專利名稱：復(fù)合旋轉(zhuǎn)式“撲翼”飛機(jī)的制作方法
復(fù)合旋轉(zhuǎn)式"撲翼"飛機(jī)
本發(fā)明目的是要提供一種經(jīng)濟(jì)輕便的載人飛機(jī)器，它可用于空中 出行、農(nóng)業(yè)航空、救災(zāi)救護(hù)、巡邏跟蹤、汽車不達(dá)之地等。
除幵行動不便的氫氣、氦氣、熱氣球外想要獲得升空力最經(jīng)濟(jì)之
法莫過于模仿鳥類鼓動雙翼，有資料說(記得大概是1956、 1957年的 某期"知識就是力量"雜志上一篇介紹撲翼飛機(jī)文章說的)按鳥翼運(yùn) 動模式獲取升力，l千瓦動力約可得升力14公斤，而按螺槳模式來獲 取升力，1千瓦動力約可得升力4公斤，這就是說前者的經(jīng)濟(jì)效益約 為后者的3.5倍。人們想創(chuàng)制撲翼飛機(jī)由來己久，成效甚微，近年雖 小有成功，但機(jī)重不過十幾克幾十克，若要將之大型化到足以載人還 困難重重，因?yàn)轼B翼運(yùn)動是一種十分復(fù)雜的往復(fù)運(yùn)動，即使是簡單往 復(fù)運(yùn)動要大型化，也要遇到頻繁交變的巨大的往復(fù)慣性力障礙的。
本發(fā)明是一種既無頻繁交變慣性力作祟的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動又有升力效益 勝過鳥翼的"撲翼"飛機(jī)，下面就結(jié)合附圖來進(jìn)行說明。

圖1A、圖 1B是本發(fā)明基本設(shè)計(jì)的前視，俯視圖機(jī)身(9)的兩側(cè)有對稱旋轉(zhuǎn) 的兩個(gè)三輻旋架(8a、 8b、 8c)，其中(8a)為前三輻，(8b)為中三 輻，(8c)為后三輻，前后兩個(gè)三輻僅為支承旋翼軸的一個(gè)端頭，中三 輻除為支承旋翼軸另個(gè)端頭外其內(nèi)部還有控制旋翼運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)。 為便于安裝這些傳動機(jī)構(gòu)，中三輻是由兩個(gè)半三輻(8 bP 8b2)合接 而成的， 一個(gè)旋架上有三組旋翼，每組兩張，此兩張旋翼的軸向投影重合， 一個(gè)旋架由兩個(gè)三輻半架對接構(gòu)成。三組(六張)旋翼分裝于 兩個(gè)半架之輻臂端頭。
圖1A圖IB中標(biāo)記l一旋翼，2—旋翼旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)包殼，3— 旋翼運(yùn)動傳動中樞包殼，4一旋架前支樑，5—旋架后支樑(內(nèi)中包封 有發(fā)動機(jī)的傳動軸)，6—水平尾翼(前飛時(shí)才是水平狀，平放時(shí)有些 仰角)7—垂直尾翼(附設(shè)方向舵)，8—旋架軸(空心的)，8a—旋架 前三輻，8b—旋架中三輻(由半三輻8bp 8b2構(gòu)成)，8c—旋架后三 輻，9一機(jī)身，IO—后輪，ll一前輪，12—旋架減速傳動器包殼，13 一發(fā)動機(jī)(擬用三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī))。
旋翼運(yùn)動的瞬時(shí)圖象示于圖2A:
在X軸上有以y軸對稱的O， O鄰P， P'; P為AB的中點(diǎn)；P' 為A'B'的中點(diǎn)，在起始時(shí)令A(yù)B、 A'B'均垂直于X軸，令P以O(shè)為 圓心，OP為半徑逆時(shí)針向旋轉(zhuǎn)，令P'以O(shè)'為圓心，O'P'為半徑順時(shí) 針向旋轉(zhuǎn)，且令此兩種旋轉(zhuǎn)為同速的，在P， P'各繞O， 0'同速異向 旋轉(zhuǎn)之同時(shí)，令A(yù)B、 A'B'各繞P， P'以P繞O之同向半速，P'繞O '之同向半速，對稱旋轉(zhuǎn)，則圖中A^Bp A2P2B2……A7P B7及A^ 'B,， A2P2B2'……A'7P'7B'7等即為上述運(yùn)動中APB， A' P' B' 的幾個(gè)瞬時(shí)圖象。由此瞬時(shí)圖象可見APB， A'P'B'任何瞬間其自身 或其延伸線均是通過P、 p'(在X軸上的P、 P')的。這由幾何定理 弦切(線)角等于弦所對弧佔(zhàn)角度的l可證的。
