CN104787337B - 一种电动滚筒翼推力生成装置 - Google Patents

Abstract

一种电动滚筒翼推力生成装置，属航空技术领域。包括机架、主轴及均匀分布在主轴周围的两个、三个或四个结构相同的转翼，每个转翼包括左转臂、右转臂、电动机、滚筒轴和滚筒翼。主轴的左端和右端通过轴承安装在机架上。所有转翼通过本身的左转臂和右转臂安装在主轴上。左转臂和右转臂相互平行，它们与主轴垂直连接，滚筒翼与主轴平行布局，滚筒轴的左右两端分别通过轴承安装在左转臂和右转臂的远离主轴的一端。主轴、左转臂、滚筒轴和右转臂处于同一平面内。电动机安装在滚筒轴的左端。电动机能驱动滚筒轴转动带动滚筒翼转动。滚筒翼的转动速度和方向符合正弦函数规律。在动力的驱动下，该装置能产生推力，可应用于垂直升降飞行器上作升力装置。

Description

一种电动滚筒翼推力生成装置

技术领域

一种电动滚筒翼推力生成装置，属航空技术领域，尤其涉及一种滚筒翼推力生成装置。

背景技术

传统的飞行器是靠机翼或旋翼来产生升力，飞机的机翼和直升机的旋翼的结构相似，它们的截面均为翼型，靠空气流过翼的上下表面产生压差而产生升力，翼型确定时，它们产生升力的大小与攻角、翼面大小和来流速度有关，调整升力的大小是通过改变攻角、速度或翼面大小来实现的。机翼和旋翼的相对厚度均较薄，结构强度较差。固定翼飞机低速飞行性能不高，需要的机翼面积较大。直升机的旋翼转速很高才能产生较大升力。传统螺旋桨的推力方向不方便改变。

发明内容

本发明的目的是克服传统机翼、旋翼和螺旋桨的上述不足，发明一种具有较高强度的适合制作垂直升降飞行器及方便改变推力方向的电动滚筒翼推力生成装置。

一种电动滚筒翼推力生成装置，包括机架、主轴及均匀分布在主轴周围的两个、三个或四个结构相同的转翼，每个转翼包括左转臂、右转臂、电动机、滚筒轴和滚筒翼。主轴水平布置，主轴的左端和右端通过轴承安装在机架上。所有转翼通过本身的左转臂和右转臂安装在主轴上。滚筒翼是能绕滚筒轴轴线灵活转动的滚筒。每个转翼的具体结构为：左转臂和右转臂相互平行，它们与主轴垂直连接，滚筒翼与主轴平行布局，滚筒轴的左右两端分别通过轴承安装在左转臂和右转臂的远离主轴的一端。主轴、左转臂、滚筒轴和右转臂处于同一平面内。电动机安装在滚筒轴的左端。电动机上配有控制器和电池。电动机能驱动滚筒轴转动带动滚筒翼转动。滚筒翼的转动速度和方向符合正弦函数规律。从主轴的左端往右端观察，主动力从主轴输入，在主轴的带动下，转翼作顺时针转动，当滚筒翼处于最左边时此时滚筒翼与主轴同高，滚筒翼的自转转速为零；在电动机的带动下滚筒翼作逆时针方向自转，随着主轴的转动，滚筒翼围绕主轴顺时针公转，滚筒翼的自转转速逐渐增大，当滚筒翼公转至最高处时滚筒翼的自转转速最大；然后随着主轴的继续转动，滚筒翼的自转转速下降，至滚筒翼处于最右边与主轴处于同一水平高度时滚筒翼的自转转速变为零；接下来，滚筒翼继续在主轴的带动下顺时针公转，在电动机的带动下滚筒翼作顺时针方向自转，随着主轴的转动，滚筒翼围绕主轴顺时针公转，滚筒翼的自转转速逐渐增大，当滚筒翼公转至最低处时滚筒翼的自转转速最大；然后随着主轴的继续转动，滚筒翼的自转转速下降，至滚筒翼处于最右边与主轴处于同一水平高度时滚筒翼的自转转速变为零；这样完成了一个工作周期。由于在过主轴的水平面的上方，滚筒翼的自转方向为逆时针方向；在过主轴的水平面的下方，滚筒翼的自转方向为顺时针方向。如此重复该工作过程，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置将产生向上的推力。

该装置能产生推力，推力的大小可通过调节主轴的转速和调节滚筒翼自转转速大小的幅度来实现；推力的方向可通过调节滚筒翼自转转速的相位来实现。使用方便灵活，可应用于垂直升降飞行器上作升力装置，也可用作滑跑起降的飞行器的推力装置，其原理还可用作船舶推进器。

