專利名稱：一種內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)，特別是一種翼傘飛機(jī)的構(gòu)造。
現(xiàn)有的翼傘飛機(jī)由開口式翼型滑翔傘與飛機(jī)機(jī)體組合而成。開口式翼型滑翔傘包括傘衣、傘繩、操縱繩、快卸環(huán)等，其中的傘衣由上翼面、下翼面和沿展向間隔布置的翼型翼肋縫制而成，傘的前緣有進(jìn)氣口，后緣是封閉的。當(dāng)向前飛行時(shí)，迎面空氣流由進(jìn)氣口進(jìn)入傘衣夾層內(nèi)，充滿翼肋之間的每個(gè)空腔，使傘衣鼓起，在翼肋的定型作用下，形成上凸下平的機(jī)翼形狀，傘體在迎風(fēng)氣流作用下產(chǎn)生的氣動(dòng)力升力使飛機(jī)飛行。飛機(jī)機(jī)體包括機(jī)身構(gòu)架、座艙、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、傘繩掛架等，其中的座艙有構(gòu)架式座艙、半封閉座艙和全封閉座艙，比如動(dòng)力傘的座艙，是構(gòu)架式座艙中最簡(jiǎn)單的一種，僅由座椅、安全帶組成。發(fā)動(dòng)機(jī)一般是推進(jìn)式或拉進(jìn)式的活塞螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，螺旋槳周圍有防護(hù)圈，以避免傘繩、傘衣被卷入螺旋槳中。起落架一般是前三點(diǎn)式的，為了增加起傘的穩(wěn)定性，也有采用四輪小車式的，而有些單座翼傘飛機(jī)則沒有這種輪式起落架，比如動(dòng)力傘，起飛和降落僅靠人的雙腿支撐和奔跑，人的雙腿起到了起落架的作用。傘繩掛架位于機(jī)身構(gòu)架兩側(cè)，機(jī)體重心上方，一般僅二個(gè)，也有四個(gè)掛架的，與翼型滑翔傘左右兩組傘繩或四組傘繩上的快卸環(huán)掛接。飛行前，要在地面鋪開傘衣，理順傘繩，進(jìn)氣口對(duì)正風(fēng)向。飛行時(shí)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，增大油門，傘衣在風(fēng)力作用下迅速充氣、漲滿，呈弧線上升，穩(wěn)穩(wěn)地立在機(jī)體上空與機(jī)體一起運(yùn)動(dòng)，加大動(dòng)力，傘體產(chǎn)生的空氣動(dòng)力升力就將機(jī)體帶起、離地、升空，再加大動(dòng)力，飛機(jī)就逐漸爬升，處于中等動(dòng)力狀態(tài)，飛機(jī)保持平飛；當(dāng)減小動(dòng)力，甚至失去動(dòng)力時(shí)，它就滑翔、下降、著陸。
由于現(xiàn)有翼傘飛機(jī)用翼型傘的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)開口式翼型滑翔傘的結(jié)構(gòu)相同，因而也存在著如下相同的缺點(diǎn)位于傘衣前緣的進(jìn)氣口破壞了流線形的機(jī)翼翼型，造成了額外的壓差阻力和氣動(dòng)力升力的損失(由于進(jìn)氣口造成的壓差阻力占到總體阻力的30％左右，升力損失占到15％左右)，因而飛機(jī)的飛行阻力大，飛行速度緩慢，抗風(fēng)能力較差，飛機(jī)的氣動(dòng)力性能不高。另外，在亂氣流中飛行時(shí)，也容易發(fā)生當(dāng)傘體受亂氣流擠壓后，腔室內(nèi)氣體從進(jìn)氣口排出造成的翼面塌陷，傘體變形，甚至上、下翼面貼合到一起的“夾傘”故障，結(jié)果失去飛行性能，導(dǎo)致螺旋下墜事故。因而這種開口式翼傘飛機(jī)的安全性能也較差。加之，飛機(jī)的每駕次飛行都需要在地面鋪傘展開，從地面拉起傘衣起傘；降落后，傘衣、傘繩下落至地面，因而傘衣、傘繩不可避免地會(huì)受到地面的磨損，尤其是在有根茬、沙石的土質(zhì)跑道上，乃至水泥跑道上，磨損會(huì)更加嚴(yán)重，造成翼傘飛機(jī)的使用壽命縮短。并且，在起傘時(shí)，若風(fēng)向紊亂或沒有對(duì)正風(fēng)向，都能導(dǎo)致起傘失敗，嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)體的傾斜、翻倒。
