转轴及其他方式产生，扭力弹簧可安装在转轴上，每一侧用单个或多个弹簧构成，使左右翼向下扭转，当两翼上翻张角变大时，弹力增大；采用拉力弹簧时，拉力弹簧的一端固定在机身的骨架上，一端固定在翼的骨架上，无外力时翼向下转，当翼张开时弹簧伸长弹力增大，每一侧同样可以用单个或多个弹簧组成；还可用弹性体直接连接机身和主翼，通过弹性体的形变使翼张开并提供弹力。

机身与翼的连接位置应考虑与人的位置关系，翼骨架与机身的连接位置关系到人的前后平衡，当人把飞行器的机身背在背上时，抓翼上的抓手要自然，连接点要使人背上后在人的前后重心靠前的位置，让后方略重些，有利于翼与前进方向成一迎角，才能确保上升，后部较重的问题则由尾翼和腿部辅翼来解决其平衡。

机身上还要设置主翼限位杆或主翼限位绳，这是用来限制翼的转动角度的安全措施，机身与翼的连接是轴连，翼能绕主翼转轴转动，若任其上翻，到垂直向上或更大的转角时翼就失去其作用了，因此到翼张开到与机身完全齐平时得到最大的有效投影面(受空气阻力面)，此时应对其转角进行限位，防止上翻(翼外侧在拍动时在其材料的弹性和韧性允许的范围内略上弯变形是允许的)。上限位可以这样设置，可将两翼骨架向机身方向多沿伸一些，在机身骨架上两边分别设置一固定杆作限位杆，翼向上旋转到该杆时被挡住，便达到限位的目的，也可以在机身和翼上加一根或多根定长的绳限制翼的张角，这种软限位应限定在两翼张开到水平之前，限位是非常重要的，确保翼不会失控上翻造成危险。限位杆还能在转轴上弹簧断裂或过度疲劳而使弹力失效的时候发挥作用，此时拍翼可能要费力得多甚至不能拍动，但仍可确保两翼张开而不上翘，能保护飞行员的安全，注意拍翼只要在一定角度里拍动就行了。限位杆和限位绳可同时使用在一架飞行器上，必要时两翼间还可增加限位绳。

尾翼由机身面向后延伸，长出其骨架一定长度而形成，长度至少盖得到飞行员的臀部，尾翼面和机身面一样在中间略向上凸起左右两边下弯，也采用上滑下粗和自闭孔结构，减少上升时的阻力。尾翼可增大接受空气浮力的面积，还能作前后平衡调整。尾翼可根据其强度决定是否要制作骨架。尾翼也可独立一块并设置成活动的，与机身的连接也可用机身与主翼的连接方式，但转角应小些，当上翻与机身齐平时要加限位，防止上翻，向下也要限位，不能影响双腿的动作。

辅翼制作成比腿宽一些的长方形或梯形，与主翼面一样制作，居中固定在小腿背上，靠近膝关节的上半部分固定，靠下方留出约一半自由面，即采用上实下虚和中实外虚的固定方式，固定时使辅翼面稍向前弯曲形成后凸的样子即可。辅翼是独立的，与其他各部分没有连接。辅翼的拍动能调节前后平衡，克服人下肢过重的问题，还能形成推力，加速飞行，也能用于调整飞行方向。当飞行时人的两腿会自然下垂，人会感到不自然、不舒服，也可能导致失去平衡，因此在两小腿的背部各固定一辅翼，飞行时两脚就能象在水里游泳时打水一样，使腿脚浮起，与身体形成舒适的角度，并通过双脚拍动辅翼，能获得前进的动力。

为了平时的存放和携带方便，在确保所需载荷时翼骨架有足够强度的情况下，主翼也可以制成折叠翼，如图10所示，翼面和骨架都要采用活动连接1，骨架用转轴2连接，当外侧部分转到与内侧部分齐平时，连接处要进行限位，防止外侧部分上翻失控，折叠翼可以是一折或多折，翼下表面可增加次骨架3。

