TW201406608A - 橫流扇飛行裝置 - Google Patents

Abstract

一種橫流扇飛行裝置，包含一具有一第一橫流扇的第一推力機構以及一具有一第二橫流扇的第二推力機構，其中第一橫流扇之旋轉方向與第二橫流扇之旋轉方向相反，並藉由第一橫流扇與第二橫流扇所產生的氣流推力使橫流扇飛行裝置飛行。

Description

橫流扇飛行裝置

本發明係關於一種飛行器，特別是關於一種橫流扇飛行裝置。

飛行長久以來是人類的夢想，各種飛行器基於這個夢想而被製造出來。飛行器的種類很多，例如熱氣球、飛機、直升機等，分別藉由不同工作原理而飛行。

熱氣球是利用填充有熱空氣的氣囊，因熱空氣密度小於周圍空氣密度從而產生上升浮力。飛機是由動力裝置產生前進的動力，並利用機翼因白努力定律所產生的升力來飛行。直升機則是利用一個或多個旋翼提供向上升力而飛行，因而具有大多數飛機所無的垂直升降能力。

然而，因為熱氣球本身沒有動力，在靈活度及飛行速度上難以與有動力的飛行器相比。飛機雖然具有較高的飛行速度，但須保持一定的前進速度才能由機翼產生足夠升力，因而無法在空中維持固定位置。直升機雖然具有較飛機為高的靈活度，但其旋翼的投影面積大且易受氣流影響，而存在有飛行穩定性等問題。

鑒於以上所述，習知的飛行器分別在飛行靈活度或穩定性上存在缺點，因此往往只能夠就其各自特長上進行發揮，而難以廣泛應用於多項飛行用途上。

緣此，本發明之目的即是提供一種具有良好飛行靈活度及穩定性的橫流扇飛行裝置，以適用於更廣泛的飛 行用途上。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種橫流扇飛行裝置，包含：一第一推力機構，包括一第一橫流扇，第一橫流扇沿著一第一軸向旋轉；以及一第二推力機構，連接第一推力機構，第二推力機構包括一第二橫流扇，第二橫流扇沿著一第二軸向旋轉，其中第一橫流扇之旋轉方向與第二橫流扇之旋轉方向相反，並藉由第一橫流扇與第二橫流扇所產生的氣流推力使橫流扇飛行裝置飛行。

在本發明的一實施例中，其中第一軸向與第二軸向設置為同軸向。

在本發明的一實施例中，其中第一軸向與第二軸向設置為互相平行。

在本發明的一實施例中，其中第一推力機構更包括一罩設於第一橫流扇的第一導氣罩，第二推力機構更包括一罩設於第二橫流扇的第二導氣罩。

在本發明的一實施例中，其中第一導氣罩與第二導氣罩分別設置為可調整角度，以改變第一橫流扇與第二橫流扇之氣流輸出方向。

在本發明的一實施例中，其中第一推力機構更包括一設置於第一橫流扇之氣流輸出方向上的第一風向調整構件，第二推力機構更包括一設置於第二橫流扇之氣流輸出方向上的第二風向調整構件。

在本發明的一實施例中，更包括一尾翼機構，設置於橫流扇飛行裝置之尾部。

在本發明的一實施例中，更包括一推進風葉，以輔助橫流扇飛行裝置飛行。

在本發明的一實施例中，更包括一多向傳動機構，連接在一驅動機構與第一橫流扇及第二橫流扇之間，使第一橫流扇與第二橫流扇經驅動機構驅動而以相反旋轉方向旋轉。

在本發明的一實施例中，更包括一差速機構，連接在第一橫流扇與第二橫流扇之間。

經由本發明所採用之技術手段，橫流扇飛行裝置藉由橫流扇所提供的氣流推力而能夠飛行，其飛行靈活度及穩定度俱佳。藉由控制輸出氣流的大小及方向，橫流扇飛行裝置能夠在空中作出任意動作，例如：沿任意方向位移，以各種軸向進行旋轉或迴轉，或是維持在固定位置。從而，橫流扇飛行裝置能夠更良好地適應各種飛行環境，而廣泛地使用於各種飛行用途上。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

