专利名称：一种可在陆地、空中和/或水中行进的交通工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交通工具，具体地说是一种可在陆地、空中和/或水中行进的交
通工具。
背景技术：
当前的飞机主要有固定翼飞机与转动翼飞机两种。常见的固定翼飞机就是目前的 民航客机和大型载重货机。其优点是由于采用燃烧燃料而喷气推进，其动力系统较为强劲， 可以达到较大的航速并承载较大的载重。但其起飞是通过在获得足够的前冲速度后抬升机 头从而使机身和机翼与水平面的夹角由零变为一正值，然后通过倾斜的机身和机翼与空气 分子的相互作用以获得升抬力而起飞。为了获得足够的前冲速度需要一定的加速时间和空 间，所以固定翼飞机需要较长的跑道以起飞。同样，由于它在空中速度太低时就无法获得足 够的升抬力而导致迅速沉落，为了能以较小的向下速度着陆，它在着陆前仍需保持较高的 水平速度。这样以来其着陆也需要较长的跑道，以通过逐渐减速而停止。另外，固定翼飞机 把能量转化为升抬力或推进力的效率也较低。 目前的转动翼飞机就是螺旋桨直升飞机，它利用螺旋桨在水平平面上或接近水平 面的圆锥面上的转动来获得升抬力。由于以这种方式获得升抬力时不需要飞机向前加速， 所以螺旋桨直升机不需要跑道。由于对起飞和降落的地面面积要求低，螺旋桨直升机被广 泛地用于在没有跑道或无法建立跑道的地方进行紧急救援行动。同时，由于其可低速飞行 甚至静止悬空的特性，它也是低空测量、勘探、侦察和娱乐消遣的好工具。但螺旋桨直升机 也有不少缺点，主要是能量转化效率较低、噪音较大和载重较小。这些缺点是由螺旋桨的推 进原理造成的。在水平面转动的螺旋桨为了获得向上的升抬力，就需要使其桨叶向下的叶 面与水平面成一夹角，从而能通过击打空气获得与此叶面垂直的向上的反作用力。此反作 用力中只有一部分是竖直向上的升抬力，另一部分则为与桨叶半径垂直的水平阻力。后者 为一浪费。为了减少这一浪费只有减小上述桨叶叶面与水平面的夹角，但减小这一夹角会 导致击打面积和有效击打速度的降低从而使升抬力减小。这时，为了维持足够的升抬力，就 需要增加螺旋桨的转速。但发动机的转速既不能无限增大，较大的螺旋桨转速也会导致各 种阻力和摩擦力(来自空气的和机械的)的迅速增大，从而导致其它来源的能量浪费。螺 旋桨转速的加大也会导致噪音的增大。所以从理论上来说，螺旋桨直升机既无法有效地提 高能量利用率以减低能耗，也难以降低噪音。 另一方面，为了获得推进力，螺旋桨直升机需要使螺旋桨的转动平面向前倾斜，从 而使来自空气的净推力由竖直向上而变为前倾向上，这一前倾向上的净推力便会分出一个 水平向前的推进力。这样虽然能获得向前的推进力，但它是通过牺牲升抬力换来的。其结 果是要想维持原来的升抬力就需要加大桨叶叶面与桨叶转动平面的夹角或增加螺旋桨的 转速，而这都会降低能量对净推力的转化效率。于是，在发动机功率固定的情况下，欲高速 飞行就不得不减少载重，使载重和航速都受到限制。
发明内容
本发明的目的是为了保留当前螺旋桨直升机能直升、直降的优点，同时又能更科学、合理地获得升抬力和推进力而设计了一种交通工具。与螺旋桨直升机采用螺旋桨并使其在水平面或接近水平面的圆锥面上转动不同，本发明的交通工具采用平直桨，并使其在竖直平面或接近竖直面的平面上转动。
本发明是这样实现的一种可在陆地、空中和/或水中行进的交通工具，至少包括
机身、主发动机或主电动机及动力控制与传输系统，其改进之处在于设置有伸向机身两侧
的主转轴，在主转轴上固定有桨套，在桨套上安装有可绕自身中心线转动的桨柄，在桨柄上
固定有桨叶，在机身和/或主转轴上安装有控制桨柄和桨叶相对于桨套和主转轴转动的桨
叶开合控制装置；桨叶开合控制装置为可使桨叶在随主转轴转动的每个周期中发生一次展
开和闭合的机构，展开时桨叶叶面位于与主转轴平行或近于平行的平面上，闭合时桨叶叶
面位于与主转轴垂直或近于垂直的平面上。 在上述技术方案下，本发明可以这样实现 所述的桨叶开合控制装置至少由受控齿轮和控制齿轮组成，受控齿轮为固定在桨柄上的齿轮或经链条状结构与此齿轮相联结的齿轮，控制齿轮为机身上与主转轴垂直的一片环绕主转轴一整周且齿的分布也覆盖一整周的齿轮环面；受控齿轮与控制齿轮接触并啮合，且控制齿轮的齿数为对应的桨柄上齿轮的齿数的二分之一。 所述的桨叶开合控制装置至少由受控齿轮和控制齿轮组成，受控齿轮为固定在桨柄上的齿轮或经链条状结构与此齿轮相联结的其它齿轮，控制齿轮为机身上垂直于主转轴的环形齿轮面上的齿轮；当桨叶随主转轴转动经过一个控制齿轮时，受控齿轮可与此控制齿轮发生接触并啮合；每个控制齿轮的齿数为对应的桨柄上齿轮的齿数的四分之一。
所述的桨叶开合控制装置至少由一个固定在桨柄上的齿轮、一个在此齿轮或通过链条与此齿轮相联结的其它齿轮上偏离轴心的位置固定着的可转动的推杆以及位于机身侧面的一段儿环状凸起组成；推杆转至此环状凸起处时，推杆的一端可与此环状凸起相接触。 所述的桨叶开合控制装置至少由电动机或电磁铁、控制电动机或电磁铁电路的一个或两个或多个相互并联的固定在桨柄或与桨柄通过链状联结而一起转动的开关柄上的有一定弧度的环形开关以及位于机身侧面的可导电的弧形导轨组成；当主转轴带动开关柄或浆柄转至一个导轨处，面向此导轨的一个开关可以与此导轨接触而接通电动机或电磁铁电路。 所述的桨叶开合控制装置至少由电动机或电磁铁、控制电动机或电磁铁电路的两个或多个固定在桨柄或与桨柄通过链状联结而一起转动的开关柄上的开关触钮以及位于机身侧面的以主转轴为圆心的弧形触动环或触动钮组成；当主转轴带动开关柄转至一个触动环或触动钮处时，面向此触动环或触动钮的一个开关触钮可以与之接触而触动开关，使电动机或电磁铁电路的接通状态发生改变或电流换向。 所述的桨叶开合控制装置至少由电动机或电磁铁、控制电动机或电磁铁电路的一个或两个或多个相互并联的固定在桨柄或与桨柄通过链状联结而一起转动的开关柄上的光控或声控感应开关或一个光控或声控感应开关的一个、两个或多于两个的接收孔以及位于机身侧面的弧形发光或发声环组成；当主转轴带动开关柄转至一个发光或发声环处时，
5正对此发光或发声环的一个感应开关或接收孔可以接收到发光或发声环发出的感应信号而接通电动机或电磁铁电路。 本发明的交通工具机身上可以带有两个或多个主转轴，其中一部分主转轴上的桨
叶在一围绕水平方向的角度区间展开，调控这个或这些主转轴的转速和转向可以控制竖直
方向上获得的力的大小和方向；另一部分主转轴上的桨叶则在一围绕竖直方向的角度区间
展开，调控此种主转轴的转速和转向可以控制水平方向上获得的力的大小和方向。 本发明的交通工具当一个主转轴上带有多个桨叶时，其中有两个或多个桨叶会同
时展开，展开后彼此相邻的两个桨叶的相邻边缘应重叠、密合或其间距离小于桨叶宽度的
10%。 本发明的交通工具中，调控桨叶展开和/或闭合位置的装置是以主转轴为中心经轴承结构在机身侧面固定有竖直圆环，在此圆环内侧面固定有一同心位相齿轮，该齿轮直接或通过链条传动受拨动齿轮的控制。 本发明的交通工具可以只设有使桨叶展开的控制装置，桨叶的闭合则是依靠空气或弹簧的作用来实现。 本发明的交通工具仍采用通过转动的桨叶对周围空气分子的击打以获得反作用力的方式获得升抬力和推进力，但与螺旋桨直升机不同，其带动桨叶转动的主转轴不是竖直地向上伸出，而是水平地向机身的两侧伸出；其桨叶也不是绕着竖直的主转轴沿水平面或接近水平面的圆锥面转动，而是绕着水平的主转轴沿与机身方向平行的竖直面转动。另外，为了获得升抬力和/或推进力，它不是通过维持桨叶叶面与桨叶速度方向有一大于0°但小于6(T的夹角来实现，而是使桨叶的叶面与桨叶速度方向的夹角为90。或接近90° (85-95° )。为了与螺旋桨相区分，在此特称以这种方式(桨叶叶面与桨叶速度方向的夹角为90。或接近90° )击打空气(或其它介质)的桨为平直桨。
当机身相对于周围的空气(或其它介质)静止时，平直桨每转一周所获得的净力由于各向抵消而为零。为了使飞行器能通过桨叶的转动从外界获得净力，需要使桨叶在其转动圆周的某些区域闭合、某些区域展开。闭合是指桨叶叶面与桨叶的速度方向夹角为0°或接近0° ，展开则是指桨叶叶面与桨叶的速度方向夹角为90。或接近90° 。为此，在桨叶绕主转轴转动的同时，桨叶也沿自身的桨柄连续或时断时续地转动以实现在不同区间的展开与闭合。升抬力和推进力正是通过绕主转轴转动的桨叶的选择性展开与闭合来获得的。在本发明中我们把这种桨叶既能沿主转轴转动也能绕自身的桨柄转动的平直桨称为平直转桨。 简单说来，为了获得向上的净升抬力，桨叶只在向下转动时才展开以击打空气，在向上转动时则闭合以减少与空气的作用。同样，为了获得向前的推进力，桨叶只在向后转动时才展开以击打空气，在向前转动时则闭合以减少与空气的作用(如图l所示)。主转轴既可以沿顺时针方向转动也可以沿逆时针方向转动，在此和以下的表述中，为了简单和清楚起见仅以主转轴沿顺时针(由远离机身的一端向靠近机身的一端看)转动为例进行说明。由于逆时针转动与顺时针转动的道理相同，故本发明的交通工具并不仅仅局限于顺时针转动的情况，它也同时包含逆时针转动的情况。 为了表述方便，桨叶在绕主转轴转动时的位置(也称为位相)可以以桨的径向直线(桨柄所在的直线，与主转轴垂直指向桨叶方向)与包含主转轴的水平向前的平面的夹角(在此特称为桨角，以a表示)来描述。当桨的径向直线与水平面重合时(即当桨处于水平位置并指向前方时)，桨角为O。或360°的整数倍，且沿主转轴的转动方向转动(顺时针)时角度增大(或为正)，反向转动时角度减小(或为负)。 这样，在每个转动周期中，如果桨叶只在a = -90° —90°或其内的更小区域展开时，飞行器将获得净的向上的升抬力；如果桨叶只在a =0° -180°或其内的更小区域展开时，飞行器将获得净的向前的推进力。 如图l所示，转动的桨叶从空气分子处获得的反作用力中的升抬力为Fy = Fcosa，其中F为桨叶受到的总反作用力。当桨角为0。时，反作用力全部为升抬力，这时发动机带动桨叶转动所做的功全部转化为升抬力，产生升抬力的能量利用效率为100% 。如果
在一个旋转周期中桨叶在a「^的桨角区间展开，则桨叶在此区间得到的平均升抬力为
￡工=F(sina 2-sina》/(a 2-a》 此时在产生升抬力上桨叶对发动机能量的利用效率为n升=(sin a 2-sin a》/(a 2-a》。 利用此公式会发现当桨叶只在-15° —15° (、 = -15° ，a2 = 15° )的桨角区间(30°张角)展开时，其产生升抬力的能量利用效率约为0.989 ;在-30° —30°的区间(60°张角)约为0. 955 ;在-15° —45°的区间(60°张角)约为0. 922 ;在-45° —45°的区间(90 °张角)约为0. 900 ;在-30 ° —60 °的区间(90 °张角)约为0. 870 ;在-45° —60°的区间(105°张角)约为0.870 ;在-60° —60°的区间(120°张角)约为0.827;在-30° —90°的区间(120°张角)约为0. 716 ;在-60° —90°的区间(150°张角)约为0. 713 ;在-90° —90°的区间(180°张角)约为0. 637。