為克服傳統(tǒng)的開口式翼型滑翔傘存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明人在中國(guó)專利ZL97208430.4中公開了一種內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘。該翼型滑翔傘繼承了傳統(tǒng)開口式翼型滑翔傘的基本技術(shù)結(jié)構(gòu)，包括翼型傘衣、傘繩、操縱繩、座帶等，其特征在于翼型傘的前、后緣都是封閉結(jié)構(gòu)，并且在傘衣翼肋之間的各腔室內(nèi)裝有可充氣柔性氣囊，氣囊的縱剖面為機(jī)翼流線形，氣囊外形與翼肋之間的腔室形狀相配合?；栾w行前，從傘衣后緣的可封閉開口處依次把柔性氣囊裝入傘衣的每個(gè)空腔內(nèi)，將其準(zhǔn)確定位后，封閉后緣，只露出充氣嘴，最后通過充氣嘴給各個(gè)氣囊充氣加壓，使每個(gè)氣囊鼓起、漲硬，整個(gè)翼型傘像剛性機(jī)翼一樣。其中的壓力可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最高進(jìn)風(fēng)壓力。這種翼型傘起傘上升時(shí)狀態(tài)穩(wěn)定；在升空飛行時(shí)，能夠保持穩(wěn)定的機(jī)翼翼型，不隨氣流和技術(shù)水平變化。特別是做成扁平型高級(jí)傘，具有優(yōu)良的滑翔飛行性能。但是，該翼型傘也存在著充氣起傘和放氣收傘不方便，存在著氣囊漏氣后需要檢查、修復(fù)的麻煩，尤其是在山區(qū)滑翔，山坡上的長(zhǎng)刺植物很容易扎破傘衣內(nèi)氣囊，造成氣囊漏氣、塌蔫。傘衣內(nèi)氣囊的這種漏氣、塌蔫故障，若發(fā)生在滑翔飛行中，會(huì)導(dǎo)致翼面塌陷、變形，造成滑翔飛行的性能下降，嚴(yán)重的會(huì)失速、下墜，造成事故危險(xiǎn)。因而該翼型傘的安全性能仍然比較差。總之，使用不方便，安全性能也較差，是內(nèi)囊充氣式翼型傘存在的最大缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種不僅飛行性能優(yōu)良，安全性能好，而且壽命較長(zhǎng)，使用方便的翼傘飛機(jī)。
本發(fā)明的解決方案在于把內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘與飛機(jī)機(jī)體相組合，形成一種設(shè)有內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘的翼傘飛機(jī)。該內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘由傘衣、氣囊、傘繩、操縱繩等組成，其中的傘衣由上翼面、下翼面與間隔布置的翼型翼肋縫制而成，傘衣翼肋之間的腔室內(nèi)裝有可充氣的氣囊，氣囊外形與翼肋之間的腔室形狀相配合。該飛機(jī)機(jī)體由機(jī)身構(gòu)架、座艙、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、傘繩掛架等組成，其中的傘繩掛架與翼型滑翔傘的傘繩結(jié)合。
該翼型滑翔傘與飛機(jī)機(jī)體相配合。
本發(fā)明的解決方案還在于傘衣內(nèi)氣囊中充入的氣體是氫氣、氦氣、氨氣等任一種輕于空氣的氣體；傘衣前緣設(shè)有在氣囊漏氣、塌陷時(shí)，保持腔室壓力所需要的進(jìn)氣口。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述
具體實(shí)施例方式

圖1是內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)的外形圖，其中的(a)圖是充氣氣囊，(b)圖是翼傘飛機(jī)。
圖2是飛機(jī)機(jī)體的前視示意圖。
圖3是裝有氣囊并設(shè)有進(jìn)氣口的腔室縱剖面圖。
圖4是內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)的側(cè)視示意圖。
