专利名称：动面翼的制作方法
技术领域：
动面翼，涉及飞行器及船舶机械技术领域。
背景技术：
传统的低速飞机采用的固定翼是有一定翼型断面的柱体，大多是上下表面不对称，机翼与来流存在一定的迎角，产生升力的效率较低，产生升力的大小与飞行速度和机翼面积成增函数，飞机起飞和降落时速度不够快，是靠增大迎角、增大机翼有效面积、利用后缘襟翼、前缘襟翼或前缘缝翼的方式来提高升力的，机动性较差，按传统的方法制造超重型飞机受其机翼结构尺寸和飞行速度的限制。传统船舶是靠改变方向舵与船体纵向对称面的角度来改变运行方向的，方向舵的阻力较大，且机动性差。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种能产生更大升力且机动性高的飞机机翼，其原理和结构也可用作船舶的方向舵。本发明采用的技术方案是包括环形带、固定柱体、驱动滚筒、驱动滚筒轴、改向滚筒、改向滚筒轴、近端板、远端板、轴承和螺丝；近端板和远端板互相平行，固定柱体断面为前缘端和后缘端有弧形缺口的翼型，其翼展方向与近端板垂直，固定柱体两端分别与近端板和远端板固连；驱动滚筒置于固定柱体前缘端的弧形缺口内，且驱动滚筒和驱动滚筒轴固连，驱动滚筒轴两端安装在近端板和远端板上的轴承内，驱动滚筒与固定柱体之间存在尽量小的空隙，应确保驱动滚筒转动时不与固定柱体发生摩擦；改向滚筒置于固定柱体后缘端的弧形缺口内，且改向滚筒通过轴承与改向滚筒轴连接，改向滚筒轴两端通过近端板和远端板上的孔用螺丝固定在近端板和远端板上，改向滚筒与固定柱体之间也存在尽量小的空隙，应确保改向滚筒转动时不与固定柱体发生摩擦；环形带紧套在驱动滚筒和改向滚筒上，且将固定柱体包括在内。固定柱体的长度稍大于环形带的宽度，近端板和远端板大小相等，其外形尺寸以能挡住环形带不会跑偏为宜。为了使环形带紧贴驱动滚筒不致打滑，近端板和远端板上固定改向滚筒轴用的孔可做成腰形孔，以便调节环形带的张紧度，该腰形孔长度方向与动面翼的弦线方向一致。为减小环形带紧贴固定柱体表面滑动时的摩擦，可以在固定柱体上下表面的适当位置有规律地镶上数个用以减小摩擦的减摩滚珠或减摩滚针。驱动滚筒轴与动力相连，在动力的驱动下，驱动滚筒转动，带动固定柱体外表的环形带运动，本发明动面翼自身产生了环量，该环量的大小可由驱动滚动筒的转速来确定，如果前方有来流，在适当迎角时前方来流也会使动面翼产生环量，两环量叠加为总环量，根据库塔-儒可夫斯基升力公式，该动面翼产生的升力大小与来流速度和总环量的乘积成正比，升力的方向由来流速度的方向沿总环量的反方向旋转90°来确定，如果固定柱体上表面的环形带运动的方向与来流的方向一致，动面翼产生向上的升力，反之则产生向下的升力。该动面翼能产生的最大升力比传统的低速固定机翼大很多，具体的数据可通过风洞实验获得。该动面翼产生的升力大小和方向均是可调节的，机动性能良好。值得说明的是，该动面翼即使断面是对称翼型在迎角为零度时或者断面为普通翼型在几何零升迎角时也会产生升力。当动面翼下表面的环形带的线速度与来流速度大小相等，方向相反时，此时下表面的压力最大，能产生最大的升力。该动面翼产生升力的原理可以用马格努斯效应来解释。与传统固定机翼比较，该发明的优点有一、同样外形尺寸的翼片，能产生较大的升力，利用该原理和结构可制造大升力机翼，适用于超重型超低速飞机；二、飞机前行速度不变的情况下升力的大小和方向可改变，提高了机动性，当飞行器需要快速下降时，只要让驱动滚筒快速反转即可，由于升力方向可以改变，也可方便地实现倒飞；三、由于升力大，起飞的起跑距离和起飞速度可大大降低，可缩短跑道；四、产生同样的升力，外形尺寸可以比传统的固定机翼小得多；五、由于固定柱体上表面的环形带向后运动，加上空气粘性的存在，会推迟机翼表面的空气分离，比传统固定机翼效率高。