专利名称：人力扑翼机的制作方法
技术领域：
本发明是一种航空用的人力飞行器。
长期以来，人类一直向往象鸟一样扑而飞，迄今为止，这个理想尚未实现。
世界上第一架载人飞机出现，至今已有九十年，各种类型的飞行器不断出现并投入使用。尽管如此，人们并未放弃对人力飞行的追求。一九七二年十二月，英国《哈福德郡脚踏飞行者协会》研制的《巨嘴鸟》号人力飞机试飞成功，一九七九年六月，美国人布莱恩、艾伦驾驶保罗、麦克里迪设计的《飘忽信天翁》号人力飞机，飞越三十五公里的英吉利海峡，创造了人力飞机最远飞行距离。近年来，在提高人力飞机飞行速度方面取得了一定进展。但是，用脚踏带动螺旋桨推进的固定翼人力飞机，由于本身的缺点难以克服，如很长的翼展，抗风性差，能量利用效率低，耗费体力很大等，至今人力飞机尚未投入使用。美国和日本曾研制试飞人力直升机，只能靠地面效应短时间离地一米多高，也未能达到使用目的。
扑翼飞行，是地球上九千多种鸟类所采用的一种极为优越的飞行方式，所有会飞的昆虫也都采用扑翼飞行。人们很早就对扑翼飞行进行过研究和试验，遗憾的是，至今尚未发现成功的报道。
本发明是一种以人体为动力，扑动双翼而飞行的人力扑翼机。它与现代使用的任何飞行器不同，机翼可以作下扑。上举和改变迎角的复杂运动;它的推进力和升力是靠人力带动机翼扑动而产生;起飞和着陆是用人的双腿。因此，人力扑翼机不需要专用的推进器，不必携带很多燃料，减少了起落架，从而减轻了飞行重量，减小了阻力。人力扑翼机将推进和升力集合于机翼的扑动而产生，因此它比固定翼人力飞机的能量有效利用率更高。机翼面积较小，因而抗风能力和操纵灵活性比现有人力机好，同时还具有良好的滑翔性能。起飞着陆不需专门的跑道，噪声和废气的污染小。
本发明的目的是设计一种航空用的单人人力飞行器，用来作为人类空中交通用和航空体育用的人力飞行器。其优点是，靠人力飞行，重量轻，体积小，起飞和着陆方便，具有良好的滑翔性能，操纵和使用方便，噪声和废气污染小，节约燃料。
下面就实现本发明的可能性进行说明鸟类用于飞行的肌肉，大约占体重的百分之二十，本发明所设计的扑翼机是采用人的双腿，双臂和腰部配合同时用力，即使用了全身肌肉，所占体重之比例并不低于鸟类，这个蹬力可达两百千克力以上，足以带动一个较大面积的机翼进行扑动。用力是间歇式，用力的大小和频率可根据需要进行调节，下扑和上举两个动作只需下蹬一次即可实现，这就更加省力、一般人具有0.2～0.25匹马力功率。能够坚持较长时间。《飘忽信天翁》号人力飞机就是在这样功率下不停地飞行了近三个小时，这个事实说明，人的体力足以使自身起飞并飞行较远的距离。
由于扑翼飞行将推进力和升力集合于机翼的扑动而产生，在相同功率下，扑翼比固定翼产生的升力更大，因此扑翼机将比现有的人力飞机更有效地利用能量，也具有更好的爬升性能，加之本身又具有良好的滑翔性能，飞行中爬升和滑翔可以交替进行，这样人可以得到间歇休息，减少了体力消耗。
新材料的出现，使人力扑翼机实现成为可能，如炭素纤维复合材料，具有比重很小，强度高、弹性极好的性质，很适合制作人力作扑翼机的各种部件。这个条件是前人所不具备的。
本发明提供了一套可行而具独之处的构思和设计。
以上分析说明，实现本发明已具备充分可行的条件。
本发明是这样来实现的。
说明书附图
是本发明的示意图。
本发明主要由机翼1，杆式机身2，机翼撑杆3，操纵杆4，尾翼5和助推器6组成。其结构和功能如下机翼1是由几根具有弹性的管状翼梁经翼胁联结而构成，翼梁从翼根到翼尖逐渐由粗变细，翼胁之间有轻质弹性物填充，表面蒙皮。这种结构使机翼具有很好的弹性，在机翼中部受力下拉时，整个机翼将会向下弯曲变形，即向下扑动，在拉力消失后，机翼因弹性复原。将会使机翼上举，在机翼下扑和上举时，由于翼胁之间有弹性物填充，翼型将保持不变。
