專利名稱：傘翼噴氣飛行器的制作方法
技術領域：
本發明涉及載人飛行器，特別是涉及一種空氣自飛行器頂部吸入，在機倉頂部經導氣葉片、傘翼及機倉外殼形成的噴氣道向下噴出，既可垂直起降，又可滑行，并可向任何方向飛行的傘翼噴氣飛行器。
背景技術：
眾所周知，乘飛機旅行已成為人類現代生活中的一個重要組成部分，這種高效便捷的旅行方式極大地方便了人們的生活，大大縮短了世界各地間的距離，并擴大了不同地區的人們的各種交流。人類的飛行活動已有較久遠的歷史，從早期的小型螺旋漿飛機到今天的大型噴氣飛機，以及能進行空間旅行的航天飛機和宇宙飛船，各種飛行器的體積越來越大，速度越來越快，使人們的旅行和探索范圍不斷擴大。如今人們所見到的飛機基本上仍是螺旋漿飛機和噴氣飛機兩種，目前的螺旋漿飛機大多為直升飛機，民用飛機則多為噴氣飛機。螺旋漿飛機是靠機體頂部的螺旋漿提供向上的升力，并通過尾部螺旋漿控制方向。而噴氣機則是通過設置于機體兩側的渦輪發動機將氣體從前部吸入，從后部噴出，以提供向前的推力，其升力則是靠機翼上下兩側的壓力差所提供的。
迄今為止，人們的飛行工具主要是依賴于飛機。由于大型飛機本身的結構非常復雜，造價十分昂貴，因此坐飛機旅行的費用也很高，這使得目前的飛機難以成為象汽車一樣的普通交通工具。
為此，人們一直想象著能有一種家庭化的能夠靈活起降和飛行的小型飛行器，于是便有了各種關于飛碟的科學幻想和各種關于飛行器的設想。然而，人們想象中的飛碟到目前尚未出現。而文獻中已公開的飛行器也由于未能很好地解決飛行器的動力和控制問題而無法實際應用。

發明內容
本發明旨在使飛行器更廉價，更適于實際應用和家庭使用，使用及操作更加安全可靠，而提供一種具有可收放傘翼，既可垂直起降，又可滑行，并能在空中靜止不動，適合于在中低空低速飛行或貼近水面或地面飛行的傘翼噴氣飛行器。
為達到上述目的，本發明提供一種傘翼噴氣飛行器，該飛行器有一個半球形或碟形的載人、載貨機倉，該機倉頂部連接有發動機及與發動機相連的渦輪扇，在發動機及渦輪扇的外圍設有可伸縮的環形傘翼，機倉頂部邊緣圓周上間隔設有多個防止飛行器自旋的導氣葉片，導氣葉片上端固定有一環形進氣口，導氣葉片、傘翼及機倉外殼之間的空腔則形成出口向下的環形噴氣道。
渦輪扇的葉片與渦輪扇的轉動平面垂直，且該葉片是由一段平面和一段弧面構成的曲形板狀體，其平面部分折向與渦輪扇旋向相反的方向，且弧面部分的高度低于平面部分的高度，弧面部分的端部連接于發動機的輸出軸上，發動機則固定在機倉上蓋上。
傘翼由多根活動金屬骨架與連接于其外部的環形傘面構成，其傘面由高強度柔性材料制成，各骨架的連接端鉸接于環形進氣口外側。
在傘翼的傘面內側的多根骨架之間連接有多根可伸縮傘翼姿態控制桿，傘翼姿態控制桿的連接端與導氣葉片鉸接。
在傘翼的傘面內側的多根骨架之間連接有至少三根可伸縮傘翼姿態控制桿。
傘翼在飛行器靜止時下垂合攏，在飛行器飛行時則向外張開。
導氣葉片是由位于前端的一段弧面和位于后端的一段平面構成的曲形板狀體，導氣葉片的下端固定于機倉上蓋的邊緣，其上端與進氣口固接。
多個導氣葉片中的至少一個是可轉動的。
該飛行器由輕金屬或高強度塑料制成。
在飛行器底部設有可彈出的降落傘及起落架。
