一種利用氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)的低速安全飛行器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種利用氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)的低速安全飛行器，包括柔性飛行器、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、供氣分配器、渦流腔、高壓氣室、條狀射流縫、氦氣囊、安全艙等構(gòu)成，它是將壓氣機(jī)的壓縮空氣經(jīng)機(jī)翼前緣與翼面過(guò)渡位置所設(shè)的條狀射流縫噴向翼面，產(chǎn)生升力及推力，同樣通過(guò)水平尾翼和垂直尾翼的前緣與翼面的過(guò)渡位置所設(shè)的條狀射流縫噴向翼面，產(chǎn)生機(jī)翼效應(yīng)，來(lái)控制飛行姿態(tài)，為制得低速安全飛行器，應(yīng)用上述飛行控制原理，結(jié)合柔身機(jī)身機(jī)翼、氦氣囊、安全艙組成超安全的低速飛行器，大大減少燃料消耗，飛行駕駛?cè)菀祝捎诔瑥?qiáng)的低速安全性及操控性，可廣泛應(yīng)用于空中探礦、攝影、城市道路監(jiān)視、空中廣告等，更可以開(kāi)發(fā)一種適合于大眾人群在不具備飛行駕照就能親身體驗(yàn)駕機(jī)飛行的超級(jí)娛樂(lè)項(xiàng)目。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及航空飛行器，特別是涉及飛行器的增升形式和飛行姿態(tài)控制。
技術(shù)介紹
自1903年萊特兄弟制造了第一架固定翼飛機(jī)試飛成功以來(lái)，固定翼飛機(jī)的起飛和降落模式通常是借助滑行，即通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力或拉力使飛機(jī)水平滑行，將機(jī)翼與空氣作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)翼原理，由于翼面上下曲度的不同，高速滑行的飛機(jī)機(jī)翼使原相對(duì)靜止的空氣在機(jī)翼上下在同一時(shí)間流經(jīng)距離不同，距離長(zhǎng)的，流速加快，根據(jù)帕努利定理，機(jī)翼便產(chǎn)生升力，使飛機(jī)離地飛行，所以 ，固定翼飛機(jī)從靜止通過(guò)滑行帶來(lái)速度，繼而產(chǎn)生升力的模式，就需投入巨資，對(duì)地面的跑道機(jī)場(chǎng)進(jìn)行建設(shè)，由滑行起降而帶來(lái)的弊端包括占據(jù)廣大的土地，對(duì)機(jī)場(chǎng)周邊有凈空要求、起降事故多發(fā)、氣象要求高、戰(zhàn)時(shí)容易受到攻擊而造成癱瘓等。再有，現(xiàn)在固定翼飛機(jī)，為了減少滑跑距離及降落速度，通常采用機(jī)械式增升，即通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)運(yùn)裝置、導(dǎo)軌液壓制動(dòng)器等裝置，在機(jī)翼前后緣部分分別向前后伸展并向下偏轉(zhuǎn)，保持翼型，使機(jī)翼面積增加，增大機(jī)翼在低速情況下的升力；現(xiàn)也通過(guò)其它三種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)固定翼飛機(jī)的垂直和短距起降俄羅斯人使用的途經(jīng)就是將第二個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)專門用作提供垂直起降，另一種是美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)“鷂”式垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)，使用的方法，即通過(guò)輸氣管輸送來(lái)自主引擎壓氣機(jī)的空氣垂直向下噴射以提供起降，第三種是洛克希德-馬丁公司生產(chǎn)的F-35B聯(lián)合攻擊戰(zhàn)機(jī)上使用的，即使用軸驅(qū)動(dòng)升力風(fēng)扇及矢量噴口，其三種方法都是通過(guò)氣流直接向下噴射實(shí)現(xiàn)垂直短距起降的。現(xiàn)在固定翼飛機(jī)的機(jī)翼襟翼、副翼、水平尾翼、垂直尾翼，它們起到飛行的姿態(tài)控制作用，都是通過(guò)使用體積大、反應(yīng)遲鈍的液壓或機(jī)械系統(tǒng)來(lái)完成所需動(dòng)用，此類機(jī)構(gòu)造成機(jī)翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)作繁絮、大大增加了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，使制造成本、維護(hù)成本大大增加。通用航空器部分擁有大量的“低慢小”航空器，包含直升機(jī)，無(wú)人機(jī)、動(dòng)力傘、滑翔機(jī)、飛艇、熱氣球等，這些飛行器有些結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，有些過(guò)于簡(jiǎn)單，應(yīng)用單一，安全性能差，操作者需經(jīng)專業(yè)長(zhǎng)期培訓(xùn)，無(wú)法推廣普及。