專利名稱：動(dòng)面翼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
動(dòng)面翼，涉及飛行器及船舶機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的低速飛機(jī)采用的固定翼是有一定翼型斷面的柱體，大多是上下表面不對(duì)稱，機(jī)翼與來(lái)流存在一定的迎角，產(chǎn)生升力的效率較低，產(chǎn)生升力的大小與飛行速度和機(jī)翼面積成增函數(shù)，飛機(jī)起飛和降落時(shí)速度不夠快，是靠增大迎角、增大機(jī)翼有效面積、利用后緣襟翼、前緣襟翼或前緣縫翼的方式來(lái)提高升力的，機(jī)動(dòng)性較差，按傳統(tǒng)的方法制造超重型飛機(jī)受其機(jī)翼結(jié)構(gòu)尺寸和飛行速度的限制。傳統(tǒng)船舶是靠改變方向舵與船體縱向?qū)ΨQ面的角度來(lái)改變運(yùn)行方向的，方向舵的阻力較大，且機(jī)動(dòng)性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能產(chǎn)生更大升力且機(jī)動(dòng)性高的飛機(jī)機(jī)翼，其原理和結(jié)構(gòu)也可用作船舶的方向舵。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括環(huán)形帶、固定柱體、驅(qū)動(dòng)滾筒、驅(qū)動(dòng)滾筒軸、改向滾筒、改向滾筒軸、近端板、遠(yuǎn)端板、軸承和螺絲；近端板和遠(yuǎn)端板互相平行，固定柱體斷面為前緣端和后緣端有弧形缺口的翼型，其翼展方向與近端板垂直，固定柱體兩端分別與近端板和遠(yuǎn)端板固連；驅(qū)動(dòng)滾筒置于固定柱體前緣端的弧形缺口內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)滾筒和驅(qū)動(dòng)滾筒軸固連，驅(qū)動(dòng)滾筒軸兩端安裝在近端板和遠(yuǎn)端板上的軸承內(nèi)，驅(qū)動(dòng)滾筒與固定柱體之間存在盡量小的空隙，應(yīng)確保驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與固定柱體發(fā)生摩擦；改向滾筒置于固定柱體后緣端的弧形缺口內(nèi)，且改向滾筒通過(guò)軸承與改向滾筒軸連接，改向滾筒軸兩端通過(guò)近端板和遠(yuǎn)端板上的孔用螺絲固定在近端板和遠(yuǎn)端板上，改向滾筒與固定柱體之間也存在盡量小的空隙，應(yīng)確保改向滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與固定柱體發(fā)生摩擦；環(huán)形帶緊套在驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒上，且將固定柱體包括在內(nèi)。固定柱體的長(zhǎng)度稍大于環(huán)形帶的寬度，近端板和遠(yuǎn)端板大小相等，其外形尺寸以能擋住環(huán)形帶不會(huì)跑偏為宜。為了使環(huán)形帶緊貼驅(qū)動(dòng)滾筒不致打滑，近端板和遠(yuǎn)端板上固定改向滾筒軸用的孔可做成腰形孔，以便調(diào)節(jié)環(huán)形帶的張緊度，該腰形孔長(zhǎng)度方向與動(dòng)面翼的弦線方向一致。為減小環(huán)形帶緊貼固定柱體表面滑動(dòng)時(shí)的摩擦，可以在固定柱體上下表面的適當(dāng)位置有規(guī)律地鑲上數(shù)個(gè)用以減小摩擦的減摩滾珠或減摩滾針。驅(qū)動(dòng)滾筒軸與動(dòng)力相連，在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)固定柱體外表的環(huán)形帶運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明動(dòng)面翼自身產(chǎn)生了環(huán)量，該環(huán)量的大小可由驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)筒的轉(zhuǎn)速來(lái)確定，如果前方有來(lái)流，在適當(dāng)迎角時(shí)前方來(lái)流也會(huì)使動(dòng)面翼產(chǎn)生環(huán)量，兩環(huán)量疊加為總環(huán)量，根據(jù)庫(kù)塔-儒可夫斯基升力公式，該動(dòng)面翼產(chǎn)生的升力大小與來(lái)流速度和總環(huán)量的乘積成正比，升力的方向由來(lái)流速度的方向沿總環(huán)量的反方向旋轉(zhuǎn)90°來(lái)確定，如果固定柱體上表面的環(huán)形帶運(yùn)動(dòng)的方向與來(lái)流的方向一致，動(dòng)面翼產(chǎn)生向上的升力，反之則產(chǎn)生向下的升力。