專利名稱：新理念飛行及飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
航空領(lǐng)域
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大氣層中的飛行器大多有機(jī)翼，如固定翼和旋轉(zhuǎn)翼。這是因為一般機(jī)翼有 大的升阻比，而相關(guān)資料也報導(dǎo)了利用附壁效應(yīng)的飛行器，這種飛行器沒有產(chǎn)生升力的機(jī)翼。在有翼飛行器中，固定翼飛行器一般飛行速度快，而需要很長的跑道，大多數(shù)空難 都是起飛和降落時發(fā)生的，雖然也有一些固定翼飛行器通過旋轉(zhuǎn)氣流噴口來實現(xiàn)垂直起 降，但飛行器控制性能差、外型不流暢、阻力大。旋翼飛行器可以垂直起降，但動力主要為提供升力，前進(jìn)僅為旋翼傾斜時的分力， 且飛行器體型更不流暢，阻力更大，飛行速度慢，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，事故率高。固定翼與旋翼結(jié)合的飛行器在兩者之間，附壁效應(yīng)飛行器正在研制階段，但其原 理是可行的，即在有壓力的環(huán)境中流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大，這一理論與 自然廣泛存在的現(xiàn)象一致。因此現(xiàn)有技術(shù)都各有缺點和不足。

發(fā)明內(nèi)容
如何綜合各種技術(shù)的優(yōu)點，消除各種技術(shù)的缺點，并利用自然界中的固有規(guī)律，設(shè) 計出新的更加合理的方案，是本發(fā)明的目的。按照現(xiàn)有技術(shù)和人們的廣泛實踐，已知機(jī)翼的升力「L 二-/η；2記,，其阻力
D = |pv2 ^，「在不考慮其他阻力，而只考慮機(jī)翼的阻力時，發(fā)動機(jī)的推力等于機(jī)翼的阻
力，也就是發(fā)動機(jī)向后推動的空氣的動能。這也是使機(jī)翼產(chǎn)生升力的流過機(jī)翼的空氣的動 能。這樣，流過機(jī)翼的空氣的動能與發(fā)動機(jī)推向飛機(jī)后方的空氣的動能是相等的，無論機(jī)翼 如何布置，這一動能都相等，這樣我們就可以將機(jī)翼置于發(fā)動機(jī)排向飛機(jī)后方的氣流中，可 以獲得同樣的升力，這樣就安置的機(jī)翼可以使機(jī)翼做的較小，安置這樣的機(jī)翼所獲得的升 力與飛機(jī)的運動狀態(tài)無關(guān)，即使在飛機(jī)靜止不動，也可以得到與飛機(jī)高速飛行時同樣的升 力，這就像在風(fēng)洞中的飛機(jī)一樣，飛機(jī)不動也可以得到同樣的升力，可以采用此種方式使飛 機(jī)實現(xiàn)垂直起降。高速流動的氣體在有壓力的環(huán)境中流動，可以使側(cè)向壓力降低，利用這種現(xiàn)象為 飛機(jī)提供升力，飛機(jī)排向后部的氣體是高速流動的氣體，讓這一氣體流經(jīng)機(jī)身上表面就可 以產(chǎn)生升力，這就是所謂的“附壁效應(yīng)”。飛行器的原理，將這種方式結(jié)合在機(jī)翼下方使流過 機(jī)翼下方的速度氣流同時流過機(jī)身上表面，而使飛行器獲得升力，使流動氣體的動能得到 充分利用，并且同時產(chǎn)生向后的推力，這就是本發(fā)明的主要構(gòu)思，同一股氣流即流經(jīng)機(jī)翼又 流經(jīng)機(jī)身上表面，使飛行器獲得更多的升力，這就使飛行器在同等功率下有更大的載重能力和加大航程、節(jié)省燃料。