一种高升力复合型机翼的制作方法

一种高升力复合型机翼，属飞行器技术领域，尤其涉及一种复合型机翼。

背景技术：

传统的用于飞行器的翼是一块整体结构，在发动机产生的拉力或推力的作用下向前运动只能产生升力而不能产生推力和拉力，而且产生升力的效率不高，面积较小的机翼产生大升力要靠提高速度才能实现，且升阻比不高，零攻角时几乎不能产生升力，大攻角时容易失速，不适用重载低速飞行。

技术实现要素：

本发明的目的是克服传统的机翼的上述不足，发明一种高效的高升力复合型机翼。

一种高升力复合型机翼，包括主翼片、前排螺旋桨、后排螺旋桨；

前排螺旋桨至少包括两个相同尺寸的螺旋桨；前排螺旋桨的旋转平面基本上与主翼片的弦向垂直，或者前排螺旋桨的旋转平面处于竖直状态，前排螺旋桨的旋转平面位于主翼片前缘的前方；前排螺旋桨的安装位置高于主翼片；

后排螺旋桨至少包括两个相同尺寸的螺旋桨；后排螺旋桨的桨尖始终处于过主翼片后缘的铅垂面的后方；后排螺旋桨旋转时桨尖最前位置接近主翼片后缘但不与主翼片后缘触碰；后排螺旋桨的旋转平面与主翼片的弦向呈钝角，即角а大于90°而小于180°；

前排螺旋桨和后排螺旋桨采用发动机驱动；所有的发动机安装在支架上，支架与主翼片固定连接。

更进一步地，所述主翼片的右翼尖处安装有至少一个旋翼，此处的旋翼命名为右翼尖旋翼；所述主翼片的左翼尖处也安装有至少一个旋翼，此处的旋翼命名为左翼尖旋翼；

左翼尖旋翼和右翼尖旋翼的驱动方式有两种：第一种：由发动机驱动，该发动机优先采用电机，该种情况下，左翼尖旋翼的转动轴和右翼尖旋翼的转动轴基本处于铅垂位置。第二种：由前方来流驱动，该种情况下，左翼尖旋翼的转动轴和右翼尖旋翼的转动轴往后倾斜一定角度，相对铅垂线来说向后倾斜的角度范围为3°至15°之间。

左翼尖旋翼和右翼尖旋翼的作用至少包括：1、方便垂直起降、盘旋、悬停；2、方便短距离起降；3、方便横滚的飞行姿态的调整；4、消除或减少翼尖环流，从而提高效率；5、当飞行中出现故障时，左翼尖旋翼和右翼尖旋翼会自旋产生升力，会使得使用本发明高升力复合型机翼的飞行器下降速度变慢，提高安全性。

优选地，驱动前排螺旋桨和后排螺旋桨用的发动机采用电机或内燃机。

更进一步地，所述电机采用高速交流电机，用电子调速器控制其转速。

更进一步地，主翼片的上表面布置有太阳能发电膜，太阳能发电膜发出的电供电机使用。

更进一步地，所述主翼片采用平板形翼型。

更进一步地，所述前排螺旋桨和后排螺旋桨都能倾转一定角度后使它们的旋转平面处于水平位置。这样能使安装有本发明高升力复合型机翼的飞行器实现垂直起降和空中悬停。

所述的前排螺旋桨和后排螺旋桨采用涵道风扇代替。

更进一步地，所述的左翼尖旋翼和右翼尖旋翼均采用螺旋桨结构。

该发明一种高升力复合型机翼的工作原理是：前排螺旋桨和后排螺旋桨处于运转状态时，前方来流会被加速向所述高升力复合型机翼的上表面流动并流向后下方，形成强大的下洗气流，根据牛顿第二定律和第三定律，所述高升力复合型机翼将产生很大的向前上方的推力，即相当于同时产生了向上的升力和向前的推力。而且由于前排螺旋桨和后排螺旋桨的作用，主翼片上表面的上方的流速远远大于主翼片下表面的下方的流速，根据伯努利方程可得该复合型机翼能产生很大的升力。当主翼片与前方来流方向的攻角较小甚至为零度时，由于主翼片上方的气流快过下方的气流，该复合型机翼也会产生较大的升力，但此情况下阻力少，故该复合型机翼的升阻比大，效率高。当主翼片与前方来流方向的攻角很大时，大于常规机翼的攻角时，由于前排螺旋桨和后排螺旋桨的拉动作用尤其是后排螺旋桨的牵引作用，主翼片上表面的气流不容发生分离现象，故所述复合型机翼不容易失速。这样的方案可使机翼的弦长做得很长，便于实现小展弦比机翼，节约横向空间，增加结构强度，能使应用该复合型机翼的飞行器结构紧凑。所述高升力复合型机翼安装在飞行器上可使飞行器向前运动并快速升空，起飞滑跑距离很短即可。主翼片面积不大也能产生足够大的升力，只要前排螺旋桨和后排螺旋桨的转速够高即可，所述高升力复合型机翼尤其适合于重载低速飞行。

附图说明

图1是本发明一种高升力复合型机翼的左视示意图；图2是本发明一种高升力复合型机翼的俯视示意图，图3是本发明一种高升力复合型机翼的工作原理图。图1至图3中均未配置翼尖旋翼。

图4是本发明一种高升力复合型机翼的左、右翼尖均装有旋翼时的俯视示意图；图5是本发明一种高升力复合型机翼的左翼尖装有旋翼时的俯视示意图；图6是本发明一种高升力复合型机翼的右翼尖装有旋翼时的俯视示意图。图7是本发明一种高升力复合型机翼当前排螺旋桨和后排螺旋桨都处于水平位置时的俯视示意图，图7中带有左翼尖旋翼和右翼尖旋翼。

