CN105197238A - 幻变扑翼泵喷飞机船配气动能炮 - Google Patents

Abstract

本发明提供幻变扑翼泵喷飞机船，扑翼可调仰角，加泵强喷气推进获低航速轻载，但可幻变成气垫船及潜艇，再配气动能炮的结构。其特征是：将璃钢气垫船与车箱相似为尾部，融合成封闭的机船体；泵喷气具多用途，有轮可喷气行走；分气流再加压用于气动能炮发射；分气流经储气罐供气垫船；再分一路供向下直喷，可跃出海。飞行中有三股力：扑翼飞行力，泵下喷爬高力，机船内二泵后喷，关一侧转向，或用向舵转向。扑翼铰接在机船身外二侧扑动，由液压带动横杆及推杆来带动扑翼上下扑动；扑翼转轴能调转，供爬升或下降；扑翼中间有逆止阀板。改用蜗轮传动横杆，可锁定扑翼。机身扑翼都用新材料，达轻质与隐形；机电仪一体化高机动性。可用于偏僻山区救护救灾；有旅游价值。当胜似雄鹰展翅群翔华夏蓝天大地，群龙归海，是蔚为壮观的奇特景象。

Description

幻变扑翼泵喷飞机船配气动能炮

一技术领域本发明涉及提供一种彷鸟类扑翼飞行，雄鹰展翅，可调扑翼仰角的小型轻载飞机，加上泵喷气推进获较低航速，但可具隐形瞬间又能幻变成气垫船及潜艇如神龙归海变化莫测，再配上连续无声冷发射极强的气动能炮，形成满天“飞沙走石”的结构，可简称“机船”或“幻变扑翼泵喷飞机船”，是横跨飞机船舶潜艇火炮等多个领域，系统的独创，以锐意创新达出奇制胜。

二技术背景

2.1中新网2011-11-11报导：美国海军宣布试制成功：炮弹速度达5倍音速＝1700米/秒，射程远达110海里(200公里)，爆破能量更高达33兆焦耳，意味可远离险境发射(1兆焦耳相当于1吨重车，以160公里/时，冲障所释放的能量)。电磁炮还存在：单极发电机超导线圈的低温冷却、轨道炮电磁强度不高和开关速度等关键性问题。它是利用强脉冲电磁来发射炮弹，速度快，精度高，射程远，威力大，试验成功表明在电源技术，电磁发射器设计，材料技术，以及系统总体设计技术等诸多难题上又有新的突破。深信我国在本领域内有更多的突破！对比之下，本“气动炮”在设定条件下，单颗硬质合金钢球能达0.42兆焦耳(见相关计算实例)，极易实施安装在本机船上，也不须电磁炮那样结构极复杂和需要有强大的电源，借泵喷气分流(或再增压)即可发射。

我还构想数以万千计，本机船连续无声冷发射强劲的“气动能炮”(专利申请号：200810129647.9，实审中)，可神出鬼没浅潜水出奇制胜。对比台“阿海德”高炮，一颗炮弹中含有152颗钢珠弹丸，每轮开火，发射50～70颗，其总量远无本“气动能炮”多。(注：台军所用“先进命中效率与摧毁弹药”简称“阿海德弹药”。)若本气动能炮设定炮管长25米(是装大船上用，不是本机船用)，发射用透平式空压机。气压高达350kg/cm²，当发射￠25单颗硬质合金钢珠重73.5克，(如用自贡硬质合金公司生产的碳化钛基硬质合金YG-8型，比重达9.0，能耐1000度高热，使本炮弹丸具极优良的抗热性穿透力)。所形成是连绵不断，巨大园锥状、可快速移动的杀伤空间。经计算钢球初速高达3624米/秒，单颗动能获0.42兆焦耳，即相当于420公斤重的车，以时速160公里/时撞向目标；在45度射角下，最大射程达到1340公里，垂直射高达670公里。当然，实际飞行中受空气阻力，射程仅为理论计算的1/10，也很足够了。我连50年代装备的还是从日本投降缴获的105榴弹大炮，最大射射程也不到万米，后改为苏85加浓炮射程更远些。对比之下，本“气动能炮”射程巳极远了。这是因为炮管极长、发射气压极高，钢球因而获取了极大的动能。加浓炮炮管在所有火炮中算是最长的了，但也只有本炮1/10的长度，且发射药一爆炸，压力即在短短炮膛中很快就消失，可谓之“一爆一推即消失”；而本炮里弹丸，是在25米长度的炮管中，都在气压高达350kg/cm²自始至终持续的推力下，不断积蓄动能，这是发射原理根本不一样啊！显然，本炮中高压气泵是关键的供气源。当改采用氮气钢瓶(压强100kg/cm²)多只并联为供气源，可用于远洋船上反海盗，是安全又方便。本人试验中就是用它降压后试验，但后来不敢再试了，怕出问题。温州市九三学社黄兆鸽主委看试验后说：“原理正确！”更因，本机船浅潜水，可以使敌方雷达电磁波无法探测到，即使像美国天基红外系统“天眼”(GEO红外侦察卫星)也无法探测到，加上“气动能炮”还能浅潜水中，仍可用于防空发射(只有炮管还浮出海面之上)，生存能力就极强。因其中“高压气泵”具多用途，可供船气垫之用，也可供气炮的发射源。本人致力《多级内串联双重增压双园弧齿轮泵》专利申请号：200810090179.9就是梦想创新这种“气泵”的设计！比这更早是在1993年，送泵到中国科学院，由著名的胡增炎尹雨立教授夫妇(宅电010-82758376boerjit888sinacom)，特邀中国石油规划设计总院设备开发中心张孝文主任，联合论证写出书面高评.是21年前发生的事，迄今仍铭感他们的热诚，并不停改进，何等艰辛？2014年5月23日，国家知识产权局以发文序号：2014052001141980“第一次审查意见通知书”对《船用高效轴流螺杆组合泵》专利申请号：200910258712.2，进行“实质审查”，就是最好的事实证明。