第1圖係顯示依據本發明之範例實施例的一橫流扇飛行裝置100，主要包括有一第一推力機構1及一連接第一推力機構1的第二推力機構2。第一推力機構1與第二推力機構2分別包括有一旋轉方向相反的橫流扇11、12，以藉由橫流扇所產生的氣流推力使橫流扇飛行裝置飛行。至於本發明所提供的橫流扇飛行裝置的細部原理及結構，將配合各個圖式說明如下。

請參閱第2、3a、及3b圖，依據本發明之第一實施例的一橫流扇飛行裝置100a主要包括一第一推力機構1及一連接第一推力機構1的第二推力機構2。

第一推力機構1包括一第一橫流扇11、一第一導 氣罩12、及複數個第一風向調整構件13。橫流扇(cross flow fan)有時又稱為切線扇(tangential fan)或管狀扇(tubular fan)，其旋轉時會產生橫跨葉片流動的氣流。第一橫流扇11包括一葉輪(impeller)111，其沿著一第一軸向A1旋轉而產生一氣流F1，藉此提供橫流扇飛行裝置100飛行所需的氣流推力。在較佳的實施例中，葉輪111更具有複數片前彎的葉片112，以在旋轉時帶動更多氣流而增強氣流量。第一導氣罩12罩設於第一橫流扇11，以匯聚且引導產生自第一橫流扇11的氣流F1沿著預定的氣流輸出方向輸出，例如：下方或斜下方。第一風向調整構件13設置於第一橫流扇11之氣流輸出方向上，例如：如第3a圖所示的出風口位置。第一風向調整構件13在此一實施例中為可調節角度的葉片。藉由調節第一風向調整構件13的角度，可將自第一橫流扇11產生的氣流引導至所調節的方向。

相似地，第二推力機構2包括一第二橫流扇21、一第二導氣罩22、及複數個第二風向調整構件23。第二橫流扇21也包括一葉輪211，其具有複數片前彎的葉片212以增強氣流量。第二橫流扇21沿著一第二軸向A2旋轉而產生一氣流F2，藉此提供橫流扇飛行裝置100a飛行所需的氣流推力。並且，第二橫流扇21之旋轉方向與第一橫流扇11之旋轉方向相反，以互相抵消旋轉扭矩，而使橫流扇飛行裝置100a達到平衡穩定的飛行狀態。

另外，在此一實施例中，第一推力機構1與第二推力機構2係呈前後排列，並且第一軸向A1與第二軸向A2設置為同軸向。這種結構的橫流扇飛行裝置100a具有較小的寬度，便於在狹窄的空間飛行。

依據上述結構，橫流扇飛行裝置100a能夠藉由第一橫流扇11與第二橫流扇21所產生的氣流推力而飛行。並且，進一步能夠載著一機體3進行各種飛行用途。例如，於機體3提供一座位31(駕駛座)，用以載人飛行。

特別地，在此一實施例的橫流扇飛行裝置100a中，設置有一多向傳動機構4，連接在一驅動機構5與第一橫流扇11及第二橫流扇21之間。多向傳動機構4為一齒輪組，包括一主動傘齒輪40以及二被動傘齒輪41、42。主動傘齒輪40連接驅動機構5，受驅動機構5驅動而旋轉。被動傘齒輪41、42分別囓合在主動傘齒輪40的相反側，且分別與主動傘齒輪40呈正交。藉由此種配置，當主動傘齒輪40旋轉時，被動傘齒輪41、42會同時受主動傘齒輪40帶動，並且分別以相反方向旋轉。藉此，能夠由同一驅動機構5驅動第一橫流扇11與第二橫流扇21以相反旋轉方向旋轉，減少驅動機構的數量。當然，本發明並不限於此，在其它實施例中，第一橫流扇11與第二橫流扇21可由個別的驅動機構予以驅動。