安置了處于發(fā)動機(jī)噴出氣流中的機(jī)翼，也就是不再需要外展的機(jī) 翼，就使飛機(jī)外型更加緊湊，氣動外型良好，飛行阻力小，使飛機(jī)可以以更高的速度飛行。由 于機(jī)翼始終處于高速氣流中，因此無論飛行器處于何種飛行狀態(tài)，都可以對飛行器的姿態(tài) 進(jìn)行精確調(diào)控，機(jī)翼相對氣流的角度是固定的，因此不會有失速現(xiàn)象。由于機(jī)翼的升阻比很 高，飛行器保持一個很小的迎角就可以垂直起降，而飛行器下方不會有下洗氣流。當(dāng)采用對 稱方向噴氣時，飛行器不需要保持迎角就可以水平垂直起降，這樣布置的飛行器起飛降落 時地面空氣最穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)動機(jī)噴出的氣體溫度較高時，機(jī)身上表面與機(jī)翼需要冷卻，由于機(jī) 身上表面和機(jī)翼都處于高速氣流中，它們表面的壓力都低于外界大氣壓，這就使冷卻很方 便，將機(jī)身上表面和機(jī)翼都做成中空的，在表面適當(dāng)位置開一些小孔并由側(cè)向與外界大氣 相通，利用內(nèi)外壓力差，即可實現(xiàn)自然冷卻。以上結(jié)構(gòu)的飛行器還可以用于飛艇技術(shù)相結(jié)合成為最節(jié)省能源的運輸工具。此種結(jié)構(gòu)的飛行器綜合了現(xiàn)有飛行器的所有優(yōu)點，而排除了它們的所有缺點，它 即可適用大型飛行器，又可適合小型飛行器。它即可以高速飛行又可以任意地點垂直起降， 不需跑道，安全可靠。沒有下洗氣流，工作環(huán)境良好，它適用于各種用途的飛機(jī)飛行汽車、 飛艇，還可以采用模型組合方式制成任意噸位的空中起重吊運飛行器。這種飛行器能夠垂直起降卻不需要現(xiàn)有直升機(jī)的螺旋翼，使飛行器安全性極大提 高，適用范圍更廣泛。這種結(jié)構(gòu)的飛行器所使用的都是成熟的現(xiàn)有理論和成熟的技術(shù)，只是 從技術(shù)方案和工作方法上做了改進(jìn)，因此它不存在理論和技術(shù)問題。技術(shù)特點現(xiàn)有飛行器在設(shè)計機(jī)翼時，升力一般都是按丄二來計算的，這應(yīng)該是流
經(jīng)機(jī)翼下表面空氣的動能。這其實與伯努利方程沒有任何關(guān)系，而高速飛行的飛行器的翼 型現(xiàn)已大多數(shù)都是上下表面對稱的，這與伯努利理論也沒有關(guān)系，因此在本方案中機(jī)翼升 力設(shè)計與機(jī)身上表面的升力理論與一般人的認(rèn)識不同，也不考慮伯努利理論，其設(shè)計方案 為固定翼上表面與氣流保持平行，下表面與氣流保持一定迎角，使機(jī)翼獲得最大升力，襟翼 采用現(xiàn)有飛機(jī)的兩開截式或三截式，如果發(fā)動機(jī)噴出的氣體溫度高，則在中空的固定翼后 端開有通氣孔，當(dāng)有氣流流過機(jī)翼時，機(jī)翼外表面的壓力將形成負(fù)壓，這時讓固定翼側(cè)面與 外界大氣進(jìn)入固定翼內(nèi)部并從后部氣孔排出，使機(jī)翼得到自然冷卻，由固定翼流出的冷空 氣緊貼翼面向后流動時也使襟翼得到冷卻，在機(jī)身上表面垂直安置氣流方向控制翼控制氣 流方向，以使飛機(jī)飛行方向得到精確控制，其結(jié)構(gòu)類似一般固定翼飛機(jī)的尾翼。機(jī)身上表面提供的升力可以按照伯努利方程來計算，這可能是一般人認(rèn)可的，但 個人認(rèn)為伯努利方程只適用于有壓力的環(huán)境中，在真空狀態(tài)下不適用，因此機(jī)身上表面提 供的升力只在低空大氣壓較高時考慮，在高空大氣壓低的空間以機(jī)翼提供的升力為主。