2.2本人创新以“潜水高速船+气动能炮”出奇制胜！专利名称：《五元组合船用泵喷水推进器系统》申请号201110007532.4公布号CN102114908A公布日2011.7.6。以螺杆轴流泵8000转/分超高速下喷水，又将高压气雾化混入水射流中，形成超强“气水共喷”，此外快船还在气垫、船翼的地效效应等综合作用下，设想船速高达250公里/时贴海掠飞。此时，泵喷出超强的气水速度，更要高达400公里/时＝111米/秒，还要特大流量，泵结构能以高速获重量轻适合船用，即综合性能好。对比之下，如果单纯用喷水推进，无论如何也不能达如此超高航速。例如，022型导弹舰，采取独特的小水线面穿浪式双体设计，采用柴油发动机，搭配喷水推进器，最大航速为30节＝67公里/时。因为船体尚未能离开水面，受水阻力，兴波阻力随船速三次方剧增。该“喷水推进器”采用何种构造？我当然不知，是轴流泵或导叶式混流泵？它们从原理上都存在“离心力不做功”，能获大流量，但不能获高压的缺陷；而改用多级轴流泵串联，也有许多问题。按日本列线图集，当混流泵“比转数”为85时，扬程才8米，而轴流泵的比转数更大，在120～300，即扬程更低，流量却更大。扬程即泵输送压力，喷水泵的压力低船当然不能获快速。这是有力铁证数据！！！也是本人致力本船用喷水泵原理上独创的根本原因所在！快船在气垫、船翼的地效效应等综合作用下离水，仍用超强“气水共喷”，这同喷气式飞机原理有相似之处。美国F-15战斗机航速高达3000公里/时，就是喷气获取。所以在本机船中，以二台水平平行安装的超高压泵“喷气推进”很重要！因为，仅仅靠扑翼机，是远不能获取高航速的，目前，也只能是低速轻载，逐步提高。

2.3浅谈直升机旋转翼的诸多弊病

因本创新要取代旋转翼直升机，所以要谈直升机因旋转翼所带来的诸多弊病。公知，直升飞机是靠其上方的旋转翼，在高速下产生升力和前进分力。唐家山堰塞湖缓慢泄洪中，用米-26直升机，将重达13.2吨的挖土机，空运至坝顶实施抢挖泄洪作业。该机身长达35.91米(除尾桨外)，8片旋翼直径达32米之大，堪称直升机家族中巨无霸！

在现代战场上，武装直升机以快速机动、大视野，成为坦克杀手。美国海军陆战队，更以V-22“鱼鹰”倾转旋翼直升机的优越性能自豪，将“荣誉和梦想”紧紧与之相连。然而，这种造价高达1亿美元，世界上最高性能的，被誉为“直升机家族中异数”，给“世界直升机发展史带来一场革命”，从40年代起，美国贝尔直升机公司就开始进行倾旋转翼机的研究，已经过50多年的技术发展，其技术仍不是很成熟....几乎事故不断，并且发生多次坠机事故，其事故之多“已超过人们的承受能力”！

在“鱼鹰折翅”一文中指出——直升机的旋翼结构会在空气中产生“涡轮效应”，当直升机进行空中悬停时，产生向上升力的高速旋转的桨片会引起空气的强裂震荡，进而产生一个巨大的空气旋涡，旋涡同时又会影响到旋翼的旋转，使桨片在气流中产生不可预知的“打滑”，从而使直升机突然下降几十米乃至几百米，....这是极其棘手的物理现象，其祸胎是旋转翼！例如，2008年6月20日泰国一架军用直升杌失事，造成十人丧生。

又在“旋翼航空器为什么飞不快？”一文中，指出“旋翼-高速飞行的拦路虎”。直升机旋翼旋转时桨尖处的切线速度，一般都在200米/秒左右，假设直升机飞行速度为360公里/时，即100米/秒，则前行边90度处桨尖相对气流速度为300米/秒，这与340.2米/秒的音速就很接近了。如果直升机速度再增加，该桨尖处就会出现激波，产生激波失速。此外，还有后行边的气流分离失速(不详述)，二者就成为“提高旋翼航空器飞行速度的拦路虎”。

再一个问题是旋翼航空器所需功率，随旋翼转速提高而剧增。旋翼桨叶翼型阻力功率，是旋翼转速度3次方的函数，例如旋翼转速从每分钟100转，上升到300转，那么旋翼型阻功率要提高27倍！为了达到高航速，旋翼必须高转速，因而必须配备极其强大的发动机，美国V-22的机翼两端，各装有6000匹马力的涡轮发动机，能够同时提供22680公斤的向上升力，以及维持飞机前进的动力。所有按离心力原理工作机械，都是遵循此公式：N₁/N₀＝(n₁/n₀)³。式中N为功率，n为转速。(见俄.济诺维也夫编＜简明技术手册＞399页)

