CN105235894A - 一种空气动力装置 - Google Patents

Abstract

一种空气动力装置，属飞行器技术领域，包括翼片、螺旋桨和支架。翼片位于螺旋桨的上方，翼片包括前翼片、后翼片和翼轴。翼轴与螺旋桨旋转平面平行。前翼片和后翼片分别置于翼轴的前后两侧，后翼片在外力的作用下能绕翼轴灵活转摆。以水平面为基准，前翼片在翼轴的前方向上翘起；螺旋桨包括螺旋桨本体和螺旋桨轴。螺旋桨轴通过轴承安装在固定于翼轴上的支架上。动力驱动螺旋桨旋转，在螺旋桨和翼片的共同作用下，所述装置将产生较大的方便调整方向和大小的推力，推力的大小和方向可以通过调整螺旋桨的转速及后翼片与水平面的夹角来调整。本装置阻力较小，效率较高，升阻比较大，机动性较强，适用于垂直升降重载低速飞行器。

Description

一种空气动力装置

技术领域

一种空气动力装置，属飞行器技术领域，尤其涉及一种空气动力装置。

背景技术

传统的用于飞行器的翼是一块整体结构，在发动机产生的拉力或推力的作用下只能产生升力而不能产生推力，面积较小的机翼产生大升力要靠提高速度才能实现；传统的直升机主旋翼要靠旋翼头调整叶片的攻角大小及挥舞状态来调整升力的方向，结构复杂且产生升力的效率低。传统的机翼不适用重载低速飞行，更不适应垂直升降。

发明内容

本发明的目的是克服传统的机翼的上述不足，发明一种空气动力装置。

一种空气动力装置，包括翼片、螺旋桨和支架。翼片位于螺旋桨的上方，翼片包括前翼片、后翼片和翼轴。翼轴与螺旋桨旋转平面平行。前翼片和后翼片分别置于翼轴的前后两侧，后翼片在外力的作用下能绕翼轴灵活转摆。以水平面为基准，前翼片在翼轴的前方向上翘起，翘起的角度大于4°且小于36°；后翼片在翼轴的后方绕翼轴向上转摆的最大角度不超过30°；后翼片在翼轴的后方绕翼轴向下转摆的最大角度不超过20°。螺旋桨包括螺旋桨本体和螺旋桨轴。螺旋桨本体和螺旋桨轴垂直相连。螺旋桨轴通过轴承安装在固定于翼轴上的支架上。驱动螺旋桨的动力从螺旋桨轴的下端输入。为了得到较高的效率，翼片的最小弦长不小于螺旋桨直径的1.1倍；翼片的展长不小于螺旋桨直径；螺旋桨旋转平面处于水平位置或向前下方倾斜，倾斜角不大于10°；翼轴到螺旋桨旋转平面的距离不小于螺旋桨直径的十分之一，且不大于螺旋桨直径的二分之一。

所述装置工作模式有但不限于以下两种：第一种模式，螺旋桨旋转平面处于水平位置，后翼片向后斜向上方，翼片的前缘和翼片的后缘同高，动力驱动螺旋桨旋转，所述装置会产生向上的推力；第二种模式，螺旋桨旋转平面处于水平位置或稍向前下方倾斜，后翼片向后斜向下方，翼片的前缘高于翼片的后缘，动力驱动螺旋桨旋转，所述装置会将空气推向后下方，产生向前上方的推力。所述装置工作时，在螺旋桨和翼片的共同作用下，根据牛顿第二定律和第三定律，所述装置将产生较大的方便调整方向和大小的推力，推力的大小和方向可以通过调整螺旋桨的转速及后翼片与水平面的夹角来调整，螺旋桨的转速越大推力越大，反之越小。所述装置安装在飞行器上可使飞行器升降、悬停或向前运动。所述装置的翼片面积不大也能产生足够大的升力，只要螺旋桨的转速够高即可，适用于重载低速飞行器。前行时由于螺旋桨旋转平面处于水平位置或稍向前倾斜，螺旋桨受到的阻力较小。所述装置效率较高，升阻比较大，机动性较强。

附图说明

图1是本发明一种空气动力装置的示意图；图2是图1的俯视示意图；图3是后翼片向后斜向上方，翼片的前缘和翼片的后缘同高时本发明装置的原理示意图；图4是后翼片向后斜向下方时本发明装置的原理示意图。