弹力的作用分析：主翼上的弹力的设置约为每一侧G/2，因固定点和弹簧类型不同而略有不同，G为飞行员和机身的重量，自然状态时弹力为0，张开到限定位置时弹力设置约为G/2，主翼上的弹力随翼张角的增大而增大。飞行员背上飞行器，当还未起飞时，飞行器未负重，翼夹向人体，弹力为0；起飞时两翼张角小弹力也小容易被张开；飞行员跳起悬空时，机身负重下压，两主翼因空气阻力支撑张角变大，弹力变大。拍动双翼时两翼张开阻止了机身下降，两翼收紧则把机身拱起，由于翼结构的特征使上拍容易，下拍受更大的空气阻力也就获得更多的升力和更长的上升时间，也就使得机身下降少而升得多，从而能在不断拍翼中不断上升。拍翼是各力力矩作用的结果，分析起来较为复杂，这里简单地根据力的作用方向定性分析如下：拍翼过程主要有几个力参与，它们是人的重力和机身重力(不含主翼重量)，此两力是绑定在一起的，合称为重力，使翼向下扭转的弹力，空气阻力，施给两翼抓手作拍翼动作的人力，人力和空气阻力方向随翼的拍动方向改变而变，弹力和重力方向不变，张翼上拍时，重力+人力克服弹力+阻力的作用，收翼下拍时是弹力+人力克服重力+阻力的作用，重力和弹力的方向总是不变作用总是互相抵消，在上下拍翼过程中人力因要改变翼的拍动方向而改变用力方向，而空气阻力总是因翼的拍动方向的改变而改变方向，人力总是要克服重力和弹力的作用差及空气阻力的作用，如果恰好使翼充分张开时的弹力和重力的作用接近平衡，效用互相抵消，那么飞行员只要克服翼面所受的空气阻力就行了，而不用加力去克服自身的重量了，从而拍翼就轻松多了。在空中弹力始终能帮我们抵消飞行器所负的重力的作用，重力使两翼张开，甚至上翘，弹力使两翼下转收紧，飞行员通过抓手的力臂作用只要对翼上的抓手施以一个小的力就足以让双翼拍动。要特别指出的是：飞行员用力拍翼的过程中，人力和人的重力对翼的作用方向相反，手用力时重力会转移到手上来，重力变小，它们是总量不变此消彼长的力，用于向下拍翼的力大了挂在机身上的重量就轻了，更有利于向下收翼，反之，张翼时手放松了，重力全部悬在机身上，更有利于张翼，这一点很重要，这种此消彼长的用力特点是人力拍翼特有的，正好弥补了飞行中张角小时弹力小的不足，这给我们设置弹力时留出了更大的随意性，也就是弹力大小可在较宽的范围内选择。翼自身的重量对翼的下拍是有用的，它和弹力的作用是相加的，但过重不利于上拍张翼，也会使翼变得笨拙，且轻便的翼对起飞是很重要的。

克服技术偏见和传统思维：本发明克服了人们几个认识误区，一是认为人自身过重，无和鸟类一样的适合飞行的结构，故人不能飞；二是过去着力点都放在张翼，三是以往很多人把两翼安在两臂。

过去人们通常要担心翼重和人自身重量过重，臂力根本无法克服这些重量更谈不上拍动它，因而很多人只好放弃拍翼而飞梦想。本发明充分利用弹力的作用，使之帮助我们抬起自己，有多重就设置相应大小的弹力，每一边弹力只须设置接近人自重的一半就可以了，手对翼的施力点对于翼的转轴有一个力臂，是一个杠杆，根据杠杆原理，省力得多，手臂只需给翼施以较小的力就足以实现拍翼了。限位杆和限位绳的设置还能把人的双手解放出来，可在空中随意滑翔。