此外，橫流扇飛行裝置100a進一步可包括一推進風葉6，以輔助飛行。如第2圖所示，推進風葉6可用於產生朝後的氣流，以加快橫流扇飛行裝置100a之飛行速度。或者，推進風葉6亦可設置為用以提供朝側向的氣流，以幫助橫流扇飛行裝置100a進行旋轉。

請參閱第4至7b圖，係顯示依據本發明之第二實施例的橫流扇飛行裝置的數個示意圖。此一實施例之橫流扇飛行裝置100b之組成元件與前述第一實施例相似，故相同之元件乃標示以相同之元件編號。並且，此 一實施例之橫流扇飛行裝置100b與前述第一實施例相似的特徵將不再贅述。

第二實施例之橫流扇飛行裝置100b的主要特徵在於第一推力機構1與第二推力機構2分別位在橫流扇飛行裝置100b之左右兩側，且第一軸向A1與第二軸向A2係設置為互相平行。橫流扇飛行裝置100b能夠藉由第一橫流扇11與第二橫流扇21所產生的氣流推力而飛行。並且，第一橫流扇11之旋轉方向與第二橫流扇21之旋轉方向係相反，使橫流扇飛行裝置100b達到平衡穩定的飛行狀態。

如第5a、5b、5c圖所示，在一些實施例中，第一推力機構1之第一導氣罩12與第二推力機構2之第二導氣罩22分別設置為可調整角度。藉由調整導氣罩12、22的角度，可改變出風口121、221的位置，從而改變第一橫流扇11與第二橫流扇21之氣流輸出方向。藉此，橫流扇飛行裝置100b能夠調整其飛行高度及飛行方向。

另外，第一橫流扇11與第二橫流扇21的旋轉方向並不以第5a、5b、5c圖的實施例為限。第一橫流扇11與第二橫流扇21可為順時針旋轉或逆時針旋轉，只要二者的旋轉方向為相反，如第6圖所示。

如第7a、7b圖所示，相似於第一實施例，第一推力機構1可包括複數個第一風向調整構件13設置於第一橫流扇11之氣流輸出方向上，以及第二推力機構2可包括複數個第二風向調整構件23設置於第二橫流扇21之氣流輸出方向上。風向調整構件13、23可設置為能夠前向後擺動(如第7a、7b圖所示)，或是設置為能夠向左向右擺動。藉由調節風向調整構件13、23的角 度，可改變第一橫流扇11與第二橫流扇21的輸出氣流F1、F2方向，使得橫流扇飛行裝置100b可作出更多種飛行動作。

請再次參閱第4圖，在這個實施例中，第一橫流扇11與第二橫流扇21是由同一驅動機構5驅動。並且在驅動機構5與第一橫流扇11及第二橫流扇21之間係通過數個機構70、71、72來連接。這些機構70、71、72除了作為傳動機構，以傳輸驅動機構5所提供的動力給第一橫流扇11及第二橫流扇21之外，其中的一個或數個可為差速機構，而使第一橫流扇11與第二橫流扇21在同一驅動機構5驅動下能夠以不同的旋轉速度旋轉。當然，各機構(驅動機構5及機構70、71、72)的設置位置並不以此為限。在其它實施例中，第一橫流扇11與第二橫流扇21可由個別的驅動機構予以驅動，並且提供一差速機構連接在第一橫流扇11與第二橫流扇21之間。

橫流扇飛行裝置100b還可包括一尾翼機構8，設置於橫流扇飛行裝置100b之尾部。尾翼機構8在此一實施例中為一T型尾翼，包括一水平尾翼81及一安裝在水平尾翼81上的垂直尾翼82，以提供方向穩定性。

