CN107745797B - 一种狭槽机翼、一种复合型机翼及其一种狭槽机叶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机翼技术领域，尤其是指一种狭槽机翼，狭槽机翼具有前端浅而宽尾端深而窄的特点，第一进风口的大小大于第一出风口的大小，与传统的机翼相比，复合型机翼总升力大于现有技术机翼的70％，从而提高飞机的运载能力，复合型机翼下表面由多个狭槽机翼构成，在迎角不大的情况下基本上不产生向上反气流，对翼尖涡有很大的抑制作用，从而减小飞机的诱导阻力；并且复合型机翼三分之二的升力由狭槽机翼下表面产生，对飞机的失速危害性大幅度降低，从而提高飞机的安全性；狭槽机叶与狭槽机翼的原理相同，狭槽机叶对风力利用率高，在相同情况下发电量要比现有技术的条型机叶的风力发电量大3倍。

Description

一种狭槽机翼、一种复合型机翼及其一种狭槽机叶

技术领域

本发明涉及机翼技术领域，尤其是指一种狭槽机翼、一种复合型机翼及其一种狭槽机叶。

背景技术

现有技术机翼展向是平展的，尤其是机翼下表面平而直，产生升力小，占总升力的1/3，现有技术机翼气动利用率低，需要的机翼面积较大。

现有技术风力发电设备中风叶是平条形，对风力的利用率较低，有效风力面积内发电量较小。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种气动利用率高的狭槽机翼、复合型机翼和一种风力的利用率高的狭槽机叶。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种狭槽机翼，包括机翼顶板，所述机翼顶板两侧向下设置有机翼侧板，所述机翼顶板和所述机翼顶板两侧的机翼侧板形成有第一气流通道，所述第一气流通道包括第一进风口和第一出风口，所述第一进风口的面积大于所述第一出风口的面积，所述机翼侧板靠近所述第一进风口的一端的高度小于靠近所述第一出风口的一端的高度，所述第一出风口处设置有用于调节第一出风口开口大小的机翼尾舌。

作为优选，所述机翼顶板靠近第一进风口的宽度大于靠近第一出风口的宽度。

作为优选，所述机翼顶板和两个所述机翼侧板一体成型。

作为优选，所述机翼尾舌倾斜安装于所述第一出风口处。

一种复合型机翼，所述复合型机翼由多个所述狭槽机翼并列组成。

作为优选，所述复合型机翼上部设置有由中弧线为基准构成具有弯度的上表面机翼。

作为优选，所述上表面机翼的上表面设置为流线型。

一种狭槽机叶，包括机叶顶板，所述机叶顶板两侧向下设置有机叶侧板，所述机叶顶板和所述机叶顶板两侧的机叶侧板形成有第二气流通道，所述第二气流通道包括第二进风口和第二出风口，所述第二进风口的面积大于所述第二出风口的面积，所述机叶侧板靠近所述第二进风口的一端的高度小于靠近所述第二出风口的一端的高度，所述第二出风口固定设置有机叶尾舌。

作为优选，所述机叶尾舌倾斜安装于所述第二出风口处。

作为优选，所述机叶顶板和两个机叶侧板一体成型。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种狭槽机翼，狭槽机翼具有前端浅而宽尾端深而窄的特点，第一进风口的大小大于第一出风口的大小，在气流通过的过程中两侧槽壁不断地将气流向中间压缩，狭槽机翼顶部是封闭的，且在使用时狭槽机翼有一定的迎角，被压缩的气流只能向前下方运动，而狭槽机翼尾端深而窄又设置了机翼尾舌，当机翼尾舌关闭时，尾端气流只能向下方流动，在上方气流转向下方运动过程中，要受到下方向前运动气流的碰撞，它们的相互作用给上方气流带来更大的压缩，同时也给第一气流通道内产生气压，这个气压向机翼顶板产生作用力，使狭槽机翼具有向上空的升力；与传统的机翼相比，复合型机翼总升力大于现有技术机翼的70％，从而提高飞机的运载能力，复合型机翼下表面由多个狭槽机翼构成，迎角不大情况下基本上不产生向上反气流，对翼尖涡有很大的抑制作用，从而减小飞机的诱导阻力，并且复合型机翼三分之二的升力由并联的狭槽机翼下表面产生，对飞机的失速危害性大幅度降低，从而提高飞机的安全性。

