风轮式直升的制造方法
【专利摘要】风轮式直升机，飞行器类。特点：垂直起降，简单可靠，造价低廉。基本结构由若干个风板f和轮轴(1)组成的风轮；变流罩(2)；机体(4)；4舵桨(5)和操纵手柄(7)等构成。本发明升力原理：变流罩为局部封闭的壳体结构，风轮套入变流罩内，风轮在发动机的带动下旋转时，因变流罩的作用，风板对轮轴能产生一个高效的单向的推力(注：该系统已经过空气动力实体模型实验。实验证明该系统能够产生有效的单向推力)。利用该原理，可以制造出一种普通人会使用放心用的直升机。
【专利说明】风轮式直升机
所属【技术领域】
[0001]一种新型的低空低速直升机，飞行器类。
【背景技术】
[0002]传统直升机技术复杂，造价昂贵，操作难度大，不易普及。
[0003]本发明意在设计一种结构简单，造价低廉，稳定易控的飞行器，使其有望成为大众的代步工具。
[0004]技术方案:
[0005]一基本结构
[0006]本发明由组合升力体，和机体两部分组成。
[0007]【一】组合升力体
[0008]组合升力体由风轮和变流罩两部分组成。
[0009]1 风轮
[0010]图1是风轮的主视图
[0011]图2是风轮的侧视图
[0012]其中1为轮轴；fl、f为风板
[0013]说明:风板为平面板状结构，在轴转动平衡条件下，可根据需要设置两个或多个。
[0014]2变流罩
[0015]图3是变流罩的立体示意图
[0016]其中2为罩体，3为轴套(与风轮结合时套在轮轴上)
[0017]说明:从图可知，变流罩为半封闭壳体结构。其大小应在使风轮被套入后二者无摩擦接触；其水平方向上的宽度等于或略大于风轮的半径。
[0018]图4是是风轮被套入限流罩后的透视图。
[0019]工作原理:
[0020]图5是风轮套入变流罩后的侧面剖视图
[0021]其中E表示风轮旋转方向。
[0022]从图可知:当风轮以顺时针方向旋转时，风板f推动空气向下运动，空气对风板作用一个向上的反作用力F。
[0023]于此同时，风板fl推动空气向上运动，空气对风板作用一个向下的反作用力F1 ；而向上运动的气流又给予变流罩一个向上的推力F2。因气流的质量，速度相等，故F1、F2大小相等，方向相反(平衡)。由此可见，当风轮以顺时针方向旋转时，组合升力体将产生一个单向的推力F，通过轮轴传递给与之连接的物体。升力大小与风板面积、风板与空气的相对速度(风轮的转速)、空气密度成正比。
[0024]注:该系统已经过空气动力实体模型实验。实验证明该系统能够产生有效的单向推力。
[0025]【二】机体
[0026]机体是搭载自身系统和荷载的平台。
[0027]因本发明属低空低速飞行器，故对机体的要求不高。在材料强度满足需要的情况下，可选择壳体，开放式平台等多种方式。
[0028]图6(整机结构示意图)所显示的是框架式开放平台方式。
[0029]二整机结构
[0030]图6是整机结构的侧视图(示意图)
[0031]其中:1为轮轴,2为变流罩,4为机体,5为舵桨,6万向支架,7为操纵手柄,8为舱体(容纳发动机及自身系统的空间)，9为载荷舱。
[0032]说明:将两个组合升力体分别装在机体重心的两端，使风轮的旋转方向相对(目的是使轮轴的反向力矩相互平衡)，在风轮旋转时，随着转速的提高，当升力大于飞机自重时，飞机就能垂直上升。
[0033]由于为飞机提供升力的力的作用点在轮轴，机体的重心在轮轴的下方，在飞机留空状态下，相当于轮轴从上方将机体吊起。由于重力的自然性，客观性，所以本发明不会发生侧翻或翻转。这极大的增加了飞机的稳定性和安全性。简言之，本发明有极大的重力自稳定性和安全性。
[0034]三操纵系统
[0035]操纵系统由舵桨和操纵手柄组成。
[0036]从整机结构说明可知，本发明具有极大的重力自稳定性，这给飞机的操纵带来极大的方便，使操纵变得非常简易。
[0037]由于飞机留空时呈静止状态(理论上)，像游艇浮在水面，所以可以相游艇一样用一个舵桨实现对飞机的进退、转向等动作的操控。
[0038]如图6所示，将舵桨(5)安装在飞机一端的能全方位旋转的万向支架(6)上，通过操纵手柄(7)改变其推力方向，就能实现对飞机进退转向的操控。如将多个舵桨(如4个)分别安装在机体四周，则飞机的机动能力和操控性能将有更大提高。
[0039]由于飞机的升力大小由风轮的转速决定，所以可以通过操纵变速系统(如油门杆，变速杆)实现对飞机升降的控制。
[0040]四斜升式风板
[0041]对于起降环境较好的用户来说，采用斜升式风板的风轮直升机，能够提升飞机的飞行速度。
[0042]图7是斜升式风板的侧视图，其中:1为轮轴；f为风板；J为风板平面与轮轴轴线的夹角。
[0043]从图可知，当风轮向下方(FX方向)旋转的时候，空气对风板作用一个F方向的力。既有向上(FS方向)的分力，也有向前(FP方向)的分力。在风轮转速确定时，各力的大小与风板平面与轮轴轴线的夹角J相关。
[0044]图8是采用斜升式风板的风轮直升机后视示意图。
[0045]从图可知，将一对采用斜升式风板的风轮并列安装在机体上，使其旋转方向相反，在有足够动力的情况下，飞机就实现向上向前的飞行运动。
[0046]可行性研究
[0047]社会对安全便捷的交通工具的需求是不言而喻的。
[0048]因本发明对材料及技术的要求均低于家用轿车制造的相关要求。其造价亦应不高于甚至低于家用轿车。能实现让普通人买得起的愿望。
[0049]因本发明的重力自稳定性既保证了使用的安全性，也使操纵变得十分简单，实现了普通人会使用放心用的愿望。
[0050]试想，当一种价格低廉，安全可靠，操纵如意的飞行器问世以后，谁能遏制在三维空间自由飞翔的欲望？虽受航管制约，作为家用交通工具或要稍待时日，单在社会需求方面的市场就不可限量。即使作为一种爱好者的娱乐工具，也能使其成为不少家庭的理想选择。
【权利要求】
1.一种直升机，包括由风板(f，π)和轮轴⑴组成的风轮，变流罩(2)，机体(4)，舵桨(5)和操纵手柄(7)。
2.根据权利要求1所述的直升机，其特征在于，变流罩为局部封闭的壳体结构，风轮套入变流罩内，使得风轮在发动机的带动下旋转时，变留罩能够改变风板做向上半周运动时产生的气流的运动方向，从而使由风轮和变流罩组成的系统能够产生单向的推力。
3.根据权利要求1所述的直升机，风板可以设置为与轮轴有一定夹角。
【文档编号】B64C27/04GK104443373SQ201310418510
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】阮亚男, 万慧, 阮明振 申请人:阮明振