专利名称：地面效应有翼运载工具的高度控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用地面效应运行的有翼运载工具(地面效应有翼运载工具)的高度控制装置。特别是，本发明涉及这样一种有翼运载工具的高度控制装置，它利用产生在其机身翼和水面之间的地面效应在很低的高度飞行。该装置使这种有翼运载工具有可能划入符合日本有关法律和规定的船只。
目前，除了传统的地面运输装置外，还有各种运输装置用来运送旅客和货物，如水上运输装置，包括各种船只和空中运输装置，包括飞机、直升飞机和飞艇。在象日本这样的被海包围的国家，水上和空中运输装置对沟通大陆和遥远的海岛起着非常重要的作用。
众所周知，大型船只一次可运送大量的旅客和货物，但运行速度较慢。作为克服上述缺陷的方法，曾有多种方案，如采用喷气推进器作为船只的推进机构来代替传统的螺旋浆推进器，提供额外的叶轮或设计双体船结构以克服波阻。即使上述改进的船只其运行速度仍远低于飞机。
另一方面，飞机虽然速度很快，但所载旅客和货物的数量大大受到限制。为此，设计了多种大型飞机进行大载重量的运输，其中，许多已投入运营。但是，一般该大型飞机较难设计并需要高能耗。而且，它们受到安全法的限制远比船只严格地多，这是由于它们飞行在高空。
当前，在许多领域已拟定了不同的方案以实现一种新的运输装置，它具有船只的高运输能力和飞机的高速机动性双重优点。在这些方案中，包括一般称为“气垫机械”的已知技术。该技术利用飞机在很低的高度飞行时，在机身、机翼和地面或水面之间产生的高压空气垫，这种效应称为“地面效应”。而上述地面效应有翼运载工具通常主要用来在水面上很低的高度飞行，如海面或湖面上。不过该效应习惯上称为地面效应而不是水面效应。地面效应有翼运载工具也称为“地面效应翼”(下面有时简略为WIG)。
利用上述地面效应的运载工具，包括各种WIG，都称为地面效应机械(GEMS)或气垫运载工具(ACVs)，气垫运载工具分为两类空气静力学系统和空气动力学系统。前一种类型涉及称为悬浮运载工具或空中汽车的运输装置，其中，将高压气体强制性供入装置本体底部和水(地)面之间的空间并被上述运载工具的外缘或侧壁包围，进而将本体提升使其稍微离开水面。而后一种类型涉及我们所讨论的WIG本身，它象飞机那样飞行并利用向前飞行时在机翼上产生的升力并按照其外形分为冲压翼型、槽流型和海鸟型。
地面效应翼通过地面效应产生的增加的升力来承担其巨大的载荷，从而大大降低了燃料消耗，并能在很低的高度飞行，在水面和机身之间保持一很小的距离。这些特征使意外事故产生的危险的可能性减到最小，并使得WIG成为一种安全的运载工具。这样，地面效应翼可作为一种在大陆和遥远的海岛之间以高速度和大载重量运送旅客和货物的最佳的定期往返的运输工具。
地面效应翼基本上归入飞机的范畴，即，它浮在空中向前飞行与地面或水面没有接触。机身和机翼仅与水面(地面)之间离开这样的距离，即，使其足以获得上述地面效应。日本航空法将航空器定义为“飞机，旋转翼飞行器、滑翔机、飞艇或其他飞行器，可用来进行符合政府法规的航空飞行。”因此，地面效应翼被日本航空法规定为航空器，使得驾驶员的驾驶资格和对地面效应翼的其他要求，如服务和检查都受到和飞机一样的严格要求并受到主管部门的严格监督。
如上所述，由于其做为飞行器的法律地位，地面效应翼和船只不同，它面对法律上的障碍而使其不能方便地进行操纵和运行。
然而，在许多国家包括日本，对船只的法律限制比飞行器要松得多，有关获得驾驶许可证的资格和要求、船只的服务和检查也不太严格。如果地面效应翼能够从法律上被当做船只对待，则有望在日本以及全世界做为上述定期往返的运输工具普及开来。
因此，本发明的目的是提供一种按照上述有关地面效应翼的论点改进的装置，它能以高速运送大量的旅客和货物并符合日本航空法中有关船只的规定，即使地面效应翼从法律上被当做“船只”对待，这是通过将其机身利用某些具体装置和水面始终保持连接并自动控制飞行，以防止其自由飞离水面而实现的。