請參閱第8、9a、9b圖，係顯示依據本發明之第三實施例的橫流扇飛行裝置的數個示意圖。此一實施例之橫流扇飛行裝置100c之組成元件與前述第二實施例相似，故相同之元件乃標示以相同之元件編號。並且，此一實施例之橫流扇飛行裝置100c與前述第二實施例相同的部分將不再贅述。

第三實施例之橫流扇飛行裝置100c的主要特徵在於包括四個推力機構1、1’、2、2’。推力機構1包 括橫流扇11及導氣罩12，推力機構1’包括橫流扇11’及導氣罩12’，推力機構2包括橫流扇21及導氣罩22，以及推力機構2’包括橫流扇21’及導氣罩22’。其中，橫流扇11沿著軸向A1旋轉，橫流扇21沿著軸向A2旋轉，橫流扇11’沿著軸向A1’旋轉，以及橫流扇21’沿著軸向A2’旋轉。並且，軸向A1與軸向A2互相平行，軸向A1’與軸向A2’互相平行，軸向A1與軸向A1’互為同軸，以及軸向A2與軸向A2’互為同軸。

藉由提供多個推力機構1、1’、2、2’，可提升橫流扇飛行裝置100c的飛行靈活度及穩定性。詳細而言，由於各個推力機構1、1’、2、2’可進行個別控制，也就是能夠個別調整各個推力機構1、1’、2、2’的輸出氣流F1、F1’、F2、F2’的大小及方向。從而，藉由氣流F1、F1’、F2、F2’在大小及方向上的不同組合，橫流扇飛行裝置100c能夠實現習知飛行器所難以作到的飛行動作，例如：橫向移動(如第9a圖所示)及原地旋轉(第9b圖)等。

另外，如第10、11圖所示，為了達到更廣泛的用途，可於橫流扇飛行裝置進一步增設各種配件，例如，浮筒9a、車輪組9b。具有浮筒9a的橫流扇飛行裝置能夠在飛行之外同時適用於水面上航行。具有車輪組9b的橫流扇飛行裝置則進一步能夠在路面上滑行。

藉由上述結構，本發明的橫流扇飛行裝置藉由橫流扇所提供的氣流推力而能夠飛行，其飛行靈活度及穩定度俱佳。橫流扇飛行裝置能夠在空中能夠作出任意動作，例如：沿任意方向位移，以各種軸向進行旋轉或迴轉，或是維持在固定位置。從而，橫流扇飛行裝置能夠 更良好地適應各種飛行環境，而廣泛地使用於各種飛行用途上。

由以上之實施例可知，本發明所提供之橫流扇飛行裝置確具產業上之利用價值，故本發明業已符合於專利之要件。惟以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。