如圖1、圖2，內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)由內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘與飛機(jī)機(jī)體組合而成。該內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘由翼型傘衣1、氣囊2、傘繩3、操縱繩4、快卸環(huán)8等組成，其中的傘衣1由上翼面5、下翼面6與間隔布置的翼型翼肋7縫制而成，傘衣翼肋之間的腔室內(nèi)裝有可充氣的氣囊2，氣囊2的縱剖面為機(jī)翼流線形，與翼肋之間的腔室配合。飛機(jī)機(jī)體由機(jī)身構(gòu)架9、座艙10、發(fā)動(dòng)機(jī)11、前三點(diǎn)式起落架12、傘繩掛架13、螺旋槳防護(hù)圈14、護(hù)尾桿15、垂尾16、機(jī)身蒙皮17等構(gòu)成，其中座艙10是半封閉座艙，其前部設(shè)有單曲面擋風(fēng)玻璃，內(nèi)設(shè)四座位座椅，前排兩座椅的左側(cè)為駕駛員座椅，該座椅前部設(shè)有腳蹬桿(圖未示)；推進(jìn)式活塞螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)11裝于座艙后部發(fā)動(dòng)機(jī)艙18內(nèi)，三葉定距螺旋槳周圍設(shè)有防護(hù)圈14，以避免傘衣、傘繩被卷入螺旋槳中；位于座艙左上方和右上方的兩個(gè)傘繩掛架13的上端與翼型傘左右兩組傘繩3上的快卸環(huán)8掛接；操縱繩4通過傘繩掛架13上的滑輪連接到腳蹬桿上；護(hù)尾桿15由硬度大、韌性好的金屬管制成，用于在起飛、降落中，機(jī)身仰角過大時(shí)支撐地面，保護(hù)螺旋槳防護(hù)圈；位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙18上的垂尾16，在飛行中用于保持機(jī)體的方向穩(wěn)定性，特別是在風(fēng)向紊亂的環(huán)境條件下，具有良好的方向穩(wěn)定作用；整個(gè)機(jī)體表面覆蓋有玻璃纖維蒙皮17，該蒙皮17與機(jī)身構(gòu)架9間裝有硬質(zhì)塑料泡沫夾芯。
該飛機(jī)機(jī)體質(zhì)量的大小要與所使用翼型傘面積的大小相配合。
由于上述組成翼傘飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)件1-18都是現(xiàn)有技術(shù)，其更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系，這里就不描述了。
該內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)與現(xiàn)有開口式翼傘飛機(jī)相比較，最明顯的改進(jìn)之處在于在封閉的傘衣1內(nèi)設(shè)置有氣囊2。因而在飛行前，就要先通過充氣嘴19給氣囊2充氣加壓，使每個(gè)氣囊鼓起、漲硬，整個(gè)翼傘就像剛性機(jī)翼一樣。再使傘體對(duì)正風(fēng)向，理順傘繩，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，增大油門，傘體在氣動(dòng)力作用下，就呈弧線上升，穩(wěn)穩(wěn)地懸在機(jī)體上空與機(jī)體一起運(yùn)動(dòng)。再通過腳蹬桿稍帶后緣操縱繩4，加大動(dòng)力，傘體在迎風(fēng)氣流作用下產(chǎn)生的氣動(dòng)力升力就將機(jī)體帶起、升空。這樣，該翼傘飛機(jī)就具備了內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘的主要優(yōu)點(diǎn)起傘上升時(shí)狀態(tài)穩(wěn)定；飛行阻力?。伙w行速度快；氣動(dòng)力效率高。又由于其具備了自主飛行能力，在起飛和降落時(shí)，就可以避開不良的地面起降環(huán)境，也就避免了內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘所存在的氣囊容易被刺扎破而出現(xiàn)的漏氣故障；還可以在飛機(jī)降落后，并不放氣收傘，而是保持傘體的充氣鼓起狀態(tài)，直接用于再一次起飛。因而，該翼傘飛機(jī)就克服了內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘主要存在的使用不方便，氣囊容易被扎破、漏氣的缺點(diǎn)。