本發明的工作原理可結合圖5、圖9、圖10加以說明，發動機20帶動渦輪扇30高速旋轉，因輪葉壓力及離心力作用，將空氣經進氣口60送入氣道70內，并經噴氣口噴出，使得在機頂產生一個空氣負壓區，在氣道內產生一個空氣正壓區，機頂空氣負壓對整個飛行器產生一個向上的吸力，該吸力作用于傘翼及機倉頂部殼體，同時氣道內空氣正壓使傘翼張開，并在傘翼上產生一個向上的作用力，這兩個力的合力向上平行于機體中軸線，該合力作用于機倉頂部，使飛行器垂直升空。升空后通過調整傘翼姿態控制桿長度改變傘翼形狀可調整飛行器姿態，使飛行器向前進的方向傾斜，這樣飛行器即獲得一個如圖9所示的向前運動的水平合力。圖中F為升力，G為重力，F1為合力，如圖示，該飛行器可以垂直升空，并可向任何一個方向運動。
本發明的貢獻在于，它提供了一種全新的飛行器，該飛行器從飛行原理、整體結構到外形都完全不同于現有的飛機，由于其進氣在飛行器頂部，噴氣在底部，因此有利于飛行器的垂直起降，且由于設有直徑較大的類似滑行傘的傘翼，因而可在需要滑行時，特別是發動機或其它部分出現故障時能平穩滑行，因而比普通民用飛機和直升飛機或飛行更加安全.且由于設有簡單有效的飛行姿態及方向控制機構，因而飛行靈活且操控簡單。該飛行原理和結構設計不僅符合空氣動力學原理，而且結構較現有飛機大為簡化，因而制造成本和價格都將遠遠低于現有的飛機，這就使得該飛行器有可能成為一種小型化的，更加廉價的，更適宜作為一種類似于小汽車的空中交通工具，并使得人們想象或設想中的類似于飛碟的飛行物變成現實。


圖1是本發明的俯視外形立體示意圖。
圖2是本發明的仰視外形立體示意圖。
圖3是本發明的平面示意圖。
圖4是圖3的俯視圖。
圖5是本發明的結構剖視圖。
圖6是圖5的B-B剖視圖。
圖7是圖5的C-C剖視圖。
圖8是導氣葉片結構示意圖，其中圖8A為圖4的A向視圖；圖8B為圖8A的D-D剖視圖；圖8C為圖8A的B向視圖。
圖9是本發明飛行原理示意圖。
圖10是飛行姿態控制示意圖。
具體實施例方式
下例實施例是對本發明的進一步解釋和說明，對本發明不構成任何限制。
本發明的傘翼噴氣飛行器是一種載人飛行器，圖1～圖3示出了該飛行器的外形，很顯然，它也可設計成其它的外形。如圖示，該飛行器有一個半球形或碟形的載人、載貨機倉10，本例中示出的是半球形的機倉結構，該機倉由高強度工程塑料或高強度玻璃鋼材料制成，當然也可由輕金屬材料制成。如圖5，機倉內沿軸向可分隔成上、中、下三層11、12、13，其中上層11內用于安裝發動機，中層12內設有駕駛倉121和座倉122(見圖7)，而底層13則用于設置降落傘(圖中未示出)和起落架80。中層的駕駛倉及座倉內設有駕駛位1212及乘客位1221，機倉兩側設有機倉門14(見圖3)。在駕駛倉121的前方的機倉殼體上裝有視角寬闊的駕駛倉前窗1211，駕駛倉內的各種儀表和控制機構可采用成熟技術。駕駛倉及座倉的環形倉壁上設有多個供飛行員和乘客使用的觀察窗15。
參見圖5，在機倉10的頂部上層11內裝有發動機20，該飛行器配有兩臺發動機，既可單機驅動，亦可雙機聯合驅動。雙機驅動時功率滿足飛行器在一定高度快速飛行，單機驅動時功率滿足飛行器安全降落及貼近地面或水面飛行。這樣即使一個發動機發生故障亦能保證飛行器及人員安全。該發動機固定于機倉上層底板111上，它可選用市售輕型航空汽油發動機，也可選用柴油或電力發動機。在發動機的輸出軸上裝有一個渦輪扇30，該渦輪扇的葉片31與渦輪扇的轉動平面垂直，且該葉片具有特殊形狀，它是由一段平面311和一段弧面312構成的變形的L形板狀體(見圖1、圖2、圖4、圖6)，其弧面部分呈徑向設置，平面部分則折向與渦輪扇轉向相反的方向，且弧面部分的高度低于平面部分的高度，弧面部分與平面部分由平滑曲線過渡，形成前大后小的形狀，這種形狀有利于提高渦輪工作效率，其弧面部分的端部連接于發動機20的輸出軸上。如圖5，該渦輪扇置于機倉上層內。對于較大型的飛行器也可設置兩個或多個渦輪扇，該渦輪扇的作用在于從飛行器頂部吸入氣流，并經噴氣道噴出。由于渦輪扇本身不承擔升力，且其高速旋轉時，葉片本身離心力與空氣對它的壓力會相互抵消大部分，因而對渦輪扇的強度要求不是很高，它可采用高強度工程塑料或輕金屬制造。
