CN112208744A - 一种具有机翼结构的飘升机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有机翼结构的飘升机，该飘升机通过将机翼和阳极导线分别与电源的负极和正极连接，形成施加电压的非对称电容结构，并将机翼设计为非对称翼型，且两端分别与支撑板转动连接，通过舵机实现机翼的功角调节，经过上述结构设计的飘升机，在具有原有飘升机离子风动力的基础上，通过机翼结构的设计，机翼可利用离子风获得新的升力，并通过舵机对机翼的功角调节，实现升力大小的调节，最终使得飘升机获得更大的动力，有效解决以往飘升机由于动力小，限制发展和应用的问题；该飘升机，具有结构简单、成本低、动力大的优点，可广泛使用在城市交通和工程应用中。

Description

一种具有机翼结构的飘升机
技术领域
本发明公开涉及航天航空的技术领域，尤其涉及一种具有机翼结构的飘升机。
背景技术
飘升机，是指向非对称结构的电容施加超高电压，非对称结构电容可以向外提供微小力的电气设备，多为线-板结构。
飘升机，首次是在1922年由T.T.Brown发现并研究，其产生推力的效应被命名为“别菲尔德布朗效应”。自从飘升机发明以来，因其具有结构简单、成本低、无噪音、不使用燃油、推功比高等优势，甚至有望替代螺旋桨飞机，而受到国内外学者的广泛关注和研究。但在研究中发现，飘升机的动力主要主要来源于离子流产生的推力，离子复合速率极快，导致动力较小，无法应用在城市和工程中，限制了飘升机的发展与应用。
因此，如何提高飘升机的动力，以推进飘升机的发展与应用，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种具有机翼结构的飘升机，以至少解决以往飘升机存在动力小，限制发展与应用的问题。
本发明提供的技术方案，具体为，一种具有机翼结构的飘升机，该飘升机包括：机翼、阳极导线、舵机、电源、两个支撑板以及两个固定条；
所述机翼为铝箔蒙皮机翼，且所述机翼为非对称翼型；
所述阳极导线设置于所述机翼的前侧；
两个所述支撑板分别位于所述机翼的两端，每个所述支撑板分别与所述机翼的邻近端部转动连接；
所述舵机与一个所述支撑板固定连接，且所述舵机的输出轴与所述机翼驱动连接；
两个所述固定条分别位于所述阳极导线的两端，且每个所述固定条均一端与所述阳极导线固定连接，另一端与所述机翼固定连接；
所述电源的正极与所述阳极导线连接导通，所述电源的负极与所述机翼上的蒙皮铝箔连接导通，且所述电源为所述舵机供电。
优选，所述机翼为低速翼型。
进一步优选，所述阳极导线与所述机翼之间的距离大于等于1cm。
进一步优选，所述阳极导线为多个，且多个所述阳极导线分别沿纵向平行间隔设置，每个所述阳极导线均与所述电源的正极连接导通。
进一步优选，所述阳极导线为铜丝。
进一步优选，所述阳极导线的直径小于等于0.1mm。
进一步优选，所述电源包括：供电单元以及调压单元；
所述供电单元的第一输出端与所述调压单元连接，所述供电单元的第二输出端与所述舵机的供电端连接；
所述调压单元具有正极输出端和负极输出端，所述调压单元的正极输出端与所述阳极导线连接导通，所述调压单元的负极输出端与所述机翼上的蒙皮铝箔连接导通。
进一步优选，所述调压单元的输出电压在10KV量级以上。
本发明提供的具有机翼结构的飘升机，该飘升机通过将机翼和阳极导线分别与电源的负极和正极连接，形成施加电压的非对称电容结构，并将机翼设计为非对称翼型，且两端分别与支撑板转动连接，通过舵机实现机翼的功角调节，经过上述结构设计的飘升机，在具有原有飘升机离子风动力的基础上，通过机翼结构的设计，机翼可利用离子风获得新的升力，并通过舵机对机翼的功角调节，实现升力大小的调节，最终使得飘升机获得更大的动力，有效解决以往飘升机由于动力小，限制发展和应用的问题。
本发明提供的具有机翼结构的飘升机，具有结构简单、设计合理、动力大的优点，可广泛使用在城市交通和工程应用中。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开实施例提供的一种具有机翼结构的飘升机的结构示意图；
图2为本发明公开实施例提供的一种具有机翼结构的飘升机的俯视图；
图3为现有技术中飘升机与本发明公开实施例中具有机翼结构的飘升机的动力分析图；
图4为本发明公开实施例提供的一种具有机翼结构的飘升机中电源的供电示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
为了解决以往飘升机在运动时的动力，主要是依靠导线与铝箔板之间的离子风而产生的推力，导致飘升机的整体动力较小，限制其发展和应用的问题。本实施方案首次提出将机翼应用到飘升机中，使其具备原有推力的基础上，通过离子风与机翼相互作用，形成新的升力，进而达到提高飘升机动力的目的。
参见图1、图2，本实施方案提供的具有机翼结构的飘升机，主要由机翼1、阳极导线2、舵机3、电源4、两个支撑板5以及两个固定条6构成，其中，机翼1为铝箔蒙皮机翼，且机翼1为非对称翼型，阳极导线2设置于机翼1的前侧，两个支撑板5分别位于机翼1的两端，且每个支撑板5分别与机翼1的邻近端部转动连接，用于机翼1的支撑，舵机3与一个支撑板5固定连接，且舵机3的输出轴与机翼1驱动连接，实现机翼1的功角调节，两个固定条6分别位于阳极导线2的两端，且每个固定条6均一端与阳极导线2固定连接，另一端与机翼1固定连接，电源4固定安装在另一个支撑板5上，且电源4的正极与阳极导线2连接导通，用于电晕放电来电离空气产生离子风，电源4的负极与所述机翼1上的蒙皮铝箔连接导通，用于加速并中和离子风，且电源4同时为舵机3供电。