为了提高能量利用效率，在只需要获得升抬力时(比如，起飞时或静止悬空时)，在绕主转轴转动的每个转动周期中桨叶应该尽可能地在接近a =0的较小的角度区间展开。为了保证每个转动周期所获得的平均升抬力，如果桨叶仅在较小的张角区间展开，则需要以较高的转速来弥补。但上述计算表明，在一些相当大的角度区间展开时能量转化为升抬力的效率也可以很接近1，比如在-45° —45°展开时，这一效率仍可达0.900(即90% )。因此，本发明设计的飞行器的转桨只需要以相对较低的速度旋转，这会大大降低各种阻力和摩擦力。如果采用多个桨叶并联的方式，还可以成倍地增加桨叶展开时对空气的有效击打面积，从而使其为螺旋桨直升机上桨叶对空气的有效击打面积的数倍或数十倍以上。这样，为了获得同样的升抬力，本发明的交通工具的桨叶只需以螺旋桨直升机桨叶转速的几分之一、十分之一甚至几十分之一的速度绕主转轴转动，从而使各种阻力和摩擦力大大降低，使飞行器的能量利用效率大大提高。 同样，桨叶获得的反作用力中的推进力为FX = F sina。当桨角为90°时，反作用力全部为推进力，能量转化为推进力的效率为l。如果在一个旋转周期中桨叶在ai-a2的桨角区间展开，则桨叶在此区间得到的平均推进力为
￡2 = F(cosa 「cosa2)/(a2-a》 此时在产生推进力上能量的利用效率为:n推=(cos a 「cos a 2) / ( a 2_ a》。
在0=+30° —135°或其内的更小区域展开桨叶，可使飞行器有效地获得推进力。 在a =+45° —135°的区间(90°张角)展开时，能量转化为推进力的效率为
70. 900。 既需要升抬力又需要推进力时，可以在a =-60° —150°或其内的更小区域 (如-30° —120° )展开。 当桨叶在a =0° —90°的区间内展开时，其所获得的反作用力不是提供升抬力 就是提供推进力。因此当这两个力都被利用时，在此区间内能量转化为需要的力的效率为 l，是同时获得升抬力和推进力的最好区间。 当桨叶在a =-90° _0°的区间展开时，桨叶虽然可以获得升抬力，但同时也会 受到向后的推进力——称为后退力。此后退力就会抵消桨叶在其它展开区间(0° —180° 或其内的亚区间)获得的推进力，或曰需要其它区间的推进力来弥补，从而会降低能量的 利用效率。a越接近-9(T对推进力的负作用越大，对升抬力的转化效率也越小；越接近 0°对推进力的负作用越小，对升抬力的转化效率也越大。所以，在同时需要升抬力和推进 力时应尽量使桨叶在此区间的接近O。的角度开始展开，比如在a =-30°或以下展开。
当桨叶在a =90° _180°的区间展开时，桨叶无法获得向上的升抬力，反而会得 到向下的沉降力，但却会获得推进力。此沉降力就会抵消桨叶在其它区间(-90° —90°或 其内的亚区间)获得的推进力，或曰需要从其它区间获得的升抬力来弥补，从而降低能量 的利用效率。其中，a越接近18(T对升抬力的负作用越大，对推进力的转化效率也越小； 越接近90°对升抬力力的负作用越小，对推进力的转化效率也越大。所以，在同时需要升抬 力和推进力时应尽量使桨叶在此区间中接近90。的角度开始闭合，比如在a =120°或以 下闭合。与上述相结合，在同时需要升抬力和推进力时应尽量使桨叶在-30° —120°的位 相区间或其内的更小区间保持展开。 当桨叶在a =180° -270°的区间展开时，桨叶既无法获得向上的升抬力——反 而会得到向下的沉降力，也无法获得向前的推进力——反而会得到向后的后退力。但沉降 力或后退力也有其可利用性。沉降力可以用于加速下降，后退力可以用于刹车或倒退航行。 其中，后退力显然更有用，因为沉降可以由飞行器受到的重力来被动地快速实现，但迅速减 速尤其是后退却需要通过获得后退力来主动地实现。在a = 180° -360°的区间，尤其是 240° -300°的区间是获得后退力的好区间。 上面提到，当桨叶在a 「ci 2的桨角区间展开时，桨叶在此区间得到的平均推进力 为 <formula>formula see original document page 8</formula>
这表明如果桨叶在沿水平面对称的两个角度分别展开(a工=-a )、闭合(a 2 = + a)时，桨叶在每个转动周期中获得的净推进力将为零。为了获得一个正的推进力，需使 cosa「cosa2 > 0。也即，当、在-9(r _0°，02在0° -90°之间时，需使a 2大于a丄 的绝对值以获得正的净推进力。 上述计算和讨论都是在飞行器的飞行速度为零的情况下进行的，因此只适用于飞 行器起飞时或静止悬空时，对于飞行速度较低时也能较好地适用。 当飞行速度较高时，情况将变得较为复杂。首先，在有水平飞行速度时，如果桨叶 在沿x轴(水平面)对称的角度分别开合(-a时展开，+ a时闭合，a为小于90°的正值) 时，桨叶或飞行器受到的净推进力也不再为O，而是会变为负值从而出现净的后退力。这是 由于当飞行器静止时，转动的桨叶在-a-O。获得的后退力与在0。
—a时获得的推进力相等，从而使净推进力为0。但当飞行器高速飞行(水平速度为v)时，在-a-0。这一区 间桨叶会在原转速(相对于主转轴或机身)的基础上再增加一额外的水平速度v来击打空 气，从而使此时获得的后退力大于飞行器静止时获得的后退力；而在O。 —a时桨叶会在 原转速(相对于主转轴或机身)的基础上减去一水平速度v从而以较低的速度击打空气， 此时获得的推进力就会小于飞行器静止时获得的推进力，于是在-a—a的区间飞行器获 得的净推进力将无法抵消为零，而是会出现一净的后退力。这样，为了获得与低速飞行时相 同的推进力，飞行器高速飞行时就需要桨叶比在低速飞行时较晚展开或(和)较晚闭合。
由上述分析可见，不论从能量的利用效率上，还是从飞行器升、降、进、推的控制 上，还是在各种飞行速度下自由地获得适当大小的升抬力或推进力上，灵活、准确地控制桨 叶在绕主转轴转动时的展开和闭合是实现本发明的关键。在本发明中，我们把这一控制桨 叶展开与闭合的装置称为桨叶开合控制装置。 在本发明中，主转轴为受主发动机(飞行器上功率最大的发动机或电动机)驱动 而转动的、通过轴承或其它允许低摩擦转动的结构固定在机身上并向机身两侧水平伸出的 转轴。桨套为直接固定在主转轴上随主转轴一起转动的杆状、管状、块状或/和其中二者或 三者组合的结构。桨柄为套在桨套上或套在桨套中可绕某个轴线(往往为自身或/和桨套 的轴线且与主转轴垂直)转动的杆状、管状或/和既有杆状又有管状的结构。桨叶为固定 在桨柄上或与桨柄形成一个整体的片状结构。桨叶开合控制装置为控制桨柄和桨叶相对于 桨套和主转轴转动的装置。 由上述定义和描述可知，工作状态下，在主发动机的驱动下主转轴带动固定在其
上的桨套、桨柄和桨叶一起转动(在本发明中称为公转)，同时桨柄和桨叶还可以在桨叶开
合控制装置的控制下绕桨柄或桨叶的轴线转动(在本发明中称为自转)。 水平地伸向机身两侧的主转轴可与机身(也即机身中线，为从后到前大致穿过机
身中心的假想线)垂直，也可不垂直。机身左右两侧的主转轴可相对于机身左右对称，也可
不对称。 为了描述上的简单明了，在此和以下仅以主转轴垂直于机身、且机身左右两侧的 主转轴相对于机身左右对称的情况为例进行说明，但本发明并不因此仅仅局限于这种情 况，它同时也包含主转轴水平伸出但不与机身垂直和/或主转轴左右不对称的情况。与机 身垂直的、左右对称的一对儿主转轴可由一个主转轴伸向两侧形成，但为了方便和防止混 淆，仍称其为两个主转轴或两个左右对称的主转轴。 本发明的交通工具可仅有一个主转轴，也可有两个(左右各一个)或多个主转轴。 主转轴可与机身重心的高度相同或相近，也可明显甚至远远高于机身重心。当其明显或远 远高于机身重心时，由于离地较远，便于安装较大半径的桨。另外，当采用两个或两个以上 的主转轴时，这些主转轴可处于彼此相同的高度，也可处于彼此不同的高度。比如当有四个 主转轴时，可以使前面两个(左右各一)低、后面两个高，或者前面两个高、后面两个低。在 此，我们把一个主转轴与固定其上的所有附属装置(如桨柄、桨叶等) 一起统称为一个转 桨。飞行器上的这些转桨可以同步转动、功能相同，也可以各自独立、功能不同。比如，对于 后一种情况，当飞行器有四个转桨时，可以使前面一对儿(左右各一)转桨只负责提供升抬 力，后面一对儿(左右各一)转桨只提供推进力或后退
每个主转轴上可以仅有一个桨叶，也可以有两个或多个桨叶。为了减少桨叶闭合 时受到的空气阻力，桨叶的厚度要低于桨叶的宽度和长度。 一套彼此相连的桨套、桨柄和桨 叶称为一个单桨。单桨可以垂直于主转轴，也可不垂直于主转轴。下面我们仅以单桨与主 转轴垂直的情况为例进行描述。单桨上的桨套和桨柄所在的与主转轴垂直的平面在此称为 桨平面，是单桨的转动平面，也即单桨随主转轴转动时所划过的平面。单桨中心线(也即桨 套和桨柄的中心线)与主转轴的中心线(也即轴心线)一起所决定的平面则称为此单桨或 其上桨叶的展开面。桨平面与主转轴的交点即为桨套在主转轴上的固定点。每个主转轴上 可以只有一个桨平面，也可以有两个或多个桨平面。每个桨平面上可以只有一套单桨，也可 以有两个或多个单桨。当单桨的桨叶叶面与该单桨的桨平面重合或接近重合时，称此桨叶 闭合或处于闭合状态。当单桨的桨叶叶面与桨平面垂直或近于垂直时(也即与展开面重合 或近于重合时)，称此桨叶展开或处于展开状态。 交通工具上同一个主转轴上的各个单桨之间可以处于各种位置关系，但本发明在 此特别设计了一种"合桨"技术。此合桨技术的主要特征为在同一个展开面上要有两个或 多个单桨，这些单桨的桨叶要一起展开，展开后彼此相邻的两个桨叶的相邻边缘应重叠、密 合或接近密合(距离小于桨叶宽度的10% )。 一个展开面上有这种关系的且位于同一个主 转轴上的小桨合在一起称为一个合桨。 采用合桨技术可以用多个小的桨叶代替一个大的桨叶以获得同样的展开面积来 击打空气。在进行展开或闭合时，多个小桨叶要比一个大桨更容易转动。另外，在闭合时由 于互相重叠的关系，多个小的桨叶所暴露的侧面积要小于一个大的桨叶的侧面积。这样当 飞行中遇到测向有风的情况时，采用和桨技术会减小测向风的吹力，便于飞行。另外一个重 要方面是，与采用多个在展开时分开(即互不密合，相邻叶面之间有较大间隙)的小桨(在 此称为分桨)相比，当二者的小桨数量相同、每个小桨也都一样时，展开后的合桨要比各自 分离下展开的分桨对空气有更大的击打作用，从而能提高同样桨叶面积下所得到的升抬力 和推进力。同样，在总叶面面积相同的情况下，由于展开的和桨比展开的分桨能受到更大的 空气作用，展开的合桨可以用来滑翔。 虽然合桨技术有上述各种优点，但本发明的交通工具也可以采用任何其它的单桨 分布设计。 桨叶开合控制装置 不论采用合桨还是分桨，本发明的交通工具的关键部分都在于如何能够自由、灵 活、准确地控制桨叶在随主转轴转动(公转)的每个周期中在适当位置的展开与闭合。在 本发明中，把这种控制桨叶展开和闭合的装置称为桨叶开合控制装置。为了说明本发明的 可实现性，在此特设计如下几种类型的桨叶开合控制装置，本发明的交通工具也可采用任 何其它的能有效控制桨叶开合的装置。