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有飛行器技術(shù)的不足，提供一種利用氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)的低速安全飛行器，即通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)壓氣機(jī)，產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)管道送配到各個(gè)翼的前緣半徑與翼面曲面弧線的過(guò)渡部位所設(shè)的條狀射流縫噴出，從而使翼產(chǎn)生升力及推力，實(shí)現(xiàn)控制飛行器垂直，短距起降；應(yīng)用相同原理，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)力對(duì)水平尾翼與垂直尾翼的控制。利用上述控制技術(shù)，提供一種集直升機(jī)、固定翼飛機(jī)、飛艇的優(yōu)點(diǎn)于一身的能實(shí)現(xiàn)垂直/短距起降、柔身機(jī)身、高安全性的低速安全飛行器。為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本專利技術(shù)將采取以下的技術(shù)方案。—種利用氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)的低速安全飛行器由機(jī)身、機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、輸氣管構(gòu)成，所述的氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)是通過(guò)飛行器所擁有的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)，壓氣機(jī)輸出的壓縮空氣由分流器經(jīng)機(jī)翼供氣管進(jìn)入機(jī)翼前緣構(gòu)成的渦流腔旋轉(zhuǎn)壓縮后由條狀射流縫噴向翼面，添代飛機(jī)的高速滑行，利用馬格努斯效應(yīng)產(chǎn)生升力及推力，只需發(fā)動(dòng)機(jī)很小的功率，就能產(chǎn)生強(qiáng)大的升力。上述條狀射流縫是設(shè)置于機(jī)翼前緣半徑與翼面的曲面弧線過(guò)渡部位，且機(jī)翼前緣半徑沿翼面弧線的沿長(zhǎng)線與翼面弧線錯(cuò)位后重疊，并留有條狀射流縫。一種利用氣動(dòng)力控制飛行器姿態(tài)的低速安全飛行器由機(jī)身、機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、輸氣管構(gòu)成，所述的氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)是通過(guò)飛行器所擁的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓氣機(jī)，壓氣機(jī)輸出的壓縮空氣由分流器、控制輸氣管、控制輸氣總管到達(dá)供氣分配器，根據(jù)飛行姿態(tài)要求，由供氣分配器對(duì)通向水平尾翼的左尾翼下降氣管、左尾翼上升氣管、右尾翼下降氣管、右尾翼上升氣管、垂直尾翼左轉(zhuǎn)氣管、垂直尾翼右轉(zhuǎn)氣管分別進(jìn)行供氣，所供氣體經(jīng)對(duì)稱翼型的水平尾翼前緣構(gòu)成的沿弧長(zhǎng)線分隔成對(duì)稱的四個(gè)高壓氣室、導(dǎo)流板、條狀射流縫噴向左右水平尾翼上下四個(gè)翼面，所供氣體從上翼面噴出，產(chǎn)生升力，下翼面噴出，產(chǎn)生負(fù)升力，可實(shí)現(xiàn)縱向和俯仰飛行姿態(tài)；同樣，所供氣體經(jīng)對(duì)稱翼型的垂直尾 翼前緣構(gòu)成的沿弧長(zhǎng)線分隔成對(duì)稱的二個(gè)高壓氣室、導(dǎo)流板、條狀射流縫噴向垂直尾翼左右翼面，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制。本專利技術(shù)還提供了一種低速安全飛行器，由機(jī)身、機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼、駕駛艙、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、輸氣管、氦氣囊構(gòu)成，所述的低速安全飛行器應(yīng)用上述氣動(dòng)力控制飛行及飛行姿態(tài)，所述的低速安全飛行器由具有延展性的可塑機(jī)體蒙皮包裹整個(gè)飛行器外表面，內(nèi)部設(shè)有若干圈型柔性框架、柔性框架上設(shè)有若干伸縮縫，由可塑機(jī)體蒙皮通過(guò)載剪留有的蒙皮伸縮帶伸入伸縮縫，再將彈性件的一頭連接設(shè)于柔性框架上的掛鉤，一頭連接蒙皮伸縮帶上的掛孔，起收緊可塑機(jī)體蒙皮作用，達(dá)到機(jī)體外型平整，有剛性結(jié)構(gòu)的視覺(jué)效果，柔性框架內(nèi)圈聯(lián)接由彈性網(wǎng)狀復(fù)合材料構(gòu)成的艙壁，所述艙壁隨著飛行器的上升，大氣壓降低，氦氣囊會(huì)膨脹，艙壁具有一定的收脹功能，就像人體的肋骨，可以隨咐吸起伏來(lái)適應(yīng)氦氣囊的膨脹，并且無(wú)需做到飛艇那樣的氣密性艇身，艙壁內(nèi)形成的空腔部位沖填氦氣囊，氦氣囊的連線連接柔性框架上的氦氣囊拴孔；在翼內(nèi)部設(shè)有氣脹式膜結(jié)構(gòu)的翼梁，以提高機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼的剛度，即由可塑機(jī)體蒙皮、柔性框架、艙壁、氦氣囊、翼梁構(gòu)成附合空氣動(dòng)力學(xué)的柔性機(jī)體結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)受到外力撞擊后能恢復(fù)原狀。