在四川高山峡谷地带，气候极其恶劣，受极强气流的冲击，势必还会造成直升机，长而很薄的机翼(如米-26直升机机翼长达16米之多)产生颤振，使蝉翼般桨叶弯曲，因而旋翼变得很不稳定，导致失事！美国卡特旋翼机，在2片桨叶的桨尖处各加装了，一块25公斤的大比重金属配重块，它可使桨叶产生足够大的离心力，使旋翼极低速下仍刚硬和稳定，像绳索末端绑重物，保持桨叶平直，也可减少强气流冲击所产生的颤震……

综上述，所有直升机无不应用旋翼，而其结构和工作原理上，存在所述许多弊端。本机船去掉旋转翼，用彷生扑翼与高效率、高压、大流量泵喷气联合推进，也可同样飞行，先获低速，以后再追求高航速，这是本人构想。

2.4本机船的创新与超高速船相关

本机船下降至海上就不再用朴翼了，实际上同现代超高速船舰泵喷水推进相同。它取代了传统的螺旋桨推进，并综合采用气垫船、水翼船、新型地效翼船等优点，实现保卫领海，为此今摘录高速船：

2.4.1日本现代超高速船TSL研究计划，巳证明上述取代是极为关键。本人不可能了解到，日本是应用什么泵喷水推进？但本人认为自己独创的泵，可以供深入研究，抛砖引玉以期达到适用。本人创新泵的名称：“船用高效轴流螺杆组合泵”，专利申请号200910258712.2，及“卧式双圆弧齿轮泵用于高速船”专利申请号200910173216.7，试泵巳完成加工制造，试验中获诸多专家高的良好评价。因为该泵发明的原理，经美国洛杉矾帕沃尔特种动力系技术公司总部工程师的论证是正确的。

2.4.2本泵是工厂里制造完成的，可整只泵吊入船舰内，设想与美国公司的高速发动机以3000～5500转/分直联，省去笨重的减速箱，接上输出喷管即可，极其简便。相比之下，螺旋桨传动是现场安装，作业时间长，安装精度高。更因桨速低，如美国俄亥俄级核潜艇，用七叶大侧螺旋桨为150转/分，当它与高速发动机相联，必须经很大减速比的齿轮箱减速，还要有变速器及舵机等等配套。在造船成本中，动力系统占相当大的比重。当采用本泵，这些均可省去，成本大幅下降！螺旋桨是主要噪声源，高速下“会产生空泡现象是强大的噪声源”(见《船舶推进器水动力学》董世汤等4人编第224页)。巨大的低速螺旋桨有很大的自重，齿轮箱也很重，而本泵采用轻量化设计理念，轴流泵叶轮、螺杆泵的螺杆，均可用新型轻质复合材料，比重小，强度好，还耐海水腐蚀传动无噪声，极利船掠水飞奔及下潜，提高水下的隐蔽性。但本机船并不采用前述的创新，而选取“透平式空气压缩机或螺杆式空压机”定型产品，是考虑本机船还可空中飞行，输送介质是空气，不是水。

2.4.3因本机船身二旁设有扑翼，当水平锁定，就成为类似固定的机翼；在高速贴海面航行时，扑翼下空气受到强烈的压缩，就能产生“地效效应”的升力，即构成类似新型“地效飞船”。例如，台湾海上交通所使用的新型地效翼船，掠水行驶达95公里/时，离水掠飞达到250公里/时，较传统船快4～10倍，较气垫船及水翼船还快二倍以上，此外还有许许多多突出的优越性，极具军事潜在用途。(引自海事广角)如按250公里/时的船速，喷水推进速度高达400公里/时，即每秒高达111米/秒，又要特大流量、高效率，显然是目前任何泵所无法实现的！本人梦想瞬间船又能潜水，隐蔽近敌，只有仍然采用泵喷水推进方式，才能实现功能目标。今将机船尾喷水推进方式，改用透平式空气压缩机等的喷气推进方式，，是为实现既可空中飞行，又可海面航行，与潜水隐藏前进的特殊要求。

2.4.4本机船还吸取气垫船的突出优越性，底部也设有橡胶大围栏，并向中间充气垫。气源是从主喷泵中分流出一部分，先经过储气筒，储存降压均压，然后再输出至船底喷头组扩散，供气垫用，。因为只有这样，才能保证均衡地、稳定地供给气垫运动中损失的及时补充，适航性好。当储气筒改进水，机船体下沉，仍然以喷气推进，，可潜水隐藏近敌，。船体用玻璃钢制造，雷达电磁波无法探到。能借气流喷射产生的冲压，来清洗带出储气筒内的存水，使机船获快速地上升至海面，及离水飞行。这些都是与国外公司交流中获得知识。

2.4.5导弹是智能武器，千里之外偷袭，有“猫捉老鼠”的本领。航母目标大，战争打响是首选攻击目标，是军事常识，当导弹“饱和攻击”那就很危险了，两者费效比相差太大。英阿马岛之战，就是导弹战的范例。本人此构想的机船投资很省很省，适合国情，能协助航母防空，并且十分注重机船具潜水的功能，因为导弹“巳成为战争之神，被发现等于被歼灭”，只有借下潜才能较好保存自己歼灭敌人。从伊拉克战争不难看出：战争一爆发，伊方所有水面舰艇，都同时受到千里之外导弹密集的打击！