1、齿轮式桨叶开合控制装置 桨叶开合控制装置最好能够精确地控制桨叶在每个公转周期中在哪一个桨角开 始展开、转动多少度以展开以及在哪一个桨角闭合、转动多少度以闭合。齿轮式结构可能是 其中最直接的一种设计。 在齿轮式桨叶开合控制装置中，在机身上与主转轴垂直的竖直平面上设有以主转 轴为圆心的两个带有径向齿且轮齿分布的弧度区间小于90°的环形面，每个单桨的桨柄上也带有齿轮，桨柄上的齿轮可直接与环形面上的齿轮啮合以受之控制，也可在主转轴上另 加一齿轮与环形面上的齿轮相啮合，然后让桨柄上的齿轮通过一链条状结构与主转轴上的 这个齿轮(或与其同轴同步转动的齿轮)相联结，以间接受到环形面上的齿轮的控制。为 了便于描述，我们把上述主转轴上可直接与机身上环形面上的齿轮啮合的齿轮称为受控齿 轮，把上述机身上环形面上的齿轮称为控制齿轮。桨柄上的齿轮可以为受控齿轮，也可经过 链条结构与受控齿轮(或与其同轴同步转动的齿轮)相连。 —个单桨的桨叶在随主转轴转动过程中可直接或间接(通过链条结构)地受两个 控制齿轮的控制而展开或闭合。不论其上有多少单桨， 一个主转轴一般只需要两个控制齿 轮。 该设计的工作原理可简述为，当桨叶闭合的单桨随主转轴转动(公转)至第一个 控制齿轮处时，受控齿轮与此控制齿轮啮合而受到拨动，于是带动与之相连的单桨的桨柄 在桨套中转动(自转)，从而使桨叶经转动而逐渐展开。受控齿轮划过控制齿轮后，受控齿 轮与控制齿轮不再接触，受控齿轮和桨柄都不再绕各自的轴线转动，这时桨柄和桨叶在受 控轮的带动下正好沿自身的轴线在桨套中转过90。，使桨叶处于完全展开的状态。随主转 轴一起转动的展开的桨叶便以较大的面积击打空气，从而获得飞行器需要的力(往往是升 抬力和/或推进力，但需要时也可为沉降力和/或后退力)。桨叶以展开姿势划过一定角度 后，到达第二个控制齿轮的位置，于是在第二个控制齿轮的推动下再次转过90°而进入完 全闭合状态。呈闭合状态的桨叶以较小的面积迎向空气从而以较小的阻力在空气中滑行， 直至再次到达第一个控制齿轮。 为了使桨叶在每次经过一个控制齿轮后正好转过90° ，需要使桨柄上齿轮的齿数 (记为Sjb)与每个控制齿轮的齿数(记为Skz)之间满足如下关系Skz = 1/4Sjb。 S卩，控 制齿轮的齿数为对应的桨柄上齿轮的齿数的四分之一。 除了设置控制齿轮使之每次都能正确地把桨叶转动90°以实现由展开到闭合或 由闭合到展开外，还需要能使这两个控制齿轮围绕着主转轴发生转动，以调控桨叶展开区 间的大小和位置，从而在最佳能量转化效率下选择从空气处获得的力的大小与方向。在此， 我们把调控桨叶展开区间的大小和位置的设计或装置称为桨叶展开区间调控装置，它可以 被视为桨叶开合控制装置的一部分。桨叶展开区间调控装置有多种，在此仅列举遥控式和 齿轮式桨叶展开区间调控装置以说明其可实现性，本发明的飞行器也可以采用任何其它的 有效方法。 在遥控式桨叶展开区间调控装置中，控制齿轮沿以主转轴为中心的转动，或曰沿 其以主转轴为中心的环形轨道的前后运动，是通过遥控来实现的。其中的一种设计为利用 轴承、滚珠或其它低磨擦的结构把控制齿轮限制在以主转轴为中心的环形轨道上，并使控 制齿轮带一可遥控的、可双向转动的微型电动机(如一些遥控玩具汽车上所用)。利用遥控 器可以遥控微型电动机的转动与转动方向，使微型电动机驱动控制齿轮在轨道上向前或向 后运动，以到达所需要的位置。当同一个主转轴上有两个控制齿轮时，只要使这两个控制齿 轮各自独立地受控即可。 对于齿轮式桨叶展开区间调控装置，为了操作上的简单，可以使两个控制齿轮的 相对位置固定，从而使桨叶工作区间的大小固定，这时主要要通过调节主转轴的转速来调 整桨叶从空气获得的力的大小，通过调节桨叶展开区间的位置来调控桨叶从空气获得的力
11的方向。采用这种设计时，两个控制齿轮固定在一个以主转轴为中心的竖直圆环上，该圆环 以轴承、滚珠或其它低磨擦的结构固定在机身侧面从而可以以主转轴为中心自由转动。圆 环内侧(控制齿轮固定在外侧)固定有一同心齿轮(称为位相齿轮)，该齿轮直接受另一齿 轮(称为拨动齿轮)的控制。用一手动转柄可直接或通过链条状联结摇转拨动齿轮，拨动 齿轮便拨动位相齿轮转动，从而转动圆环和圆环上的控制齿轮以主转轴为中心转动，使控 制齿轮停在任何期望的位置。此设计称为齿轮式桨叶展开区间调控装置。为了使控制齿轮 到达期望的位置后在下次调节前一直呆在此位置，可在手动转柄上加一防转键。插入此防 转键就会使转柄锁在其转轴上，拔起此防转键后转柄才能被转动。 在此齿轮式桨叶展开区间调控装置中，如果希望两个控制齿轮能自由地相对或相 向运动，需要使两个控制齿轮分别位于两个以主转轴为中心但不同半径的圆环上。此时两 个控制齿轮可以仍然同半径，只是使一个圆环接于一个控制齿轮的外侧，一个接于另一个 控制齿轮的内侧。两个圆环内侧分别固定有位相齿轮，两个位相齿轮又分别与两个拨动齿 轮相啮合，两个拨动齿轮又分别受两个手动转柄的控制。利用这两个手动转柄即可实现对 桨叶展开区间(即两个控制齿轮的位置)的调控。另外，也可以使两个控制齿轮有不同的 半径，从而分别固定在两个以主转轴为中心但不同半径的圆环上，分别接受两个拨动齿轮 或转柄的控制。与此相对，主转轴上也应有两个半径不同的受控齿轮分别与对应的控制齿 轮接触。这两个受控齿轮可位于同一转轴上，也可采用一个较长的受控齿轮取代两个受控 齿轮，使之长到能与两个控制齿轮都发生接触。 除了用手动转柄，齿轮式桨叶展开区间调控装置也可用电动机来带动拨动齿轮的 转动，从而经位相齿轮调节控制齿轮的位置。电动机的转动既可通过转动转钮借助于仪表 装置来控制，也可用遥控器来控制。另外，也可以在此基础上使两个控制齿轮限制在同一 圆环上，并可以在圆环上绕圆心相对运动以同时实现对桨叶展开区间的大小的控制。为此 可采用上述遥控式中描述的结构使其中一个控制齿轮上带有遥控式微型电动机以驱动此 控制齿轮在圆环上的轨道内运动，从而调节桨叶展开区间的大小。如果圆环的转动也采用 遥控式电动机，则此遥控的齿轮式桨叶展开区间调控装置就会与上述的遥控式桨叶展开区 间调控装置一样都有两个遥控器(在实际制作上可合并成一个)，但此遥控的齿轮式桨叶 展开区间调控装置在操作上可能更简单对控制圆环的电动机的遥控调节可起到粗调的功 能，对微型电动机的遥控调节可起到细调的作用，从而使桨叶展开区间的调控能更感性化 地进行。 实际上，也可只用一个控制齿轮以控制桨叶的展开，而桨叶的闭合则不用任何控 制齿轮而是依靠空气的作用自动闭合，这可通过在设定的闭合位置打开桨叶防转装置使桨 叶能自由转动来实现(其具体实现见下面的"桨叶防转装置")。这种利用空气的作用来实 现桨叶闭合的方式在此称为自由式桨叶闭合或桨叶闭合的自由式。在没有风或有风但风向 与飞行方向相同或相反时，采用这种自由式可以使桨叶真正地闭合，即叶面与桨平面重合。 当有风时尤其是风向与飞行方向不一致时，"闭合"的桨叶叶面就不会与桨平面重合，而是 沿空气相对于桨叶的速度方向闭合。其优点是这样闭合的桨叶可以以最小的阻力划过空 气，在转动90。展开后每个桨叶又能以最大的面积击打空气。其缺点是，这种闭合偏离桨平 面太多时，桨叶展开后各桨之间实现和桨就会较为困难。 上述调控桨叶展开区间的方法以及自由式桨叶闭合方法也可用于下面其它的桨叶开合控制装置中。 2、偏心杆式桨叶开合控制装置 在这种设计中，主转轴上带有一齿轮，此齿轮直接固定在桨柄上或通过链条与桨 柄上的齿轮相联结，在此齿轮上偏离中心的位置固定有一可转动的推杆，推杆的另一端则 指向固定在机身侧面的以主转轴为中心的一段儿环状凸起所在的平面。当主转轴带动推杆 转至此环状凸起处时，推杆的一端就会受到此环状凸起的推动。受到推动的推杆就会推动 与其另一端相连的齿轮的转动，齿轮的转动就会带动桨柄和桨叶的转动而使桨叶展开。为 了复位(使桨叶闭合)，推杆上可带一复位弹簧，以便在转过环状凸起后能在弹簧的作用下 复位。实际上，也可不用复位弹簧而借助空气的作用自动复位。 推杆可以经过一些槽状或环状固定结构而平行地附着在主转轴上且只能沿与主 转轴平行的方向运动，此时推杆在环状凸起的推动下会直接推动与之相连的齿轮。推杆也 可以仅经由一个固定点儿固定在主转轴上，推杆可以绕此固定点转动。这样当推杆的一端 受到环状凸起的推动时就会绕固定点转动而使其另一端也发生转动，从而带动与此"另一 端"相连的齿轮的转动，以进一步引起桨柄和桨叶的转动使桨叶展开。 其工作过程可简述为，当主转轴带动推杆一起转到机身上的环状凸起处时，推杆 的一端受到环状凸起的推动而导致推杆的另一端也发生运动，于是进一步带动与之相连的 齿轮的转动，齿轮的转动又会直接或通过链状结构而带动桨柄和桨叶的转动，从而使桨叶 由闭合而展开，展开的桨叶在主转轴的带动下通过击打空气而获得飞行器需要的力。在转 过这一环状凸起后，推杆在复位弹簧或空气对桨叶的推力的作用下和桨柄与桨叶一起恢复 到原来的闭合状态。主转轴带动桨叶以较小的阻力划过空气直至再次到达环状凸起的位 置。 推杆上与环状凸起接触的一端可以加一能转动的小轮或滚珠，以减小推杆在环状 凸起上滑行时的摩擦力。 在这种设计中，环状凸起的位置可以采用上面"齿轮式桨叶开合控制装置"中的桨 叶展开区间调控装置或其它方法来调控。环状凸起也可以通过两截儿环状凸起的拼接来形 成，使其中的一个可以插入另一个以便调节整个环状凸起的长度，从而调控桨叶展开区间 的大小。 3、导轨式桨叶开合控制装置 在此设计中，主转轴上固定有一小型电动机，电动机的转轴与桨柄以带状或链状 方式相连，使电动机可以带动桨柄和桨叶的转动。电动机自身带有电池或利用飞行器上的 其它电池。电动机电路处于断开状态，除非其两个或多个并联开关之一的两端同时接触到 位于机身侧面的以主转轴为中心的弧形导体(称为导轨)。这两个或多个并联开关固定在 桨柄或与桨柄通过链状联结而同步转动的其它转柄上。在此把这种固定在主转轴上带有并 联开关的桨柄或转柄通称为开关柄。当开关柄与桨柄同步转动(同时转动且角速度相同) 时，可以使用四个并联开关。下面就以这种情况为例进行说明。在这种情况下，每个开关的 两个极端都为一对儿环绕开关柄90。(或略大于9(T )的导电圆环，两个圆环上下相对排 列组成一个开关。相邻的两个开关在开关柄上处于不同的高度，且彼此相差90。交错排列。 相对的开关则处于相同的高度。导轨也有两个，都以主转轴为中心但半径不同。其中一对 高度相同而又相对(相差18Q。)的开关与主转轴的距离与其中一个导轨距主转轴的距离相等，另一对儿高度相同而又相对的开关与主转轴的距离则与另一个导轨距主转轴的距离 相等。这样在开关面向其对应的导轨时便可以与导轨接触以接通电动机电路，带动桨柄和 桨叶的转动。 这种设计的工作原理可简述为在桨叶闭合时，当主转轴带动开关柄转至一个导 轨处时，面向此导轨并与此导轨等半径(相对于主转轴)的开关的两个极与导轨接触，从而 使电动机电路接通，电动机开始转动并同时带动开关柄和与之相连的桨柄转动，使桨叶由 闭合走向展开。当桨柄转过90。后，桨叶完全展开，开关柄上这个开关的两极由于正好转完 其长度而不再面向导轨，于是与导轨脱离接触，电路断开，电动机停止转动，桨叶停止在完 全展开的状态以击打空气。这时处于另一个高度的开关正好开始面向导轨平面。当主转轴 带动开关柄转至另一个导轨处时，这一此时面向导轨平面的开关的上下两极就会与导轨接 触从而接通电动机电路使电动机转动，电动机就会带动开关柄和桨柄一起转动使桨叶开始 闭合。当转过90°后，桨叶完全闭合，上述开关也正好转完其90。的弧度而与导轨脱离，从 而电路断开，电动机停止转动，桨叶以闭合状态划过空气。这时另一个高度的开关则刚刚面 向导轨平面，当主转轴带动开关柄再次到达第一个导轨处时就会再次接通电动机电路而重 复上面的过程。 当开关柄的转速(Zkg)与桨柄的转速(Zjb)不相等时，开关两极环绕开关柄的角 度就不再为90。，而是90° X(Zkg/Zjb)。此时开关柄上可以有两个或多个开关。
当不同高度的开关接通后能使电动机反向转动时，则只需两个开关就够了。这时， 桨叶通过正向转动而展开，通过反向转动而闭合。实际上，当两次相临的接通能使电动机反 向转动时，甚至可以只用一个开关。为此，需要使两个导轨距主转轴的距离相等，且使每个 导轨的前端都略厚于导轨的其它部分(即使前端略微凸起)，而两个导轨的其它部分都等 厚度。这样，当桨柄转完90。后开关的两极与一个导轨的尾端脱离接触，电动机电路断开。 当此开关的两极转至下一个导轨处时，此导轨较高的前端仍可以接触开关的两端，使电动 机反向转动，直至转够90°脱离，电动机停转，然后如此不已。 另外，与上述用开关的两极同时接触导轨而接通电动机电路不同，也可以使机身
