专利名称：机翼上方喷射气流产生升力的飞机的制作方法
技术领域：
本发明属于飞机结构技术领域。
背景技术：
传统的固定翼飞机，必须依赖飞机高速滑行或飞行，才能在机翼上、下方产生足够的气流速度差，从而产生足够的机翼下、上方的压力差，达到满足飞机起飞和飞行的目的。这种飞机具有以下不足一是起飞和降落必须高速滑行，易发生事故；二是对机场要求高，既要有足够长的跑道，又要求跑道地面的强度足够，机场建设的成本高，飞机的适航能力差；三是由于靠机翼上下方的形状差别来产生空气流速差，流速差有限，所产生的升力有限，严重限制了飞机的载荷量；四是为了满足高速滑行起飞的需要，必须安装大功率的发动机，飞机的制造和飞行成本高，能耗高；五是为了保证升力要求，必须将机翼做得很长，飞机占地面积大，且滑行时的稳定性差。
发明内容
本发明的目的，正是为了克服上述现有技术的不足，提供一种翼展减小，翼长增加，只需要短跑道低速滑行，或只需要停机坪就可升空和缓慢降落，大大提高飞行安全性，降低飞行保障成本的机翼上方喷射气流产生升力的飞机。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其机翼安装于机身上方，在机翼上方设置有一个或一个以上通过气流管道与气流机连通的气流喷口。
本发明每个气流机可连接一个气流喷口；也可连接两个或两个以上气流喷口；在气流喷口两侧设置有垂直导向翼和垂直方向舵；气流喷口为紧贴机翼上表面的扁形喇叭状喷口；在机翼的前后分别设置有前水平舵和后水平舵；在机身的尾部设置有向机身前方产生气流的减速气流机；在机身的尾部设置有推力发动机；所述的气流机为使用燃油的喷气式发动机或者桨叶式发动机，或者使用电力的桨叶式电动机。
本发明充分利用空气动力学“气流流速越高压强越小，流速越小压强越大”的原理，将气流机紧贴安置于机翼上方，通过气流机向后喷射气流，在机翼上方制造高速气流，产生远大于机翼下方的气流速度，在机翼上方造成远低于机翼下方的气体压强，通过机翼上下方的压力差为飞机提供升力，同时向后喷射的气流也为飞行提供推力。机翼安装于机身上方，可有效避免和降低气流机气流温度影响飞机，并有效增强飞机飞行的稳定性。在机翼上方设置的垂直导向翼既保证飞机稳定的飞行方向即状态，又有效引导气流机喷出的气流，并有效克服飞行中侧风的影响。扁形喇叭状的气流喷口可使喷出的气流分散并紧贴于机翼上表面，形成高速气流层。通过旋转垂直方向舵可通过改变气流喷射方向改变飞机航向。所设置的前水平舵和后水平舵主要用于协助控制飞行状态。设置于机身尾部的减速气流机在飞机降落前工作，向前产生气流，在前、后水平舵的配合下，为飞机减速提供反推力，以降低飞机速度，便于飞机低速降落，提高安全性。所设置的推力发动机用于当飞机达到一定速度和高度后，关闭或减小气流机功率，利用前、后水平舵和机翼形成的“上曲面下平面”所产生的升力保证飞机升力，利用推力发动机增加或独立提供飞行推力。本发明的推力发动机可以按不同机型的需要灵活确定是否选配。
本发明具有传统的固定翼飞机无可比拟的以下优点一是可以实现低速度情况下的起飞和降落，非常安全。二是起降条件要求低，无需长跑道滑行起降，不仅降低了保障、运行成本，还可以大大提高适航能力，可以在简陋条件下起降，在日常客运、货运、抢险救灾、军事行动中具有广泛的应用价值。三是由于在机翼上方自给高速气流，可以在机翼上下、方制造极大的气流差，所获得的升力巨大，在使用同等发动机功率的情况下，飞机的载荷能力可以获得提高，油耗等运输成本可以降低。四是该飞机强调的是利用飞机自身动力制造纵向高速气流，因此机翼主要是纵向布局，机翼宽度可大大减小，方便在跑道机机场的驾驶操作，不易碰撞。五是可以通过调节各个气流机或喷口的气流流量或气流速度，有效控制飞机平衡，对飞机起飞时的配重要求降低。六是飞机的升高和降低不需改变角度和高速推进，飞行的加速度小，乘座更舒适，运载的货物也更加平稳安全。七是利用该技术，可以发展超大型飞机，单机运输量大大增加，大大降低空运成本，并解决大型货物空运难或无法运输的问题。
下面，结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。
图1是本发明的主视图；图2是本发明的俯视图；图3是本发明气流机设置的另一实施例的示意图；图4是本发明一个气流机连接多个气流喷口时机翼的A-A剖视示意图；图5是本发明的左视图；图6是传统飞机的机翼产生升力的示意图；图7和图8是本发明气流机在机翼上方产生升力的原理示意图。
具体实施例方式
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明包括机身1和机翼2，机翼2安装于机身1上方，在机翼上方设置有一个或一个以上通过气流管道4与气流机3连通的气流喷口5，每个气流机3可连接一个气流喷口5，也可连接两个或两个以上的气流喷口。图2所示设置有三个气流机，中间的为主气流机，两旁的为次气流机，每个气流机连接一个气流喷口；图3所示设置有三个气流机，每个气流机连接三个气流喷口。气流喷口5为紧贴机翼上表面的扁形喇叭状喷口。气流机3可选择使用燃油的喷气式发动机或者桨叶式发动机，或者使用电力的桨叶式电动机。在机翼上方沿气流喷口两侧设置与机身纵向同向的垂直导向舵6，可以取代传统飞机机尾上方很高的垂直尾翼，减小侧风对飞行稳定性的影响。在垂直导向舵的后方设置垂直方向舵7，提高转向性能。在机翼的前后分别设置前水平舵9和后水平舵8。在机身的尾部还可设置向机身前方产生气流的减速气流机10，以及设置推力发动机11。