2.4.6在《水力学与水力机械》(江宏俊著)一书中有：“关于泵喷水推进的示意图及理论计算公式”，表明泵喷水推进的理论是正确的，本人致力开发研究。诸多专家巳先后参加温州市经贸委、市科技局组织的泵论证会与看本人泵的现场试验，给予高度评价。如兰州大学泵阀专家，先做出7页论证及良好评价，认为“…集多种泵优点于一身，相信能对未来喷水推进技术的发展取到指导和推进作用”；浙江腾宇泵阀设备公司叶子兆总工，又做出“看了现场试验，我认为该系统的设计原理是正确的，方案是可行的。”“的确是任何单一原理泵所无法满足和实现的”的书面评定，同时也指出“还存在一些难题亟待解决”；现生产军用快艇的春风控股公司高建勋专家在试验现场，热情洋溢地说说：“具军事意义，我们现用都是进口的”。上海著名的《中国船舶集团工业总公司708船舶喷水推进研究所》王立祥总工，更做出创新“思路正确”的评价。美国帕沃尔特种动力系统技术公司宋国民，于2009年12月31日转达了洛杉矶总部工程师做出：“方向是正确的”“肯定您的总体设计是趋向合理的”评价。宋先生又于2010年9月8日说：为销售高速发动机，来来回回往返美国和世界各地“…查看了很多军民两用的泵喷水推进器系统。我仍然很寄希望您的设计，相信功夫不会负有心人的。”这是我个人的研究，限于退休佬的条件，上述试验很不足。因本机船具有飞行功能介质不同了，不得不放弃原船采用泵喷水推进，但创新思维来自前述多年创新的延续，也离不开美国公司来温看泵试验，与我们三人受反邀去该公司，反反复复交流而引发创新，因为“信息是人类社会的粘合剂”。

2.5一种理性忧患意识

我国还不能完全与美国比经济实力，要靠出奇制胜，也是提此构想的目的！试想，美国的军费开支竟占全球总额的48％，是排序美国之后32个国家军费的总和。

三发明内容本发明涉及提供一种彷鸟类扑翼飞行，雄鹰展翅，可调扑翼仰角的小型轻载飞机，加上泵喷气推能获低航速，但可隐形瞬间又能幻变成气垫船及潜艇如神龙归海变化莫测，再配上连续无声冷发射极强的气动能炮，在火控雷达导引下，形成满天“飞沙走石”的结构，也为进而追求高航速，深入研究涉及气动物理学(Aero-physics)方面理论奠定基础，以锐意创新达出奇制胜。

其特征在于：其一，扑翼运动链，由装机船舱之内的液压缸，向机船上侧正中心向外伸出，通过液压缸上下的伸缩运动来带动，使固接在液压缸的横杆，通过铰链再带动左右两侧的推杆，再由推杆来推压与其铰接的扑翼做上下的扑动。或者去掉液压缸改为蜗轮传动，其好处是蜗轮能将扑翼可靠地自锁在水平位置或垂直最高位置，即可省去用液压缸时，必须另外增加定位的装置。但二者“风动力学”的原理是截然不同的，前者是用液压缸的直线均速往复运动，来带动扑翼的运动；后者是变蜗轮的园周运动，为直线运动，其线速不断在变化。当然，两者“风动力学”的效果也就完全不同了，两者是各有好处，均可选用。扑翼做上下扑动与推杆的连接，用特殊设计的“球铰链”，使之具多自由度。扑翼的中间还有大逆止阀板，可大幅节能：即达扑翼向上扑动时，逆止阀自动打开，减少了空气阻力；扑翼向下扑动做有用的功时，逆止阀能自动关闭。靠近扑翼的翼尖处的角速度大，向下扑动时做功的效果好，因而还可大幅向外伸延翼尖，即比图示外伸得更长。扑翼铰接在紧贴本机船外壳的左右二侧中心平面上，可绕铰接轴做上下大幅的摆动；其大平面通常保持与机船身的水平中线平行，扑动能产生很大的上升力，使整只机船腾飞。但是，在机船起飞时，可借微调扑翼的支承轴，来调节扑翼大平面的转向，达到产生较大的仰角，即翼下会产生巨大前进的气流阻力，使本机船能快速爬高上升。与之相反，下降时可反向调节扑翼的支承轴，达翼上面发生阻力，从空中飞行能快速降落在海上，瞬间变成为气垫船，更可进而借向本机船身内进水，达到浅潜。扑翼的推杆长度，可以在装配时预先调节好，因为中间是断开的，设有“倒顺螺母”的连接，即拧动此螺母，推杆的长度可达相当长度的伸缩调节，以获取最佳的扑动位置和最理想的“风动力”效果。推杆属受拉压交变载荷，是细长压杆，应进行压杆稳定(纵向弯曲)性校核，换言之不能太细长而丧失稳定性，拟用厚壁管，惯性矩大，重量轻抗压性好。

其二，这三种航行状态的互变，始终以设置在机船内后侧，二台左右水平平行安装的高压喷气泵(如透平式空气压缩机或螺杆式空气压缩机等可酌情选用，今简称“泵”)来喷气推进，当关一侧喷源，失去平衡，可达本机船快速转向。或者转动船尾中间的方向舵，达慢慢地转向。方向舵能稳定航向，是通过类似船舵机构来操纵。二台高压喷气泵的管道之间设有连通阀。即慢速航行时只要开一只泵，可达分流喷气推进。即使当台泵发生故障，仍然能安全航行。当降落在海面上时，扑翼停止扑动，水平的大机翼下会产生类似“地效翼船”的地效效应，提高了承载能力，减少油耗。在降落在海面上后，喷气泵同时部分分流，产生机下部的气垫，类似“气垫船”。潜入海中，因机翼展开在水中，面积很大，极有利提高潜水隐蔽航行近敌的稳定性。当机船要跃升出海面之上飞行，可向气垫用的喷管组群里，直冲喷气，产生强推升力，机船能极快速跃出海面之上飞行。气垫船要求船底部有橡胶胶带整体围成的大围栏封住气体，而向大围栏内供气的气压要低而很平稳，即要求很及时地补充船体在前进运动中，气流的大量流失，乘员才能舒适。因而，补充损失的气体，要先经储气罐储存后均压，再降压分配至气垫喷管的组群里。为此，本机船内备有储气罐，供储存均压用四只大气罐，是外设在机船体之外，分左右前后四只。当改变这四只储气罐的用途，改为进水，本机船就能整体浅潜，达隐蔽近敌。显然，对用于配置在内陆边防山头各哨所等处，空中巡防与交通用的本机船，就不必备有所述四只外置的大储气罐，即可化简结构。

