專利名稱：飛艇(又名地表效應飛機)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是利用類似飛機機翼的空氣動力地表效應(地表-地球表面。地面、水面)研究制造地表效應飛行器的問題。特別涉及到此種飛行器地表效應飛行高度過低、地效飛行時轉彎半徑大、穩(wěn)定性差、駕駛員和乘員視界與視距差的問題。
由于此種飛行器至今沒有進入實用階段，沒有比較一致的名稱。我對此種飛行器用過的名稱有“飛艇”是形象的名字，飛行快艇之間?！暗乇硇w機”是物理意義的名字，利用翼面地表效應的飛行機器。
自1889年法國人K·安德提出過使汽船在水面飛行的設想，并在1890年到1897年間制造了三艘。它是在船體的兩側裝上4個貼著水面的翅膀。那時世界工業(yè)產(chǎn)品中還沒有飛機這個類別。從那時起到現(xiàn)在計有法國、美國、芬蘭、瑞典、蘇聯(lián)、日本、中國等國家的人做過幾十種方案和實驗機。但至今地表效應飛機沒有進入實用階段和成為批量的工業(yè)產(chǎn)品。究其技術原因，有這樣4項1、地效飛行高度過低，重量規(guī)模要很大，才能取得飛越障礙的飛行高度。2、地效飛行時由于全機的寬度(翼展)遠大于飛行高度，轉彎時壓坡度可能造成一端觸及地表物(海浪)，因此不能象普通飛機那樣依靠壓坡度來取得轉彎所需的巨大向心力，因此，地效飛行時轉彎半徑比同速度、同重量的飛機大很多。3、因飛行穩(wěn)定性差，使安全性變差。4、在10米以下的高度以500公里/小時以上的速度飛行時，駕駛人員的視距短，視界差，難于躲避障礙物。
本發(fā)明的目的就是提供一種綜合解決前述4項問題的新式地表效應飛行器，這種方案可綜合解決這4項問題，原理不同于世界上的其他方案。構造較普通飛機復雜一些，利用現(xiàn)在的飛機工業(yè)即可制造，可能促成利用機翼研究制造地表效應飛行器進入實用階段。
經(jīng)依靠自身動力飛行的模型飛行實驗已證明，飛行高度可提高1倍，穩(wěn)定性很強。這個模型與設計實驗機比例為1∶22，幾何相似、重量相似、動力相似，施加了是飛行速度30%以上的垂直氣流干擾，仍能利用空氣動力自動保持飛行姿態(tài)。該模型在構造方面也做了模擬，證明可提供維持飛行的足夠強度。轉彎半徑和視界問題，從布局上即可認識清楚。
下面將參照


本發(fā)明的工作原理。
其中附圖為一種方案的立體圖。
根據(jù)本發(fā)明，此地表效應飛機分有以下幾個主要部分下翼(2)、垂直機翼(1)、中翼(3)、發(fā)動機(4)、上機翼(5)、駕駛倉(6)、船體(11)、穩(wěn)定浮筒(13)、方向舵(9)、水舵(10)、副翼(14)、襟翼(12)、升降舵(8)、雷達倉(7)。
根據(jù)風洞實驗機翼在距離地表(地面和水面)的高度，小于展長時升力系數(shù)有很微弱的增加，小于弦長時△Cy可到5%，小于弦長50%△Cy可到20%，小于弦長10%△Cy可到38%。各種形狀的機翼表現(xiàn)出的數(shù)量不同。部分機翼還表現(xiàn)出Cx減小。升力隨機翼后緣距地表的高度成線性的增加變化。假設飛行器的重量不變，這種變化的升力可使姿態(tài)穩(wěn)定的飛行器取得高度方面的穩(wěn)定平衡。這就是利用飛機機翼的地表效應飛行的基本原理。加強地表效應的方法，可通過機翼選型和向下噴射高速氣流的方法。都是直接利用飛機機翼的地表效應?，F(xiàn)在世界上的利用機翼地表效應的飛行器和方案的基本原理都是這樣。重點是追求高速度、高效率的海上低空運輸工具。
本發(fā)明如附圖所示，全機重心在X軸上的位置在下翼、上翼升力中心之間，在Y軸上的位置也在下翼、上翼之間。飛行時下翼處在地表效應的范圍之內(nèi)，上翼處在地表效應的范圍之外，當高度降低時下翼升力增加，使全機抬頭，全機迎角增加，全機升力增加，飛向原高度。當高度升高時，情況相反。間接利用機翼的地表效應保持高度。關鍵是怎樣使上翼脫離地表效應的影響。例普通飛機進入地表效應區(qū)后氣動的自動趨勢是迎角減小。本發(fā)明設置了很大的垂直機翼，將上翼置于遠較一般高水平尾翼飛機高的位置上，增加上翼距地表的高度。但是下翼后面的洗流仍會使上翼隨全機的地表效應而有很大的升力變化，由于垂直機翼的出現(xiàn)，將產(chǎn)生高速后噴氣流的動力裝置通過垂直機翼安裝在重心附近。其前、后、上、下均在下翼和上翼之間，利用螺旋槳的滑流或噴氣發(fā)動機的噴流抑制下翼洗流對上翼的干擾。由于使一部分翼面基本脫離了地表效應的影響，全機的穩(wěn)定性就易于解決了。