見圖3、圖4，裝有氣囊2的傘衣腔室的前緣設(shè)有進(jìn)氣口20。該進(jìn)氣口20與傳統(tǒng)開口式翼型滑翔傘進(jìn)氣口的結(jié)構(gòu)、大小可以相同，但通常要小一些，甚至該進(jìn)氣口20就是在傘衣前緣挖有的簡(jiǎn)單的進(jìn)氣孔洞，其大小只要能保證在飛行中，氣囊發(fā)生滲氣、塌陷、氣體壓力下降時(shí)，從該進(jìn)氣口20補(bǔ)充進(jìn)入的沖壓空氣量大于腔室內(nèi)氣囊的滲氣量，仍能維持傘體飽滿、良好的狀態(tài)既可。而裝于腔室內(nèi)的氣囊2，則具有完整的機(jī)翼弧線形前緣，氣囊的縱剖面仍是完整的機(jī)翼流線形，從而保持了腔室的縱剖面也是完整的機(jī)翼流線形。而充氣嘴19也設(shè)置到了氣囊的前緣部位。由于有進(jìn)氣口20，柔性氣囊2就可以通過該進(jìn)氣口20裝入傘衣各腔室內(nèi)。裝入時(shí)，氣囊要與腔室內(nèi)相應(yīng)部位準(zhǔn)確定位，尤其是氣囊后緣要與腔室內(nèi)后緣準(zhǔn)確定位，使充氣后的氣囊外形與腔室形狀密切配合。這樣，該設(shè)有進(jìn)氣口的傘體結(jié)構(gòu)，就使本翼傘飛機(jī)不僅可以保持內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘優(yōu)良的空氣動(dòng)力性能，而且具備了良好的安全性能。
本內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)的傘衣氣囊內(nèi)，還可以充入氫氣、氦氣、氨氣等任一種輕于空氣的氣體。給氣囊充入輕氣體后，輕氣體產(chǎn)生的浮力就使傘體浮升，懸停于機(jī)體上空，宛如一個(gè)漂浮在空中的扁狀氣球。當(dāng)需要飛行時(shí)，只需起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，加大動(dòng)力，漂浮的傘體便隨機(jī)體一起運(yùn)動(dòng)，隨著速度的加快，傘體產(chǎn)生的氣動(dòng)力升力就將機(jī)體帶起、升空。這樣，傘體、傘繩就避免了受地面磨損，翼傘的使用壽命延長(zhǎng)；加之傘體始終懸浮于空中，起飛時(shí)省去了從地面起傘，飛機(jī)的起飛就更為方便、快捷。這樣的翼傘飛機(jī)的起飛方式就與固定翼飛機(jī)的起飛方式相同，但由于自重很輕，加之傘衣面積通常較同座位固定翼飛機(jī)的機(jī)翼面積大，因而其起飛時(shí)的速度小，且起落滑跑距離很短，其起落滑跑距離可以僅在10米左右，特別適用于飛行次數(shù)頻繁的教練飛行和游覽觀光飛行。
一種充有氦氣的單座位內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)，其傘體為矩形，翼展長(zhǎng)11.2米，翼弦長(zhǎng)4.2米，腔室數(shù)量23個(gè)，采用常規(guī)翼型，翼型最大厚度0.68米，傘衣材料采用壁厚0.05毫米雙面涂有聚胺基甲酸脂涂層的抗紫外線輻射、抗撕裂滌綸材料，傘繩采用外層為聚脂纖維護(hù)套，內(nèi)芯為凱芙拉纖維即Kevlar或spec-tra材料，傘繩直徑1.2、1.6毫米，這樣的主傘質(zhì)量≤9千克。傘體內(nèi)氣囊采用氦氣飛艇氣囊用聚脂復(fù)合薄膜材料，壁厚0.045毫米，每平方米質(zhì)量39克，按照傘衣腔室形狀制做23個(gè)氣囊的質(zhì)量是8.7千克，這樣的傘體總質(zhì)量≤17.7千克。傘體內(nèi)氣囊的空腔容積合計(jì)有19.8立方米，氦氣的浮力是每立方米1.058千克，傘衣內(nèi)各氣囊充滿氦氣后，獲得浮力20.9千克。當(dāng)傘體充滿氦氣后，非常穩(wěn)定地懸浮于機(jī)體上空。當(dāng)然，傘體若充入氫氣，獲得的浮力會(huì)更大一些。