其三，喷气泵具多用途，除供喷气推进的主要功能之外，还可从中取出喷气泵的部分高压气流，必要时再经增气压，为所配上的“气动能炮”提供连续极强大发射的气源，能无声连续冷发射硬质合金钢球或轴承钢球，还可用陶瓷球与石球，形成炮口外巨大园锥状满天的“飞沙走石”；炮座可通过类似建筑用起重吊车的液压传动与遥控液压机构，快速上下左右移动。民用防空还可采用建筑用的起重吊车，战时快速加装炮，构成全民防空。当然，这一切都少不了火控雷达的导引。本机船的前方上侧设有多根炮管，具很阔的散射面积，威力大，而其后方上侧仅有一根炮管，用于防卫。前后二炮座，都可通过遥控传动，360度园周快速旋转。特别值得重视是：当发射炮管内，流经再经过增压，高达60至350个大气压的强发射气源时，本设计是用文丘里管的原理，通过橡胶钢丝编织管负压吸入发射用的钢球。一根如大象鼻子的橡胶吸管，在机船内的储弹罐里不断游动，源源不断快速吸弹至炮管里。橡胶钢丝编织管是能耐60个大气压的柔性管，在本结构中大量应用，带来诸多便利。“气动能炮”不像大型火炮要多人辛苦在舰面上操作，一颗颗去装填，即本炮只要遥控气阀打开，就可极快速射击，反应极其快速简捷，达连续无声漫天大散射。它不必如反导弹系统那样，以“子弹对来袭子弹”去精确追踪瞄准目标。本钢球是动能，在整个疾飞过程中，都有杀伤力，不像炮弹要靠引信引爆后，产生许多破片，才具有杀伤力。世界上最大火炮的炮弹也只能产生2200粒破片，对比之下，本炮是发射不完的满天钢球，其杀伤力远远超出传统的火炮。本炮是无声连续冷发射，形成极大圆锥状巨大可快速移动的杀伤空间，敌飞行器被击准远不止一颗，多颗动能叠加。本机船浅时，仅几根炮管露出海面之上，用潜望设备仍可发射钢球。对敌舰面上的有生力量的歼击，更是非常有效，胜似“封神榜”中“飞沙走石”神功，也是清除敌方无人机的锐器，是我退役军人的梦想追求。

综前所述，本发明属系统创新，集“扑翼飞机”“气垫船”“地效翼船”“浅潜艇”“气动能炮”五者功能，优化组合于一身，还可加装导弹等，是个“五不像”。加装小型导弹时，还能借“气动能炮”先达启动，助推起飞增程。本创新是鉴于，用扑翼机飞行，只能是低速，只有加上强力的喷气泵推进，才能实现较低的航速。高航速是未来努力的目标。另外，低速的扑翼传动，来自内置的液压缸，要加上定位装置，才能可控制机翼停止在可靠的水平位置，如改液压缸为蜗轮传动，其好处是蜗轮能将扑翼可靠地自锁在水平位置或垂直最高位置。在彷鸟类下降过程中，扑翼定位上折，停止在近乎垂直的最高位置，可以大大缩小占地面积，此时仍然可发射炮。更因扑翼上折下降时，泵仍向下喷气，即能维持很好的升力，是安全慢慢下降。因而，本机船也可方便地在山区边防哨所处，寻找小块停机场起飞与下降，减少边防军守卫长年累月爬山涉水之苦。本机船能大批量地排装在直升机航母上，因下面有轮，能借喷气行走与转向，或被吊装至航母船舱之内，远洋作战运输。和平时期，可大批量储存在深山老林中的战备仓库里，战时极便用火车远途运送。更重要是：本机船停放在边防哨所的地面与舰面上，只要紧急开动气泵，就可以随时随地快速发射“气动能炮”，也可供基干民兵用构成“全民防空”，起飞则雄鹰展翅胜似神化的孙悟空，能上天入海，守卫祖国边防和海疆。

诚然，高压气泵选取是最最关键，除本人自有创新，还可参阅《透平式压缩机》黄钟岳等三人编写，化学业出版社，第294页还有实例。蜗杆压缩机还诸多突出优点，如单机容量大.无余隙容积；结构合理，具有理想的力平衡性；主机寿命长；维护简便，易损件少。凡能向市场采购到的，诸如发动机动发电机透平空气压缩机螺杆空气压缩机液压泵液压油缸液压控制阀蜗轮箱电磁遥控阀控制台及遥测遥感与潜望设备等都用定型产品。管道大部分用耐60个大气压的橡胶钢丝编织管，仅加工编织管接头及阀门连接定位用接头。这就极大方便制造，缩短研制时间，减少投资费用。它能拆除“气动能炮”等用于民间，诸如偏僻山区送护救灾之类，观赏旅游等也可能有价值。战时向民间征用，即民转军用率高，这是重要的国防意识。当彷鸟类扑翼的大飞行物，胜似雄鹰展翅，大雕群翔在华夏蓝天大地，实是一个蔚为壮观举世大奇特的景象，民众热情振奋，仰观围看竟有此如虎添翼的“神雕”强国！