100‧‧‧橫流扇飛行裝置

100a‧‧‧橫流扇飛行裝置

100b‧‧‧橫流扇飛行裝置

100c‧‧‧橫流扇飛行裝置

1‧‧‧推力機構

1’‧‧‧推力機構

11‧‧‧橫流扇

11’‧‧‧橫流扇

111‧‧‧葉輪

112‧‧‧葉片

12‧‧‧導氣罩

12’‧‧‧導氣罩

121‧‧‧出風口

13‧‧‧風向調整構件

2‧‧‧推力機構

2’‧‧‧推力機構

21‧‧‧橫流扇

21’‧‧‧橫流扇

211‧‧‧葉輪

212‧‧‧葉片

22‧‧‧導氣罩

22’‧‧‧導氣罩

221‧‧‧出風口

23‧‧‧風向調整構件

3‧‧‧機體

31‧‧‧座位

4‧‧‧多向傳動機構

40‧‧‧傘齒輪

41‧‧‧傘齒輪

42‧‧‧傘齒輪

5‧‧‧驅動機構

6‧‧‧風葉

70‧‧‧機構

71‧‧‧機構

72‧‧‧機構

8‧‧‧尾翼機構

81‧‧‧水平尾翼

82‧‧‧垂直尾翼

9a‧‧‧浮筒

9b‧‧‧車輪組

A1‧‧‧軸向

A1’‧‧‧軸向

A2‧‧‧軸向

A2’‧‧‧軸向

F1‧‧‧氣流

F1’‧‧‧氣流

F2‧‧‧氣流

F2’‧‧‧氣流

第1圖係顯示依據本發明之範例實施例的橫流扇飛行裝置的立體圖；第2圖係顯示依據本發明之第一實施例的橫流扇飛行裝置的側視示意圖；第3a圖係顯示第2圖的3a-3a線段的剖視圖；第3b圖係顯示第3圖的3b-3b線段的剖視圖；第4圖係顯示依據本發明之第二實施例的橫流扇飛行裝置的俯視示意圖；第5a圖係顯示第4圖的橫流扇飛行裝置的後視示意圖；第5b圖係顯示第4圖的橫流扇飛行裝置的後視示意圖；第5c圖係顯示第4圖的橫流扇飛行裝置的後視示意圖；第6圖係顯示第4圖的橫流扇飛行裝置的後視示意圖；第7a圖係顯示第4圖的橫流扇飛行裝置的後視示意圖；第7b圖係顯示第4圖的橫流扇飛行裝置的後視示意圖；第8圖係顯示依據本發明之第三實施例的橫流扇飛行裝置的俯視示意圖；第9a圖係顯示第8圖的橫流扇飛行裝置的動作示意圖；第9b圖係顯示第8圖的橫流扇飛行裝置的動作示意圖；第10圖係顯示依據本發明之第四實施例的橫流扇飛行 裝置的側視示意圖；第11圖係顯示依據本發明之第五實施例的橫流扇飛行裝置的側視示意圖。

100‧‧‧橫流扇飛行裝置

1‧‧‧推力機構

11‧‧‧橫流扇

2‧‧‧推力機構

21‧‧‧橫流扇

Claims (10)

1. 一種橫流扇飛行裝置，包含：一第一推力機構，包括一第一橫流扇，該第一橫流扇沿著一第一軸向旋轉；以及一第二推力機構，連接該第一推力機構，該第二推力機構包括一第二橫流扇，該第二橫流扇沿著一第二軸向旋轉，其中該第一橫流扇之旋轉方向與該第二橫流扇之旋轉方向係相反，並藉由該第一橫流扇與該第二橫流扇所產生的氣流推力使該橫流扇飛行裝置飛行。
2. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，其中該第一軸向與該第二軸向係設置為同軸向。
3. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，其中該第一軸向與該第二軸向係設置為互相平行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，其中該第一推力機構更包括一罩設於該第一橫流扇的第一導氣罩，該第二推力機構更包括一罩設於該第二橫流扇的第二導氣罩。
5. 如申請專利範圍第4項所述之橫流扇飛行裝置，其中該第一導氣罩與第二導氣罩係分別設置為可調整角度，以改變該第一橫流扇與該第二橫流扇之氣流輸出方向。
6. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，其中該第一推力機構更包括一設置於該第一橫流扇之氣流輸出方向上的第一風向調整構件，該第二推力機構更包括一設置於該第二橫流扇之氣流輸出方向上的第二風向調整構件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，更包括一尾翼機構，設置於該橫流扇飛行裝置之尾部。
8. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，更包括一推進風葉，以輔助該橫流扇飛行裝置飛行。
9. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，更包括一多向傳動機構，連接在一驅動機構與該第一橫流扇及該第二橫流扇之間，使該第一橫流扇與該第二橫流扇經該驅動機構驅動而以相反旋轉方向旋轉。
10. 如申請專利範圍第1項所述之橫流扇飛行裝置，更包括一差速機構，連接在該第一橫流扇與該第二橫流扇之間。