CN106143877A - 一种升力发生器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升力发生器装置，属航空、交通工具领域，它由气源系统、分配气室、吹气室、吹气狭缝、条状射流缝、吹气流道、升力面构成，采用动力转换成气动力形成高速接力射流体阻隔大气压力而形成升力的装置，可使各类飞行器、交通工具实现垂直起降。

Description

一种升力发生器装置

技术领域

本发明涉及航空器和各类交通运输工具领域。

技术背景

航空器发展至今，所有飞行器都力图实现垂直起降功能而不再依赖机场跑道，而现有的飞行器的垂直起降离不开设置专为垂直起降作用的升力发动机、推力矢量转向、升力风扇系统、螺旋浆及旋翼系统、倾转发动机、倾转机身、升力襟翼、喷气襟翼等模式，而飞行器的垂直起降性能又直接影响到在军事领域上的应用价值和商业上的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种能使各类航空器具及地面、水面交通工具都能实现垂直离地的升力发生器装置，即各类交通工具的动力带动压气机产生压缩空气、喷气式飞行器可直接由压气机引出压缩空气，压缩空气经供气管、分配气室、条状射流缝喷向升力面，使升力面产生真空(负压)，起到升力作用。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的具体技术方案。

本发明升力发生器装置，由气源系统、分配气室、发生器座、吹气狭缝、吹气室、条状射流缝、吹气流道、升力面构成，来自于气源系统的压缩空气经供气管流入发生器座上面的分配气室，分配气室内设有若干喇叭型流道和若干吹气流道，分配气室的压缩空气通过喇叭型流道经条状射流缝喷向升力面；分配气室内的吹气流道通向吹气室，吹气室与升力面之间由吹气狭缝相通，由分配气室的压缩空气经吹气流道进入吹气室再经吹气狭缝流出，由于吹气狭缝的有效通径面积的总和大于吹气流道的有效通径面积的总和，也就是说，出的比进的多，进入吹气室的压缩空气得到减压，吹气室的压力始终低于分配气室，减压的气体通过吹气狭缝流入升力面与条状射流缝所喷出射流的下部，即射流附面层，减少射流对升力面的摩擦，所述条状射流缝的设置是按照射流体的特征，即利用射流体的初始段和基本段，在主流气流衰减掉30％左右的位置时，设置第二道条状射流缝，依此类推，形成接力射流，这种方法效果最佳，使接力气流获得连续性的、并覆盖整个升力发生器表面的高速流体，隔绝掉大气对升力面的压力。

本发明的升力发生器装置采用了动力转换成气动力进而使升力面与大气之间形成真空(负压)而实现升力的装置，取代了飞机靠滑行、螺旋浆、向下喷气等传统起飞模式，本装置已超出了现有对空气动力学的应用范畴，其目的是要使升力发生器在开放的大气中使其上部直接获得一定真空度。