机翼的中部到翼尖的后缘部分和翼尖，是由若干具有弹性和柔性的小翼片7部分相叠构成，即第一片小翼片的前缘叠在第二片的后缘上，一直到翼尖。这种结构使机翼的翼尖和后缘部分具有一定的弹性和柔性，当机翼下扑和上举时，其后缘和翼尖都会发生形变而向后方切动空气，从而产生向前的推力。由于小翼片的前缘叠在另一片的后缘上，机翼下扑时，相叠部分密闭，气流难以通过，机翼上举时，小翼片的后缘的柔性形变使相叠部分形成空隙，气流可以通过，这样机翼下扑和上举时将产生上下面表的压力差，即下面表受到的压力大于上面表所受压力，这就产生了升力。另外，飞行时，机翼的迎角和凹凸形翼型也将产生升力。
在两翼中部的主梁和前梁之间的下面，有一根被弯成弓形的管状弹性的机翼撑杆3，将两翼支撑起来，其作用是用来带动机翼的下扑和上举。当操纵者双脚踏在撑杆上向下用力蹬时，撑杆向下弯曲并通两端带动机翼下扑，当操纵者收腿时，已形变的撑杆和机翼因弹性复原的力，使两翼上举。弓形的撑杆和弹性的机翼联成一个良好的弹性系统，将人蹬腿的力变为使机翼下扑和上举两种运动，人体的能量得到充分利用，此亦是本发明的核心部分。由于撑杆与机翼相联处在主梁和前梁之间，当此处受力下拉时，机翼向下弯曲的同时，机翼将产生一定的扭曲形变，使机翼迎角由正变负，有利于产生更大的推进力;当下拉力消失，机翼上举的同时，扭曲形变复原，使机翼迎角由负变为正，有利于产生更大的升力。
在飞机重心下面，有一人字形的操纵杆4与机身相联。上面装有控制尾翼和油门的小手柄。操纵者在整个飞行中操纵飞机、起飞、着陆，以及身体用力都要用操纵杆来实现。
机身的前端装有一台小型发动机助推器6，主要用在平地起飞时起助推作用，因为平地起飞时，仅靠人举着飞机奔跑是不可能起飞的，此时双翼不能象鸟一样一面跑一面扑动。助推器也可在飞行中间歇使用，帮助飞行。
尾翼5为水平式，主要起俯仰安定作用，动作是由操纵者通过操纵杆上的手柄来实现。
起飞和着陆是由人的双腿来完成。
以下是本发明的实施例。
将人力扑翼机按要求安装好并检查完毕后，选择一个无雨且风力不大的天气，在一个坡地上，面对风向，操纵者先系好安全吊带，用一支手提起机翼撑杆，另一支手握住一根操纵杆并使之贴紧胸部和肩部，保持住机体平衡的同时，向前下方奔跑几步后用力蹬地，双手分别握住操纵杆，双脚迅速踏在支撑杆上，即完成起飞，在飞机滑翔的同时，即可有节奏地用力下蹬撑杆，开始扑翼飞行，若需爬升则加大用力和加快下蹬的频率;若需向右飞行，则用手向左推操纵杆，身体重心向右移动即可。反之亦然;需向下滑行，则让身体重心向前移，也可将尾翼放下使飞机低头;在快接近地面时，迅速向前推操纵杆，身体尽量后移，使飞机迅速抬头并减速，脚着地时向前跑几步则完成着陆。
平地起飞时，迎风，先手拉起动发动机，双手握住操纵杆并向前上方举起飞机，飞机略为抬头，逐渐加大油门，操纵者手持操纵杆，保持机体平衡，迅速向前奔跑，当速度达最大时，用力蹬地并向前上方推操纵杆，双脚跃起踏在撑杆，即完成平地起飞。
权利要求
1.一种以人体为动力，扑动机翼而飞行的人力扑翼机飞行器，其特征在于(1)、机翼是由几根具有弹性的管状翼梁经翼胁联结而构成，翼梁从翼根到翼尖逐渐由粗变细。(2)、在两翼中部的主梁和前梁之间的下面，有一根被弯成弓形的管状弹性支撑杆，将两翼支撑起来。(3)、从两翼中部到翼尖的后缘部分，以及翼尖，是由若干具有弹性和柔性的小翼片部分相叠而构成。
2.根据权利要求1所述的人力扑翼机，其特征在于，两翼的下扑是由操纵者用力下蹬撑杆并通过撑杆两端下拉带动两翼向下而实现，两翼的上举是由变形后的撑杆和机翼弹性复原而自动实现。
全文摘要
本发明是一种以人体为动力，扑动机翼而飞行的单人人力飞行器。它由机翼、杆式机身、机翼撑杆、操纵杆、尾翼和助推器组成。机翼可作下扑、上举和改变迎角的复合运动，机翼的扑动是靠人体屈伸蹬腿而带动。可以扑翼升空，也可以借重力滑翔，可以直接从坡地或高楼上起飞，也可靠助推器从平地起飞。起飞和着陆靠人的双腿。该飞行器体积小，重量轻，起落方便，操纵灵活，噪声和废气污染小，节省燃料。是一种有使用前途的空中单人交通工具和航空体育运动用的飞行器。
文档编号B64C33/00GK1079192SQ92104009
公开日1993年12月8日 申请日期1992年5月25日 优先权日1992年5月25日
发明者王启宇 申请人:王启宇