附图说明

图1是本发明一种电动滚筒翼翼推力生成装置的正视示意图；图2是图1的左视示意图；图3是带有四个转翼的电动滚筒翼推力生成装置的示意图。

图中，1-主轴；2-主轴的转动方向指示，3-转翼，31-左转臂，32-右转臂，33-电动机，34-滚筒轴，35-滚筒翼，36-滚筒翼的转动方向指示；4-滚筒轴的运动轨迹；5-滚筒翼的公转方向指示；6-机架。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明：一种电动滚筒翼推力生成装置，包括机架6、主轴1及均匀分布在主轴1周围的两个、三个或四个结构相同的转翼3，每个转翼3包括左转臂31、右转臂32、电动机33、滚筒轴34和滚筒翼35。主轴1水平布置，主轴1的左端和右端通过轴承安装在机架6上。所有转翼3通过本身的左转臂31和右转臂32安装在主轴1上。滚筒翼35是能绕滚筒轴34轴线灵活转动的滚筒。每个转翼3的具体结构为：左转臂31和右转臂32相互平行，它们与主轴1垂直连接，滚筒翼35与主轴1平行布局，滚筒轴34的左右两端分别通过轴承安装在左转臂31和右转臂32的远离主轴1的一端。主轴1、左转臂31、滚筒轴34和右转臂32处于同一平面内。电动机33安装在滚筒轴34的左端。电动机33上配有控制器和电池。电动机33能驱动滚筒轴34转动带动滚筒翼35转动。滚筒翼35的转动速度和方向符合正弦函数规律。从主轴1的左端往右端观察，如附图2所示，主动力从主轴1输入，在主轴1的带动下，转翼3作顺时针转动，当滚筒翼35处于最左边时此时滚筒翼35与主轴1同高，滚筒翼35的自转转速为零；在电动机33的带动下滚筒翼35作逆时针方向自转，随着主轴1的转动，滚筒翼35围绕主轴1顺时针公转，滚筒翼35的自转转速逐渐增大，当滚筒翼35公转至最高处时滚筒翼35的自转转速最大；然后随着主轴1的继续转动，滚筒翼35的自转转速下降，至滚筒翼35处于最右边与主轴1处于同一水平高度时滚筒翼35的自转转速变为零；接下来，滚筒翼35继续在主轴1的带动下顺时针公转，在电动机33的带动下滚筒翼35作顺时针方向自转，随着主轴1的转动，滚筒翼35围绕主轴1顺时针公转，滚筒翼35的自转转速逐渐增大，当滚筒翼35公转至最低处时滚筒翼35的自转转速最大；然后随着主轴1的继续转动，滚筒翼35的自转转速下降，至滚筒翼35处于最右边与主轴1处于同一水平高度时滚筒翼的自转转速变为零；这样完成了一个工作周期。由于在过主轴1的水平面的上方，滚筒翼35的自转方向为逆时针方向；在过主轴1的水平面的下方，滚筒翼35的自转方向为顺时针方向。如此重复该工作过程，根据库塔-儒科夫斯基升力定律可得，该装置将产生向上的推力。

该装置能产生推力，推力的大小可通过调节主轴1的转速和调节滚筒翼35自转转速大小的幅度来实现；推力的方向可通过调节滚筒翼35自转转速的相位来实现。使用方便灵活，可应用于垂直升降飞行器上作升力装置，也可用作滑跑起降的飞行器的推力装置，其原理还可用作船舶推进器。利用两个结构相同且对称的该装置与适应的控制系统和动力系统组合制作垂直升降飞行器时，两个装置的主轴1呈“一”字形水平排列，两个装置的主轴1转动的方向相反。利用两个结构相同且对称的该装置用作滑跑起降的飞行器的推力装置时，两个装置分别对称安装在左右主升力翼的上方，两个装置的主轴1竖立平行排列，两个装置的主轴1转动的方向相反。

Claims (2)

1.一种电动滚筒翼推力生成装置，其特征在于：包括机架（6）、主轴（1）及均匀分布在主轴（1）周围的两个、三个或四个结构相同的转翼（3），每个转翼（3）包括左转臂（31）、右转臂（32）、电动机（33）、滚筒轴（34）和滚筒翼（35）；主轴（1）水平布置，主轴（1）的左端和右端通过轴承安装在机架（6）上；所有转翼（3）通过本身的左转臂（31）和右转臂（32）安装在主轴（1）上；每个转翼（3）的具体结构为：左转臂（31）和右转臂（32）相互平行，它们与主轴（1）垂直连接，滚筒翼（35）与主轴（1）平行布局，滚筒轴（34）的左右两端分别通过轴承安装在左转臂（31）和右转臂（32）的远离主轴（1）的一端；电动机（33）安装在滚筒轴（34）的左端；电动机（33）能驱动滚筒轴（34）转动带动滚筒翼（35）转动；滚筒翼（35）的转动速度和方向符合正弦函数规律；主轴（1）顺时针转动，滚筒翼（35）与主轴（1）同高时自转转速为零，滚筒翼（35）公转至最高处和最低处时自转转速最大；在过主轴（1）的水平面的上方，滚筒翼（35）的自转方向为逆时针方向；在过主轴（1）的水平面的下方，滚筒翼（35）的自转方向为顺时针方向。

2.根据权利要求1所述的一种电动滚筒翼推力生成装置，其特征在于：电动机（33）上配有控制器和电池。