附图说明

附图1是本发明实施例升力发生器装置主视剖面图及气源系统和气流路径示意图。

附图2是本发明实施例升力发生器装置俯视图。

附图3是本发明实施例升力发生器装置气流结构流线图。

附图4是本发明实施例圆盘型升力发生器装置主视剖面图及气源系统和气流路径示意图。

附图5是本发明实施例圆盘型升力发生器装置俯视图。

附图6是本发明实施例升力发生器装置在单人飞行设备的应用示例。

附图7是附图6单人飞行设备的俯视图。

附图8是本发明实施例升力发生器装置在固定翼飞机上的应用示例。

附图9是本发明实施例升力发生器装置在飞行汽车上的应用示例。

附图10是本发明实施例升力发生器装置在轻型水面交通工具上的应用示例。

附图11是本发明实施例升力发生器装置用作水平移动牵引力的应用示例。

具体实施方式

以下结合附图1至附图11详细说明本发明的技术方案。

首先参见附图1、附图2，本发明升力发生器装置由三级轴流风扇加上离心增压蜗轮构成的气源系统1所产生的压缩空气3经供气管2流入设置于发生器座5上面的分配气室4，分配气室4内设有若干由宽至窄的喇叭型流道11和若干通向吹气室8的吹气流道12，分配气室4的压缩空气3通过喇叭型流道11的加速经条状射流缝10喷向升力面6；分配气室4内的吹气流道12通向吹气室8，吹气室8与升力面6之间由吹气狭缝7相通，由分配气室4的压缩空气3经吹气流道12进入吹气室8，减压后的空气再经吹气狭缝7流至升力面6上部，由于吹气狭缝7的有效通径面积的总和大于吹气流道12的有效通径面积的总和，进入吹气室8的压缩空气3得到立刻减压，也就是流入少排出多，吹气室8的压力始终低于分配气室4，降低压力的气体通过吹气狭缝7流入升力面6与条状射流缝10所喷出射流之间，即射流附面层，由于条状射流缝10的射流形式属于受限贴附射流，气流射出后，上面一侧与大气作用，下面一侧紧贴升力面6，由于空气有粘性，使得附面层内的流速降低、动能减少，当有吹气狭缝7气体补充后，能减少摩擦对能量的消耗，使得附面层的流体质点重新获得能量，上述条状射流缝10与条状射流缝10的间隔距离的设置是按照射流体的特性，即利用射流体的初始段和基本段，在第一道条状射流缝10的射流速度稍有些下降，主流气流的流速衰减掉约30％左右的位置时，设置第二道条状射流缝10，两股射流的交汇使得其后一道射流速度始终处于上升阶段，依照此规律，按需设置多条条状射流缝10，形成接力射流，这种方法最佳，这样，在升力发生器上所设的若干道条状射流缝10所喷出的射流就形成连续性的、覆盖整个升力发生器上所设升力面6表面的、并以层流态流动的高速流体，由于此流体的获得，在流体上部的空气受到相邻的流动层流速的不同，运动时会产生牵扯作用力，即空气的粘性力，空气被不断卷入射流中被大量卷吸高速带走，再由于空气具有质量，正常的大气密度向低密度区域移动有延时性，它的补充速度跟不上射流体卷吸带走的空气量，升力面6上部的空气分子之间的距离被拉大，此时，整个升力发生器上部与大气之间形成一定真空度(负压)，当升力面6的平面上每平方厘米1公斤的标准大气压降低至每平方厘米0.5公斤时，升力发生器下部还是标准大气压，上下产生压差，就会使每平方米的升力发生器产生5吨的静升力，见图3所示。

附图4、附图5是本发明升力发生器装置的另一种实施模式，采用圆盘形设计，气源系统1的进气口设于升力发生器中间，条状射流缝10、吹气狭缝7都将围绕气源系统1作圆形布置，条状射流缝10所喷出的射流流体也将以放射形向外高速扩散，由于气源系统1的进气口设于升力发生器装置的中心，进气口上部本身就处于负压区，结合条状射流缝10形成的接力射流对空气的卷吸，其获得的升力效应更加明显，通过动力装置与动力输入轴13的连接，可直接应用于圆盘形飞行器及提升用吊具。

附图6、附图7是本发明升力发生器装置的另一种实施模式，将升力发生器应用在个人飞行设备上，在一个可站立人体的飞行踏板19上设有气源系统1，供气管2兼作结构件固定于气源系统1上面，供气管2的头部设有可流通压缩空气3的球头节15，发生器座5上设有球头节壳16，发生器座5通过球头节壳16与供气管2上的球头节15作滑动连接，发生器座上按有操作手柄14，飞行员可通过操作手柄14让升力发生器在供气管2上部作前后左右全位置倾斜，倾斜后低的一端便是飞行方向，可实现空中悬停等全方位移动飞行，在飞行器上还设有减振器17和着落架18。

附图8、附图9、附图10分别图示了本发明升力发生器装置20在高速巡航飞行器、汽车、船艇实现垂直起降的实施方案。

附图11指出了本升力发生器装置20不但用于垂直起降用途，在升力面6垂直于地面时，同样具有强大的牵引力，可用作各类交通工具的前行动力。

本发明不局限于上述实施例形式，以上所述几项实施例仅是本发明的优选实施方式，上述实施例是以空气作为流体，其它流体也能产生相同效果，各类航空器具、交通工具、运载工具、移动设备均落在本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种升力发生器装置，由气源系统(1)、供气管(2)、分配气室(4)、吹气室(8)、吹气流道(12)、条状射流缝(10)、吹气狭缝(7)、升力面(6)、发生器座(5)组成，其特征在于：来自于气源系统(1)的压缩空气(3)经供气管(2)流入与供气管(2)相连的发生器座(5)上面的分配气室(4)，分配气室(4)内设有若干喇叭型流道(11)和若干吹气流道(12)，分配气室(4)的压缩空气(3)通过喇叭型流道(11)末端的条状射流缝(10)喷向升力面(6)的表面；分配气室(4)内的吹气流道(12)通向吹气室(8)，吹气室(8)与升力面(6)之间由吹气狭缝(7)相通，由分配气室(4)的压缩空气(3)经吹气流道(12)进入吹气室(8)再经吹气狭缝(7)流出，所述吹气狭缝(7)的有效通径面积的总和大于吹气流道(12)的有效通径面积的总和，使吹气室(8)的压力始终低于分配气室(4)，减压后的气体通过吹气狭缝(7)流入升力面(6)与条状射流缝(10)所喷出射流之间，即射流附面层；所述条状射流缝(10)的设置是按照射流体的特性，即利用射流体的初始段和基本段，在主流气流衰减掉约30％左右位置处设置第二道条状射流缝(10)，依此类推，形成接力射流，这种方法效果最佳，使接力气流获得连续性的、并覆盖整个升力发生器表面的高速流体，阻隔掉大气对升力面(6)的压力。