在發動機及渦輪扇的外圍設有可伸縮的環形傘翼40，它是該飛行器的重要部件之一，由圖1、圖2及圖5可見，該傘翼由多根金屬骨架41與連接于其外部的環形傘面42構成，所述骨架41由輕金屬制成，其連接端鉸接于環形進氣口60外側，使之可繞鉸接點轉動。所述傘面是上下敞口的環狀體，其上部口小，下部口大，如同將普通傘的頂部切去而形成的弧面環形體。它可由高強度，耐老化，柔性好的柔性材料，如尼龍布、碳纖維布等制成，本例中選用碳纖維布。
如何控制飛行姿態是本發明所要解決的另一個重要問題，本發明是通過控制傘翼形狀及姿態，并以此改變飛行器的飛行姿態來實現的。為此，在傘翼的傘面內側的其中幾個骨架41之間連接有多根可伸縮傘翼姿態控制桿43，根據平衡需要，傘翼姿態控制桿不應少于三根，本例中為四根(見圖6)。該傘翼姿態控制桿為液壓伸縮桿，其連接端與導氣葉片50鉸接(見圖8C)，并與飛行器的液壓系統連接，由液壓系統控制其伸縮。飛行器在飛行時，調控傘翼姿態控制桿的長度可控制傘翼的形狀及姿態。傘翼40在飛行器靜止時因自身重力下垂合攏，在飛行器飛行時則因氣流壓力自動向外張開。
參見圖5、圖6，機倉頂部邊緣圓周上間隔設有多個導氣葉片50，其結構如圖8所示，導氣葉片50為曲形板狀體，它由位于前端的一段弧面51和位于后端的一段平面52構成，形成圖6所示的前端彎曲、后端平直的截面形狀(見圖8B)，該導氣葉片可引導渦輪扇產生的氣流由徑向噴出，因此可防止飛行器自旋。導氣葉片的下端固定于機倉上蓋11的邊緣，其上端與進氣口固接(見圖8A)。多個導氣葉片50中的至少一個是可轉動的，以便調整噴氣方向。活動導葉可與飛行器的液壓機構連接，通過液壓控制使之轉動一定角度，因此可改變噴氣方向。
導氣葉片上端鉚接有一環形進氣口60，導氣葉片、傘翼及機倉外殼之間的空腔形成出口向下的環形噴氣道70，空氣通過渦輪扇由飛行器頂部吸入，然后經導氣葉片折向徑向，并經環形噴氣道出口向下噴出。
如圖10所示，飛行器的升力向上并作用于機倉頂部，而重力向下作用于重心，重心位于升力作用點下部，當外力，如風力作用使機身傾斜時，重力與升力會產生一個反向力偶，傾斜度越大，該反向力偶越大，因此，該飛行器具有良好的平衡性。若因載人或載貨產生重心偏移，則可調整傘翼形狀產生反向力偶來補償，使機身水平穩定。此外，由于氣流作用于渦輪扇的力偶與作用于導氣葉片的力偶大小相等方向相反，因而本飛行器不會旋轉，若發動機變速或需轉彎時，可轉動活動導氣葉片得到所需的旋轉力偶。
為確保飛行安全，在飛行器底部設有可彈出的降落傘(圖中未示出)，它可采用現有飛機的降落傘彈出結構。在飛行器底部裝有受飛行器液壓系統控制的起落架80，它可采用類似直升機的起落架。
權利要求
1.一種傘翼噴氣飛行器，其特征在于，它有一個半球形或碟形的載人、載貨機倉(10)，該機倉頂部連接有發動機(20)及與發動機相連的渦輪扇(30)，在發動機及渦輪扇的外圍設有可伸縮的環形傘翼(40)，機倉頂部邊緣圓周上間隔設有多個防止飛行器自旋的導氣葉片(50)，導氣葉片上端固定有一環形進氣口(60)，導氣葉片、傘翼及機倉外殼之間的空腔則形成出口向下的環形噴氣道(70)。