本发明是积五十多年从事机械设计，退休后致力编写《现代机器合理设计原理及结构工艺性》百万字书稿。在国企厂长任上，引进德国高速纺生产线，事迹入编我市《为四化贡献聪明才的人》一书。今将引进的德国核心技术，跨行业用于本创新，以系统论为指导设计，以机电仪一体化实现程序遥控各部，发挥综合功能优势，提供锐器。本机船采用优良新非金属材料(玻璃钢碳素纤维等)为壳体机翼等，具良好隐蔽性，且简易制造投资省，可快速制造数以万千计“神出鬼没”的“神器”来歼敌，是狂想不怕讥笑。

四具体实施

本构思提供是一种类似玻璃钢气垫船船型的头部与公共汽车箱相似为尾部，两者融合在一起的全封闭的机船体。用铝合金为骨架与玻璃钢为机船壳体工艺，相结合的轻型外壳。温州玻璃钢总厂，过去造过这类船体，我亲到该厂调查。另据美国帕沃尔特种动力系统技术公司宋国民来温州看本人泵试验时介绍了该公司在珠海造玻璃钢气垫船。我三人曾专程赴该公司大连站参观，而未能赴珠海看造气垫船。本构思如附图1所示，是将全封闭的机船型与扑翼机飞行相结合，又可调扑翼仰角属小型飞机，加上泵强喷气推进获高航速，瞬间又能幻变成气垫船的结构。结合附图分别介绍实施：

4.1总体结构

图1是本《幻变扑翼泵喷飞机船配气动能炮》的总图；图2是扑翼传动立体剖视示意图；图3是哈夫可摆动球铰链图；图4是扑翼传动铰链，能微调扑翼的转角结构图；图5是气泵供气与管道配置、控制总图。附图1所示的本机船体6，有如船体形状较长的外型，横截面呈近似正方形。设想整个机船体的大小，与公共汽车外形及长短大小尺寸相近或更小些，不过头部是尖的像船头，用铝合金为骨架，包裹玻璃钢。整体形状与内河巡逻艇更相似。除机船体的上侧，开有一个经常封闭的可供爬人的人孔35，并附设爬梯37，以及一个吊装大件时才开启的大孔21之外，属于全封闭的结构，借空调机进管19及出管20，来调节内部空气流通。大孔21上方的盖之上，还有降落伞，可借盖孔中心的绳子拉动，由弹簧机构将降落伞上抛打开，伞吊起安保。机船体的前方，左右上下各侧都有较大视窗24及后视镜；上侧四外周有安全护栏55；下侧有四被动轮15，不带动力以化简结构。后轮是设置在单轴弯头架58上，便于随意转向。尾部有外伸二喷管16及舵10。机船体的上方有前后炮塔22与3，拆卸可民用。

4.2扑翼结构

4.2.1附图1所示，彷鸟类扑翼飞行，有可调仰角的扑翼26，中空具浮力，很轻用碳纤等新材料与用铝合金为骨架，及包裹玻璃钢。左右二个大扑翼26，借与机船体6二侧面固结的底座41，经朴翼摆动底座与转轴42及朴翼销轴43，达扑翼能绕铰轴43，大幅上下摆朴运动，产生强大的下降过程中的上升力，又不产生上升中过大的无用阻力。因为，朴翼中间设有很大的逆止阀板28，及拉簧25支座等，能达自动开闭，长期航行能极大地节能。拉簧25可用设置在扑翼下侧的板弹簧来取代，外型就更好看。扑翼26除能沿铰轴43大幅上下摆朴运动之外，还能整体绕转轴42转动。但转角上下都限定最大为15度。此整体上下的转动，是供机船体6在起飞与降落过程中，产生正升力或负阻力。图1所示的朴翼摆动底座与转轴相联为一体，其结构另外详见附图4。此外，因为朴翼很宽，仅仅依靠中间一根转轴42的支承，其强度显然是不足够的，因而在41与42件的平面结合处，就加设了T形槽53及T形钉54，是增加连接力量，并可摆动，是巧妙设计。视扑翼的宽度，T形槽53及T形钉54还可以是多道联接，强度就更好了。T形槽53必须是呈大园弧形，才可供T形钉54在其中活动配合下，再绕轴旋转运动。其滑动配合的转动角度，上下都不宜大于15度，达限制朴翼的整体转动的角度，即是限制起飞时过大的上升力，与下降中过大的阻力，确保安全。开有T形槽53的板41，因转动的需要必须较宽；整体装配后，在T形槽板的槽外侧处，另加保险薄板59(见附图4)，是防T形钉54滑出槽板之外，出事。