上的导轨为电动机电路上开关的一端，开关柄上的一个导电圆环为开关的另一端。这样，以
这种方式采用与上述相似的原理和结构也可以实现对桨叶开合的控制。 实际上，其中的电动机也可以用电磁铁或电磁铁和弹簧的组合来取代。当采用电
磁铁时，可以用两段导轨和两个开关。这可以有多种设计来实现，其中的一种为在桨柄或
与桨柄经链状结构相联结的其它转柄上固定一个轮状物或杆状物，在轮状物或杆状物的边
缘或靠近边缘的地方固定一个磁铁，在磁铁的两端各有一个(仅一端有一个也可)由上述
桨叶开合装置中的开关控制的电磁铁。当一个开关与其中的一段导轨，比如展开导轨，接触
时，电磁铁电路中的电流向一个方向流动，使两个电磁铁产生一致的磁性协同地将磁铁向
其中的一个电磁铁推拉并到达一个固定的位置，从而带动桨柄转动并使桨叶完全展开，直
至此开关划过此段导轨。当上述开关划过上述导轨后，另一开关便与闭合导轨接触，使电磁
铁电路的电流反向，使桨柄或转柄上的磁铁反向运动并停留在一个固定的位置，同时带动
桨柄和桨叶转向闭合并最终完全闭合，直至此开关划过此导轨。在这种情况下，展开导轨的
作用更象偏心杆式桨叶开合控制装置中的凸起环的作用，其长短(或弧度)决定桨叶展开
区间的大小，其位置决定桨叶展开区间的位置。闭合导轨则决定桨叶闭合区间的大小和位置。 当采用电磁铁和弹簧的组合时，可以只用一段导轨和一个开关。这可以有多种设 计来实现，其中的一种为在桨柄或与桨柄经链状结构相联结的其它转柄上固定一个轮状物 或杆状物，在轮状物或杆状物的边缘或靠近边缘的地方固定一个铁磁体或磁铁。 一个固定 在主转轴或桨套(或转柄套)上的弹簧从一个方向拉住此杆状物或轮状物或其上的铁磁体 或磁铁，一个由上述桨叶开合装置中的开关控制的电磁铁在通电后可以通过吸引此杆状物 或轮状物上的铁磁体或磁铁从另一个方向进行牵引，使此杆状物或轮状物带动桨柄转动。 当开关不与导轨接触时，电磁铁不通电，上述杆状物或轮状物在弹簧的作用下停在一个固 定的位置，桨叶处于完全闭合状态。当开关与导轨接通后，电磁铁通电并对杆状物或轮状物 上的铁磁体或磁铁产生引力，使之克服各种阻力向电磁铁移动并最终停留在一个固定的位 置。铁磁体或磁铁的移动带动其所在的杆状物或轮状物，使桨柄或转柄转动，使桨叶走向展 开并最终完全展开。当开关转过导轨后，电磁铁停电，杆状物在弹簧的作用下复位，同时也 使桨叶由完全展开而完全闭合。这种情况下，导轨的作用更象偏心杆式桨叶开合装置中的 凸起环的作用，其长短(或弧度)决定桨叶展开区间的大小，其位置则决定桨叶展开区间的 位置。 其中，上述各种设计中桨叶的开合位置，也即导轨的位置，可以采用上面"齿轮式
桨叶开合控制装置"中所述的桨叶展开区间调控装置或其它任何方法来调控。 4、开关式桨叶开合控制装置 此设计与上述"导轨式桨叶开合控制装置"的原理和结构相似，只是将利用导轨接 通或断开电路改为通过触动开关的闭合和断开来接通或断开电路。 与"导轨式桨叶开合控制装置"类似，在此设计中主转轴上也固定有一小型电动 机，电动机的转轴与桨柄以带状或链状方式相连，使电动机可以带动桨柄和桨叶转动。
电动机电路的接通或断开由固定在桨柄或与桨柄通过链状联结而同步转动的其 它转柄(与上述相似，也统称为开关柄)上的开关来决定。在此以开关柄与桨柄同步转动 (同时转动且角速度相同)为例来说明其工作原理。在这种情况下，开关柄上带有八个开 关触钮，其中四个处于同一高度(或曰以主转轴为中心的同一半径)环绕着开关柄的轴心， 彼此相差90° 。另外四个处于另一高度，也彼此相差90。。不同高度的触钮两两上下对齐 (或略微错开)。这些开关触钮可以触动同一个连续开关。连续开关为只要不断触压就会 不断交替开合的开关，即如果一次触压使其接通，则下一次触压会使其断开，再下一次触压 又使其接通，如此不已。这种开关往往采用齿轮状结构，道理简单较为好造，也可从市场购 买然后略作修改。机身侧面设有两个以主转轴为圆心的弧形触动环，也位于两个不同的半 径上，这两个半径分别与开关柄上开关触钮距主转轴轴心的两个距离相同。当面向触动环 且与之等半径(以主转轴为中心)的开关触钮转至此弧形触动环处时，此触动环可以触动 该开关。这两个触动环中，一个位于使桨叶展开的位置，称为展开触动环；一个位于使桨叶 闭合的位置，称为闭合触动环。与展开触动环等高的开关触钮称为展开触钮，与闭合触动环 等高的触钮称为闭合触钮。展开触钮与闭合触钮总是成对儿地上下对齐(或略微错开)。
这种设计的工作原理可简述为在桨叶闭合、电动机由于电路断开而停机的情况 下，开关柄上有上下对齐的一对儿开关触钮面向触动环所在的平面。当主转轴带动开关柄 转至第一个触动环(展开触动环)处时，面向此触动环并与之等半径的开关触钮(展开触
15钮)受到触动环的触压而使开关接通(另一触钮(闭合触钮)由于不受触压而不发生任何 作用)，使电动机开始转动并同时带动开关柄和与之相连的桨柄转动，使桨叶由闭合走向展 开。当桨柄转过90。后，桨叶完全展开，开关柄同步转过90。，于是另一对儿上下对齐的开 关触钮正好转至上述触动环平面，其中的那个与展开触动环等高的开关触钮(展开触钮) 便会受到展开触动环的触压而使开关断开、电动机停转，从而使桨叶以展开的姿态击打空 气获得动力。其间另一与之上下对齐的触钮(闭合)虽然也面向触动环平面但由于尚未遇 到等高的触动环而尚未受到触压。当主转轴带动桨柄和开关柄转至闭合触动环处时，与闭 合触动环等高的这个原来尚未受到触压的开关触钮(闭合触钮)就会受到触压而使开关接 通，使电动机带动桨柄和开关柄转动，使桨叶由展开走向闭合。当转过90°后，桨叶完全闭 合，另一对儿上下对齐的开关触钮正好转至触动环平面，其中一个与闭合触动环等高的开 关触钮(闭合触钮)便会受到闭合触动环的触压而使开关断开、电动机停转，从而使桨叶以 闭合的姿态划过空气，直至再次转到展开触动环处。当再次转到展开触动环处时，面向展开 触动环的展开触钮就会受到触压而使电动机接通并带动桨叶开始展开，于是开始重新重复 上面的过程。 当开关柄的转速与桨柄的转速不相等时，等高的开关触钮之间就不再相隔90° ， 开关柄上就可以有其它数量的开关触钮。 当不同的开关接通后能使电动机反向转动(即通过反向转到来复位)时，则只需 四个开关触钮就够了。这时，桨叶通过正向转动而展开，通过反向转动而闭合。实际上，当 两次相临的接通能使电动机反向转动时，甚至可以只用甚至两个开关触钮。为此，需要使两 个触动环距主转轴的距离相等，且使每个触动环的前端都略厚于触动环的其它部分(即使 前端略微凸起)，而两个触动环的其它部分都等厚度。这样，当第一个开关触钮被一个触动 环触动后，电动机开始转动，桨柄转完90°后，第二个开关触钮被此触动环的尾端触动，电 动机停转。当此开关触钮转至下一个触动环处时，此触动环较高的前端仍可以触动此开关 触钮，使电动机反向转动，转够90。后上述的第一个触钮就会被触动，电动机停转，然后如 此不已 上述设计也可略作修改，于是可有一个如下的变体设计。在此变体设计中，电动机 电路的接通仍由固定在开关柄上的开关来决定，但其断开则由电动机自身携带的开关来决 定、实现。当电动机转轴与桨柄同步转动(同时转动、停止，且角速度相同)时，在电动机 机身上固定四个以电动机转轴为中心且彼此相隔90°的开关，在电动机转轴上设一触动柄 使其能随转轴的转动依次触发机身上的四个开关。其工作原理为，设定电动机转轴上触动 柄与这几个开关之间的相对初始位置，在桨叶完全展开或闭合时，使电动机转轴上的触动 柄位于刚刚转过一个开关的位置。这样，当电动机转轴转过90。时，电动机转轴上的触动 柄就会在转动完90°后触发下一个开关而使电动机电路断开，电动机停止工作，此时桨叶 也正好由完全展开而完全闭合或由完全闭合而完全展开。当电动机转轴与桨柄由于各自的 齿轮数不同而不同速转动时，则电动机上的开关之间就不再相隔90。 了。若电机转轴上齿 轮的齿数数为Sdj，桨柄上与之相联结的齿轮的齿数为Sjb时，则开关之间的相隔角度应为 90° X(Sjb/Sdj)。 其实，也可以直接采用步动电机来省去上述断开电动机电路的装置。将步动电机 的步长设定为每次启动后只转一定的角度，然后自动停止。当经由链条联结的电动机与桨柄同步转动时，此步长只能为90。。当电动机的齿轮小而桨柄的联结齿轮大时，则步长可以 相应加大，以保证桨柄每次能正好转90。使桨叶展开或闭合。当电机转轴上齿轮的齿数数 为Sdj，桨柄上与之相联结的齿轮的齿数为Sjb时，电动机的步长应为90° X (Sjb/Sdj)。
采用与"导轨式桨叶开合控制装置"中相似的设计，开关式桨叶开合控制装置中的 电动机也可以用电磁铁或电磁铁和弹簧的组合来取代。此时，机身上的两个触动环要变为 两个凸起的触动钮，一个触动钮位于使桨叶开始由闭合走向展开的位置，另一个触动钮位 于使桨叶由展开走向闭合的位置。因此桨叶展开区间的位置和大小就由机身上这两个触动 钮的位置和距离决定。与触动环变为触动钮相适应，开关柄上的开关触钮要变为齿轮状、将 开关变为由齿轮的转动带动开合的开关，要使此开关每受到机身上触动钮的一次触压或拨 动就使电磁铁电路的电流变向一次，从而使桨叶在电磁铁的驱动下由完全展开而完全闭合 或由完全闭合而完全展开。当采用电磁铁与弹簧的组合时，要使此开关每受到机身上触钮 的一次触压或拨动就发生一次状态变化由接通变为断开或由断开变为接通，从而使桨叶 在电磁铁和弹簧的协同作用下由完全展开而完全闭合或由完全闭合而完全展开。
其中，桨叶的展开区间，也即机身上开关触动环或触钮的位置可以采用上面"齿轮 式桨叶开合控制装置"中所述的桨叶展开区间调控装置或其它任何设计来调控。桨叶的闭 合也可采用上面所述的自由式闭合方式。
5、光控或声控式桨叶开合控制装置 此设计与上述"导轨式桨叶开合控制装置"极为相似，主要是把电动机电路的导通 由机械式的接触导通换为对光或声的接收导通。也即，把环形的开关极端换为环形的光或 声感应开关，把导轨换为发光环或发声环，从而把电路接通由通过机械地接触导体变为通 过对光或声的接收来实现。下面仍以开关柄与桨柄同步转动(同时转动且角速度相同)的 情况为例说明此设计的工作原理。其结构可以参照导轨式桨叶开合装置的结构。
在此设计中，当开关柄与桨柄同步转动时，开关柄上可以带有四个光控(或声控) 感应开关或一个光控(或声控)感应开关的四个接收孔。这里以后一种情况为例进行说 明。电动机电路处于断开状态，除非此光控(或声控)感应开关能接通。此光控(或声控) 感应开关处于断开状态，除非它有一个接收孔接收到能激发它的光(或声)。每个接收光 (或声)的孔都为一绕开关柄的在垂直于开关柄的平面上张角为90。的环形柱面。相邻两 个接收孔在开关柄上处于不同的高度，且彼此相差90。交错排列。相对的两个接收孔(相 差180° )在开关柄上处于相同的高度。机身上有两个发射激发此光控(或声控)感应开 关的弧度小于90。的发光(或发声)环，二者都以主转轴为中心位于与主转轴垂直的平面 上，但半径(距主转轴的距离)不同。其中一对儿高度相同而又相对(相差18(T )的接收 孔与主转轴的距离与其中一个发光(或发声)环距主转轴的距离相等，故当它们面向此发 光(或发声)环时能接收到它的光(或声)而使开关被激发、接通。另一对儿高度相同而 又相对的接收孔与主转轴的距离则与另一个发光(或发声)环距主转轴的距离相等，当它 们面向此发光(或发声)环时能接收到它的光(或声)而使开关被激发、接通。