改变飞行器水平尾翼角度可以克服由于环形带运动而产生的扭转力矩。前述的动面翼的环形带是挠性的平带，可采用多层挂胶棉帆布作骨架，表面覆盖性能优良的橡胶材料，经硫化处理而制成。本发明动面翼的结构还可以是这样的环形带用环形同步带代替，驱动滚筒由主动同步轮代替，改向滚筒由从动同步轮代替，各种轴作相应的改变，取消减摩滚珠和减摩滚针，在固定柱体上部和下部适当位置安装数个托轮，托轮与环形同步带啮合，托轮通过托轮轴两端的轴承安装在近端板和远端板之间。
图1 动面翼断面结构示意图；图2:动面翼俯视示意图；图3 安装有减摩滚珠或减摩滚针的动面翼截面结构示意图。图4 环形带由环形同步带代替的动面翼截面结构示意图。其中，图1、图3和图4中的平行直线箭头表示来流的方向，图1和图3中的弧形箭头表示驱动滚筒的转动方向，图4中的弧形箭头表示主动同步轮的转动方向。
具体实施例方式下面给出本发明的实施方式实例，并结合附图1 4加以说明。如图1 3所示，包括环形带1、固定柱体2、驱动滚筒3、驱动滚筒轴7、改向滚筒 4、改向滚筒轴8、近端板5、远端板6、轴承和螺丝；近端板5和远端板6互相平行，固定柱体 2断面为前缘端和后缘端有弧形缺口的翼型，其翼展方向与近端板5垂直，固定柱体2两端分别与近端板5和远端板6固连；驱动滚筒3置于固定柱体2前缘端的弧形缺口内，且驱动滚筒3和驱动滚筒轴7固连，驱动滚筒轴7两端安装在近端板5和远端板6上的轴承内， 驱动滚筒3与固定柱体2之间存在尽量小的空隙，应确保驱动滚筒3转动时不与固定柱体 2发生摩擦；改向滚筒4置于固定柱体2后缘端的弧形缺口内，且改向滚筒4通过轴承与改向滚筒轴8连接，改向滚筒轴8两端通过近端板5和远端板6上的孔用螺丝固定在近端板 5和远端板6上，改向滚筒4与固定柱体2之间也存在尽量小的空隙，应确保改向滚筒4转动时不与固定柱体2发生摩擦；环形带1紧套在驱动滚筒3和改向滚筒4上，且将固定柱体2包括在内。固定柱体2的长度稍大于环形带1的宽度，近端板5和远端板6大小相等，其外形尺寸以能挡住环形带1不会跑偏为宜。为了使环形带1紧贴驱动滚筒3不打滑，近端板5和远端板6上固定改向滚筒轴 8用的孔可做成腰形孔，以便调节环形带1的张紧度，该腰形孔长度方向与动面翼的弦线方
向一致。为减小环形带1紧贴固定柱体2表面滑动时的摩擦，可以在固定柱体2上下表面的适当位置有规律地镶上数个用以减小摩擦的减摩滚珠9或减摩滚针。该发明动面翼的工作原理是在动力的驱动下，驱动滚筒轴7带动驱动滚筒3做顺时针方向转动，再带动固定柱体2外表的环形带1运动，在固定柱体2的上表面，环形带1 向后运动，上表面空气的流速为来流与环形带1运动产生的环流的叠加，在固定柱体2的下表面，由于改向滚筒4的作用，环形带1向前运动，下表面空气的流速为来流与环形带1运动产生的环流的相减，这样一来，上下表面的流速差别很大，根据伯努利方程，流速大处压力小，反之，流速小处压力大，因而产生向上的合力，即产生一个与来流方向垂直的向上的合力，即升力。改变环形带1的运动速度大小和方向，可机动灵活地改变动面翼产生升力的大小和方向。如图1 4所示，前述的动面翼的环形带1是挠性的平带，可采用多层挂胶棉帆布作骨架，表面覆盖性能优良的橡胶材料，经硫化处理而制成。本发明动面翼的结构还可以是这样的环形带1用环形同步带11代替，驱动滚筒3由主动同步轮31代替，改向滚筒4由从动同步轮41代替，各种轴作相应的改变，取消减摩滚珠9和减摩滚针，在固定柱体2上部和下部适当位置安装数个托轮91，托轮91与环形同步带11啮合，托轮91通过托轮轴两端的轴承安装在近端板5和远端板6之间。该发明的实际应用例该动面翼可作飞行器的主升力翼，左右对称固定安装在机身的两侧，近端板5靠近机身安装，远端板6远离机身，利用该原理和结构可制造大升力机翼，适用于超重型超低速飞机；也可用于飞机尾部垂直安装，做方向舵，控制灵活，机动性高；还可以与传统的机翼结合使用，靠近机身的部分采用动面翼，远离机身的部分采用传统固定翼，两者有机结合，各显其优点；还可用于船舶尾部垂直安装，作方向舵，阻力小，机动性强。