上述飘升机的具体工作原理为：通过机翼和阳极导线分别与电源的负极和正极连接导通，使得机翼与阳极导线之间形成非对称电容，在二者之间产生电压差，形成离子风，进而产生对于飘升机的推力，其形成的力学原理图，可参见图3中的图(a)，而由于上述实施方案中将机翼设计为非对称翼型，即半凸翼型，当离子风在流动的时候，分别作用在机翼的上表面和下表面上，由于其非对称的半凸结构设计，会使得机翼的上下表面产生压力差，最终对机翼形成对于机翼的升力，参见图3中的图(b)，使得该飘升机同时具有向前的推力和向上的升力，相较于现有技术中飘升机的单纯推力，如图3中的图(a)所示，本实施方案中的飘升机，在相同电源电压的基础上，通过机翼对离子风作用获得新的升力，实现了对于离子风的二次利用，提高了能量利用效率，使得飘升机获得更大的推力。
其中，上述实施方案中，还将机翼相对两个支撑板转动设置，并可通过舵机驱动机翼相对两个支撑板转动，实现机翼的功角调节，进而实现升力以及方向的调节。
为了方便控制，舵机的具体操作可通过地面的遥控设备进行远程控制，其具体的操作控制过程与现有的遥控无人机类似，在此就不进行赘述。
上述实施方案中，机翼1可选用低速翼型，例如：NACA4412等。
为了提高上述飘升机使用的安全性，作为技术方案的改进，将阳极导线2与机翼1之间的安装距离设置为大于等于1cm，避免电源的高压放电击穿阳极导线2与机翼1之间的空气，造成短路。
为了进一步提供该飘升机的推力，使得该飘升机在阳极导线和机翼之间产生足够量的离子风，作为技术方案的改进，参见图1，将阳极导线2设计为多个，且多个阳极导线2分别沿纵向平行间隔设置，每个阳极导线2均与电源4的正极连接导通，以增大离子风，进而增大推力。
上述飘升机中的阳极导线2优选为铜丝，且直径小于等于0.1mm。
上述实施方案中飘升机中的电源4，参见图4，实际为包括供电单元41以及调压单元42，其中，供电单元41的第一输出端与调压单元42连接，供电单元41的第二输出端与舵机3的供电端连接，调压单元42具有正极输出端和负极输出端，调压单元42的正极输出端与阳极导线2连接导通，调压单元42的负极输出端与机翼1上的蒙皮铝箔连接导通，供电单元一方面为舵机供电，另一方输出的电压，通过调压单元的调压升压后加载在阳极导线和机翼的蒙皮铝箔上，使二者形成电压差，产生离子风，为了提高该离子风的强度，进而提高该飘升机的动力，优选，调压单元42的输出电压在10KV量级以上。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种具有机翼结构的飘升机，其特征在于，包括：机翼(1)、阳极导线(2)、舵机(3)、电源(4)、两个支撑板(5)以及两个固定条(6)；
所述机翼(1)为铝箔蒙皮机翼，且所述机翼(1)为非对称翼型；
所述阳极导线(2)设置于所述机翼(1)的前侧；
两个所述支撑板(5)分别位于所述机翼(1)的两端，每个所述支撑板(5)分别与所述机翼(1)的邻近端部转动连接；
所述舵机(3)与一个所述支撑板(5)固定连接，且所述舵机(3)的输出轴与所述机翼(1)驱动连接；
两个所述固定条(6)分别位于所述阳极导线(2)的两端，且每个所述固定条(6)均一端与所述阳极导线(2)固定连接，另一端与所述机翼(1)固定连接；
所述电源(4)的正极与所述阳极导线(2)连接导通，所述电源(4)的负极与所述机翼(1)上的蒙皮铝箔连接导通，且所述电源(4)为所述舵机(3)供电。
2.根据权利要求1所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述机翼(1)为低速翼型。
3.根据权利要求1所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述阳极导线(2)与所述机翼(1)之间的距离大于等于1cm。
4.根据权利要求1所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述阳极导线(2)为多个，且多个所述阳极导线(2)分别沿纵向平行间隔设置，每个所述阳极导线(2)均与所述电源(4)的正极连接导通。
5.根据权利要求1、3或4所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述阳极导线(2)为铜丝。
6.根据权利要求1、3或4所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述阳极导线(2)的直径小于等于0.1mm。
7.根据权利要求1所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述电源(4)包括：供电单元(41)以及调压单元(42)；
所述供电单元(41)的第一输出端与所述调压单元(42)连接，所述供电单元(41)的第二输出端与所述舵机(3)的供电端连接；
所述调压单元(42)具有正极输出端和负极输出端，所述调压单元(42)的正极输出端与所述阳极导线(2)连接导通，所述调压单元(42)的负极输出端与所述机翼(1)上的蒙皮铝箔连接导通。
8.根据权利要求7所述具有机翼结构的飘升机，其特征在于，所述调压单元(42)的输出电压在10KV量级以上。
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