附 以飛行器保持一定的迎角，以滿足飛行器對升力的需要，這也是現(xiàn)有固定翼飛行器普遍采 用的方式，當(dāng)然機(jī)身上表面提供的升力在低空和起飛和降落時作用還是非常重要的。理論分析按照現(xiàn)代機(jī)翼的升力「機(jī)翼的升力應(yīng)該是流經(jīng)機(jī)翼的空氣撞擊翼面下表面產(chǎn)生的 反作用力的向上分力，而機(jī)翼的上表面和機(jī)身上表面產(chǎn)生的升力應(yīng)該中流經(jīng)表面的空氣撞 擊作用在表面的大氣，使大氣作用在表面的壓力降低，而與伯努利方程無關(guān)。
根據(jù)以上的理論認(rèn)識，即與實踐相一致，也使升力產(chǎn)生的原因更明確。本發(fā)明的技術(shù)特征是根據(jù)以上的認(rèn)識構(gòu)思的。根據(jù)本方發(fā)明所述的方法可以設(shè)計成的結(jié)構(gòu)形成。高速飛行器發(fā)動機(jī)頂置朝后噴氣布置發(fā)動機(jī)雙數(shù)左右對稱排列，固定翼也為雙數(shù)左右對稱 布置，飛行器的轉(zhuǎn)向可通過左右固定翼后的襟翼上下調(diào)節(jié)來控制，以使轉(zhuǎn)彎時內(nèi)側(cè)低于外 側(cè)。發(fā)動機(jī)噴氣朝向后方，固定翼布置在發(fā)動機(jī)噴口后，機(jī)身上表面兩側(cè)有擋板，固定翼在 裝在擋板上，擋板兼有防止外界大氣擾亂氣流作用，固定翼可一排或數(shù)排，以前后兩排最便 于控制飛行姿態(tài)，在固定翼后方布置一垂直尾翼以對飛行器的姿態(tài)進(jìn)行精確控制，這種布 置的飛行器適宜作高速大型客機(jī)，這種布置的飛行器起飛和降落時需保持一小的迎角，前 端有可伸縮的起落架。以上方式布置的飛行器也可以小型化，其固定翼可為前后兩排，以使控制更方便 靈活，機(jī)身下部裝上輪子就成為了空陸兩用的飛行汽車，其外型與現(xiàn)有汽車無大區(qū)別，而不 再是現(xiàn)在那種汽車和飛機(jī)的結(jié)合體。以這種方式布置的飛行器的氣流也可以由其他部位產(chǎn)生，其引至飛行器頂部的前端。發(fā)動機(jī)兩側(cè)布置噴氣朝后，發(fā)動機(jī)噴口下方延機(jī)身下部有一與機(jī)身平行的狹長 平面，平面外側(cè)至發(fā)動機(jī)噴口有擋板，用于安裝固定翼，固定翼安裝在擋板與機(jī)翼之間的噴 口后面，此種飛行器的固定翼以安裝前后兩排最好，控制最方便靈活，飛行器的轉(zhuǎn)向通過固 定后的襟翼來控制，固定翼后面按垂直翼，這種控制方式可使轉(zhuǎn)變時內(nèi)側(cè)起飛和降落時對 飛行器進(jìn)行精確控制。與上述一樣，飛行器前部按有可伸縮的起落架，起飛和降落時保持一 小的迎角，這種飛行器可做為軍用戰(zhàn)機(jī)，即可高速飛行又可垂直起降。這種飛行器也可以海 上起降，一只噸位稍大于飛機(jī)噸位的小艇就可承載一飛機(jī)，成為最小的航空母艦，也不需要 起落甲板。大型模塊式垂直起降飛行器在飛行器頂部(頂部為一大平面)將多個發(fā)動機(jī)左右對稱朝外布置，固定翼也左 右對稱排列在發(fā)動機(jī)外側(cè)，垂直翼左右對稱，排列在固定翼外側(cè)，每個固定翼之間都設(shè)立 中空隔板，固定翼安裝在隔板上，飛行器端面與頂面垂直就構(gòu)成了模塊式大型飛行器中的 一個模塊，將多個模塊鏈接在一起就構(gòu)成了模塊式大型垂直起降飛行器，模塊的數(shù)量根據(jù) 需要決定，沒有限制。這種模塊式飛行器可以組合成數(shù)噸、數(shù)十噸、數(shù)百噸的級別，可以吊裝 運輸各種特大型部件。