4.2.2上述扑翼26的运动链，由装在机船舱之内的液压缸36来带动，并向机船上侧正中心向上伸出，即通过液压缸上下直线的伸缩运动来带动，使固接在液压缸上的横杆34(图4)，能通过铰链30，先带动左右的推杆32，再推动扑翼26做上下的扑动。或者改液压缸为蜗轮传动(如图4)，其好处是蜗轮副60能将扑翼26可靠地自锁在水平位置或近于垂直最高位置。蜗轮副60是借动力驱动旋转减速，再通过曲柄61，连杆62，将旋转运动变成了顶杆63的上下往复运动。这种运动与汽车发动机中，曲轴旋转与活塞直线运动原理相同。机械原理表明，此时顶杆63，是经横杆34与推杆32，再推拉扑翼26的上下扑动，是一种变速运动，上下死点的速度为零，中间速度最快。对比采用液压油缸36来带动扑翼26，因液压油缸的运动是匀速直线往复，来带动扑翼，空气动力学效果要好些。但用液压油缸来锁定扑翼26停止在水平或近于垂直的最高位置，必须另外增加定位的装置，即结构复杂了。因此，二者结构各有好处，可酌情选用。靠近扑翼的翼尖处的角速度大，向下扑动时做功效果好，因而还可大幅向外伸延翼尖，即比图示外伸得更长。

4.2.3扑翼26上下的扑动与推杆32的铰接，是用特殊设计的“球铰链”33，使之具多自由度，其结构详图见图3。球径D大，是推杆32直径d的4倍多，哈大的球外壳，便于装配。“球铰链”33的外壳盖上开槽，达纵向可摆动110度，横向可摆动30度，横槽宽大于2d。另外，推杆32的中间，有倒顺螺母与上下二杆相连接。即借倒顺螺母的转动，可调推杆32的长度，达到调扑翼的扑动位置，获最佳风力效果。此推杆属受拉压交变载荷的细长杆，用厚壁钢管，要进行压管稳定性校核。对倒顺螺母的设计，有联接达直线度高的要求。此外，可供扑翼的扑动位置的调节，还二处，其一是调曲柄61的长短，其二是调横杆34在推杆32上的高低位置。即有三个可调节之处，目的是获取扑翼的扑动，能产生最理想的风动力效果。当降落在海面上时，扑翼26停止扑动，水平的大机翼之下，会产生类似“地效翼船”的地应效应，承载能力提高，油耗减少。当潜入海中，因机翼展开在水中，面积很大，极有利提高潜水隐蔽航行近敌的稳定性。

4.3高压喷气泵系统

本机船体有三种航行状态，即空中飞，水面航行与浅潜航，这三种航行状况的互变，始终以设置在图1所示的机船内后侧，二台左右水平平行安装的高压喷气泵9(透平式空气压缩机或螺杆式空气压缩机及蜗杆式空气压缩机等，今简称“泵”)来喷气推进。图5是高压喷气泵系统的供气管路图。

4.3.1空中飞行状态：图5所示，二台高压泵11经阀12喷气，当关一侧喷源，失去平衡，达快速转向，向或者转动船尾中间的方向舵10，达慢慢地转向。二台高压喷气泵的管道之间设有连通阀18，慢速可开一只泵，达分流推进。此外，扑翼26的扑动巳能维持空中的升力，还可用泵分流，经W管及喷头39直喷产生强大的升力。

4.3.2水面航行状态：落在海面上后，二台高压泵仍喷气推进，泵部分分流，经阀7及管P，送至储气罐储16均压，由阀40控制，再经喷头39扩散至橡胶大围栏14内，产生机下部的气垫，类似“气垫船”。当机船要跃升出海面之上飞行，可开阀52，经管W直冲至喷头39，产生强推升力，就能快速跃出海面飞行。

4.3.3浅潜航航行状态：二台高压泵仍喷气推进，用设在本机船外，左右前后四只大储气罐16，经管P₁打开阀进水。即改变四只大储气罐的用途为进水，整体浅潜达隐蔽近敌。当向储气罐16进较高气体，能将罐内水带出，即恢复储气罐的功能。

4.3.4陆上短程交通：当本机船配置在内陆边防山头各哨所等处，供空中巡防与短途交通等用时，就不必配备前述四只外置的大储气罐41，可化简结构。它有四被动轮，后轮装在单轴弯架58上，按中轴定律可轻便转向，在陆地上以喷气方便推移本机。

4.3.5喷气泵具多用途，开阀5分出高压气流，经S管(必要时再经增气压)，送入气动能炮管2。借用文丘里管(图2)的原理，强大的负压可吸入钢球与石球，形成炮口外巨大园锥状满天的“飞沙走石”。炮座可通过液压传动与遥控液压机构，快速上下左右移动射击。用橡胶钢丝编织管4为钢球1的吸管，能耐高达60个大气压，它如一根大象鼻子，在储弹罐49里不断地游动，源源不断快速吸弹至炮管2里。“气动能炮”的设计，可参考本人6年前的专利申请号200810129647.9。

高压气泵选取是最最关键，因可供选取的高压气泵的种类不少，有透平式压缩机单螺杆式压缩机双螺杆式压缩机涡旋式离心式活塞式等等，各式中还有水冷气冷等等不同构造，如何选出最最合适的，确很难很难，这也是成败的关关键所在，总之，是个如何应用的系统工程，绝非老朽之人一个人能解决的，有待反复选用，比较实试之后，以数据说话，选取再定型，科学就是实事求是！