該動(dòng)面翼能產(chǎn)生的最大升力比傳統(tǒng)的低速固定機(jī)翼大很多，具體的數(shù)據(jù)可通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)獲得。該動(dòng)面翼產(chǎn)生的升力大小和方向均是可調(diào)節(jié)的，機(jī)動(dòng)性能良好。值得說(shuō)明的是，該動(dòng)面翼即使斷面是對(duì)稱翼型在迎角為零度時(shí)或者斷面為普通翼型在幾何零升迎角時(shí)也會(huì)產(chǎn)生升力。當(dāng)動(dòng)面翼下表面的環(huán)形帶的線速度與來(lái)流速度大小相等，方向相反時(shí)，此時(shí)下表面的壓力最大，能產(chǎn)生最大的升力。該動(dòng)面翼產(chǎn)生升力的原理可以用馬格努斯效應(yīng)來(lái)解釋。與傳統(tǒng)固定機(jī)翼比較，該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有一、同樣外形尺寸的翼片，能產(chǎn)生較大的升力，利用該原理和結(jié)構(gòu)可制造大升力機(jī)翼，適用于超重型超低速飛機(jī)；二、飛機(jī)前行速度不變的情況下升力的大小和方向可改變，提高了機(jī)動(dòng)性，當(dāng)飛行器需要快速下降時(shí)，只要讓驅(qū)動(dòng)滾筒快速反轉(zhuǎn)即可，由于升力方向可以改變，也可方便地實(shí)現(xiàn)倒飛；三、由于升力大，起飛的起跑距離和起飛速度可大大降低，可縮短跑道；四、產(chǎn)生同樣的升力，外形尺寸可以比傳統(tǒng)的固定機(jī)翼小得多；五、由于固定柱體上表面的環(huán)形帶向后運(yùn)動(dòng)，加上空氣粘性的存在，會(huì)推遲機(jī)翼表面的空氣分離，比傳統(tǒng)固定機(jī)翼效率高。改變飛行器水平尾翼角度可以克服由于環(huán)形帶運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩。前述的動(dòng)面翼的環(huán)形帶是撓性的平帶，可采用多層掛膠棉帆布作骨架，表面覆蓋性能優(yōu)良的橡膠材料，經(jīng)硫化處理而制成。本發(fā)明動(dòng)面翼的結(jié)構(gòu)還可以是這樣的環(huán)形帶用環(huán)形同步帶代替，驅(qū)動(dòng)滾筒由主動(dòng)同步輪代替，改向滾筒由從動(dòng)同步輪代替，各種軸作相應(yīng)的改變，取消減摩滾珠和減摩滾針，在固定柱體上部和下部適當(dāng)位置安裝數(shù)個(gè)托輪，托輪與環(huán)形同步帶嚙合，托輪通過(guò)托輪軸兩端的軸承安裝在近端板和遠(yuǎn)端板之間。


圖1 動(dòng)面翼斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:動(dòng)面翼俯視示意圖；圖3 安裝有減摩滾珠或減摩滾針的動(dòng)面翼截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 環(huán)形帶由環(huán)形同步帶代替的動(dòng)面翼截面結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1、圖3和圖4中的平行直線箭頭表示來(lái)流的方向，圖1和圖3中的弧形箭頭表示驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，圖4中的弧形箭頭表示主動(dòng)同步輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
具體實(shí)施例方式下面給出本發(fā)明的實(shí)施方式實(shí)例，并結(jié)合附圖1 4加以說(shuō)明。如圖1 3所示，包括環(huán)形帶1、固定柱體2、驅(qū)動(dòng)滾筒3、驅(qū)動(dòng)滾筒軸7、改向滾筒 4、改向滾筒軸8、近端板5、遠(yuǎn)端板6、軸承和螺絲；近端板5和遠(yuǎn)端板6互相平行，固定柱體 2斷面為前緣端和后緣端有弧形缺口的翼型，其翼展方向與近端板5垂直，固定柱體2兩端分別與近端板5和遠(yuǎn)端板6固連；驅(qū)動(dòng)滾筒3置于固定柱體2前緣端的弧形缺口內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)滾筒3和驅(qū)動(dòng)滾筒軸7固連，驅(qū)動(dòng)滾筒軸7兩端安裝在近端板5和遠(yuǎn)端板6上的軸承內(nèi)， 