可將APB，A' .P' B'作上述運(yùn)動的瞬時(shí)圖象看成是以P，P'(在 X軸上的P， P')為"翼樞"的一對"撲翼"的瞬時(shí)圖象，可見這對"撲翼"的軸除運(yùn)動到P， P'(在X軸上的P， P')無升力外，其余
任何處所受空氣阻力均會產(chǎn)生向上分力即升力的。這對"撲翼"除有 上舉下?lián)溥^程外還伴有外伸內(nèi)縮過程。上舉的前半期為內(nèi)縮的后半期， 上舉后半期為外伸前半期，下?lián)淝鞍肫跒橥馍旌蟀肫?，下?lián)浜蟀肫跒?內(nèi)縮前半期。
由圖2A還可看到這對"撲翼"在外伸前半期(上舉后半期)
兩翼背向運(yùn)動而分開將會抽稀機(jī)身(圖中用梨形表示)上方空氣而使 機(jī)身受到托舉力，這對"撲翼"在內(nèi)縮后半期(上舉前半期)兩翼相 向運(yùn)動夾壓其間之空氣而使機(jī)身受到托舉力。
"撲翼"優(yōu)于鳥翼之處是"撲翼"在隨旋架旋轉(zhuǎn)一周之中除只有 一個(gè)點(diǎn)無升力外，其余任何處無論是外伸內(nèi)縮上舉下?lián)渚a(chǎn)生升力。 而鳥翼沒有外伸內(nèi)縮過程，其上舉時(shí)期是無升力的，且上舉時(shí)間長于
下?lián)鋾r(shí)間，因此此"撲翼"利用率是遠(yuǎn)高于鳥翼的。
圖2B是一架三輻旋架"撲翼"飛機(jī)簡圖，由圖可見OP、 O'P' 的夾角略小于18(A這樣可增加飛機(jī)的穩(wěn)定性，正如現(xiàn)用飛機(jī)的兩翼 都有一些仰角一樣。
圖3A示出驅(qū)動旋架的傳動減速機(jī)構(gòu)的第一級減速結(jié)構(gòu)，由于旋 架轉(zhuǎn)速低， 一般2~4轉(zhuǎn)/秒，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一般60 100轉(zhuǎn)/秒，故減速比 較大須用兩級減速方可， 一級減速用蝸輪蝸桿，為提高蝸輪輪齒利用 率，圖中用四個(gè)切向蝸桿，相鄰蝸桿用錐角9()G的切錐齒輪聯(lián)系，當(dāng) 然這種設(shè)計(jì)會使重量增加，如是得不償失的話，還是用普通蝸輪蝸桿， 圖中6個(gè)虛線園表示第二級減速，是公知的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，外恒齒輪(內(nèi)齒圈)的輪輞向兩端延伸以齒輪室包夾架為軸，輪輞外沿設(shè) 花鍵嵌入三輻旋架軸相應(yīng)端頭的花鍵槽中以驅(qū)動旋架，此第二級減速
器的內(nèi)恒齒輪軸如圖3B中K示要延伸到中三輻去作為旋翼運(yùn)動傳動 中樞的第一件。
圖4A、 4B、 4C示出旋翼運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)，圖4A中居中齒輪(V0) 接K軸(旋架傳動第二級內(nèi)恒齒輪的延伸軸)，(Vq)周圍有三個(gè)隨旋 架旋轉(zhuǎn)的切向齒輪(V。其軸借關(guān)節(jié)(J。徑向傳動軸(Ti)關(guān)節(jié)(J2) 連接著蝸桿(V2)以驅(qū)動三輻輻臂端頭內(nèi)的蝸輪(V3)， (V3)的中空 軸孔內(nèi)設(shè)花鍵槽用以嵌入旋翼軸相應(yīng)端的花鍵，只要蝸桿螺紋方向正 確就可使旋翼旋向正確。通常旋架第二級減速比為3 (或4)也就是如 旋架正向(反向)轉(zhuǎn)一周。其內(nèi)恒齒輪反向(正向)轉(zhuǎn)三周(或四周) 故內(nèi)恒齒輪相對于旋架來說是旋架轉(zhuǎn)一周內(nèi)恒齒輪轉(zhuǎn)四周(或五周)