所述飛行器的重心位置上面機(jī)身背部設(shè)有安全艙，由折疊安全氣囊、定量氦氣瓶、控制閥、輸氣管、彈性鉸鏈、安全艙蓋構(gòu)成，在應(yīng)急情況下，打開(kāi)氦氣控制閥，定量氦氣瓶的氦氣經(jīng)輸氣管注入處于拆疊狀的拆疊安全氣囊，使其膨脹，頂開(kāi)由彈性鉸鏈連接的安全艙蓋，待定量氦氣瓶的氦氣全部排出后，安全氣囊達(dá)到設(shè)計(jì)容積，產(chǎn)生所需浮力，延緩飛行器的下降速度，確保駕乘人員的安全；應(yīng)用充氦氣囊減緩下降速度，同傘降相比，可克服降落傘的好多弊端，確保可靠性。所述飛行器的艙壁內(nèi)空腔部位充填的氦氣囊是由足球大小的充氦氣氣球構(gòu)成，每個(gè)氣球有一連線，將它們的連線分區(qū)域集束連接到柔性框架上的氦氣囊拴孔；并通過(guò)艙壁、可塑機(jī)體蒙皮連接安全艙和駕駛艙，當(dāng)整個(gè)機(jī)體由于強(qiáng)外力作用造成散架，駕駛艙的人員也不會(huì)快速墜地，為了盡量減輕飛行器的自重，氦氣囊也填充到翼和發(fā)動(dòng)機(jī)罩的空腔部位。所述飛行器機(jī)身前部設(shè)有獨(dú)立空間構(gòu)成的駕駛艙，駕駛艙內(nèi)設(shè)有有利飛行器橫向平衡的縱向排列的座椅，又通過(guò)在機(jī)身后段下部的燃料箱在移動(dòng)箱體內(nèi)的前后移動(dòng)來(lái)平衡飛行器升力重心不至位移，可根據(jù)上機(jī)人員的全重設(shè)置燃料箱在移動(dòng)箱體內(nèi)移動(dòng)距離的比例數(shù)值，由絲桿機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行。所述飛行器在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口設(shè)由由柔性塑料注塑成型的風(fēng)扇，風(fēng)扇軸可在動(dòng)力支架上作自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口有氣流流動(dòng)時(shí)，風(fēng)扇即能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，可起到大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的真實(shí)效果，并在發(fā)動(dòng)機(jī)罩受到外力變形時(shí)，風(fēng)扇可相應(yīng)改變形狀，當(dāng)外力失去時(shí)，又恢復(fù)原狀。本專利技術(shù)利用氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)的優(yōu)點(diǎn)在于，從根本上改變了機(jī)械增升及飛行操控的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，采用本專利技術(shù)的技術(shù)途徑，可極大地提高飛行器的各項(xiàng)性能，除去了現(xiàn)有飛行器的粗大笨重，使用不靈活、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的液壓式或機(jī)械式操作模式，使飛行器結(jié)構(gòu)重量大大減輕，只需給機(jī)載電腦輸入不同的飛行模式參數(shù)，飛行員操作飛行狀態(tài)時(shí)，電腦就會(huì)按照規(guī)程自動(dòng)掌控供氣分配器氣體的分配方式，使駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)單輕松；超音速飛機(jī)垂直起降一直是可望而不可及的目標(biāo)，應(yīng)用以上技術(shù)，只需設(shè)計(jì)滿足巡航狀態(tài)適當(dāng)升力值的固定翼形即可，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)的低速安全飛行器，包含機(jī)身、機(jī)翼、水平尾翼、垂直尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、輸氣管構(gòu)成，其特征在于：所述的氣動(dòng)力控制飛行姿態(tài)是通過(guò)飛行器所擁有的發(fā)動(dòng)機(jī)(36)帶動(dòng)的壓氣機(jī)(37)，壓氣機(jī)(37)輸出的壓縮空氣由分流器(25)經(jīng)機(jī)翼供氣管(24)進(jìn)入機(jī)翼前緣(18)構(gòu)成的渦流腔(20)旋轉(zhuǎn)壓縮后，由條狀射流縫(32)噴向翼面(34)，添代飛行器的高速滑行，利用馬格努期效應(yīng)，產(chǎn)生升力及推力；所述條狀射流縫(32)設(shè)置于機(jī)翼前緣(18)的半徑與翼面(34)的曲面弧線過(guò)渡部位，且機(jī)翼前緣(18)半徑沿翼面(34)弧線的沿長(zhǎng)線與翼面(34)弧線錯(cuò)位重疊，并留有條狀射流縫(32)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顧一明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：顧一明，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：