图中，1-主翼片，11-主翼片前缘，12-主翼片后缘，2-前排螺旋桨，3-后排螺旋桨，4-支架，5-发动机，6-左翼尖旋翼，7-右翼尖旋翼。

具体实施方式

现结合附图对本发明加以具体说明：一种高升力复合型机翼，包括主翼片1、前排螺旋桨2、后排螺旋桨3；

前排螺旋桨2至少包括两个相同尺寸的螺旋桨；前排螺旋桨2的旋转平面基本上与主翼片1的弦向垂直，或者前排螺旋桨2的旋转平面处于竖直状态，前排螺旋桨2的旋转平面位于主翼片前缘11的前方；前排螺旋桨2的安装位置高于主翼片1；

后排螺旋桨3至少包括两个相同尺寸的螺旋桨；后排螺旋桨3的桨尖始终处于过主翼片后缘12的铅垂面的后方；后排螺旋桨旋转时桨尖最前位置接近主翼片后缘12但不与主翼片后缘12触碰；后排螺旋桨3的旋转平面与主翼片1的弦向呈钝角，即角а大于90°而小于180°；

前排螺旋桨2和后排螺旋桨3采用发动机5驱动；所有的发动机5安装在支架4上，支架4与主翼片1固定连接。

更进一步地，所述主翼片1的右翼尖处安装有至少一个旋翼，此处的旋翼命名为右翼尖旋翼7；所述主翼片1的左翼尖处也安装有至少一个旋翼，此处的旋翼命名为左翼尖旋翼6；

左翼尖旋翼6和右翼尖旋翼7的驱动方式有两种：第一种：由发动机驱动，该发动机优先采用电机，该种情况下，左翼尖旋翼6和右翼尖旋翼7两者的转动轴基本处于铅垂位置。第二种：由前方来流驱动，该种情况下，左翼尖旋翼6和右翼尖旋翼7两者的转动轴往后倾斜一定角度，相对铅垂线来说向后倾斜的角度范围为3°至15°之间。

如图4或图7所示，本发明一种高升力复合型机翼上安装有左翼尖旋翼6和右翼尖旋翼7，只需一个该复合型机翼装在飞机机身的上方，就能制造一架飞机了。如图5所示，本发明一种高升力复合型机翼上安装有左翼尖旋翼6，该复合型机翼只能作为飞机的左翼。如图6所示，本发明一种高升力复合型机翼上安装有右翼尖旋翼7，该复合型机翼只能作为飞机的右翼。

左翼尖旋翼6和右翼尖旋翼7的作用至少包括：1、方便垂直起降、盘旋、悬停；2、方便短距离起降；3、方便横滚的飞行姿态的调整；4、消除或减少翼尖环流，从而提高效率；5、当飞行中出现故障时，左翼尖旋翼和右翼尖旋翼会自旋产生升力，会使得使用本发明高升力复合型机翼的飞行器下降速度变慢，提高安全性。

优选地，驱动前排螺旋桨2和后排螺旋桨3用的发动机5采用电机或内燃机。

更进一步地，所述电机采用高速交流电机，用电子调速器控制其转速，采用锂电池供电。

更进一步地，主翼片1的上表面布置有太阳能发电膜，太阳能发电膜发出的电供电机使用或其他航电设备使用。

更进一步地，所述主翼片1采用平板形翼型。

更进一步地，所述前排螺旋桨2和后排螺旋桨3都能倾转一定角度后使它们的旋转平面处于水平位置。如图7所示，这样能使安装有本发明高升力复合型机翼的飞行器实现垂直起降和空中悬停。

所述的前排螺旋桨2和后排螺旋桨3采用涵道风扇代替。

更进一步地，所述的左翼尖旋翼6和右翼尖旋翼7均采用螺旋桨结构。

该发明一种高升力复合型机翼的工作原理及优点：前排螺旋桨2和后排螺旋桨3处于运转状态时，前方来流会被加速向所述高升力复合型机翼的上表面流动并流向后下方，形成强大的下洗气流，根据牛顿第二定律和第三定律，所述高升力复合型机翼将产生很大的向前上方的推力，即相当于同时产生了向上的升力和向前的推力。而且由于前排螺旋桨2和后排螺旋桨3的作用，主翼片1上表面的上方的流速远远大于主翼片1下表面的下方的流速，根据伯努利方程可得该复合型机翼能产生很大的升力。当主翼片1与前方来流方向的攻角较小甚至为零度时，由于主翼片1上方的气流快过下方的气流，该复合型机翼也会产生较大的升力，但此情况下阻力少，故该复合型机翼的升阻比大，效率高。当主翼片1与前方来流方向的攻角很大时，大于常规机翼的攻角时，如攻角大于22°时，由于前排螺旋桨2和后排螺旋桨3的拉动作用尤其是后排螺旋桨3的牵引作用，主翼片1上表面的气流不容发生分离现象，故所述复合型机翼不容易失速。这样的方案可使机翼的弦长做得很长，便于实现小展弦比机翼，节约横向空间，增加结构强度，能使应用该复合型机翼的飞行器结构紧凑。所述高升力复合型机翼安装在飞行器上可使飞行器向前运动并快速升空，起飞滑跑距离很短即可。主翼片1面积不大也能产生足够大的升力，只要前排螺旋桨2和后排螺旋桨3的转速够高即可，所述高升力复合型机翼尤其适合于重载低速飞行。