這種模塊式飛行器只要一個規(guī)格就可以組成任意種規(guī)格，它可以當(dāng) 作直升機(jī)使用，卻比直升機(jī)更安全，沒有下洗氣流，工作環(huán)境更好，用途更廣泛。在端面裝上 整流罩，并使最外側(cè)的兩側(cè)垂直翼都朝向后部側(cè)轉(zhuǎn)，同樣可以高速飛行，成為真正的空中列 車，這種空中列車不但可以在陸地上起降，也可以在海中起降，成為即可飛行又可在海上長 期航行的?？找惑w大型飛行器。以上的模式還可設(shè)計成最小的與周圍環(huán)境最和諧相處的、最平穩(wěn)的小型飛行器， 這種飛行器的氣流產(chǎn)生只能來源于風(fēng)扇，其風(fēng)扇由電動機(jī)或小型發(fā)動機(jī)帶動，將風(fēng)扇至于 飛行器后部，將風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流用管道引至飛行器頂部中軸線部位，在兩側(cè)開對外的噴口， 在噴口外軸線對稱排列固定翼和垂直翼，就成為最小與周圍環(huán)境最和諧的飛行器。
噴口對稱式布置的飛行器是最平穩(wěn)的飛行器，它可以保持機(jī)身水平狀態(tài)，平穩(wěn)起 降和空中旋停。以上所述的各種形式也可以采用電動機(jī)帶動風(fēng)扇產(chǎn)生氣流，由發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī) 集中供電的方式，由于氣流噴口都處于飛行器上部，也就都可以在水面上起飛和降落及在 水面上航行。新穎性在至今為止的資料中還沒有發(fā)現(xiàn)利用人為產(chǎn)生的高速氣流同時流經(jīng)機(jī)翼和機(jī)翼 下方的一個平面，并使氣流流向飛行器的后方，使飛行器即得到升力，又得到推力的方法， 更沒有以此方法設(shè)計的飛行器。創(chuàng)造性既有固定翼飛行器可以高速飛行的優(yōu)點，又有旋翼飛行器可垂直起降的優(yōu)點，并 比現(xiàn)有飛行器更安全，沒有下洗氣流，工作環(huán)境更好，其中模塊式地飛行器在不增加設(shè)計和 制造難度的情況下，可方便地組合成各種規(guī)格的飛行器。實用性綜合了現(xiàn)有多種飛行器的優(yōu)點，而消除了它們的缺點?？梢猿蔀楝F(xiàn)有各種飛行器 的替代產(chǎn)品，滿足人類多方面的需要，并沒有超出現(xiàn)有技術(shù)可以達(dá)到的條件，可以使用現(xiàn)有 技術(shù)輕易制造出來，原理簡單明確，符合人類的實踐經(jīng)驗。


附圖1 所示為固定翼安裝的方式1.氣流噴口 ；2.固定翼其固定在側(cè)面的氣流擋板上， 上表面與氣流方向平行，下表面與氣流形成一定迎角，這個迎角根據(jù)現(xiàn)有飛行經(jīng)驗不超過 18°為好，固定翼為中空，并在適當(dāng)部位開有小孔，并與中空的擋板相通，作為冷卻空氣的 通道。氣流流過固定翼后還有很高的速度，因此還可延氣流運動方向再增加固定翼的數(shù) 量；3.固定翼的襟翼；4.為二段式襟翼的第二襟翼，襟翼為調(diào)節(jié)升力大小所用，通過調(diào)節(jié)襟 翼與氣流的迎角來控制飛行器起飛、降落、轉(zhuǎn)彎時的飛行器的姿態(tài)對升力的需要；5.為氣 流擋板，為減小外界大氣對氣流的干擾和為安裝固定翼之用，其為中空的，并與外界大氣和 固定翼相通，以利用外界大氣對機(jī)翼進(jìn)行自然冷卻；6.