驅(qū)動(dòng)滾筒3與固定柱體2之間存在盡量小的空隙，應(yīng)確保驅(qū)動(dòng)滾筒3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與固定柱體 2發(fā)生摩擦；改向滾筒4置于固定柱體2后緣端的弧形缺口內(nèi)，且改向滾筒4通過(guò)軸承與改向滾筒軸8連接，改向滾筒軸8兩端通過(guò)近端板5和遠(yuǎn)端板6上的孔用螺絲固定在近端板 5和遠(yuǎn)端板6上，改向滾筒4與固定柱體2之間也存在盡量小的空隙，應(yīng)確保改向滾筒4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與固定柱體2發(fā)生摩擦；環(huán)形帶1緊套在驅(qū)動(dòng)滾筒3和改向滾筒4上，且將固定柱體2包括在內(nèi)。固定柱體2的長(zhǎng)度稍大于環(huán)形帶1的寬度，近端板5和遠(yuǎn)端板6大小相等，其外形尺寸以能擋住環(huán)形帶1不會(huì)跑偏為宜。為了使環(huán)形帶1緊貼驅(qū)動(dòng)滾筒3不打滑，近端板5和遠(yuǎn)端板6上固定改向滾筒軸 8用的孔可做成腰形孔，以便調(diào)節(jié)環(huán)形帶1的張緊度，該腰形孔長(zhǎng)度方向與動(dòng)面翼的弦線方
向一致。為減小環(huán)形帶1緊貼固定柱體2表面滑動(dòng)時(shí)的摩擦，可以在固定柱體2上下表面的適當(dāng)位置有規(guī)律地鑲上數(shù)個(gè)用以減小摩擦的減摩滾珠9或減摩滾針。該發(fā)明動(dòng)面翼的工作原理是在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)滾筒軸7帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒3做順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)固定柱體2外表的環(huán)形帶1運(yùn)動(dòng)，在固定柱體2的上表面，環(huán)形帶1 向后運(yùn)動(dòng)，上表面空氣的流速為來(lái)流與環(huán)形帶1運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)流的疊加，在固定柱體2的下表面，由于改向滾筒4的作用，環(huán)形帶1向前運(yùn)動(dòng)，下表面空氣的流速為來(lái)流與環(huán)形帶1運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)流的相減，這樣一來(lái)，上下表面的流速差別很大，根據(jù)伯努利方程，流速大處壓力小，反之，流速小處壓力大，因而產(chǎn)生向上的合力，即產(chǎn)生一個(gè)與來(lái)流方向垂直的向上的合力，即升力。改變環(huán)形帶1的運(yùn)動(dòng)速度大小和方向，可機(jī)動(dòng)靈活地改變動(dòng)面翼產(chǎn)生升力的大小和方向。如圖1 4所示，前述的動(dòng)面翼的環(huán)形帶1是撓性的平帶，可采用多層掛膠棉帆布作骨架，表面覆蓋性能優(yōu)良的橡膠材料，經(jīng)硫化處理而制成。本發(fā)明動(dòng)面翼的結(jié)構(gòu)還可以是這樣的環(huán)形帶1用環(huán)形同步帶11代替，驅(qū)動(dòng)滾筒3由主動(dòng)同步輪31代替，改向滾筒4由從動(dòng)同步輪41代替，各種軸作相應(yīng)的改變，取消減摩滾珠9和減摩滾針，在固定柱體2上部和下部適當(dāng)位置安裝數(shù)個(gè)托輪91，托輪91與環(huán)形同步帶11嚙合，托輪91通過(guò)托輪軸兩端的軸承安裝在近端板5和遠(yuǎn)端板6之間。該發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用例該動(dòng)面翼可作飛行器的主升力翼，左右對(duì)稱固定安裝在機(jī)身的兩側(cè)，近端板5靠近機(jī)身安裝，遠(yuǎn)端板6遠(yuǎn)離機(jī)身，利用該原理和結(jié)構(gòu)可制造大升力機(jī)翼，適用于超重型超低速飛機(jī)；也可用于飛機(jī)尾部垂直安裝，做方向舵，控制靈活，機(jī)動(dòng)性高；還可以與傳統(tǒng)的機(jī)翼結(jié)合使用，靠近機(jī)身的部分采用動(dòng)面翼，遠(yuǎn)離機(jī)身的部分采用傳統(tǒng)固定翼，兩者有機(jī)結(jié)合，各顯其優(yōu)點(diǎn)；還可用于船舶尾部垂直安裝，作方向舵，阻力小，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.