CN104417751A - 气动翼碟型飞机 - Google Patents

Abstract

该款碟型飞机主要结构包括：机罩、机翼、机舱等。该款飞机设计为12片气动底翼，根据高速流体临界面负压原理，会使临界面外围空气高倍加速产生高速气流现象，从而使流过机翼表面的气流加速产生升力。飞行时翼及外罩旋转，飞行时内部机舱及底中心喷嘴不作旋转而平移。由于气动翼旋转相对速度很大产生的升力较大，且上升时喷嘴可向下喷，综合升力更强。球面三环喷嘴(半球面万向喷嘴)自动控制系统能实现机底水平线以下半球面任意方向的喷气动力调节，且易自动化控制。机舱底设离合与旋转翼连接处可制动，实现机舱在空中悬停作圆周转向运动，机身调头更容易，并可垂直升降免跑道着陆。飞机外部为旋转体移动能减少空气阻力和产生反重力作用，可降低能耗。

Description

气动翼碟型飞机

技术领域

本发明涉及一种主要以空气流为提升动力的机翼及机罩旋转移动型飞机设计，属机械类，特点是碟型旋转移动反重力作用性好，能降低能耗。

背景技术

目前飞机等高空飞行物体为直线型移动，其空气阻力大，升力提升能力有限。为此设计出一款气动翼式碟型飞机，根据高速流体临界面负压原理，会使临界面外围空气高倍加速产生高速气流现象，从而使流过机翼表面的气流加速产生升力。又因发动机喷嘴可调整为朝下喷，可为飞机提供更大的升力。以机翼及机罩旋转飞行推移，由于机翼自身旋转速度相对不快，但通过循环加速的气流速度较快，因此机翼相对速度很大，产生的综合升力较大。同时因机舱不随着机翼旋转而平移，能为空中载客提供保障，且具有较好的反重力特性，可降低能耗。机舱底设离合与旋转翼连接处可制动，实现机舱在空中悬停作圆周转向运动，机身调头更容易，并可垂直升降免跑道着陆。

发明内容

本发明主要结构包括：机罩、机翼、机舱等。机罩为圆形将机舱全部罩住。机翼由12个组成，设计为以高速气流反作用力为推力的机械翼。舱底中心设发动机喷嘴系统，该喷嘴是由3个球面三环和1对液压连杆及转动齿等结构组成的可转动自控装置，能实现翼底水平线以下的半球面任意方位的喷气，称为球面三环喷嘴(或半球面万向喷嘴)。机翼与舱底连接部设制动装置，用于机舱360°左转向控制。设计2个对称的可翻转翼，翻转后通过连接部制动可实现机舱右转向，此时关闭其余翼连接部位高压气流喷出通道入口。机舱装载平衡及飞行方向和重心偏离由自动控制系统调节。

附图说明

图1是气动翼飞机外观图；

图2是飞机截面图；

图3是气动翼结构图；

图4是气动翼分布图；

图5是气动翼加速原理图；根据高速流体临界面负压原理，会使临界面外围空气高倍加速产生高速气流现象。

翼相对速度=V_{(F1反+F2反)}+V₁+V_气加1+V_气加2。

V_F1：翼顶高压气流速度，F1为翼顶旋转气动推力。

V_F2：翼底高压气流速度，F2为翼底旋转气动推力。

V_气为前一翼吹来的高速气流，在高速V_F1、V_F2作用下加速为V_气加1、V_气加2。

V₁为空气隙间从翼端空气隙吸入的空气，在V_F1作用下加速。

图6是气动翼综合升力和平移合力示意图；气动翼相对高速产生大升力作用提升飞机上升，喷嘴喷力在重力反方向分力产生部分升力，飞机综合升力增强。F_翼为翼升力，F_推为喷嘴推力，G_为机身重力，FB_为平移合力。

图7是球面三环与液压杆系俯视图；液压杆与球面三环以固定三角架固定连接。由水平转动传动齿驱动，使球面三环喷嘴自控装置在近180度水平面沿弧A1-A-A2区域转动，初始位置为A点围绕z轴转动，实现液压杆y轴定位。控制液压杆系统，调节喷嘴方向，实现液压杆喷嘴控制点z轴定位。因通过控制点可使喷嘴口左右摆动，所以水平转动弧A1-A-A2角只需180度，就能完成半球面两对称面任意方位的喷气。

图8是液压杆喷嘴控制点操作态下喷喷位置图；

图9是液压杆喷嘴控制点操作态右喷位置图；

图10是液压杆喷嘴控制点操作态左喷位置图；

图11是液压杆喷嘴控制点定位轨迹坐标图；A为液压杆喷嘴控制点，A'-A-A”为A点(Z轴定位)轨迹，A₁-A-A₂为A点(Y轴定位)轨迹。∠A'OA=∠A”OA≈70°。

图12是机舱分布图；

图13是旋转体飞行方向与重心偏移规律特性(后视)坐标图；F_B向水平正前方向，F_喷向右后下方向。

图14是旋转体飞行方向与重心偏移规律特性(前视)坐标图；∠α=∠YOA为飞机重心偏离角，OA为机舱轴心线,OB为飞机前进(移动)方向，弧箭头CD为机翼旋转方向。A(X，Y，0)、B(0,0,Z)、C(-X,-Y，0)、D(X，Y，0)，X、Y，Z>0。

图15是喷嘴推力坐标图；F_B(0，0，Z)，F_喷(0，-Y，-Z)，F_推(0，Y，Z)，(Y>0,Z>0)。F_B为平移合力，β角越小F_B越大，喷嘴越靠近翼底水平线。F喷与翼底水平线夹角β由液压杆喷嘴控制点定位控制。

图16是驾驶室触屏方向及重心偏移角α示意图；

图17是向后飞自控示意图；向后飞：自控平衡车1向左，机身左倾，F喷口朝前左方向。

图18是向前飞自控示意图；向前飞：自控平衡车1向右，机身右倾，F喷口朝右后方向。

图19是向右飞自控示意图；向右飞：自控平衡车2向后，机身后倾，F喷口朝左后方向。

图20是向左飞自控示意图；向左飞：自控平衡车2向前，机身前倾，F喷口朝前右方向。

图21是发动机及重心平衡车位置示图；前、后、左、右方向倾斜由平衡车1、2单车移动自动控制，其余方位倾斜则由平衡车1、2共同移动可自动控制完成。客货装载重心平衡自控，保证待机时平衡车1、2居中。

图22是右转向可翻转翼控制示意图；在舱底与翼连接头处设离合，作用后机舱可360°左转弯(翼逆时针左旋)。

图23是坐椅重力自动回位装置示意图；确保机舱倾斜时坐椅由重力自控回位保持坐椅不倾斜。

图24是弧线气动翼及纺锤形飞机外观图。直线形气动翼机型底翼为平底，当翼为弧线时，底翼则为圆弧面，构成纺锤形外观。

具体实施方式

该机型生产测试不容易，需要按设比例尺寸进行小型玩具化机型生产试飞即可。

Claims (3)

1.该款机型可制作气动翼碟型飞行器。

2.本设计机型为空气和燃油混合动力装置。

3.此款飞机机舱为圆形，舱内容积相对较大，作为载客机视觉感观泛围较宽，舒适度好。