狭槽机叶与狭槽机翼的原理相同，狭槽机叶对风力利用率高，在相同情况下发电量要比现有技术的平面型机叶的风力发电量大3倍。

附图说明

图1为本发明的狭槽机翼结构示意图；

图2是本发明的狭槽机翼另一结构示意图；

图3是本发明的复合型机翼结构示意图；

图4是本发明的复合型机翼另一结构示意图；

图5是本发明的狭槽机翼运动气流作用效果图；

图6是本发明的狭槽机翼中的气流气压产生升力原理图；

图7是本发明的狭槽机叶结构示意图；

图8是本发明的狭槽机叶另一结构示意图；

图9是现有技术机翼下表面示意图。

附图标记分别为：

机翼顶板--1，机翼侧板--2，第一气流通道--3，第一进风口--4，第一出风口--5，机翼尾舌--6，上表面机翼--7，机叶顶板--8，机叶侧板--9，机叶尾舌--10，第二气流通道--11，第二进风口--12，第二出风口--13。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例一

如图1-6所示，本发明提供的一种狭槽机翼，包括机翼顶板1，所述机翼顶板1两侧向下设置有机翼侧板2，所述机翼顶板1和所述机翼侧板2形成有第一气流通道3，所述第一气流通道3包括第一进风口4和第一出风口5，所述第一进风口4的面积大于所述第一出风口5的面积，所述机翼侧板2靠近所述第一进风口4的一端的高度小于靠近所述第一出风口5的一端的高度，狭槽机翼具有前端浅而宽尾端深而窄的特点，第一进风口4的大小大于第一出风口5的大小，在气流通过的过程中两侧槽壁不断地将气流向中间压缩，狭槽机翼顶部是封闭的，且在使用时狭槽机翼有一定的迎角，被压缩的气流只能向前下方运动，而狭槽机翼尾端深而窄又设置了机翼尾舌6，当机翼尾舌6关闭时，尾端气流只能向下方流动，在上方气流转向下方运动过程中，要受到下方向前运动气流的碰撞，它们的相互作用给上方气流带来更大的压缩，同时也给第一气流通道3内产生气压，这个气压向机翼顶板1产生作用力，使狭槽机翼具有向上空的升力；与传统的机翼相比，复合型机翼总升力大于现有技术机翼的70％，从而提高飞机的运载能力，复合型机翼下表面由多个狭槽机翼构成，迎角不大情况下基本上不产生向上反气流，对翼尖涡有很大的抑制作用，从而减小飞机的诱导阻力，并且复合型机翼三分之二的升力由并联的狭槽机翼下表面产生，对飞机的失速危害性大幅度降低，从而提高飞机的安全性。

为了提高狭槽机翼和复合型机翼的升力强度和对升力大小的控制，在第一出风口5处设置有通过机械动作控制可关闭或者调节打开程度的机翼尾舌6，机翼尾舌6结构简单，但作用大，它的全打开与全关闭，升力有40％的变化量；当它全打开时，相当于图1所示的直通狭槽机翼，同等条件下它产生的升力为现有技术机翼下表面产生升力的3倍；当它全关闭时，相当于图5所示的机翼尾舌6，它产生的升力是现有技术机翼下表面升力的4倍；活动的机翼尾舌6是通过机械动作对狭槽机翼尾端开口的关闭或打开的程度进行控制，目的是达到对狭槽机翼升力的增强和对产生升力大小的控制。