其工作原理可简述为当开关柄和处于闭合状态的桨叶以较小的空气阻力绕主转 轴转动时，开关柄上的一个接收孔面对机身上的发光(或发声)环所在的平面。当开关柄转 至机身上第一个发光(或发声)环的位置时，这个面对发光(或发声)环平面的接收孔便 会由于正对此发光(或发声)环而接受到发光(或发声)环持续发出的光(或声)信号，使感应开关受激发而接通电动机电路，电动机便带动桨柄和开关柄(二者以链条相连)转 动，使桨叶由闭合向展开转动。当开关柄、桨柄和桨叶一起转够90。后，桨叶完全展开，开 关柄上那个本来在接收光(或声)信号的张角为90。的接收孔就会由于正好转过90。而 不再面向发光(或发声)环，不再能接收到光(或声)信号，于是感应开关由于失去激发而 断开，电动机停止转动，桨叶停止在完全展开的状态以击打空气。这时处于另一个高度的接 收孔开始面向发光(或发声)环平面。当主转轴带动开关柄转至下一个发光(或发声)环 处时，这一此时面向发光(或发声)环平面的接收孔就会接收到发光(或发声)环发出的 信号而激发感应开关，接通电动机电路，使电动机转动并带动开关柄和桨柄一起转动，使桨 叶由展开走向闭合。当转过90°后，桨叶完全闭合，上述这一接收孔也正好转完其90。的 弧度而不再面向发光(或发声)环平面，从而不再能接收到激发信号，于是感应开关断开， 电动机停止转动，桨叶以闭合状态划过空气。这时另一个高度的接收孔又开始刚刚面向发 光(或发声)环平面，当主转轴带动开关柄再次到达第一个发光(或发声)环时就会再次 接通电动机电路而重复上面的过程。 当开关柄的转速(Zkg)与桨柄的转速(Zjb)不相等时，接收孔的角度就不再为 90° ，而是90° X(Zkg/Zjb)。这时开关柄上可以有两个或多个接收孔。
当每个接收孔都有自己的感应开关，并使不同高度的接收孔接收到信号后使电动 机转向相反时，只需上下各有一个接收孔就够了。实际上，当两次相临的信号接收能使电动 机转向相反时，甚至可以只用一个接收孔。为此，需要使两个发光(或发声)环平面距主转 轴的距离相等，且使每个发光(或发声)环平面的前端都能发出略向前倾斜的光(或声)， 而发光(或发声)环的其它部分都发出与环面垂直的光(声)。这样，当桨柄转完90。后接 收孔不再面对发光(或发声)环平面，电动机电路断开。当此接收孔转至下一个发光(或 发声)环处时，此发光(或发声)环前端发出的略微前倾的光(声)仍可以被此接收孔接 收到，使电路接通，电动机反向转动，直至转够90。不再能接收到此发光(或发声)环的信 号，电动机停转，然后如此不已。 采用与"导轨式桨叶开合控制装置"相同或极为相似的设计，也可以用电磁铁或电
磁铁和弹簧的组合来取代此设计中的电动机以驱动桨叶的展开与闭合。 此设计也可变得与上述"开关式桨叶开合控制装置"相似，主要是把上面的开关柄
上的每个环状接收孔变为较小的两个圆孔式接收孔，从而以8个圆孔式接收孔取代上面的
四个柱面式环状接收孔。其工作原理可参照"开关式桨叶开合控制装置"与上述光(声)式
控制装置的工作原理而知。此时，采用与"开关式桨叶开合控制装置"相同或相似的设计，
也可以用电磁铁或电磁铁和弹簧的组合来取代此种设计中的电动机，驱动桨叶的展开与闭合。 另外，也可以反过来，使开关柄上的为发光(或发声)孔而机身的为光(或声)的 接受环。这种设计的工作原理与上述相似。 上述的"光"可以为任何频率的电磁波，其中的"声"可以为任何频率的声波。"光"
和"声"也可以是用电磁波或声波传递的指令性信号，以指令开关的闭合或断开。 桨叶的开合位置，也即两段儿发光或发声环的位置，可以采用上面"齿轮式桨叶开
合控制装置"中所述的方法或其它任何方法来调控。桨叶的闭合也可采用自由式闭合。电
动机电路被接通后，在桨叶转过90。后的断开也可以由电动机上的开关执行，或通过设定步动电动机的步长来实现。 6、连续式桨叶开合控制装置 以上桨叶开合控制装置都可称为精确控制式桨叶开合控制装置，它们能精确地控 制桨叶在每个转动周期的哪一个桨角开始展开、转动多少度以展开以及在哪一个桨角闭 合、转动多少度以闭合。除此之外，也可以用一种能量转化效率较低但运转起来更平稳的桨 叶开合控制装置，其特点是在正常工作状态下，在主转轴转动的每个周期中桨叶始终都在 转动，既不会由转动而完全停止也不会由停止而重新转动，为此我们把它称为连续式。此种 桨叶开合控制装置不会象上述的控制装置一样使桨叶在完全展开或完全闭合的状态停留 一段时间。这种连续式桨叶开合控制装置可以通过多种设计来实现，其要点是在主转轴的 每个转动周期都要使桨叶展开、闭合一次，但完全展开都要发生在最能产生需要的力的位 置(角度)而完全闭合则要发生在与此相对(相差18(T )的位相。下面以齿轮式为例来 说明其可实现性。 齿轮式连续桨叶开合控制装置与上面的"齿轮式桨叶开合控制装置"极为相似，只 是把其中的控制齿轮由以主转轴为中心固定在机身上的两片儿或一片儿带有径向轮齿且 轮齿分布的弧度区间小于90。的环形面，换为一片环绕主转轴一整周(360° )且齿的分布 也覆盖一整周的齿轮环面。此齿轮环面(控制齿轮)上这些径向齿(以主转轴为中心的半 径方向)的分布可完全均匀，也可略有疏密。如果受控齿轮与桨柄同步转动(同时、同速 转动)，则只需使受控齿轮上与控制齿轮啮合的齿数为每个控制齿轮的齿数的两倍，即可使 桨叶和桨柄在绕主转轴转动的每个周期中只绕桨套转动半周(180° )，从而只出现一次开 合由闭合而逐渐展开(90° )，再由展开而逐渐闭合(90° )。如果通过链条状结构相联结 的受控齿轮与桨柄齿轮转速不同，则只需保证桨柄齿轮的齿数为每片控制齿轮的齿数的两 倍即可。 如果使控制齿轮绕主转轴作适当转动(可采用"齿轮式桨叶开合控制装置"中提 到的桨叶展开区间控制装置)，就可以调控桨叶的展开位置和闭合位置，从而获得需要的外 力。比如，如果使桨叶在经过水平面并向上击打空气时完全闭合(从而受到一个极小的向 下的反作用)，在经过水平面并向下击打空气时完全展开(从而受到一个最大的向上的反 作用)。这样，桨叶在绕主转轴转动的每个周期中都会获得一个净的向上的升抬力。同样， 如果使控制齿轮在其它的位相完全展开，就可以获得其它方向的净力(比如，既有升抬力 又有推进力)。 由于在连续式桨叶开合控制装置的控制下，桨叶以匀速或接近匀速的形式和桨柄 一起绕桨套转动(自转)，桨叶在开、合之间的转换可以较为平稳，操作更易进行，但存在能 量转化效率较低的缺点。 实际上，不论采用何种桨叶开合控制装置，桨叶展开区间控制装置也并不是必需 的。当机身带有两个或多个主转轴从而有两个或多个转桨时，可以通过各个转桨之间的 分工来调节从空气中获得的总推力的大小和方向，从而可以不用任何桨叶展开区间控制装 置。这时可以使其中一部分转桨负责提供竖直方向上的力，也即使其上桨叶的展开区间为 一围绕着水平方向(桨角为0或18(T )的角度区间；使另一部分转桨负责提供水平方向 上的力，也即使其上桨叶的展开区间为一围绕着竖直方向(桨角为-90°或+90° )的角度 区间；并使各个转桨上的桨叶展开区间都固定，也即使桨叶的展开和闭合位相都固定。这样
19就可以不再使用任何桨叶展开区间控制装置，而是通过调控负责提供竖直方向上的力的转
桨的转速和转向来控制升抬力的大小、由升抬力转变为沉降力以及沉降力的大小，通过调
控负责提供水平方向上的力的转桨的转速和转向来控制水平推进力的大小、由推进力转变
为后退力以及后退力的大小。当然，即使在这种转桨分工的设计中，也可以使用各种桨叶展
开区间控制装置以对各个转桨的桨叶展开区间进行一些微调。 桨叶防转装置 除了采用连续式桨叶开合控制装置，本发明的飞行器大都要求桨叶在工作区间内 (即在完全展开之后和开始闭合之前)不发生自转、一直保持展开状态，在闭合区间内(即 在完全闭合之后和开始展开之前)也不发生自转、一直保持闭合状态。但由于主转轴的转 动和(或)飞行器的飞行，展开的桨叶会由于受到空气的阻力而倾向于走向闭合；闭合的桨 叶又会由于自身惯性和空气阻力的不稳定性等因素而发生摇摆。为了叙述方便，我们在此 把桨叶在主动控制下(即桨叶开合控制装置的控制下)发生的转动称为受控转动，在不受 主动控制时发生的转动称为自由转动。为了克服这些因素的影响防止桨叶发生自由转动， 需引入桨叶防转装置。桨叶防转装置即为防止桨叶发生自由转动的装置。有多种设计可以 实现这种桨叶防转装置，在此仅举几个简单的例子来证明其可实现性。本发明的交通工具 也可采用任何其它的桨叶防转装置。 为了防止转轴的自由转动，可以采用防转键。防转键一般为一杆状或楔形硬物，一 端固定或只能前后运动，另一端可插入转轴上的槽状或齿状结构以防止此转轴的转动。在 本发明中，由于桨叶(和桨柄)需要不时地转动以展开(或闭合)，又需要不时地停止转动 以在一定的时间内维持此展开(或闭合)状态，所以需要防转键能不断地插入、离开转轴上 的槽状或齿状结构。防转键的这种往复运动可以简单地借助弹簧、电磁铁或其组合来实现。 下面以电磁铁式为例来说明其工作原理和可实现性。 在电磁铁式桨叶防转装置中，防转键(或其一部分)为一磁性物体(比如为一钕 铁硼合金磁铁)，固定在主转轴上只能沿其长度方向做一维运动。它的一端靠近一个电磁 铁，另一端靠近且指向桨柄(或与桨柄经链条状结构相联的开关柄或电动机转轴)上固定 的一个防转齿轮。当电磁铁的电流向某一个方向流动时，防转键会在电磁铁引力的作用下 向电磁铁运动而远离桨柄(或开关柄或电动机转轴)上的齿轮，从而从齿轮中脱出，使齿轮 可以转动。当电磁铁的电流在换向后反向流动时，电磁铁的两极逆转，防转键就会受到电磁 铁的斥力而远离电磁铁、向防转齿轮移动并插入齿轮中使齿轮无法转动。
防转键的进出也可借助弹簧或弹簧与电磁铁的组合来实现。比如，可用一弹簧来 联结防转键与固定着防转齿轮的桨柄的桨套(或开关柄的柄套)、电动机的机身或主转轴， 从而使防转键对防转齿轮的插入依靠此弹簧的弹力来实现并维持。这样驱动防转键插入防 转齿轮就可以用这个复位弹簧实现，防转键上就不需要磁铁而只用一个铁磁体就够了。