當此種地表效應飛機轉彎時，方向舵偏轉，全機繞Y軸轉動，垂直機翼與飛行前方的氣流形成夾角，提供轉彎所需要的大部分向心力，實現(xiàn)小半徑轉彎。解決地效飛機在地效范圍內(nèi)飛行時壓坡度轉彎可能一端觸及地表物的問題。這種布局安排再與飛機通用的自動駕駛設備相配合，即可實現(xiàn)安全的人工駕駛和自動駕駛。
垂直機翼的另一個功用是改善視界、視距。以每小時幾百公里的速度在10米以下的高度飛行，駕駛員及早發(fā)現(xiàn)前方的障礙物是非常重要的。駕駛員的視界、視距情況很有價值。從附圖可形象地看出一些效果。根據(jù)此種地效飛機的幾個設計，重量2噸，可在垂直翼下部安置2名乘員;重量18噸，可在垂直翼上端安置2名乘員和對前方的警戒雷達;重量20噸以上，可在垂直翼前緣部分豎向安排乘客。
本發(fā)明也可利用普通固定翼飛機的原理，在地表效應區(qū)外象普通固定翼飛機那樣飛行。
按上述工作原理，就可達到本發(fā)明的4項目的。應當指出，上述說明是根據(jù)附圖中所推薦的實施例加以描述的，對于不脫離本發(fā)明的實質(zhì)，對部件和布置進行的任何改變，都應視為不脫離本發(fā)明的權利要求范圍。
權利要求
1.利用翼面地表效應(地表--地球表面、地面、水面)的飛行器，其特征在于由垂直翼面提供轉彎的部分向心力；同時該翼面連固著上、下升力翼面；間接地利用翼面的地表效應保持飛行高度，由地表效應區(qū)內(nèi)的翼面提供的效應力控制全機的迎角；將動力裝置布置于中部，利用動力裝置產(chǎn)生的氣流抑制前下方翼面的洗流對后上方翼面的干擾，實現(xiàn)間接利用地表效應的想法，增加全機的穩(wěn)定性能；駕駛倉或乘員倉置于垂翼中或上端改善視界、視距，以及將非目力觀察設備置于垂翼上端，改善觀察效果，綜合解決翼面地表效應飛行器地效飛行高度過低，轉彎半徑大、穩(wěn)定性差、駕駛人員和乘員視界、視距差的問題。
2.一種權利要求1利用翼面地表效應飛行器，其有特征在于布置垂直翼面能提供轉彎的部分向心力。
3.一種權利要求1利用翼面地表效應飛行器，其有特征在于由垂直翼面或非升力翼面實現(xiàn)全機的方案部件的連接。
4.一種權利要求1利用翼面地表效應飛行器，其有特征在于利用翼面的地表效應改變?nèi)珯C的迎角，做為自動保持飛行高度和提高全機效率的方法之一而使用。間接地利用翼面的地表效應。
5.一種權利要求1利用翼面地表效應飛行器，其有特征在于存在著由前下方和后上方布置的2組或2個翼面提供升力，將全機的重心置于升力中心之間。
6.一種權利要求1利用翼面地表效應的飛行器，其有特征在于將動力裝置或其他高于飛行速度的氣流置于上、下翼面之間。抑制前面翼面的洗流對后面翼面的影響。
7.一種權利要求1利用翼面地表效應的飛行器，其有特征在于將駕駛倉或乘員倉或非目力觀察設備安置于不是用來產(chǎn)生升力的翼面內(nèi)或上端，以及將駕駛倉或乘員倉或非目力觀察設備與不是用來產(chǎn)生升力的翼面融為一體。
全文摘要
地表效應飛機。本發(fā)明涉及到利用類似飛機機翼的翼面的地表效應(地表—地球表面。地面、水面)研究制造低空飛行器的問題。特別涉及到此種飛行器地效飛行高度過低、轉彎半徑大、穩(wěn)定性差、駕駛人員和乘員視界差的問題。本發(fā)明增加了巨大的垂直機翼，由垂直機翼提供轉彎的向心力，同時該機翼連固著上、下升力機翼，間接利用機翼的地表效應保持飛行高度，發(fā)動機置于中部，抑制下翼的洗流干擾，增加穩(wěn)定性，駕駛倉置于垂直機翼中或上端改善視界。綜合解決前述四項問題。
文檔編號B60V1/00GK1047056SQ8910311
公開日1990年11月21日 申請日期1989年5月12日 優(yōu)先權日1989年5月12日
發(fā)明者柏曉鐘 申請人:柏曉鐘