图中，1-翼片，11-前翼片，12-后翼片，111-翼片的前缘，122-翼片的后缘；2-螺旋桨，21-螺旋桨本体，22-螺旋桨轴，23-螺旋桨尖端的运行轨迹，3-支架，4-流线。图3中左侧的空心箭头表示本发明装置的前进方向。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明：一种空气动力装置，包括翼片1、螺旋桨2和支架3。翼片1位于螺旋桨2的上方，翼片1包括前翼片11、后翼片12和翼轴13。翼轴13与螺旋桨2旋转平面平行。前翼片11和后翼片12分别置于翼轴13的前后两侧，后翼片12在外力的作用下能绕翼轴13灵活转摆。以水平面为基准，前翼片11在翼轴13的前方向上翘起10°角；后翼片12在翼轴13的后方绕翼轴13向上转摆的最大角度为12°；后翼片12在翼轴13的后方绕翼轴13向下转摆的最大角度为11°。螺旋桨2包括螺旋桨本体21和螺旋桨轴22。螺旋桨本体21和螺旋桨轴22垂直相连。螺旋桨轴21通过轴承安装在固定于翼轴13上的支架3上。驱动螺旋桨2的动力从螺旋桨轴22的下端输入。翼片1的最小弦长为螺旋桨2直径的1.1倍；翼片1的展长为螺旋桨2直径的1.3倍；螺旋桨2旋转平面处于水平位置；翼轴13到螺旋桨2旋转平面的距离为螺旋桨2直径的四分之一。

本发明装置是这样产生有益效果的：如图3所示，螺旋桨2旋转平面处于水平位置，后翼片12向后斜向上方，翼片的前缘111和翼片的后缘122同高，动力驱动螺旋桨2旋转，所述装置会产生向上的推力；如图4所示，螺旋桨2旋转平面处于水平位置，后翼片12向后斜向下方，翼片的前缘111高于翼片的后缘122，动力驱动螺旋桨2旋转，所述装置会将空气推向后下方，产生向前上方的推力。所述装置工作时，在螺旋桨2和翼片1的共同作用下，根据牛顿第二定律和第三定律，所述装置将产生较大的方便调整方向和大小的推力，推力的大小和方向可以通过调整螺旋桨2的转速及后翼片12与水平面的夹角来调整，螺旋桨2的转速越大推力越大，反之越小。所述装置安装在飞行器上可使飞行器升降、悬停或向前运动。所述装置的翼片1面积不大也能产生足够大的升力，只要螺旋桨2的转速够高即可，适用于垂直升降重载低速飞行器。前行时由于螺旋桨2旋转平面处于水平位置，螺旋桨2受到的阻力较小。所述装置效率较高，升阻比较大，机动性较强。

Claims (6)

1.一种空气动力装置，其特征在于：包括翼片（1）、螺旋桨（2）和支架（3）；翼片（1）位于螺旋桨（2）的上方，翼片（1）包括前翼片（11）、后翼片（12）和翼轴（13）；翼轴（13）与螺旋桨（2）旋转平面平行；前翼片（11）和后翼片（12）分别置于翼轴（13）的前后两侧，后翼片（12）在外力的作用下能绕翼轴（13）灵活转摆；以水平面为基准，前翼片（11）在翼轴（13）的前方向上翘起；螺旋桨（2）包括螺旋桨本体（21）和螺旋桨轴（22）；螺旋桨本体（21）和螺旋桨轴（22）垂直相连；螺旋桨轴（21）通过轴承安装在固定于翼轴（13）上的支架（3）上；驱动螺旋桨（2）的动力从螺旋桨轴（22）的下端输入；螺旋桨（2）旋转平面处于水平位置或稍向前下方倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种空气动力装置，其特征在于：以水平面为基准，前翼片（11）在翼轴（13）的前方向上翘起的角度大于4°且小于36°；后翼片（12）在翼轴（13）的后方绕翼轴（13）向上转摆的最大角度不超过30°；后翼片（12）在翼轴（13）的后方绕翼轴（13）向下转摆的最大角度不超过20°。

3.根据权利要求1所述的一种空气动力装置，其特征在于：翼片（1）的最小弦长不小于螺旋桨（2）直径的1.1倍；翼片（1）的展长不小于螺旋桨（2）直径；螺旋桨（2）旋转平面向前下方的倾斜角不大于10°；翼轴（13）到螺旋桨（2）旋转平面的距离不小于螺旋桨（2）直径的十分之一，且不大于螺旋桨（2）直径的二分之一。

4.根据权利要求2所述的一种空气动力装置，其特征在于：以水平面为基准，前翼片（11）在翼轴（13）的前方向上翘起10°角；后翼片（12）在翼轴（13）的后方绕翼轴（13）向上转摆的最大角度为12°；后翼片（12）在翼轴（13）的后方绕翼轴（13）向下转摆的最大角度为11°。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种空气动力装置，其特征在于：翼片（1）的最小弦长为螺旋桨（2）直径的1.1倍；翼片（1）的展长为螺旋桨（2）直径的1.3倍。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种空气动力装置，其特征在于：翼轴（13）到螺旋桨（2）旋转平面的距离为螺旋桨（2）直径的四分之一。