2.根據權利要求1所述的傘翼噴氣飛行器，其特在于，所述渦輪扇(30)的葉片(31)與渦輪扇的轉動平面垂直，且該葉片是由一段平面(311)和一段弧面(312)構成的曲形板狀體，其平面部分折向與渦輪扇旋向相反的方向，且弧面部分的高度低于平面部分的高度，弧面部分的端部連接于發動機(20)的輸出軸上，發動機則固定在機倉上蓋(11)上。
3.根據權利要求1所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，所述傘翼(40)由多根活動金屬骨架(41)與連接于其外部的環形傘面(42)構成，其傘面由高強度柔性材料制成，各骨架(41)的連接端鉸接于環形進氣口(60)外側。
4.根據權利要求3所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，在傘翼的傘面內側的多根骨架(41)之間連接有多根可伸縮傘翼姿態控制桿(43)，傘翼姿態控制桿的連接端與導氣葉片(50)鉸接。
5.根據權利要求4所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，在傘翼的傘面內側的多根骨架(41)之間連接有至少三根可伸縮傘翼姿態控制桿(43)。
6.根據權利要求5所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，所述傘翼(40)在飛行器靜止時下垂合攏，在飛行器飛行時則向外張開。
7.根據權利要求4所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，所述導氣葉片(50)是由位于前端的一段弧面(51)和位于后端的一段平面(52)構成的曲形板狀體，導氣葉片的下端固定于機倉上蓋(11)的邊緣，其上端與進氣口固接。
8.根據權利要求7所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，所述多個導氣葉片(50)中的至少一個是可轉動的。
9.根據權利要求1至8中任一條所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，該飛行器由輕金屬或高強度塑料制成。
10.根據權利要求1至8中任一條所述的傘翼噴氣飛行器，其特征在于，在飛行器底部設有可彈出的降落傘及起落架(80)。
全文摘要
一種載人飛行用的傘翼噴氣飛行器，該飛行器有一個半球形或碟形的載人、載貨機倉，該機倉頂部連接有發動機及與發動機相連的渦輪扇，在發動機及渦輪扇的外圍設有可伸縮的環形傘翼，機倉頂部邊緣圓周上間隔設有多個導氣葉片，導氣葉片上端固定有一環形進氣口，導氣葉片、傘翼及機倉外殼之間的空腔則形成出口向下的環形噴氣道。本發明提供了一種更廉價，更適于實際應用和家庭使用，使用及操作更加安全可靠的飛行器，它具有可伸縮傘翼，既可垂直起降，又能滑行，并不能在空中靜止不動，適合于在中低空飛行或貼近水面或地面飛行等特點。
文檔編號B64C39/06GK1480376SQ0313987
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月16日 優先權日2003年7月16日
發明者肖立峰 申請人:肖立峰