分布式电动涵道风扇襟翼增升系统及其飞行汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种外吹气式襟翼增升系统，特别涉及一种分布式电动涵道风扇襟翼增升系统以及运用这种分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行汽车。
【背景技术】
[0002]目前已知的飞行器用的外吹气式襟翼增升系统有三种:一是用喷气式发动机的上翼面吹气襟翼增升系统、二是用喷气式发动机的下翼面吹气襟翼增升系统、三是用螺旋桨的螺旋桨滑流襟翼增升系统。
[0003]用喷气式发动机的上翼面吹气襟翼增升系统的优点是发动机喷流加速机翼上翼面气流流动速度，增升效率高，但缺点是巡航阶段喷气式发动机也在机翼上翼面进行动力增升，喷气式发动机喷流速度高，对机翼上翼面的冲刷引起的噪音和振动大；喷流温度高，因而对机翼上翼面蒙皮及机翼结构要求高。另外机翼的翼展相对较大，单个的喷气式发动机动力增升能够影响的翼展宽度有限，以分布式方式将若干数量的喷气式发动机在机翼前缘以一定距离为间隔线性排列能够充分利用翼展，动力增升的效果显著，但喷气式发动机成本高，较重，不适宜采用若干数量以分布式的方式设置。
[0004]用喷气式发动机的下翼面吹气襟翼增升系统能够通过缝翼加速机翼上翼面气流速度，增升效率也较高，但缺点是巡航阶段喷气式发动机的高速喷流弦向近距流过机翼下翼面，机翼巡航效率低。与喷气式发动机上翼面吹气襟翼增升系统的原因相同，喷气式发动机下翼面吹气襟翼增升系统也不适宜采用若干数量的喷气式发动机以分布式方式设置。
[0005]用螺旋桨的螺旋桨滑流襟翼增升系统可以采用电动驱动，有利于用分布式方式以一定距离为间隔在机翼前缘线性排列，以充分利用相对较大的机翼翼展，高效的进行外吹气襟翼增升。2015年3月起，美国宇航局就开始用采用分布式电动螺旋桨襟翼增升系统的机翼进行实验，该机翼共有18个电动螺旋桨，电动螺旋桨分布式设置在机翼前缘，以在飞行器起降时对机翼进行动力增升；但螺旋桨滑流有滑流扭转，不利于进行动力增升，螺旋桨滑流在增升时从机翼上翼面和下翼面同时流过，不如用喷气式发动机的上翼面吹气襟翼增升系统效率高，螺旋桨没有涵道环括保护，旋转时容易打到异物造成损坏以及伤及周围人员。
[0006]2014年，斯洛伐克推出一款叫“Aeromobil”的飞行汽车，这款飞行汽车的机翼能够以水平转动的方式向后折叠和向两侧打开，当机翼向后转动折叠时，“Aei^mobil”就成为一辆汽车，当机翼向两侧转动打开，“Aeromobil”就成为一架常规布局飞机，后轮的支撑部分就成为水平尾翼，上面还有垂直尾翼，这辆飞行汽车设计很巧妙，但它起飞降落需要几百米长的跑道，至少需要小型机场才能满足其起降需求。
[0007]因此需要对现有技术的外吹气式襟翼增升系统进行改进，使其能够在采用若干数量推进器以分布式方式设置的情况下，降低动力增升气流的速度和温度，消除动力增升气流的滑流扭转，使动力增升气流在机翼上翼面流动，提高螺旋桨或风扇工作时的安全性，以运用于飞行汽车，使飞行汽车能够实现垂直起落，高速水平飞行，以及垂直起落和高速水平飞行状态之间的平稳转换。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是提供一种分布式电动涵道风扇襟翼增升系统，本分布式电动涵道风扇襟翼增升系统采用电动机驱动，并且用若干数量涵道风扇以分布式方式设置在机翼前缘，能够对机翼全翼展进行动力增升，增升效果显著；涵道风扇工作时滑流速度低，使滑流冲刷机翼蒙皮的噪音和振动低，涵道风扇滑流温度低，对机翼蒙皮及机翼结构影响小；风扇滑流消除了滑流扭转，在机翼上翼面弦向流动，增升效率高；风扇有涵道环括保护，对周围人员和物体安全；同时本发明还公布了一种运用此分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行汽车。
[0009]本发明分布式电动涵道风扇襟翼增升系统包括机翼和设置在机翼上翼面前缘的涵道风扇，涵道风扇包括涵道，涵道内的风扇，驱动风扇的电动机，支撑电动机的支撑片，机翼有后缘襟翼，涵道风扇为若干个，在机翼上翼面前缘以一定距离为间隔线性排列；涵道的前缘伸出在机翼前缘的前面，涵道的后缘位于机翼的最大厚度位置，涵道风扇所在部位相对应的机翼后缘设置有后缘襟翼。