活动的机翼尾舌6安装方法有两种，第一种如图2所示的正着安装；第二种如图7所示倾斜安装，通过实验发现，斜着安装的活动机翼尾舌6产生的升力及使用的性能要比正着安装的活动机翼尾舌6稍好些，但没有明显的差异，使用时根据实际情况需要选择。

通过下面的实验:

实验设备：0.5千瓦单相2极离心式鼓风机、标杆、未安装机翼尾舌6的狭槽机翼、倾斜安装机翼尾舌6的狭槽机翼。两种机翼尺寸均为：狭槽顶部长度26cm，前端宽度11cm，尾端宽度1.5cm，两侧槽壁长度26cm，前端深度1cm，尾端深度6cm，还有现有技术机翼，长度26cm，宽度13cm。

测试方法：需要测试的3种机翼测试时对着风口，相距1cm的距离，在机翼尾端立一根标杆，作用是挡住机翼产生的后退力。测试时3种机翼的迎角均为18°，经实验测得：未安装机翼尾舌6的狭槽机翼的升力为643g；倾斜安装机翼尾舌6狭槽机翼的升力为904g；现有技术机翼的升力为226g，这三种机翼的升力均为机翼下表面产生的，与机翼上表面无关。

测试数据分析：见下图表格：

通过上表可知，未安装机翼尾舌6的狭槽机翼产生的升力是现有技术机翼下表面升力的3倍(约)。倾斜安装机翼尾舌6的狭槽机翼产生的升力是现有技术机翼下表面升力的4倍整，倾斜安装机翼尾舌6的狭槽机翼产生的升力比未安装机翼尾舌6的狭槽机翼产生的升力约大40％。

通过实验数据发现，机翼尾舌6的全关闭与全打开，升力的大小有40％的变化量，能满足飞机起飞和降落的需要。

复合型机翼在结构上具有现有技术与本发明技术综合的特征，复合型机翼的最大优势是在不减少现有技术机翼上表面产生总升力2/3的前提下，弥补了机翼下表面(1/3的升力)产生升力不足的缺陷。经实验表明狭槽机翼下表面产生的升力是现有技术机翼下表面升力的3倍，这也表明狭槽机翼下表面产生的升力比现有技术机翼上表面产生的2/3升力还要大1/3，所以复合型机翼总升力大于现有技术机翼总升力的(约)70％，从而大幅地提高飞机的运载能力。

由于复合型机翼下表面由多个狭槽机翼并列组合构成，且狭槽机翼开口朝下，狭槽机翼前端宽而浅、尾端窄而深的特殊结构特征，在迎角不大情况下，气流从前端进入，经过第一气流通道3，气流从尾端朝下后方向流出，在狭槽机翼翼尖处基本上不产生向上反气流。这对复合型机翼的翼尖涡产生起着很强的抑制作用，从而有效地减小飞机的诱导阻力，提高飞机的气动效率。

飞机的失速由机翼上表面层气流严重分离造成的，且上表面失速的迎角远比下表面小，复合型机翼上、下表面占总升力比例：机翼上表面为40％，下表面为60％，失速迎角上表面来得早，下表面来得晚。这样的机翼升力原理，如果复合型机翼的上表面已经发生了失速，但机翼下表面60％的升力仍然保留着，这样也不会导致飞机的快速下坠，给操作人员一个挽回的时间机会，对飞机的安全性提高作用极大。

复合型机翼，在狭槽尾端装有机翼尾舌6，其作用与襟翼一样，在飞机飞行速度不快时，提供更大的升力，以满足飞机低速时的升力与重力的平衡。机翼尾舌6与襟翼相比其优点是；机翼尾舌6面积相当小，是襟翼的几十分之一，机翼尾舌6只要有偏转角30～40的可调角度，就可以实现机翼尾舌6的全关闭和全打开两种状态；从机械结构方面来说比襟翼简单得多，重量方面要轻得多。