为了构造的简单和运行的平稳，桨叶防转装置往往与桨叶开合控制装置相结合， 因而其具体设计会因桨叶开合控制装置的不同而异。 对于导轨式桨叶开合控制装置，可以采用弹簧和电磁铁结合的方式使电磁铁与 电动机合用一个控制开关，当开关与导轨接通后，电磁铁即通电产生磁性而吸引防转键离 开防转齿轮，使电动机可以驱动桨柄和桨叶的转动。当开关转离导轨后，开关断开，电动机 停转，桨柄和桨叶也停止转动，电磁铁也同时由于停电而失去磁性，防转键便在弹簧的作用下插入到防转齿轮中，使桨柄不再能够转动，桨叶也因此维持完全展开的状态，直到开关柄 转到触发桨叶闭合的导轨处。当开关柄转到触发桨叶闭合的导轨处时，开关再次与导轨接 通，电动机和电磁铁通电，防转键在电磁铁的作用下再次离开防转齿轮，电动机驱动桨柄和 桨叶走向闭合。桨叶完全闭合后，开关与导轨脱离，电路断开，电动机停转，电磁铁失去磁 性，防转键在弹簧的作用下复位，通过插入防转齿轮而使桨叶维持在完全闭合状态，直至开 关柄转至第一个导轨处而重复上述过程。对于开关式和光(声)控桨叶开合控制装置，可 采用与此相似的设计和结构，使电磁铁与电动机受相同的开关控制(使电动机和电磁铁串 联即可)即可达到目的。对于齿轮式桨叶开合控制装置，可以在受控齿轮的柄上固定一个 与上述开关式桨叶闭合装置中的开关相同或相似的开关，在每片控制齿轮的两端再各加一 个开关触钮，这些开关和开关触钮相配合就可以控制电磁铁的通电和停电，在电磁铁与复 位弹簧的配合下(或单用双向或变向开关，配以电磁铁)即可以与上述相似的过程实现桨 叶防转。 除电磁铁之外，还可以使用纯粹的机械式或机械与弹簧相搭配的模式实现桨叶防 转。比如，对于齿轮式桨叶开合控制装置，还可以用凸起式桨叶防转装置。在控制齿轮上齿 轮区的上方或下方加一环形凸起，与齿轮环上的齿轮区同角度。桨柄或开关柄经过此凸起 时与防转键相连的推杆受到凸起的推动，使防转键离开限制齿轮，使需要转动的桨柄可以 自由转动。转过此凸起后，推杆在弹簧的作用下复位，防转键重新插入限制齿轮，使不应该 再转的桨柄无法转动，直至再次到达控制齿轮处。 当以链条状结构相联结时，对桨柄、开关柄和电动机转轴中的任何一个采用防转 措施即会同时也对其中其它的起防转作用，从而对桨叶起到防转作用。有些电动机本身就 具有防止电动机转轴在电路断开或停电时出现正转和反转的功能，所以当桨叶的开合是用 电动机驱动时(比如上述的导轨式、开关式或光(声)控式桨叶开合控制装置中所述的情 况)，只需采用这种具有防转功能的电动机就可以防止桨叶的自由转动。除了上述这些方法 之外本发明的飞行器也可采用任何其它行之有效的桨叶防转设计。 本发明的飞行器大都需要桨叶防转装置，但下列情况除外。采用连续式桨叶开合 控制装置时，飞行器上不需要另加桨叶防转装置。采用偏心杆式桨叶开合控制装置时，只要 使用合适的复位弹簧，就可以防止桨叶在完全展开或闭合后发生自由转动，所以不需另外 的桨叶防转装置。另外，在采用自由式的桨叶闭合方式时，桨叶在闭合区间的防转可以简单 地用弹簧(复位弹簧)来实现，也可以直接利用空气的作用来维持桨叶的闭合状态，这样当 桨叶转过闭合区间时就不需要其它的桨叶防转装置。在导轨式、开关式和光控或声控式桨 叶开合控制装置中，当采用以电磁铁或电磁铁和弹簧的组合取代电动机的设计方式时，也 不需要另外单独添加桨叶防转装置。
机身防转装置 由外力矩为零时一个系统的角动量守恒可知，当飞行器处于真空中并悬空时，虽 然转桨无法击打空气，但如果各个转桨的角动量之和不为零，机身就会沿相反的方向转动 以使整个飞行器的总角动量保持为零。当飞行器处于空气中时，每个桨在转动时会由于受 到空气的阻力而获得外力的力矩。当通过控制桨叶的自转而使各个桨在每个转动周期(主 转轴的转动周期)中获得一个不为零的净力时，每个净力会对飞行器的重心产生一个力 矩。如果各个净力的力矩之和不能为零，也可能导致飞行器机身出现转动。
飞行器机身转动会影响正常飞行甚至使正常飞行无法实现。为了在正常驾驶中防 止机身转动从而使机身能保持水平向前或任何其它稳定的飞行姿态，就需要通过设计合理 的结构或装置来克服这种转动。方法之一就是使每个转桨都有一个相对于机身重心在位 置、结构和转动上完全对称的转桨相对应。这样由于每个对称对儿之间在角动量和外力矩 上都完全互相抵消，从而各个转桨的角动量和外力矩之和就都为零，于是就不会发生机身 的转动。这样的结构设计可见图4。当只有两个转桨时，可以使彼此反向转动。当有四个转 桨时，可以使前面的左右两个同向转动，后面的两个都以与前面的两个相反的方向转动。比 如，可以采用完全相同的两对儿转桨，并在同一个发动机的驱动下以相同的转速转动，但前 面的一对儿(左右各一个)沿一个方向(比如顺时针)转动，后面的一对儿沿相反的方向 (比如逆时针)转动，这样就不会出现机身的转动。 其实为了防止机身转动，并不需要每对儿转桨在位置、结构和转动上完全对称，只 要角动量和力矩分别等值反向就可以了。比如，位于机身每侧的前后两个转轴可以位于不 同的高度，当有不同的半径和转速时，可以通过协调半径和转速等之间的关系来实现角动 量和力矩的分别等值反向。 由于载重的不同往往会导致重心的偏移。当重心发生前后或左右方向的偏移时可 能会导致上述设计的失效，为此需要加一重心调节装置以校正或调节重心的位置，尤其是 前后与左右的位置。这可以通过手动或借助机械装置来移动一个或几个机上携带的重物来 简单地实现。 除了上述只要针对布局和分布的设计，机身防转还可以通过调节不同转向的转桨 的相对转动速度来实现。比如，可以采用两个主发动机(或电动机)，这两个主发动机(或 电动机)分别驱动不同转向的转桨。这两个主发动机(或电动机)的油门(或电门)可以 由同一个踏板或旋钮来控制，但其中一个的油门(或电门)还可以进行微调，从而调节不同 转向的转桨的相对速度。这样通过对相对转速的调节就可以调节力矩的平衡，从而克服机 身的转动，使飞行器在飞行中保持姿势的稳定。 另一个防止机身转动的方法就是加一个与现在的螺旋桨直升机的防转尾翼类似 的装置，可以仍称为尾翼。但与螺旋桨直升机的尾翼的转轴为水平方向不同，本发明的飞行 器的尾翼的转轴需要为竖直方向，以克服机身前翻式或后翻式的转动。 另外，通过调节飞行器上某个或某些转桨的位置也可以阻止机身的转动。这可以 通过移动这个或这些主转轴与机身之间的固定轴承(或其它任何允许转动的固定结构)来 实现。 一个简单的方法就是使被调节的转桨的主转轴位于一允许其前后移动的框架中，使 其前后移动分别受前后两个螺杆的限制，螺杆分别套在固定在机身上的螺母中。这样，同向 转动两个螺杆就可以使转桨进行相对于机身的前后移动。 通过调节飞行器重心的位置也可以克服飞行器机身的转动。这可以通过手动或借 助机械装置来移动一个或几个机上携带的重物来简单地实现。 采用两个或两个以上上述方法的任意结合也可以克服机身的转动。为了克服机身
转动，本发明的飞行器也可以采用任何其它方法及其组合。 转弯装置 如上面所述，本发明的交通工具可以通过利用桨叶开合控制装置使飞行器获得净 的升抬力、沉降力、推进力或后退力而升、降、进、退。尤其是在后退上，有比螺旋桨直升机更显著的优势。除此之外，飞行器也需能自由地转弯。因此本发明的飞行器也需要一转弯机 制或设置。 —种方法就是使左右两侧的转桨的转速或桨叶的开合位置可以分别或协同调控， 或至少有一个转桨的转速或桨叶的开合位置可以受到独立的调控或与其它的协同调控。这 样，当飞行器需要向一侧转弯时，只需使该侧的转桨或其中的一个转桨相对于其它的减速 转动使该侧获得的推进力相对减小，或者使另一侧的转桨或其中的一个转桨加速使该侧获 得的推进力加大就可以了。 一个或一侧的转桨相对于其它转桨的加速或减速可以通过使每 侧的转桨或每侧的一个有一个独立的刹车装置(对主转轴刹车)，对一侧的转桨(或其中的 一个)进行止动或刹车就可以使飞行器向该侧转弯，对另一侧的转桨(或其中的一个)进 行止动或刹车就可以使飞行器向此"另一侧"转弯。另一个简单的方法就是使左右两侧转 桨的桨叶开合控制装置有各自独立的操作转柄或转钮，转弯时只需要用一个转柄或转钮调 控一侧的展开区间使此侧转桨产生的推进力增大或减小就可以转弯了。也可以使左右两侧 转桨的桨叶开合控制装置协同地受一个转弯装置(方向盘)的调控，转动方向盘使左右两 侧转桨上桨叶的展开区间分别向相反方向转动，从而使两侧提供的推进力出现增减变化而 转弯。 另一种方法为采用与现在直升机相同或相似的尾翼螺旋桨来实现转弯。这一尾翼 螺旋桨结构的转轴竖直地立于机身的尾端，螺旋桨平面面向机身的两侧。它在螺旋桨直升 机中用于机身的防转，在本发明的飞行器中则可以用于转弯。在空气中转动的尾翼螺旋桨 会受到一个推力，从而使飞行器的尾端受到一个与机身方向垂直的水平方向的力，推动飞 行器转动，实现转弯。使螺旋桨反向转动，飞行器的尾端就会受到一个反向的力，推动飞行 器向相反的方向转动、转弯。这一技术在目前的螺旋桨直升机中已十分成熟，只需略作修改 就可应用。 另外还可以在机身两侧各加一个阻力片以实现转弯。阻力片为从机身两侧伸出 的薄片，在飞行器不转弯时，阻力片平面与飞行器机身的水平面(经过机身中线的水平面) 方向一致(阻力片处于闭合或滑翔状态)以较小的阻力随飞行器飞行。需要向一侧转弯时 就转动与此侧阻力片的转轴经链条或带状结构相联的转柄，使之带动此阻力片平面发生转 动，使阻力片平面不再与飞行方向重合(阻力片进入展开状态)，此时阻力片由于迎向空气 受到较大的水平方向的空气阻力，此阻力会产生一个力矩，飞行器便会在此力矩下向此侧 转弯。当需要向另一侧转弯时，只需转动另一侧的阻力片即可。在不需要转弯时，这些阻力 片也可以帮助飞机滑翔。这些阻力片在不需要转弯时也可收藏在机身内部或侧面，在需要 转弯时则伸出其中 一侧的以实现转弯。 上述设计只是说明本发明的交通工具可以较容易地实现转弯，交通工具也可以采 用任何其它能够实现转弯的设计和装置。 本发明的上述原理和设计提供了一种新型的推进技术和装置，它通过控制在空气 中转动的桨叶只在能产生所需要的力的区间展开而在其它区间闭合来使飞行器在桨叶绕 主转轴的转动过程中获得所需要的力。这种通过与周围介质的相互作用来获得力的新型推 进技术和装置也同样使用于空气以外的其它介质，比如水。因而利用这种技术也可以设计、 制造出一种新型的高效船只。 与飞机一样，当前以机械形式驱动的船只，如大型的货船和客船及潜艇等，大都采用螺旋桨驱动。由于水能提供足够的浮力，所以在动力上船只需要的往往是水平方向的推 进力。因此，目前船只螺旋桨的主转轴一般沿船身方向水平放置。与此不同，在利用上面叙 述的原理和设计制造的新型船只中，平直转桨的主转轴则是沿与船身垂直的方向水平放置 (与上述飞行器中的主转轴一样)。 本发明的新型船只主要由船身、发动机、动力传输与控制系统、平直转桨、桨叶开
合控制装置等组成。船身、发动机、动力传输与控制系统都可采用当前的船只的相关原理和
设计，而平直转桨和桨叶开合控制装置则可采用上述飞行器中描述的各种设计。 在这种新型船只中，主转轴也沿与船身垂直的方向水平伸出，只是桨叶的展开区
间更多地围绕着竖直方向，即围绕着桨角为+90° (或-90° )的区间，以获得水平方向的
推进力。该新型船只也可在必要时提供升抬力(比如当船只出现漏水或过载等现象时)或
沉降力(比如当潜艇需要快速下潜以躲避攻击或侦察时)，这时只需要适当调控桨叶的展
开和闭合位置使展开区间靠近或环绕向前或向后的水平方向就可以了。桨叶开合位置的调
控可以采用上面所述的"齿轮式桨叶开合控制装置"中的方法或设计，也可以采用任何其它
方法或设计。 不论是上述的交通工具还是新型船只，其根本特征都是使用了一种新型推进原理 和技术以通过与周围介质的相互作用得到需要的力。如果把上述交通工具和(或)新型船 只直接加到陆地交通工具上，或把其中的全部或部分技术和装置与现在陆地交通工具相结 合，或利用其中的全部或部分技术和装置对陆地交通工具进行改进就可以制造出一种新型 的两栖(水陆、水空或空陆)或三栖(水陆空)交通工具。这种新型的两栖或三栖交通工 具在空中飞行或在水面或水中航行时采用上述新型飞机或船只的原理、技术、设计和(或) 装置从空气或水获得外力以飞行或航行。
图1为本发明中绕主转轴转动的桨叶在击打空气时的受力示意图。 图2为本发明交通工具的外型结构的俯视图。 图3为本发明交通工具的外型结构的侧视图。 图4-图7为本发明四种不同实施方式的外型结构的俯视图。 图8为本发明中齿轮式桨叶开合控制装置的结构示意图。 图9为本发明中齿轮式桨叶开合控制装置的侧视图。 图10为本发明中控制齿轮的结构示意图。 图11为本发明中桨叶展开区间调控装置的结构示意图。 图12为本发明中偏心杆式桨叶开合控制装置的结构示意图。 图13为本发明中偏心杆式桨叶开合控制装置中环状凸起部分的结构示意图。 图14为本发明中偏心杆式桨叶开合控制装置中偏心杆部分的俯视图。 图15为本发明中导轨式桨叶开合控制装置的结构示意图。 图16、图17为本发明中开关柄的结构示意图。 图18为本发明中开关式桨叶开合控制装置的结构示意图。 图19为本发明中电磁铁式桨叶防转装置的结构示意图。 图20为本发明中电磁铁式桨叶防转装置吸合时的状态示意图。