通常人们认为要飞行，就必须把翼张开，都在想方设法如何张翼，不负重时两翼就张开，当飞行器负重时，翼就上翘，此时要拍翼不仅要克服空气阻力还要克服自身重力，用双臂的力量是万万做不到的，而本发明则反其道而行，关键就是要把两翼收起来，利用弹力克服重力，利用重力实现张翼，大胆打破习惯思维的束缚，从而能较轻松地拍动双翼。

过去的翼大多数都固定于手臂，让手臂既要拍动双翼，又要克服各种重量，显然不是普通人能做到的，本发明让人体与机身绑定，悬挂在机身上，把双臂解放出来控制双翼，飞行中人悬挂在机身上被吊起来，根据要求设置好弹力就不用再理会自己有多重了，就象飞机动力安好后，你不用去管飞机有多少重，它都能飞起来。

飞行的控制和稳定性分析：

飞行有三个阶段：起飞、飞行、降落。首先把飞行器背在背上，用固定带把飞行员与飞行器牢牢地固定，要保持四肢活动自如，起飞时身子稍向前弯使机身面向前呈一迎角，双手握紧机翼抓手，先往前跑动，再张开双翼，不要求张太大，此时因两翼的张角小，弹力较小，张翼较容易，再顺势往前跳起，及时拍动双翼，尽量快速离地，与地面接触越轻，机身负重越大，重力使翼的张角越大，弹力作用越大，拍翼越容易，直到腾空飞起，拍翼更轻松，拍频越快，拍幅越大，拍翼提供的飞行动力就越大，有时可能要几次连续跳起才能飞起。根据对鸟的飞行观察，起飞时的拍频能达到1.5次/秒以上就够了，这是人力容易做到的，越大越好。起飞可以采用多种方式，可在缓坡向下冲而起飞，也可在一定高的台上跳出起飞。起飞最为关键，决定飞行员是否能飞，飞行员应通过一定的技能训练和适应性训练。

起飞后，保持适当的迎角，拍动双翼和双辅翼将越飞越高，在高处可随意滑翔，也可随意拍翼，改变双翼或其中一翼的倾角，就能改变飞行方向，拍动辅翼能调整飞行姿态，改变主翼或辅翼的拍频可改变飞行的速度，改变机身的迎角可改变飞行高度和飞行速度。

要降落时先降低飞行高度，减速缓行，接近地面时大幅加大机身的迎角，可很快停稳。

飞行器自然情况下是夹向机身，此时弹力小，如果飞行中出现两翼因弹力过大而收紧时，弹力将随两翼张开的角度变小而变小(拉力弹簧则回收而使拉伸形变减小，弹力变小)，当整体因重力下降时，两翼在空气阻力的阻止下还是被迫张开，能确保张开一定的角度，还能在空中安全飞行的，这时拍翼就要用向外推的力了，只是用力方式比较不自然而已；如果弹力过小，则翼将充分张开并被限位，不会失控，仅仅是拍动时比较费力，但还是安全的；飞行中如果因后部过重使翼的迎角太大，飞行员能通过双脚拍动辅翼进行调整；如果头朝下了，只要用力拍动主翼就可以调整回来，都不会造成危险。设置合适的弹力是很关键的，可使飞行省力又安全。飞行中飞行员一般都能随意控制飞行姿态，但要避免恶劣气象条件下飞行。

飞行器的有益效果是用简单的结构实现飞行的功能，展翅高飞是人类自古以来的梦想，也是本发明的目的，其中巧妙地用弹力克服重力，解除了人们长久以来担心的人自重过大而不能飞起的烦恼，拍翼用力臂更加省力，上滑下粗的表面设计、翼锋上凸呈流线形的翼面造型设计、翼面上增加的自闭孔设计都是增加升力和减轻人力的有效措施，前实后虚的翼结构进一步利用拍翼的能量转化成前进和上升的动力，翼结构的这几个特点大大增加推力和升力，提高翼的效率。本发明采用无动力拍翼飞行，通过各种有利于拍翼飞行的技术措施实现人在空中飞行，开拓拍翼飞行新领域，依靠人力的拍翼飞行能源消耗为零、空气污染为零。