上述充有氦氣體的翼型傘，僅是一種小型傘。由于傘體容積是隨著傘體線性尺寸呈立方比例增加，翼型傘設(shè)計(jì)的愈大，翼弦愈長(zhǎng)，傘體愈厚，傘體容積的增加量愈超過傘體質(zhì)量的增加量，傘體愈容易獲得足夠的浮力；加之翼傘飛機(jī)的飛行速度多處于低速范圍內(nèi)，采用厚翼型能獲得更好的空氣動(dòng)力性能和更高的氣動(dòng)效率，這時(shí)的傘體較厚，傘體容積較大，氣囊充入輕氣體后，可以獲得更充足的浮力。
由于在傘衣內(nèi)氣囊中充入氫氣、氦氣等輕氣體后，傘體能否按要求浮起，只要經(jīng)過常規(guī)測(cè)算和試驗(yàn)就可以得出，所以這里就不再舉例了。
綜上所述的內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)與現(xiàn)有開口式翼傘飛機(jī)比較具有如下優(yōu)點(diǎn)1、飛行阻力小，氣動(dòng)效率高。傘體具有完整的機(jī)翼翼型，升阻比提高，功率消耗減小。
2、飛行速度快，抗風(fēng)能力強(qiáng)。傘體的硬挺度高，抵抗亂氣流的能力強(qiáng)，特別是小面積，高充氣硬度的翼傘飛機(jī)，不僅飛行速度快，而且具有優(yōu)良的抗風(fēng)能力。
3、有良好的固有安全性。傘體在結(jié)構(gòu)上排除了開口式翼傘飛機(jī)經(jīng)常存在的翼面塌陷、夾傘、折翼等危險(xiǎn)故障，提高了安全性。
4、充有輕氣體的傘體始終系留、懸浮在機(jī)體上空，傘衣、傘繩不受地面磨損，飛機(jī)的壽命延長(zhǎng)，起飛更為方便快捷，特別適用于飛行次數(shù)頻繁的教練飛行和游覽飛行。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī)，其特征包含內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘，該翼型滑翔傘由傘衣(1)、氣囊(2)、傘繩(3)、操縱繩(4)組成，其中的傘衣(1)由上翼面(5)、下翼面(6)與間隔布置的翼型翼肋(7)縫制而成，傘衣翼肋之間的腔室內(nèi)裝有可充氣的氣囊(2)，氣囊(2)外形與翼肋之間的腔室形狀相配合；和飛機(jī)機(jī)體，該飛機(jī)機(jī)體由機(jī)身構(gòu)架(9)、座艙(10)、發(fā)動(dòng)機(jī)(11)、起落架(12)、傘繩掛架(13)組成，其中的傘繩掛架(13)與翼型滑翔傘的傘繩(3)結(jié)合；該翼型滑翔傘與飛機(jī)機(jī)體相配合。
2.按照權(quán)利要求1所述的翼傘飛機(jī)，其特征在于傘衣內(nèi)氣囊中充入的氣體是氫氣、氦氣、氨氣等任一種輕于空氣的氣體。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的翼傘飛機(jī)，其特征在于傘衣前緣設(shè)有在氣囊漏氣、塌陷時(shí)，保持腔室壓力所需要的進(jìn)氣口(20)。
全文摘要
一種內(nèi)囊充氣式翼傘飛機(jī),其特征在于:由內(nèi)囊充氣式翼型滑翔傘和飛機(jī)機(jī)體組合而成。該翼型滑翔傘翼型傘衣的腔室內(nèi)裝有可充氣的氣囊,氣囊中可以充入氫氣、氦氣、氨氣等任一種輕于空氣的氣體,傘衣內(nèi)各氣囊在充入輕氣體后,傘體浮起、懸停于機(jī)體上空。傘衣前緣設(shè)有在氣囊漏氣、塌陷時(shí),保持腔室壓力所需要的進(jìn)氣口。該翼傘飛機(jī)克服了現(xiàn)有開口式翼傘飛機(jī)存在的飛行阻力大,氣動(dòng)力效率低,安全性能較差,使用壽命較短等問題,適用于教練飛行和游覽飛行。
文檔編號(hào)B64C31/036GK1337342SQ0011390
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期2000年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月14日
發(fā)明者王文鎖 申請(qǐng)人:王文鎖