24
图21为本发明中电磁铁式桨叶防转装置分离时的状态示意图。 图22为本发明中一种电磁铁与弹簧混合式桨叶防转装置的结构示意图。 图23为本发明中电磁铁与弹簧混合式桨叶防转装置吸合时的状态示意图。 图24为本发明中电磁铁与弹簧混合式桨叶防转装置分离时的状态示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明 如图l所示，假设本新型交通工具水平向右飞行，桨叶8随主转轴2顺时针方向转动。则以角速度"绕主转轴2转动的桨叶8在展开状态下会击打空气分子，当桨角为a时经桨叶叶面作用后空气分子的速度变化量在水平方向和竖直方向上的分量分别为
AVX =-2Vsina ; AVy =-2Vcosa .(其中，V二 "r，r为击打位点距主转轴的距离；a为桨叶所在的桨角)。 桨叶因此而受到的空气分子的反作用力在水平方向和竖直方向上的分力分别
为 Fx = 2/3 P h w 2sin a (R/-!^3)
Fy = 2/3 P h w 2cos a (R/-!^3) 其中，p为空气密度，h为桨叶叶面的宽度，&为桨叶叶面内侧距主转轴的距离，R2为桨叶叶面外端到主转轴的距离。 Fx为正表示为向前的水平作用力，在此称之为推进力；F,为负则表示为向后的水平作用力，在此称之为后退力。同样，Fy为正表示为向上的竖直作用力，在此称之为升抬力；Fy为负则表示为向下的竖直作用力，在此称之为沉降力。 当a = 0° -90°时交通工具可通过与空气分子的相互作用获得推进力和升抬力。
力。
降力。 当a = 270° -360° (或_90° -0° )时交通工具可通过与空气分子的相互作用受到后退力和升抬力。 如果在绕主转轴转动的每个周期中使桨叶只在其中的某个角度区间展开而在其它的区间闭合，则桨叶就会基本只在此区间受力，从而能获得净力。比如，只在0-90°展开时则获得向前的推进力和向上的升抬力。因此，新式交通工具可通过调控扇面展开和闭和的位置而灵活自如地让交通工具升、降、进、退。 假设桨叶在桨角为、时展开，在桨角为^时闭合，则在一个转动周期(T = 2ji/
")内以此力对时间积分可得此桨叶经一周转动所得到的水平方向上的冲量为(利用"dt=da ): ￡2T = -2/3 P h w (R^-R/) (cos a 2_cos a》 于是，交通工具扇面所受到的水平方向的平均作用力为 ￡s = 1/ (3 Ji ) P h w2 (R/-!^3) (cos a 「cos a 2)
当a = 90° -180°时交通工具可通过与空气分子的相互作用受到推进力和沉降当a = 180° -270°时交通工具可通过与空气分子的相互作用受到后退力和沉
Fy ( a ) = p h w [2/3 w (R^-R/) cos a -1/2V飞(R^-R/) sin2 a ] 当飞行速度V飞远远小于扇面上&到R2之间各点的转动线速度时，飞行速度对阻
力和升降力的影响可以忽略。这时上面的计算式和讨论亦然有效。当交通工具的飞行速度
接近桨叶外缘各点的转动速度时，为调控交通工具升、降、进、退而展开或闭合扇面的位置
则与低速飞行时不同，需要在驾驶时具体调整、改变以达到或维持需要的飞行状况。比如，
为了维持高度不便，在静止悬空或低速水平飞行时需要的展开角度为-30° -30°时，高速
飞行下展开角度可能需要调整为-30° -60° 。 如图2-8所示，本发明的交通工具包括机身1、主发动机或主电动机3及动力控制 与传输系统，在机身1两侧伸出有主转轴2，在主转轴上固定有桨套6，在桨套6上安装有可 绕自身中心线旋转的桨柄7，在桨柄上固定有桨叶8，在机身1上安装有控制桨柄7和桨叶 8相对于桨套6和主转轴2转动的桨叶开合控制装置；桨叶开合控制装置为可使桨叶8在 随主转轴2转动的每个周期中发生一次展开和闭合的机构，展开时桨叶8的叶面位于与主 转轴2平行或近于平行的平面上，闭合时桨叶8叶面位于与主转轴2垂直或近于垂直的平 面上。每个主转轴2带有6个桨叶(图2所示)。在此图中，前面的一对儿主转轴2同向转 动，桨叶8在伸向机身前方时展开，伸向后方时闭合；后面的一对儿主转轴2也同向转动，但 与前面一对儿转向相反，桨叶8在伸向机身后方时展开，在伸向机身前方时闭合。
图3中，前面的主转轴2上的桨叶8在伸向机身1前方时展开，后面的主转轴2上 的桨叶8在伸向机身后方时展开，此时二者都在主转轴的带动下向下转动击打空气以获得 升抬力。
图4、图5、图6及图7所示的本发明交通工具均采用了合桨技术。 图4中，机身1有4个主转轴2，其中每个主转轴2带有8个桨叶8。在这种设计
中，在同一个时间展开的同一个主转轴上的几个桨叶通过边缘合拢而合成一个大桨，以便
更有效地击打空气以获得需要的推力。其中前面一对儿主转轴2同向转动，桨叶在伸向机
身前方时展开，合成一个合桨击打空气；后面一对儿主转轴2也同向转动，但与前面一对儿
转向相反，桨叶8在伸向机身后方时展开，也合成一个合桨击打空气。 图5中，每个主转轴2带有8个桨叶8。该图的结构与图4的相似，也采用了合桨 技术，不同之处在于前面一对儿主转轴2上的桨叶在伸向后方时展开，后面一对儿主转轴 上的桨叶在伸向前方时展开，从而都在靠近机身中间的位置展开。 图6中，每个主转2带有8个桨叶8。该图的结构与图4的相似，不同之处在于为 了在有限的空间装配半径尽可能大的桨叶而使前面一对儿主转轴2上的桨叶8与后面一对 儿主转轴2上的桨叶8在靠近机身中间的位置出现交叉。 图7中，每个主转轴2带有8个桨叶8 。其中，前后主转轴的转向都相同，而且为了 在有限的空间装配半径尽可能大的桨叶而使前面一对儿主转轴2上的桨叶8与后面一对儿 主转轴2上的桨叶8共用靠近机身中间的一些空间，但经过此空间的时间错开以免发生碰撞。 图8所示，在此齿轮式桨叶开合控制装置中，主转轴2以轴承结构10固定在机身1 上，受主发动机3的驱动。在机身l上与主转轴2垂直的竖直平面上设有以主转轴2为圆 心的两个带有径向齿且齿的分布弧度区间小于90。的环形控制齿轮4、11。主转轴上设有 一转柄，其上的受控齿轮5可与环形面上的控制齿轮4、 11相啮合。每个单桨的桨柄7上也 带有齿轮9，通过一链条状结构与受控齿轮5 (或与其同轴同步转动的齿轮)相联结，以间接 受到环形面上控制齿轮4、11的控制。每个控制齿轮的齿数为对应的桨柄上齿轮9的齿数 的四分之一。 在桨叶8闭合时，当受控齿轮5在主发动机3的带动下随主转轴2转动(公转) 至第一个控制齿轮4处时，受控齿轮5与此控制齿轮4啮合而受到推动，带动与之相连的单 桨的桨柄7在桨套6中自转，从而使桨叶经转动而逐渐展开。受控齿轮5划过控制齿轮4 后，受控齿轮与控制齿轮脱离，受控齿轮和桨柄都不再绕各自的轴线转动，这时桨柄7和桨 叶8在受控齿轮5的带动下正好沿自身的轴线在桨套6中转过90° ，使桨叶处于完全展开 的状态。随主转轴2 —起转动的展开的桨叶8便以较大的面积击打空气，从而获得交通工 具需要的力(往往是升抬力和/或推进力，但需要时也可为沉降力和/或后退力)。桨叶8 以展开姿势划过一定角度后，到达第二个控制齿轮ll的位置，于是在第二个控制齿轮ll的 推动下再次转过90。而进入完全闭合状态。呈闭合状态的桨叶8以较小的面积迎向空气从 而以较小的阻力在空气中滑行，直至再次到达第一个控制齿轮4。 为了使桨叶在每次经过一个控制齿轮后正好转过90。，需要使每个控制齿轮的齿 数为对应的桨柄上齿轮的齿数的四分之一。 图9、图10所示，两个控制齿轮4、11固定在一个以主转轴2为中心的竖直圆环12 上。 图8、图11所示，桨叶展开区间调控装置是以主转轴2为中心的竖直圆环12以轴 承结构33固定在机身1侧面，此圆环12内侧面固定有一同心位相齿轮32，该齿轮32直接或通过链条传动受拨动齿轮30的控制，通过转动拨动齿轮30就可以拨动位相齿轮32的转动，从而设置桨叶的展开或闭合位置。用一手动转柄31可直接摇转拨动齿轮30，拨动齿轮30带动位相齿轮32转动，从而使圆环12和圆环12上的控制齿轮4、 11以主转轴为中心转动，使控制齿轮4、 11到达任何期望的位置，从而经过受控齿轮5调控桨叶展开区间的位置。
图12、图13及图14所示的偏心杆式桨叶开合控制装置中，主转轴2上带有一齿轮14，它通过链条与桨柄上的齿轮9相联结。在齿轮14上偏离中心的位置固定有一可转动的偏心推杆15，偏心推杆15的另一端则指向固定在机身1侧面的以主转轴2为中心的一段儿环状凸起13所在的平面。当主转轴2带动推杆15转至此环状凸起13处时，推杆15的一端就会受到环状凸起13的推动。受到推动的推杆15就会推动与其另一端相连的齿轮14，齿轮14的转动就会带动桨柄和桨叶8的转动而使桨叶展开。在转过这一环状凸起13后，偏心杆15在复位弹簧(未显示)或空气对桨叶的推力的作用下恢复原位，桨柄与桨叶也恢复原来的闭合状态。 如图15、图16、图17所示的导轨式桨叶开合控制装置中，桨叶8的展开与闭合由一电动机提供动力，电动机电路由固定在桨柄7或与桨柄7通过链状联结而同步转动的开关柄上的开关16、17控制。电动机电路处于断开状态，除非其中一个开关的两个极端同时接触到位于机身1侧面的以主转轴2为中心的由导体材料制成的弧形导轨18、19。每个开关的两个极都为一对儿环绕开关柄90。(或略大于9(T )的圆环，两个圆环上下相对排列。相邻的两个开关在开关柄上处于不同的高度(如开关AB与CD)，且彼此相差90。交错排列。相对的开关则处于相同的高度(如AB与EF)。导轨18、19也有两个，都以主转轴2为中心但半径不同。其中一对儿高度相同而又相对(相差180° )的开关(如AB与EF)与主转轴的距离与其中一个导轨(PQ)距主转轴的距离相等，另一对儿高度相同而又相对的开关与主转轴的距离则与另一个导轨距主转轴的距离相等。这样在开关面向其对应的导轨时便可以与导轨接触以接通电动机电路，带动桨柄7和桨叶8的转动。
在图15所示的实施方式中，主转轴2沿顺时针方向转动，桨柄7带动桨叶8展开和闭合时也通过顺时针转动完成，开关直接接在桨柄上。导轨PQ控制桨叶的展开，为展开导轨，对应的开关(AB与EF)称为展开开关；导轨RS控制桨叶的闭合，称为闭合导轨，对应的开关(CD与GH)称为闭合开关。其工作原理为，当桨叶闭合时桨柄上其中一个展开开关的一端(图中为A端)指向机身。当主转轴带着桨柄转至要求桨叶开始展开的位置P时，开关两极的A端与机身上展开导轨(P-Q)的P端接触，从而使电动机的电路接通。电动机于是通过链条或三角带等驱动桨柄转动从而使桨叶开始展开。当桨柄转动够90。角后，桨叶便由完全闭合的休息状态变为完全展开的工作状态。这时桨柄上的展开开关与展开导轨的接触点刚刚转过B点，开关的两极便不再能与展开导轨接触，电机电路于是断开，电动机停止工作，桨叶便停留在完全展开的工作状态，在主转轴的带动下以最大的截面积击打空气，从而获得交通工具需要的冲量。当桨柄和桨叶转至设定的使桨叶开始闭合的位置(R)时，桨柄上的闭合开关的C端与机身上的闭合导轨(R-S)开始接触，使电机电路接通，电动机便开始带动桨柄转动，从而开始使桨叶闭合。当桨柄转动够90。角后，桨叶便由完全展开的工作状态变为完全闭合的休息状态。这时桨柄上的闭合开关与闭合导轨的接触点刚刚转过D点，开关便不再能与闭合导轨接触，电机电路于是断开，电动机停止工作，桨叶便停留在完全闭合的休息状态，在主转轴的带动下以最小的截面积划过空气，直到再次转至设定的展开点P时。转至P点时另一个展开开关(E-F)开始与展开导轨接触，电机电路接通，电机带 动桨柄转动，直至转过F点后展开开关与展开导轨断开，此时电机停止转动，桨叶停在完全 展开的状态。当桨柄和桨叶再次转至设定的闭合点R时，桨柄上的闭合开关(G-H)与机身 上的闭合导轨接通，电动机带动桨柄转过90° ，然后闭合开关刚刚转过H点，闭合开关与闭 合导轨断开，电机停止转动，桨叶停在完全闭合的休息状态。这便完成一个工作周期。