为克服上述问题并达到本发明目的，本发明提供了一种地面效应有翼运载工具(WIG)的高度控制装置，该WIG在水面上方很低的高度飞行，利用在机身、机翼和水面之间产生的地面效应使其之间的距离非常小。上述高度控制装置包括一个在飞行中始终与水面保持接触的传感器，它提供有关水面和机身之间距离的数据以控制运载工具的系统;
将传感器机械地连接到运载工具上的连接装置;
通过操纵系统控制的升降舵按照传感器发出的关于水面和机身之间距离的数据进行工作，使得该运载工具在保持水面和机身之间距离恒定的条件下飞行。
如上所述，由于本发明的用于地面效应有翼运载工具的高度控制装置具有一提供水面和机身之间机械连接的装置，该运载工具实际上始终与水面连接，所以，它可以在法律上被当做“船只”而不是飞行器，例如在日本。因此，关于船只的法律规定(比对飞行器松得多)完全可应用于地面效应有翼运载工具。这样，使其更容易获得驾驶资格和满足其他条件，如服务和检查。另外，由于本发明的地面效应有翼运载工具能用作连接大陆和遥远的海岛的最佳定期往返运输工具，它就有望在日本乃至全世界普及开来。
在航行中，当地面效应有翼运载工具的高度高于预定值时，根据传感器的数据向操纵系统中输入一指令，使升降舵将机身自动保持在所需高度。因此，有可能将地面效应有翼运载工具的航行速度控制在200公里/小时至500公里/小时，而完全不用考虑波浪大小和波阻的问题。
下面结合附图描述本发明。
图1和图2示意性地表示了本发明的用于地面效应有翼运载工具的高度控制装置的实施例。
由于图1中参考号10代表的地面效应有翼运载工具是众所周知的，所以在此不对其进行详述。运载工具10具有一安装在其机身底部的可伸出的多段套叠式臂12，该臂从机身后部倾斜向下延伸。臂12的上端固定到利用液压，如油压的调节机构上。在调节状态下，臂12倾斜向下伸出，而当地面效应有翼运载工具漂浮停泊在水上时，臂12收缩为最短的尺寸。当运载工具10起动并利用地面效应从水面上升时，臂12则可从机身后部自动倾斜向下伸出。
臂12的另一端设有一浮体16，当运载工具10航行或停泊时，它始终漂浮在水面上。浮体16内带有一传感器20，用来检测水面和运载工具10的机身之间的距离并向运载工具10内的操纵系统18输送距离数据。按照具体的形状可选择不同的操作原理和工作系统，如激光测距系统，超声波系统，起短波系统或电容式系统应用于传感器20上进行距离检测。臂12作为机械连接运载工具10和水面的装置，也可采用可反卷式金属线或同类装置代替。
权利要求
1.一种地面效应有翼运载工具(10)的高度控制装置，该运载工具利用产生在机身、机翼和水面之间的地面效应，在水面上方很低的高度飞行，使其间只有很小的距离，该高度控制装置包括；在航行中始终与水面保持接触的传感器(20)，它将水面和机身之间的距离数据传至运载工具(10)的操纵系统(18)；机械地连接传感器(20)和运载工具(10)的连接装置(12)；通过操纵系统(18)控制的升降舵，按照传感器(20)发出的关于水面和机身之间距离的数据进行工作，使运载工具(10)在保持水面和机身之间距离恒定的条件下飞行。
2.按照权利要求1的装置，其中，传感器(20)设在漂浮在水面上的浮体(16)内。
3.按照权利要求1的装置，其中，连接传感器(20)和运载工具(10)的机械连接装置包括可伸出的套叠臂。
全文摘要
一种利用产生在机身，机翼和水面之间的地面效应在水面上方很低的高度飞行的地面效应有翼运载工具的高度控制装置，包括在航行中始终与水面接触的传感器，它将水面和机身之间的距离数据传至运载工具的操纵系统；机械地连接传感器和运载工具和连接装置；通过操纵系统控制的升降舵按照传感器发出的距离数据工作，使运载工具在保持水面和机身之间距离恒定的条件下飞行。传感器可设在水面上的漂浮体内，而机械连接装置可以是伸缩臂或可反卷金属线。
文档编号B64C13/16GK1059693SQ9010765
公开日1992年3月25日 申请日期1990年9月12日 优先权日1990年9月12日
发明者大迫富重 申请人:大迫富重