動(dòng)面翼，其特征在于包括環(huán)形帶(1)、固定柱體O)、驅(qū)動(dòng)滾筒(3)、驅(qū)動(dòng)滾筒軸 (7)、改向滾筒(4)、改向滾筒軸(8)、近端板(5)、遠(yuǎn)端板(6)、軸承和螺絲；近端板(5)和遠(yuǎn)端板(6)互相平行，固定柱體( 斷面為前緣端和后緣端有弧形缺口的翼型，其翼展方向與近端板( 垂直，固定柱體( 兩端分別與近端板( 和遠(yuǎn)端板(6)固連；驅(qū)動(dòng)滾筒(3)置于固定柱體( 前緣端的弧形缺口內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)滾筒C3)和驅(qū)動(dòng)滾筒軸(7)固連，驅(qū)動(dòng)滾筒軸 (7)兩端安裝在近端板( 和遠(yuǎn)端板(6)上的軸承內(nèi)，驅(qū)動(dòng)滾筒C3)與固定柱體( 之間存在盡量小的空隙，應(yīng)確保驅(qū)動(dòng)滾筒C3)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與固定柱體( 發(fā)生摩擦；改向滾筒(4)置于固定柱體( 后緣端的弧形缺口內(nèi)，且改向滾筒(4)通過(guò)軸承與改向滾筒軸(8)連接，改向滾筒軸(8)兩端通過(guò)近端板( 和遠(yuǎn)端板(6)上的孔用螺絲固定在近端板( 和遠(yuǎn)端板 (6)上，改向滾筒(4)與固定柱體( 之間也存在盡量小的空隙，應(yīng)確保改向滾筒(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不與固定柱體( 發(fā)生摩擦；環(huán)形帶(1)緊套在驅(qū)動(dòng)滾筒C3)和改向滾筒(4)上，且將固定柱體( 包括在內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)面翼，其特征在于它的固定柱體O)的長(zhǎng)度稍大于環(huán)形帶(1)的寬度，近端板( 和遠(yuǎn)端板(6)大小相等，其外形尺寸以能擋住環(huán)形帶(1)不會(huì)跑偏為宜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)面翼，其特征在于為了使環(huán)形帶(1)緊貼驅(qū)動(dòng)滾筒 (3)不打滑，近端板(5)和遠(yuǎn)端板(6)上固定改向滾筒軸⑶用的孔可做成腰形孔，以便調(diào)節(jié)環(huán)形帶(1)的張緊度，該腰形孔長(zhǎng)度方向與動(dòng)面翼的弦線方向一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)面翼，其特征在于為減小環(huán)形帶(1)緊貼固定柱體(2)表面滑動(dòng)時(shí)的摩擦，可以在固定柱體( 上下表面的適當(dāng)位置有規(guī)律地鑲上數(shù)個(gè)用以減小摩擦的減摩滾珠⑶)或減摩滾針。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的動(dòng)面翼，其特征在于動(dòng)面翼的結(jié)構(gòu)還可以是這樣的環(huán)形帶(1)用環(huán)形同步帶(11)代替，驅(qū)動(dòng)滾筒(3)由主動(dòng)同步輪(31)代替，改向滾筒⑷由從動(dòng)同步輪Gl)代替，各種軸作相應(yīng)的改變，取消減摩滾珠(9)和減摩滾針，在固定柱體( 上部和下部適當(dāng)位置安裝數(shù)個(gè)托輪(91)，托輪(91)與環(huán)形同步帶(11)嚙合， 托輪(91)通過(guò)托輪軸兩端的軸承安裝在近端板( 和遠(yuǎn)端板(6)之間。
全文摘要
動(dòng)面翼屬飛行器技術(shù)領(lǐng)域，包括環(huán)形帶、固定柱體、驅(qū)動(dòng)滾筒、驅(qū)動(dòng)滾筒軸、改向滾筒、改向滾筒軸、近端板、遠(yuǎn)端板、軸承和螺絲；驅(qū)動(dòng)滾筒置于固定柱體前緣端的弧形缺口內(nèi)，改向滾筒置于固定柱體后緣端的弧形缺口內(nèi)，環(huán)形帶緊套在驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒上。在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)滾筒帶動(dòng)環(huán)形帶運(yùn)動(dòng)，在固定柱體的周圍產(chǎn)生環(huán)流，在環(huán)流和來(lái)流的共同作用下能產(chǎn)生很大的升力，可作飛行器的主升力翼，利用該原理和結(jié)構(gòu)可制造大升力機(jī)翼，也可用于船舶作方向舵，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B64C3/38GK102267559SQ20111011332
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月24日
發(fā)明者王志成 申請(qǐng)人:王志成