应用：本发明是用人力驱动，经常使用是人们锻炼身体的很好途径，将有益于人的健康；也是一种体育运动器材，可以发展成一系列的运动项目；飞行的实现无疑是一种很好的新的交通工具，无动力的飞行更是能源消耗为零的交通工具，空中交通还能缓解地面交通拥堵，拍翼飞行还将在其他广泛的领域得到应用，如抢险救灾、巡查、探险、航拍等等。

说明书附图说明：

图1是飞行器顶视图，1是机身，2是主翼，3是主翼转轴，4是尾翼，5是光滑的上表面，6是主翼轴弹簧，7是翼锋，8是翼尾，9是自闭孔；A-A′是主翼剖面线；

图2是图1的底视图，7是翼锋，8是翼尾，9是自闭孔，10是主翼骨架，11是主翼抓手，12是粗糙的下表面，13是主翼限位杆，14是机身骨架，

图3是图1的A-A′的剖面图；是翼锋上凸呈流线形的翼A-A′剖面图

图4是图3的受力分析图，1是空气阻力，2是垂直向上的分力，3是水平向前的分力；

图5是自闭孔结构图，1是固定端，2是薄片，3是翼面上挖的小孔；“前”和箭头方向表示翼锋的方向

图6是翼面下拍时的受力分析图，1是空气阻力，2是垂直向上的分力，3是水平向前的分力；

图7是翼面上拍时的受力分析图，1是空气阻力，2是垂直向下的分力，3是水平向前的分力；

图8是辅翼后视图，1是固定带

图9是图8的前视图

图10是可折叠翼底视图，1是翼面的活动连接，2是骨架连接转轴，3是次骨架

图11是用拉力弹簧作扭力的飞行器底视图，1是机身，2是主翼，3是主翼转轴，4是尾翼，6a是主翼拉力弹簧，7是翼锋，8是翼尾，9是自闭孔，10是主翼骨架，11是主翼抓手，12是粗糙的下表面，14是机身骨架，15是主翼限位绳，

图12用弹性材料做主翼轴飞行器的底视图，1是机身，2是主翼，4是尾翼，6b弹力主翼转轴，7是翼锋，8是翼尾，9是自闭孔，10是主翼骨架，11是主翼抓手，12是粗糙的下表面，14是机身骨架，15是主翼限位绳，