狭槽机翼即可以与现有机翼技术相结合组成复合型机翼，也可以单独运用到飞机上使用，其实施方式是:在飞机机身两侧各安装一个相匹配的狭槽机翼，在各狭槽机翼第一进风口4前段安装一个相匹配的螺旋桨产生所需要的气动力，推动气流从第一进风口4通向第一出风口5，狭槽机翼还有一个技术要点是当机翼尾舌6关闭时，它在产生较强大升力的同时，也能产生较大的阻力，根据这一技术要点，在机翼尾舌6下方可另外增设一个可活动的气流阻力装置。

狭槽机翼采用上述实施方式制造的飞机具有垂直升降的功能，飞机的飞行速度要比现有技术的直升机速度快得多，从而可以扩大飞机的使用范围，同理也给将来普及私家飞机提供先进的技术。

实施例二

如图7-8所示，一种狭槽机叶，包括机叶顶板8、两个机叶侧板9和机叶尾舌10，两个机叶侧板9分别向下连接于所述机叶顶板8两侧，所述机叶顶板8和两个所述机叶侧板9形成第二气流通道11，所述第二气流通道11包括第二进风口12和第二出风口13，所述第二进风口12的大小大于所述第二出风口13的大小，所述机叶尾舌10固定安装于所述第二出风口13处。

本实施例中，所述机叶尾舌10倾斜安装于所述第二出风口13处。

本实施例中，所述机叶顶板8和两个机叶侧板9一体成型

狭槽机叶与狭槽机翼的原理相同，狭槽机叶对风力利用率高，同样尺寸的风力发电设备，在相同情况下发电量要比现有技术的条型机叶的风力发电量大3倍。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种狭槽机翼，其特征在于：包括机翼顶板(1)，所述机翼顶板(1)两侧向下设置有机翼侧板(2)，所述机翼顶板(1)和所述机翼顶板(1)两侧的机翼侧板(2)形成有第一气流通道(3)，所述第一气流通道(3)包括第一进风口(4)和第一出风口(5)，所述第一进风口(4)的面积大于所述第一出风口(5)的面积，所述机翼侧板(2)靠近所述第一进风口(4)的一端的高度小于靠近所述第一出风口(5)的一端的高度，所述第一出风口(5)处设置有用于调节第一出风口(5)开口大小的机翼尾舌(6)。

2.根据权利要求1所述的一种狭槽机翼，其特征在于：所述机翼顶板(1)靠近所述第一进风口(4)的一端的宽度大于靠近所述第一出风口(5)的一端的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种狭槽机翼，其特征在于：所述机翼顶板(1)和两个所述机翼侧板(2)一体成型。

4.根据权利要求1所述的一种狭槽机翼，其特征在于：所述机翼尾舌(6)倾斜安装于所述第一出风口(5)处。

5.一种复合型机翼，其特征在于：所述复合型机翼由多个权利要求1所述狭槽机翼并列组成。

6.根据权利要求5所述的一种复合型机翼，其特征在于：所述复合型机翼上部设置有由中弧线为基准构成具有弯度的上表面机翼(7)。

7.根据权利要求6所述的一种复合型机翼，其特征在于：所述上表面机翼(7)设置为流线型。

8.一种狭槽机叶，其特征在于：包括机叶顶板(8)，所述机叶顶板(8)两侧向下设置有机叶侧板(9)，所述机叶顶板(8)和所述机叶顶板(8)两侧的机叶侧板(9)形成有第二气流通道(11)，所述第二气流通道(11)包括第二进风口(12)和第二出风口(13)，所述第二进风口(12)的面积大于所述第二出风口(13)的面积，所述机叶侧板(9)靠近所述第二进风口(12)的一端的高度小于靠近所述第二出风口(13)的一端的高度，所述第二出风口(13)固定设置有机叶尾舌(10)。

9.根据权利要求8所述的一种狭槽机叶，其特征在于：所述机叶尾舌(10)倾斜安装于所述第二出风口(13)处。

10.根据权利要求8所述的一种狭槽机叶，其特征在于：所述机叶顶板(8)和两个机叶侧板(9)一体成型。