理论上说，每个展开开关的两个环形极端都应分别为以桨柄为中心的90°圆弧， 但实际上由于电路接通的接触起点是由展开导轨的起点P决定的，桨柄上展开开关的环形 极端在起始接触端(A或E)可以稍微向外延长一些。但是，由于电路的断开是由展开开关上 环形极端的终点(B或F)决定的，此终点(B或F)必须与真正的接触起点精确地相差90。， 而展开导轨的终点端(Q)却可以向外延长一些。实际上，导轨的终端都要延长以可以克服 带动桨柄转动的电动机转速起伏的影响。与此类似，两个闭合开关和其对应的闭合导轨亦 然。 为了使桨柄能够每次转动90°从而使桨叶由闭合而展开或由展开而闭合，展开导 轨和闭合导轨不能低于一个最小跨度(弧度)，此最小跨度A Pmin由下列公式决定
△ Pmin = n/2氺WM主转轴/(0m桨柄. 其中，"B,为主转轴在桨叶展开(或闭合)过程中(也即从开关与导轨开始接 触到断开的一次接通过程中)的最大平均角速度，"^ffi为桨柄在使桨叶展开(或闭合)过 程中的最低平均角速度。 为了使桨叶能在期望的时间内实现展开或闭合，"M主转轴/"m桨柄应小于1/2，也即
"m桨柄/"M主转轴应大于2。在实际应用中，"m桨柄/"M战轴应至少在4甚至9以上。由此公式 也可知，主转轴的转速可以任意变慢，但桨柄的转速不能太低，最好不低于主转轴最高转速
的4倍。 图18所示的开关式桨叶开合控制装置中，驱动桨叶8开合的电动机电路的接通或 断开由固定在桨柄7或与桨柄通过链状联结而同步转动的开关柄上的开关来决定。当开关 柄与桨柄同步转动(同时转动且角速度相同)时，开关柄上带有八个开关触钮20、21，其中 四个为处于同一高度(或曰以主转轴为中心的同一半径)，彼此相差90。的触钮20。另外 四个为处于另一高度，也彼此相差90。的触钮21。不同高度的触钮两两上下对齐。这些开 关触钮可以触动同一个连续开关。连续开关为只要不断触压就会不断交替开合的开关，即 如果一次触压使其接通，则下一次触压会使其断开，再下一次触压又使其接通，如此不已。 机身1侧面设有两个以主转轴2为圆心的弧形触动环22、23，也位于两个不同的半径上，这 两个半径分别与开关柄上的开关触钮距主转轴轴心的两个距离相同。当面向触动环且与之 等半径(以主转轴为中心)的开关转至此弧形触动环处时，此触动环可以触动该开关的闭 合或断开。这两个触动环中，一个位于使桨叶展开的位置，称为展开触动环22 ;—个位于使 桨叶闭合的位置，称为闭合触动环23。与展开触动环等高的开关触钮称为展开触钮20，与 闭合触动环等高的触钮称为闭合触钮21。 图18所示，在桨叶8闭合、电动机由于电路断开而停机的情况下，开关柄上有上下 对齐的一对儿开关触钮面向触动环所在的平面。当主转轴2带动开关柄转至展开触动环22 处时，面向此触动环并与之等半径的展开开关触钮20受到触动环的触压而使开关接通(闭 合触钮由于不受触压而不发生任何作用)，使电动机开始转动并同时带动开关柄和与之相
29连的桨柄转动，使桨叶8由闭合走向展开。当桨柄转过90。后，桨叶完全展开，开关柄同步 转过90° ，于是另一对儿上下对齐的开关触钮正好转向上述触动环平面，其中的那个与展 开触动环等高的展开开关触钮20便会受到展开触动环22的触压而使开关断开、电动机停 转，从而使桨叶以展开的姿态击打空气获得动力。其间另一与之上下对齐的闭合开关触钮 21虽然也面向触动环平面但由于尚未遇到等高的触动环而尚未受到触压。当主转轴带动桨 柄和开关柄转至闭合触动环23处时，与闭合触动环23等高的这个原来尚未受到触压的闭 合开关触钮21就会受到触压而使开关接通，使电动机带动桨柄和开关柄转动，使桨叶8由 展开走向闭合。当转过90°后，桨叶8完全闭合，另一对儿上下对齐的开关触钮正好转向触 动环平面，其中一个与闭合触动环等高的闭合开关触钮21便会受到闭合触动环23的触压 而使开关断开、电动机停转，从而使桨叶8以闭合的姿态划过空气，直至再次转到展开触动 环处，如此不已。 图19、图20、图21中所示电磁铁式桨叶防转装置中，防转键24固定在一个磁铁25 上，只能在主转轴2上沿其长度方向做一维运动。磁铁端靠近一个电磁铁26，另一端靠近且 指向桨柄(或与桨柄经链条状结构28相联的开关柄或电动机转轴)上固定的一个防转齿 轮27。当电磁铁26的电流向某一个方向流动时，防转键24会在电磁铁引力的作用下向电 磁铁运动而远离桨柄(或开关柄或电动机转轴)上的防转齿轮27，从而从齿轮中脱出，使防 转齿轮27可以转动，从而使桨柄7和桨叶8也能转动。当电磁铁的电流经换向开关29的调 节下换向后反向流动时，电磁铁的两极逆转，防转键就会受到电磁铁的斥力而远离电磁铁， 向防转齿轮移动并插入齿轮中使防转齿轮无法转动，从而也使桨柄和桨叶也无法转动。
图22、图23、图24中所示电磁铁与弹簧混合式桨叶防转装置中，防转键24的进出 也可借助弹簧35与电磁铁25的组合来实现。在此实施方式的设计中，防转键24固定在一 个铁磁体25上，只能在主转轴2上沿其长度方向做一维运动。铁磁体的一个端部靠近一 个电磁铁26，另一端指向一个防转齿轮27。当电磁铁26的电路开关34接通时，防转键24 会在电磁铁引力的作用下向电磁铁运动而远离防转齿轮27，从而从齿轮中脱出，使防转齿 轮可以转动，从而使桨柄和桨叶也能转动。当电磁铁的电路开关34断开时，防转键就会在 复位弹簧35的作用下插入防转齿轮27，使防转齿轮无法转动，从而也使桨柄和桨叶无法转 动。
权利要求
一种可在陆地、空中和/或水中行进的交通工具，至少包括机身、主发动机或主电动机及动力控制与传输系统，其特征在于设置有伸向机身两侧的主转轴，在主转轴上固定有桨套，在桨套上安装有可绕自身中心线转动的桨柄，在桨柄上固定有桨叶，在机身和/或主转轴上安装有控制桨柄和桨叶相对于桨套和主转轴转动的桨叶开合控制装置；桨叶开合控制装置为可使桨叶在随主转轴转动的每个周期中发生一次展开和闭合的机构，展开时桨叶叶面位于与主转轴平行或近于平行的平面上，闭合时桨叶叶面位于与主转轴垂直或近于垂直的平面上。
2. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于所述的桨叶开合控制装置至少由受控 齿轮和控制齿轮组成，受控齿轮为固定在桨柄上的齿轮或经链条状结构与此齿轮相联结的 齿轮，控制齿轮为机身上与主转轴垂直的一片环绕主转轴一整周且齿的分布也覆盖一整周 的齿轮环面；受控齿轮与控制齿轮接触并啮合，且控制齿轮的齿数为对应的桨柄上齿轮的 齿数的二分之一。
3. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于所述的桨叶开合控制装置至少由受控 齿轮和控制齿轮组成，受控齿轮为固定在桨柄上的齿轮或经链条状结构与此齿轮相联结的 其它齿轮，控制齿轮为机身上垂直于主转轴的环形齿轮面上的齿轮；当桨叶随主转轴转动 经过一个控制齿轮时，受控齿轮可与此控制齿轮发生接触并啮合；每个控制齿轮的齿数为 对应的桨柄上齿轮的齿数的四分之一。
4. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于所述的桨叶开合控制装置至少由一个 固定在桨柄上的齿轮、一个在此齿轮或通过链条与此齿轮相联结的其它齿轮上偏离轴心的 位置固定着的可转动的推杆以及位于机身侧面的一段儿环状凸起组成；推杆转至此环状凸 起处时，推杆的一端可与此环状凸起相接触。
5. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于所述的桨叶开合控制装置至少由电动 机或电磁铁、控制电动机或电磁铁电路的一个或两个或多个相互并联的固定在桨柄或与桨 柄通过链状联结而一起转动的开关柄上的有一定弧度的环形开关以及位于机身侧面的可 导电的弧形导轨组成；当主转轴带动开关柄或浆柄转至一个导轨处，面向此导轨的一个开 关可以与此导轨接触而接通电动机或电磁铁电路。
6. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于所述的桨叶开合控制装置至少由电动 机或电磁铁、控制电动机或电磁铁电路的两个或多个固定在桨柄或与桨柄通过链状联结而 一起转动的开关柄上的开关触钮以及位于机身侧面的以主转轴为圆心的弧形触动环或触 动钮组成；当主转轴带动开关柄转至一个触动环或触动钮处时，面向此触动环或触动钮的 一个开关触钮可以与之接触而触动开关，使电动机或电磁铁电路的接通状态发生改变或电 流换向。
7. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于所述的桨叶开合控制装置至少由电动 机或电磁铁、控制电动机或电磁铁电路的一个或两个或多个相互并联的固定在桨柄或与桨 柄通过链状联结而一起转动的开关柄上的光控或声控感应开关或一个光控或声控感应开 关的一个、两个或多于两个的接收孔以及位于机身侧面的弧形发光或发声环组成；当主转 轴带动开关柄转至一个发光或发声环处时，正对此发光或发声环的一个感应开关或接收孔 可以接收到发光或发声环发出的感应信号而接通电动机或电磁铁电路。
8. 根据权利要求1所述的交通工具，其特征在于机身上带有两个或多个主转轴，其中一部分主转轴上的桨叶在一围绕水平方向的角度区间展开，调控这个或这些主转轴的转速和转向可以控制竖直方向上获得的力的大小和方向；另一部分主转轴上的桨叶则在一围绕竖直方向的角度区间展开，调控此种主转轴的转速和转向可以控制水平方向上获得的力的大小和方向。
9. 根据权利要求1至7所述的任一交通工具，其特征在于当一个主转轴上带有多个桨叶时，其中有两个或多个桨叶会同时展开，展开后彼此相邻的两个桨叶的相邻边缘应重叠、密合或其间距离小于桨叶宽度的10%。
10. 根据权利要求1至7所述的任一交通工具，其特征在于调控桨叶展开和/或闭合位置的装置是以主转轴为中心经轴承结构在机身侧面固定有竖直圆环，在此圆环内侧面固定有一同心位相齿轮，该齿轮直接或通过链条传动受拨动齿轮的控制。
11. 根据权利要求3、4、5、6或7所述的交通工具，其特征在于只设有使桨叶展开的控制装置，桨叶的闭合则是依靠空气或弹簧的作用来实现。
全文摘要
本发明公开了一种可在陆地、空中和/或水中行进的交通工具，其结构包括机身、主发动机或主电动机及动力控制与传输系统，其改进之处在于设置有伸向机身两侧的主转轴，在主转轴上固定有桨套，在桨套上安装有可绕自身中心线转动的桨柄，在桨柄上固定有桨叶，在机身和/或主转轴上安装有控制桨柄和桨叶相对于桨套和主转轴转动的桨叶开合控制装置；桨叶开合控制装置为可使桨叶在随主转轴转动的每个周期中发生一次展开和闭合的机构，展开时桨叶叶面位于与主转轴平行或近于平行的平面上，闭合时桨叶叶面位于与主转轴垂直或近于垂直的平面上。本发明通过控制与机身平行的竖直平面内转动的桨叶的展开与闭合来获得升抬力和推进力。
文档编号B60F5/02GK101722806SQ200810079640
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者刘全文, 刘国文, 刘婉冰 申请人:刘全文