图13用图12的正视图，2是主翼，6b弹力主翼转轴，11是主翼抓手，14是机身骨架，15是主翼限位绳，16是张开的主翼和弹力主翼转轴(虚线表示)。

发明的实施例一：如图1和图2，飞行器由机身1，主翼2，主翼转轴3，尾翼4，主翼轴弹簧6，主翼骨架10，主翼抓手11，主翼限位杆13，机身骨架14组成，机身1两侧通过主翼转轴3与两侧主翼骨架10轴连，轴连点两点或多点连接，要使主翼转动顺畅，连接牢固，主翼2能绕主翼转轴3转动，在主翼转轴3上用扭力弹簧作主翼轴弹簧6或直接采用带转动弹力的轴，使翼在常态时向下转向机身1，飞行器翼面、机身面、尾翼面用轻薄、有韧性、有弹性的材料制作，加工成光滑的上表面5，粗糙的下表面12，并采用自闭孔9的结构，自闭孔9如图5所示，在翼面上挖许多小孔3，每个孔下贴比孔3稍大且有弹性的薄片2，薄片2前实后虚固定于孔下方，即前端固定端1固定于孔3下表面前方，后端自由，使薄片2能向下向前弯曲，无外力时在薄片2自身弹力的作用下恢复原状，紧贴翼的下表面堵住相应的小孔3，自闭孔9能减少上拍时的空气阻力的受力面积，减少了阻力。翼锋7上凸，翼面A-A′剖面图如图3，使翼面前后呈流线形，特别是前部靠近主翼转轴处要上凸，翼锋上凸能增加翼的强度，翼锋上凸的受力分析如图4，下拍时空气对翼产生的阻力1可分解成向前的分力3和向上的分力2，上拍时则相反，因上拍时阻力小，分力就小，前凸对双翼有定向作用。翼骨架与翼面的固定位置要采用前实后虚的方式固定，即翼锋7固定，翼尾8活动，就是主翼骨架10的前部沿翼面前沿固定好，主翼骨架10的后面则不能把整个翼面包起来，这样会使翼面僵硬，而是要固定在离翼面后沿一定距离的地方，留多少要视翼材料的弹性和韧性而定，宜留三分之一到二分之一的空间，这样能使翼尾8在翼面材料的弹性作用下，拍动空气时能稍作上下弯曲，两翼每上下来回拍动一次，都能获得上升和前进的动力。机身做成牢固的长方形，中间横向增加几条骨架，机身1横向宽度和主翼2向侧边伸展长度要有一定的比例，可用1∶2～1∶3，机身1应尽量窄，有利于主翼抓手11离转轴距离变长，也就是人施力的力臂更长，拍翼就会轻松些，与人背齐宽或略窄一些都可以，机身骨架14的长度约与人背一样长，机身1与尾翼4的总长最多到膝关节，尾翼4可比机身1稍宽。主翼限位杆13安在机身骨架14上，左右对称设置，分别限定左右主翼向上张开时的最大角度，是一个安全装置。飞行员的小腿背要穿上或绑上辅翼，辅翼如图7、图8，用固定带1固定在小腿背上，左右居中固定，下部可留一部分稍能活动，拍动时左右边和下部能有所弯曲，有利于产生推力和升力。

主翼转轴3设置向下扭转的主翼轴弹簧6是本发明的显著特征，也是克服技术偏见和习惯思维的有力措施，上滑下粗、翼锋上凸、前实后虚、自闭孔的设计有利于拍翼并产生升力。小腿背加辅翼是当飞行员悬空时用于调整姿态和加速。多个特征的组合，让飞行器变得既简单又实用，容易驾驭使用。人的躯干部与机身固定也打破传统上人们把翅固定于双臂的看法，如果翅固定在双臂，双臂要承受所有的重力还要拍翼是很困难的，现在自重由躯干部挂在机身上，双臂得到解放，飞行更加随心所欲。

飞行前将飞行员和机身骨架14用固定带牢牢固定，要使人舒适，背上飞行器当两主翼2未张开时稍向前跑，然后上身略向前倾使机身面与前进方向成一个合适的迎角并张开双翼，此时张翼并不困难，因这时的张角还很小，弹力还很小，再稍稍跳起，使双脚离地悬空，翼将处于重力迫使张开的状态，只要及时不停地继续拍动双翼和双脚上的辅翼就可腾空飞翔了，有时可能要经过几次触地跳起，起飞时的拍频尽量快，一般能达到1.5-2次/秒即可，较快的拍频和较大的拍幅对起飞是很要紧的，腾空后继续拍动并保持一定的迎角就能不断上升和前行。改变双翼或其中一翼的倾角，就能改变飞行方向，拍动辅翼能调整飞行姿态，改变主翼或辅翼的拍频可改变飞行的速度，改变机身的迎角可改变飞行高度和飞行速度，要降落时先降低飞行高度，减速缓行，接近地面时大幅加大机身的迎角，可很快停稳。飞行员应进行必要的技术训练和适应性训练。

发明的实施例二，如图11，飞行器包括机身1，主翼2，主翼转轴3，尾翼4，主翼骨架10，主翼抓手11，机身骨架14，主翼限位绳15，主翼拉力弹簧6a等部件，机身1要用长方体，主翼转轴3要安在长方体侧边的上边，拉力弹簧安在机身内，这样弹簧不会影响飞行员的活动，这是用拉力弹簧代替实施例一的扭力弹簧，并将主翼限位杆13用主翼限位绳15代替，当翼张开到限定的角度时，主翼限位绳绷紧，使之不能继续张开实现限位，动作方式和实施例一一样，可以得到相同的效果，飞行的操作也和实施例一一样。