[0010]由于采用电动风扇，风扇滑流速度低，使滑流冲刷机翼蒙皮的噪音和振动低，风扇滑流温度低，对机翼蒙皮及机翼结构影响小；涵道风扇为电动机驱动，这样从动力源到电动机的动力传导只需要导线就可以完成，很方便，同时由于涵道风扇仅由涵道、风扇、电动机和支撑片等少数零件组成，重量较轻，成本较低，适宜采用若干数量的涵道风扇以一定距离为间隔在机翼前缘线性排列，即以分布式的方式设置；风扇在分布式设置时，相互之间的间隔距离应略大于涵道的直径，这样能用涵道风扇滑流引射周围更多的空气，同时节省涵道风扇的数量，以及使机翼在水平飞行时更好地产生气动升力；涵道风扇设置在机翼上翼面前缘，适宜采用上翼面吹气襟翼增升，增升效率高；涵道前缘伸出在机翼前缘的前面，这样涵道进气不易受到机翼前缘流场的干扰；涵道风扇所在部位相对应的机翼后缘，设置有后缘襟翼，在垂直起落状态，涵道风扇工作，同时下偏机翼后缘襟翼，这样能产生两个力:一是由于后缘襟翼下偏，机翼弯度增大，机翼产生向后上方的升力，二是风扇滑流以及风扇滑流引射的气流受后缘襟翼下偏的偏转而流向后下方，产生向前上方的反作用推力，通过设置适宜的后缘襟翼下偏角度，使前一个力和后一个力中，向前和向后的分力相互抵消，剩下的就是向上的合力，这就是分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的升力；由于本分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的机翼的展弦比相对不是很大，将机翼的翼尖切削，以减阻增升；在本发明中，一个分布式电动涵道风扇襟翼增升系统所包含的涵道风扇为3个。
[0011]一种运用分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的飞行汽车，包括车身，驾驶舱，所述驾驶舱位于车身中前部，分布式电动涵道风扇襟翼增升系统为2个并对称地设置于驾驶舱后部的上部两侧，并分别通过机翼根部的转轴安装在驾驶舱后部上部的固定装置内，两侧的分布式电动涵道风扇襟翼增升系统能够通过控制，以机翼根部的转轴为轴，对称地向两侧转动打开后固定，使翼展较宽，以行使飞行器功能，或者对称地向后转动折叠后固定，使宽度较窄，以行使汽车功能；飞行汽车从车头到车尾，车身整体呈流线型，两个前轮和两个后轮均露出在车身外，并分别对称地设置在车身前部和车身中后部两侧；前轮通过悬架系统和前翼与车身相连，后轮通过悬架系统和后翼与车身相连；前翼后缘设置有前升降舵，后翼后缘设置有后升降舵；前轮外设置有前轮整流罩，后轮外设置有后轮整流罩，后轮整流罩上方延伸设置有由垂直安定面和方向舵组成的垂直尾翼，垂直尾翼高度适宜，使两侧的分布式电动涵道风扇襟翼增升系统能够在其上方自如地转动，不产生干涉；机身头部设置有升力风扇，升力风扇为电动共轴风扇，进气口设置有纵向安装的上百叶，排气口设置有纵向安装的下百叶窗，上百叶窗和下百叶窗可以通过控制同时打开或同时关闭。
[0012]分布式电动涵道风扇襟翼增升系统为2个并对称地设置于驾驶舱后部的上部两侦U，并且分别通过机翼根部的转轴安装在驾驶舱后部上部的固定装置内，这样两侧分布式电动涵道风扇襟翼增升系统就能通过控制对称地水平转动，使飞行汽车在汽车状态和飞行器状态之间转换；并且使飞行汽车在不太高的情况下，两侧分布式电动涵道风扇襟翼增升系统在飞行器状态打开时，机翼水平伸出，有足够翼展，为平直梯形翼，具有合理的展弦比，以适宜低亚音速飞行；两侧分布式电动涵道风扇襟翼增升系统的机翼在汽车状态折叠时，涵道前缘没有超出飞行汽车的最大宽度，使汽车状态行驶安全方便；飞行汽车从车头到车尾，车身整体呈流线型，这使得飞行汽车在前进时车身阻力小，同时使得两个前轮和两个后轮露出在车身外，这样前轮可以通过悬架系统和前翼与车身相连，后轮可以通过悬架系统和后翼与车身相连，前翼后缘有前升降舵，二者组成鸭翼，后翼后缘有后升降舵，二者组成水平尾翼；鸭翼加水平尾翼，以及车身中部的分布式电动涵道风扇襟翼增升系统就使飞行汽车在固定翼飞机状态成为三翼面布局；两个鸭翼和两个水平尾翼虽然展弦比小，面积也不大，但前轮外设置有前轮整流罩，后轮外设置有后轮整流罩，整流罩加车轮就像加在鸭翼和水平尾翼的端板，能减小鸭翼和水平尾翼的翼梢涡流，对鸭翼和水平尾翼减阻增升，而且