為機(jī)體上表面，其與固定翼相對并 共同形成氣流通道，使高速氣流通過時產(chǎn)生低于外界大氣壓的負(fù)壓為飛行器提供升力，附 壁效應(yīng)飛行器也是以此獲得升力的，在本發(fā)明中，高速氣流即作用在機(jī)翼上又同時流經(jīng)機(jī) 身上表面，使同一氣流得到更多的利用產(chǎn)生更大的升力，此平面在條件許可時盡可能延氣 流方向延長，以得到更多的升力，平面下為中空，并與外界大氣相通，利用表面的負(fù)壓進(jìn)行 自然冷卻。附圖2(a):所顯示為一大型高速客機(jī)的布置結(jié)構(gòu)圖(為簡單明確起見，沒有顯示擋板)。1.氣流發(fā)生器(渦扇發(fā)動機(jī))；2.固定翼其后方依次還排列兩排固定翼；3.垂 直翼為控制飛行方向和在起飛和降落時控制姿態(tài)所用。附圖2(b)為這種飛機(jī)的俯視圖，1.發(fā)動機(jī)；2.固定翼左右對稱布置，以后所說固定翼都左右對稱布置，以使對飛行器的姿態(tài)控制靈活準(zhǔn)確3.外側(cè)氣流擋板；4.中間氣流擋板；5.垂直翼。這種飛行器起飛和降落時需要保持一小的迎角，因此機(jī)身前部需要有一可伸縮可 折疊的起落架。附圖3 飛行汽車示意圖，共有兩排固定翼，其結(jié)構(gòu)與大型高速飛行器相似，只是增加了地 面行駛的輪子，其高速氣流即可由頂部的發(fā)動機(jī)提供，也可以由安裝于其他部位的風(fēng)扇提 供，這樣在地面行駛和飛行時可使用同一發(fā)動機(jī)，此圖顯示的是一小型渦扇發(fā)動機(jī)。此種飛 行汽車與普通汽車外型尺寸可以完全相同，起飛和降落時使后輪處于制動狀態(tài)就可以實現(xiàn) 原地起飛和降落。1.發(fā)動機(jī)；2.固定翼；3.氣流擋板；4.垂直翼。附圖4:為一小型高速飛機(jī)，此種飛機(jī)一般適用與軍用，其結(jié)構(gòu)與軍用機(jī)相近，只是沒有外 展機(jī)翼，機(jī)身底部側(cè)向延伸出一平面，構(gòu)成高速氣流流經(jīng)機(jī)翼時的通道并與機(jī)翼共同產(chǎn)生 升力，底部的平面在與氣流形成一定的迎角時，同樣具有升力作用，且流線型好、阻力小。這 就使飛機(jī)在同樣重量，同樣功率的條件下有更大的載重量和更高的速度，有效荷載和升阻 比都可高于現(xiàn)有飛行器，這就使飛機(jī)可以有更快的速度，更高的載重量，更遠(yuǎn)的航程，更長 的留空時間。這些性質(zhì)，對軍用機(jī)都是非常重要的，沒有外展的機(jī)翼，反射面積小，發(fā)動機(jī) 噴口氣流有擋板(圖中沒有顯示擋板)，有利于隱身。這對現(xiàn)代軍用機(jī)也是非常必要的，這 種飛機(jī)集中了高速飛行垂直起降，沒有下洗氣流等，集中了各種飛行器的所有優(yōu)點，而基本 上消除了它們的缺點。它不但可以在陸地上起飛和降落，更適合在海上起飛和降落，只要噸 位稍大飛機(jī)一點的船只就可以載著飛機(jī)在大海上任意航行和讓飛機(jī)隨時起降，也就不再需 要大型飛行甲板的笨拙的航空母艦，其意義不是少量預(yù)言所講的全的，這里不再敘述。附圖4(a)為側(cè)視示意圖(其中氣流擋板沒有畫出)1.駕駛艙窗；2.渦扇發(fā)動機(jī)；3.固定翼(后面與此相同的也為固定翼)；4.垂直
^r ο附圖4(b)為俯視圖1.機(jī)身底部向外延伸的平面、2.渦扇發(fā)動機(jī)、3.固定翼的襟翼、4.機(jī)身底部向外 延伸的平面、5.垂直翼。此圖設(shè)畫氣流擋板，擋板在機(jī)身底部向外延伸的平面的外側(cè)，固定翼同定在機(jī)身 和氣流擋板上。附圖5 附圖5(a):此圖所示為模塊式垂直起降飛行器的端面示意圖1.發(fā)動機(jī)(也可 以是氣流噴口，氣流由艙內(nèi)發(fā)動機(jī)帶動風(fēng)扇同一提供)；2.固定翼；3.垂直翼；4.機(jī)艙。附圖5(b)為模塊式垂直起降飛行器的俯視圖也可以看作是多個模塊的組合俯 視圖，端面與頂面和底面完全垂直。1.發(fā)動機(jī)；2.固定翼；3垂直尾翼。