如图6所示，传统的固定翼飞机，其机翼2的上方形状为曲面，下方为平面。飞机起飞是利用空气动力学“气流流速越高压强越小，流速越小压强越大”的原理，靠发动机产生向后产生气流推动飞机高速滑行，从而在在机翼上方产生大于下方气流速度V1的气流速度V2，进而使机翼下方的压强P1超过机翼上方的压强P2，为飞机起飞和飞行提供升力。本发明同样是利用上述空气动力学原理，但采用的是图7、图8所示的机翼结构以及在机翼上方设置气流机3，通过气流喷口5使机翼上下方的气流速度差V4-V3能在短时间内达到起飞要求，即机翼上下方的压强差P3-P4足够，从而使飞机获得起飞和飞行的升力。气流机喷射的气流束如图7、图8中虚线所示。气流机喷出的高速气流，也为飞机前进提供强大推力。当飞机起飞后，可以减小或关闭次气流机或主气流机功率，利用主气流机产生的升力，以及前、后水平舵的形状产生的升力保证飞机飞行所需升力。
本飞机是通过如下操作控制实现起飞、飞行和降落的气流机3启动工作，通过气流管道4从气流喷口5向后喷射高速气流，迅速产生起飞升力及推力，短距离内飞离地面并不断提高高度和速度，完成起飞过程；达到一定飞行速度后，由于机翼的前、后水平舵的上方为曲面并可通过向下旋转提高曲度，仍可产生需要升力，并保持飞机应有的滑翔性能；此时可适当减小气流机的动力，或关闭气流机，启动推力发动机11来提供飞行推力；降落前，开启和控制减速气流机10产生反推力，在前、后水平舵的配合下，逐渐降低飞机速度，并适时恢复气流机动力保证缓慢降落过程的需要，实现飞机的安全降落。本发明也可不设置减速气流机10，而通过调整飞行角度使飞机处于仰角飞行，产生向后分力而形成的后拉力，或者是调整前、后水平舵角度来实现减速。飞机起飞、飞行、降落的稳定控制和转向控制，可通过单独或综合调整控制各个气流机的动力、调整控制前后水平舵、方向舵来实现；飞机飞行的速度，可通过调整控制气流机或推力发动机的动力来实现。
本发明具有航空界多年积累的成熟的航空技术和产品基础为依托，具有实用性。
权利要求
1.机翼上方喷射气流产生升力的飞机，包括机身(1)和机翼(2)，其特征在于，机翼(2)安装于机身(1)上方，在机翼上方设置有一个或一个以上通过气流管道(4)与气流机(3)连通的气流喷口(5)。
2.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，每个气流机(3)连接一个气流喷口(5)。
3.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，每个气流机(3)连接两个或两个以上气流喷口(5)。
4.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，在气流喷口(5)两侧设置有垂直导向翼(6)和垂直方向舵(7)。
5.根据权利要求1或2所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，气流喷口(5)为紧贴机翼上表面的扁形喇叭状喷口。
6.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，在机翼(2)的前后分别设置有前水平舵(9)和后水平舵(8)。
7.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，在机身(1)的尾部设置有向机身前方产生气流的减速气流机(10)。
8.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，在机身(1)的尾部设置有推力发动机(11)。
9.根据权利要求1所述的机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其特征在于，所述的气流机(3)为使用燃油的喷气式发动机或者桨叶式发动机，或者使用电力的桨叶式电动机。
全文摘要
机翼上方喷射气流产生升力的飞机，其机翼(2)安装于机身(1)上方，在机翼上方设置有一个或一个以上通过气流管道(4)与气流机(3)连通的气流喷口(5)。本发明不需要飞机长距离高速滑行，而只需要较短的跑道低速滑行、甚至只需要停机坪就可实现升空和缓慢降落，并且翼展减小，可大大提高飞行的安全性，降低飞行保障成本。
文档编号B64C15/00GK1740056SQ20051009676
公开日2006年3月1日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年8月1日
发明者罗富强 申请人:罗富强