发明实施例三，如图12和图13所示，飞行器包括机身1，主翼2，尾翼4，主翼骨架10，主翼抓手11，机身骨架14，主翼限位绳15，弹力主翼转轴6b等部件，弹力主翼转轴6b是能弯曲的弧形弹性材料，而不是真正的转轴，用它代替实施例一中的转轴和扭力弹簧，在翼面材料牢固的情况下主翼骨架10被简化了，仅对翼锋7进行加固硬化，使拍动时翼尾8有更大的摆动幅度，其正视图如图13，虚线示出了同时张开的主翼与弹力主翼转轴16，在弹力主翼转轴6b的弹力作用下，实现拍翼飞行的目的，飞行操作同实施例一，结构更加简单。

Claims (9)

1.一种无动力拍翼飞行器，其特征在于包含机身、主翼、尾翼、辅翼，机身两侧与主翼由转轴连接，主翼绕转轴在一定角度来回转动实现拍翼，两主翼与机身之间分别设置大小相同扭转方向相反的弹力，使无外力作用时两翼总是向下转向机身，在两主翼上分别安装一抓手，使飞行员能自然顺手地抓牢并控制双翼，尾翼连接在机身后面，同时在飞行员的两小腿背上分别固定一辅翼；翼面及其骨架有如下特征：表面上滑下粗；翼锋上凸，前后呈流线型；各翼面采用自闭孔结构；翼骨架与翼面的结合采用前实后虚的固定方式连接；机身下设固定带，用于搭载并固定飞行员，飞行员躯干部紧贴机身固定，面朝地面，四肢活动，两手分别抓主翼上的抓手控制飞行器并拍翼实现拍翼飞行。

2.如权利要求1所述在机身与主翼之间设置的弹力，其特征是弹力的作用是使两主翼在自然状态时向下扭转，两翼内收，拍翼时弹力随主翼的张角的增大而增大，弹力可由扭力弹簧、拉力弹簧或带弹力的转轴及其他方式产生。

3.根据权利要求1所述的翼面，其特征是上滑下粗，即上表面光滑，下表面粗糙，甚至可以在下表面粘上或喷上轻质柔性材料。

4.根据权利要求1所述的翼面，其特征是翼锋上凸，使翼面前后呈流线形。

5.根据权利要求1所述的翼面，其特征是翼面采用自闭孔结构，自闭孔结构就是在翼面上挖许多小孔，并在每个孔下固定一片比孔稍大且有弹性的薄片，薄片前端固定于孔下表面的前方，后端自由，使薄片能向下向前弯曲，无外力时薄片在自身弹力的作用下紧贴翼的下表面堵住相应的小孔。

6.如权利要求1所述的飞行器的翼面和翼骨架连接，其特征是：翼面与翼骨架采用前实后虚的固定结构，前实后虚结构是指翼锋处翼骨架紧贴在翼面前沿固定，即为前实，后面的翼骨架则不能把整个翼面包起来，这样会使翼面僵硬，而是要固定在离翼面后沿一定距离的地方，形成较活动的翼尾，即为后虚。

7.如权利要求1所述的辅翼，其特征是紧贴飞行员小腿背固定，用于双腿的拍翼。

8.如权利要求1所述的飞行器上设置物品箱，其特征是物品箱安在凸起的机身面下和机身骨架内的空间内。

9.根据权利要求1所述的主翼也可以是折叠翼，其特征是翼面由内向外分成几段，每段间用活页连接，翼骨架相应部位也分开，用转轴相连，到内外齐平时各连接处要进行限位，防止外侧上翻，折叠翼可以用一折或多折。

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