说明书附图中名称：1.钢球2.炮管3.后炮塔4.进球橡胶钢丝管5.阀门6.机船壳体7.阀门8.进气管9.泵(如透平式空压机螺杆泵等)10.方向舵11.喷射管12.阀门13.分流总管14.橡胶大围栏15.车轮16.储气均化罐(前后左右4只)17.连通管18.连通阀门19.空调机进气管20.空调机排气管21.拆装用大顶盖(上面外置降落伞，盖中间有可操作的开伞机构)22.前炮塔23.潜望镜24.上下左右视窗及后视镜25.拉簧26.朴翼27.控制仪表仪器操纵台28.朴翼逆止阀板29.三椅床位30.铰链31.控制朴翼仰角液压小油缸32.朴翼拉压杆33.球铰链34.朴翼横杆35.人孔盖36.控制朴翼朴动液压大油缸(或换用蜗轮传动)37.爬梯38.分流管39.气垫喷散头40.气垫控制阀门41.朴翼固结底座42.朴翼摆动底座与转轴43.朴翼销轴44至48.发电机电瓶液压泵空调机储油大罐及工具箱与食物储箱等49.储钢球罐50.发动机51.联轴节52.分流阀53.T形槽54.T形钉55.栏杆56.倒顺页长螺母(调节拉压杆长度)57.推朴翼摆杆(由液压小油缸带动)58.单轴弯头架59.保险薄板(图4)60.蜗轮副(图2下同)61.曲柄62.连杆63.顶杆

五.实施举例

科学既要有幻想又要实事求是，“潜科学学”(解恩泽、赵智树主编)一书介绍了国外科学蒙难的种种案例，即制小型轻载低速本机船先试飞，不要即考虑海上与下潜，也不要考虑装上“气动炮”。当然，泵喷气推进与朴翼构造，及由铝合金与玻璃钢混合构造的机船壳体，以及操作设备控制仪器，发动机与空调等等绝对是不可缺少的，还有安全预防措施等。总而言之慎重又慎重，从实验中积极地积累宝贵经验，不断改革创新。万事开头难，这是极难极难的先起步，有了一点点成功的经验就好办了，就可向海上与浅潜再一步步地探索“实干兴邦”。

实施中，例如先以内河巡逻艇改装来起步，在艇中心加装如附图1所示蜗轮传动及外设朴翼机构等，去掉螺旋桨改装喷气泵，中心仅装一台，通过分流形成左右二分路，并从分路中心向上引出分流气体，供气垫用；艇下加轮。经此简单改装巳初具可试验机船的朴翼再加上气垫的托升能力，以及气泵后喷推进飞行能力，然后再不断改革创新。

Claims (1)

1.本发明涉及提供一种彷鸟类扑翼飞行，雄鹰展翅，可调扑翼仰角的小型轻载飞机，加上泵喷气推进获较低航速，但可隐形瞬间又能幻变成气垫船及潜艇如神龙归海变化无穷，再配上连续无声冷发射极强的气动能炮，形成满天“飞沙走石”的结构，锐意创新，可简称“机船”或“幻变扑翼泵喷飞机船”，是横跨飞机船舶潜艇火炮等多个领域，系统的独创达强军，也为进而追求高航速，深入研究涉及气动物理学(Aero-physics)方面理论奠定基础！其特征之一是：一种类似玻璃钢气垫船船型的头部与公共汽车箱相似为尾部，两者融合在一起的全封闭的机船体。用铝合金为骨架与玻璃钢为机船壳体工艺，相结合的轻型外壳。其特征之二是：泵喷气具多用途，机船身下有轮，可借喷气推动行走；从喷气泵中，分出一股气流，再提高气压，可用于气动能炮发射；从喷气泵中，另分出小股气流，经储气罐均匀，可供气垫船的气源；再分一路是不经储气罐，即直接供气垫船的气源，向下产生极大的喷推力，机船能快速跃出水面；此分流向下直喷，也有助于机船在空中与扑翼紧紧配合飞行，即飞行中形成三股力量：扑翼飞行力，泵下喷爬高力，机船后方二平行泵，向机后强力喷推，关一侧喷推力，失去平衡，可快速转向，或转动机船尾中间的方向舵，达慢慢地转向。因而本机船的机动灵活性能极高，飞行安全性也高。此外，中间大顶盖上的外侧，还有降落伞及可操作的开伞机构.其特征之三：左右扑翼铰接在机船身外二侧扑动，产生升力与前进力。扑翼运动链，由液压缸来带动，使固接液压缸杆顶上的横杆，能带动铰接的推杆，再由推杆来带动铰接的扑翼，做上下的扑动。扑翼中间设有逆止阀，当扑翼向上扑动阀受空气阻力自动打开，功率消耗减少；扑翼向下自动关闭。用液压缸传动，必须另加定位扑翼的装置，即将扑翼固定地停留在水平位置，利于空中水面与水下稳定航行；也可固定扑翼，停在向上的几近垂直位置，利于减少在直升机航母上停放时的面积。当改用蜗轮传动取代所述液压缸为原动力，其好处是可借蜗轮传动能达自锁定位，即不必另外增加采用液压缸传动时，还要有定位扑翼的装置。但液压缸传动与蜗轮传动，对扑翼运动产生的风动力学的效果是大不相同的(因机械原理不同)，因而各有好处，都可酌情采用。扑翼垂直收缩，极便火车上运输与仓库中储存。其特征之四：机身扑翼等材料，大都用新型优良新材料，达轻质与隐形；机电仪一体化，具很高的机动性。去掉炮装置可用于民间，诸如偏僻山区救护救灾之类，有旅游价值。战时向民间征用快速装上炮，即民转军用率高，这是重要的国防意识。综上所述，当彷鸟类扑翼的大飞行物，似雄鹰展翅，大雕群翔在华夏蓝天大地，实是一个蔚为壮观举世大奇特景象，瞬息万变能在空中飞行；贴水面以气垫船航行；下潜疾进及停置舰面与陆地哨所时，都能在炮瞄雷达的导引与控制下，快速发射“气动能炮”。