权利要求
1.动面翼，其特征在于包括环形带(1)、固定柱体O)、驱动滚筒(3)、驱动滚筒轴 (7)、改向滚筒(4)、改向滚筒轴(8)、近端板(5)、远端板(6)、轴承和螺丝；近端板(5)和远端板(6)互相平行，固定柱体( 断面为前缘端和后缘端有弧形缺口的翼型，其翼展方向与近端板( 垂直，固定柱体( 两端分别与近端板( 和远端板(6)固连；驱动滚筒(3)置于固定柱体( 前缘端的弧形缺口内，且驱动滚筒C3)和驱动滚筒轴(7)固连，驱动滚筒轴 (7)两端安装在近端板( 和远端板(6)上的轴承内，驱动滚筒C3)与固定柱体( 之间存在尽量小的空隙，应确保驱动滚筒C3)转动时不与固定柱体( 发生摩擦；改向滚筒(4)置于固定柱体( 后缘端的弧形缺口内，且改向滚筒(4)通过轴承与改向滚筒轴(8)连接，改向滚筒轴(8)两端通过近端板( 和远端板(6)上的孔用螺丝固定在近端板( 和远端板 (6)上，改向滚筒(4)与固定柱体( 之间也存在尽量小的空隙，应确保改向滚筒(4)转动时不与固定柱体( 发生摩擦；环形带(1)紧套在驱动滚筒C3)和改向滚筒(4)上，且将固定柱体( 包括在内。
2.根据权利要求1所述的动面翼，其特征在于它的固定柱体O)的长度稍大于环形带(1)的宽度，近端板( 和远端板(6)大小相等，其外形尺寸以能挡住环形带(1)不会跑偏为宜。
3.根据权利要求1或2所述的动面翼，其特征在于为了使环形带(1)紧贴驱动滚筒 (3)不打滑，近端板(5)和远端板(6)上固定改向滚筒轴⑶用的孔可做成腰形孔，以便调节环形带(1)的张紧度，该腰形孔长度方向与动面翼的弦线方向一致。
4.根据权利要求1所述的动面翼，其特征在于为减小环形带(1)紧贴固定柱体(2)表面滑动时的摩擦，可以在固定柱体( 上下表面的适当位置有规律地镶上数个用以减小摩擦的减摩滚珠⑶)或减摩滚针。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的动面翼，其特征在于动面翼的结构还可以是这样的环形带(1)用环形同步带(11)代替，驱动滚筒(3)由主动同步轮(31)代替，改向滚筒⑷由从动同步轮Gl)代替，各种轴作相应的改变，取消减摩滚珠(9)和减摩滚针，在固定柱体( 上部和下部适当位置安装数个托轮(91)，托轮(91)与环形同步带(11)啮合， 托轮(91)通过托轮轴两端的轴承安装在近端板( 和远端板(6)之间。
全文摘要
动面翼属飞行器技术领域，包括环形带、固定柱体、驱动滚筒、驱动滚筒轴、改向滚筒、改向滚筒轴、近端板、远端板、轴承和螺丝；驱动滚筒置于固定柱体前缘端的弧形缺口内，改向滚筒置于固定柱体后缘端的弧形缺口内，环形带紧套在驱动滚筒和改向滚筒上。在动力的驱动下，驱动滚筒带动环形带运动，在固定柱体的周围产生环流，在环流和来流的共同作用下能产生很大的升力，可作飞行器的主升力翼，利用该原理和结构可制造大升力机翼，也可用于船舶作方向舵，机动性强。
文档编号B64C3/38GK102267559SQ20111011332
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月24日 优先权日2011年4月24日
发明者王志成 申请人:王志成