若取轉(zhuǎn)速Vo: v, =1 : 4則旋架轉(zhuǎn)一周(Vi)轉(zhuǎn)16周(或20周)如
v2蝸桿為單頭線的，則在(V3)蝸輪齒數(shù)為32 (或40)時(shí)，就可使 旋翼轉(zhuǎn)速為架轉(zhuǎn)速之半的，即旋架旋翼的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向均符合權(quán)利要求2 所述特征。
圖5A 5D示出旋翼傳動的另一方案，其傳動中樞中心齒輪與旋翼 蝸輪間的傳動不再用關(guān)節(jié)，更為簡單些。
圖6示出當(dāng)在旋翼運(yùn)動劃掃面左上方右上方添裝導(dǎo)氣屏風(fēng)M后， 可使升力增加，從而使"撲翼"的升力效益更高于鳥翼。
如想此"撲翼"飛機(jī)更大型，可增裝旋架，考慮使用燃?xì)鉁u輪發(fā) 電/電動"撲翼"飛機(jī)。
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)合旋轉(zhuǎn)式“撲翼”飛機(jī)(后文簡稱“撲翼”飛機(jī))包括對稱安裝于機(jī)身兩側(cè)的兩個(gè)三輻旋架，每個(gè)旋架上有三組旋翼，以及旋架的傳動機(jī)構(gòu)、旋翼的傳動機(jī)構(gòu)等。
2、 按權(quán)利要求1所述的"撲翼"飛機(jī)其特征在于，旋翼要在旋架 上旋轉(zhuǎn)——旋轉(zhuǎn)上的旋轉(zhuǎn)——復(fù)合旋轉(zhuǎn)，前視此機(jī)其左旋架為逆時(shí)針 向旋轉(zhuǎn)，右旋架為順時(shí)針向旋轉(zhuǎn)，旋翼在其所在的旋架上轉(zhuǎn)向在軸向 投影面上二者相同，轉(zhuǎn)速則是旋翼為旋架的1/2,因而旋翼相對于旋架 的轉(zhuǎn)向又與旋架相反。兩個(gè)旋架帶著各自的旋翼是作對稱旋轉(zhuǎn)的。
3、 按權(quán)利要求1所述"撲翼"飛機(jī)其特征在于當(dāng)添裝上大面積滑 翔翼后就有機(jī)會利用上升氣流來增加航時(shí)航程，同時(shí)保安性也更好， 遇機(jī)械故障時(shí)可平安滑翔降落。也可重復(fù)開機(jī)升爬升、停機(jī)(或怠速) 滑翔來增加航時(shí)航程。
4、 按權(quán)利要求1所述"撲翼"飛機(jī)其特征在于要前飛時(shí)是調(diào)整整 機(jī)重心使機(jī)身向前有一俯角。也可添裝可離合牽引螺漿，有牽引螺漿 的"撲翼"飛機(jī)，氣候適應(yīng)性更好，航速更高。
5、 按權(quán)利要求1所述"撲翼"飛機(jī)，其特征在于當(dāng)在其左旋架旋 翼運(yùn)動劃掃面的左上方及其右旋架旋翼運(yùn)動劃掃面的右上方添裝約 90°弧的弧形屏風(fēng)后，可使升力增大，可使"撲翼"的升力效益勝過 鳥翼的。
全文摘要
機(jī)身(9)的兩側(cè)有裝有旋翼的兩個(gè)三輻旋架帶著旋翼對稱旋轉(zhuǎn)，旋翼轉(zhuǎn)速為旋架轉(zhuǎn)速之半，這種旋翼運(yùn)動十分類似鳥翼撲擊而獲升力，其獲取升力所耗動力十分經(jīng)濟(jì)，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的飛行器。
文檔編號B64C33/00GK101289115SQ20081008824
公開日2008年10月22日 申請日期2008年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月26日
發(fā)明者向南森 申請人:向南森