具體實施例方式以排氣溫度較低的渦扇發(fā)動機(jī)兩臺，按照模塊式垂直起降飛行器的結(jié)構(gòu)制成一試 驗飛行器，因為這種結(jié)構(gòu)左右完全對稱，穩(wěn)定性好，容易控制和改進(jìn)。取得經(jīng)驗后再設(shè)計制 造其他結(jié)構(gòu)的飛行器。
權(quán)利要求
1.使高速氣流同時流經(jīng)機(jī)翼和機(jī)翼下方的一個平面，讓機(jī)翼和機(jī)翼下方的平面同時產(chǎn) 生升力，并讓高速氣流繼續(xù)朝飛行器后方流動推動飛行器朝前運動的方法，具體體現(xiàn)為以 這種方法制作的飛行器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1.的方法制造的一種飛行器，其特征為噴氣口安裝于飛行器頂部前 端，固定翼安裝于噴氣口后方，垂直翼安裝于固定翼的襟翼后方，機(jī)身前部下方有可伸縮的 起落架。
3.根據(jù)權(quán)利要求2.制造的飛行器，其特征為固定翼，左右對稱布置，發(fā)動機(jī)四個和四 個以上為好。
4.根據(jù)權(quán)利要求1.的方法制造的飛行器可以是模塊形式，其特征為噴氣口左右對稱 布置，噴氣口朝外，固定翼排列于噴氣口外，垂直翼排列于固定翼外，垂直翼、副翼可同時朝 后旋轉(zhuǎn)，模塊端面與機(jī)身上表面垂直(以利于多個模塊相結(jié)合)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1.的方法制造的飛行器其機(jī)身底部可為船型，以適應(yīng)水上起降和船行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1.的方法制造的飛行器其擋板為中空，并與機(jī)翼和外界大氣相通，以 利于冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求2.所制造的飛行器，機(jī)身下部與汽車相同，可以設(shè)計成飛行汽車。
8.根據(jù)權(quán)利要求5.的提出的結(jié)構(gòu)下部可與汽車相同，可以設(shè)計成飛行汽車。
9.根據(jù)權(quán)利要求1.制造的飛行器，其機(jī)翼表面開有通氣小孔，用負(fù)壓實現(xiàn)自然冷卻， 并與飛行器外大氣相通。
全文摘要
新理念飛行及飛行器，本發(fā)明屬航空領(lǐng)域。一種充分利用高速氣流的新飛行方法，其方法為使人為產(chǎn)生的高速氣流全部同時流經(jīng)機(jī)翼及機(jī)翼下方機(jī)身的上表面，再流向后方。這樣高速氣流在運動過程中即通過機(jī)翼和機(jī)身上表面為飛行器提供了升力，也為飛行器提供了推力，由于機(jī)翼全部處于高速氣流中，飛行器在任何飛行狀態(tài)下都可以精確控制飛行姿態(tài)，其升力可以與飛行器的運動狀態(tài)無關(guān)。即使飛機(jī)靜止，也可以得到相同的升力。飛行器保持一個小的迎角其推力與升力合力就垂直于地面，因此這種飛行器可以垂直起飛，空中懸停和垂直降落。并且相對飛行器的下方?jīng)]有下洗氣流，它具有固定翼飛機(jī)的高速飛行和直升機(jī)的垂直起落的共同優(yōu)點，而消除了它們的缺點。
文檔編號B64C3/10GK102085911SQ20101061138
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者董樹功, 董盛巍 申請人:董樹功, 董盛巍