專利名稱：動面翼的制作方法
技術領域：
動面翼，涉及飛行器及船舶機械技術領域。
背景技術：
傳統的低速飛機采用的固定翼是有一定翼型斷面的柱體，大多是上下表面不對稱，機翼與來流存在一定的迎角，產生升力的效率較低，產生升力的大小與飛行速度和機翼面積成增函數，飛機起飛和降落時速度不夠快，是靠增大迎角、增大機翼有效面積、利用后緣襟翼、前緣襟翼或前緣縫翼的方式來提高升力的，機動性較差，按傳統的方法制造超重型飛機受其機翼結構尺寸和飛行速度的限制。傳統船舶是靠改變方向舵與船體縱向對稱面的角度來改變運行方向的，方向舵的阻力較大，且機動性差。

發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種能產生更大升力且機動性高的飛機機翼，其原理和結構也可用作船舶的方向舵。本發明采用的技術方案是包括環形帶、固定柱體、驅動滾筒、驅動滾筒軸、改向滾筒、改向滾筒軸、近端板、遠端板、軸承和螺絲；近端板和遠端板互相平行，固定柱體斷面為前緣端和后緣端有弧形缺口的翼型，其翼展方向與近端板垂直，固定柱體兩端分別與近端板和遠端板固連；驅動滾筒置于固定柱體前緣端的弧形缺口內，且驅動滾筒和驅動滾筒軸固連，驅動滾筒軸兩端安裝在近端板和遠端板上的軸承內，驅動滾筒與固定柱體之間存在盡量小的空隙，應確保驅動滾筒轉動時不與固定柱體發生摩擦；改向滾筒置于固定柱體后緣端的弧形缺口內，且改向滾筒通過軸承與改向滾筒軸連接，改向滾筒軸兩端通過近端板和遠端板上的孔用螺絲固定在近端板和遠端板上，改向滾筒與固定柱體之間也存在盡量小的空隙，應確保改向滾筒轉動時不與固定柱體發生摩擦；環形帶緊套在驅動滾筒和改向滾筒上，且將固定柱體包括在內。固定柱體的長度稍大于環形帶的寬度，近端板和遠端板大小相等，其外形尺寸以能擋住環形帶不會跑偏為宜。為了使環形帶緊貼驅動滾筒不致打滑，近端板和遠端板上固定改向滾筒軸用的孔可做成腰形孔，以便調節環形帶的張緊度，該腰形孔長度方向與動面翼的弦線方向一致。為減小環形帶緊貼固定柱體表面滑動時的摩擦，可以在固定柱體上下表面的適當位置有規律地鑲上數個用以減小摩擦的減摩滾珠或減摩滾針。驅動滾筒軸與動力相連，在動力的驅動下，驅動滾筒轉動，帶動固定柱體外表的環形帶運動，本發明動面翼自身產生了環量，該環量的大小可由驅動滾動筒的轉速來確定，如果前方有來流，在適當迎角時前方來流也會使動面翼產生環量，兩環量疊加為總環量，根據庫塔-儒可夫斯基升力公式，該動面翼產生的升力大小與來流速度和總環量的乘積成正比，升力的方向由來流速度的方向沿總環量的反方向旋轉90°來確定，如果固定柱體上表面的環形帶運動的方向與來流的方向一致，動面翼產生向上的升力，反之則產生向下的升力。該動面翼能產生的最大升力比傳統的低速固定機翼大很多，具體的數據可通過風洞實驗獲得。該動面翼產生的升力大小和方向均是可調節的，機動性能良好。值得說明的是，該動面翼即使斷面是對稱翼型在迎角為零度時或者斷面為普通翼型在幾何零升迎角時也會產生升力。當動面翼下表面的環形帶的線速度與來流速度大小相等，方向相反時，此時下表面的壓力最大，能產生最大的升力。該動面翼產生升力的原理可以用馬格努斯效應來解釋。與傳統固定機翼比較，該發明的優點有一、同樣外形尺寸的翼片，能產生較大的升力，利用該原理和結構可制造大升力機翼，適用于超重型超低速飛機；二、飛機前行速度不變的情況下升力的大小和方向可改變，提高了機動性，當飛行器需要快速下降時，只要讓驅動滾筒快速反轉即可，由于升力方向可以改變，也可方便地實現倒飛；三、由于升力大，起飛的起跑距離和起飛速度可大大降低，可縮短跑道；四、產生同樣的升力，外形尺寸可以比傳統的固定機翼小得多；五、由于固定柱體上表面的環形帶向后運動，加上空氣粘性的存在，會推遲機翼表面的空氣分離，比傳統固定機翼效率高。改變飛行器水平尾翼角度可以克服由于環形帶運動而產生的扭轉力矩。前述的動面翼的環形帶是撓性的平帶，可采用多層掛膠棉帆布作骨架，表面覆蓋性能優良的橡膠材料，經硫化處理而制成。本發明動面翼的結構還可以是這樣的環形帶用環形同步帶代替，驅動滾筒由主動同步輪代替，改向滾筒由從動同步輪代替，各種軸作相應的改變，取消減摩滾珠和減摩滾針，在固定柱體上部和下部適當位置安裝數個托輪，托輪與環形同步帶嚙合，托輪通過托輪軸兩端的軸承安裝在近端板和遠端板之間。


圖1 動面翼斷面結構示意圖；圖2:動面翼俯視示意圖；圖3 安裝有減摩滾珠或減摩滾針的動面翼截面結構示意圖。圖4 環形帶由環形同步帶代替的動面翼截面結構示意圖。其中，圖1、圖3和圖4中的平行直線箭頭表示來流的方向，圖1和圖3中的弧形箭頭表示驅動滾筒的轉動方向，圖4中的弧形箭頭表示主動同步輪的轉動方向。
具體實施例方式下面給出本發明的實施方式實例，并結合附圖1 4加以說明。如圖1 3所示，包括環形帶1、固定柱體2、驅動滾筒3、驅動滾筒軸7、改向滾筒 4、改向滾筒軸8、近端板5、遠端板6、軸承和螺絲；近端板5和遠端板6互相平行，固定柱體 2斷面為前緣端和后緣端有弧形缺口的翼型，其翼展方向與近端板5垂直，固定柱體2兩端分別與近端板5和遠端板6固連；驅動滾筒3置于固定柱體2前緣端的弧形缺口內，且驅動滾筒3和驅動滾筒軸7固連，驅動滾筒軸7兩端安裝在近端板5和遠端板6上的軸承內， 驅動滾筒3與固定柱體2之間存在盡量小的空隙，應確保驅動滾筒3轉動時不與固定柱體 2發生摩擦；改向滾筒4置于固定柱體2后緣端的弧形缺口內，且改向滾筒4通過軸承與改向滾筒軸8連接，改向滾筒軸8兩端通過近端板5和遠端板6上的孔用螺絲固定在近端板 5和遠端板6上，改向滾筒4與固定柱體2之間也存在盡量小的空隙，應確保改向滾筒4轉動時不與固定柱體2發生摩擦；環形帶1緊套在驅動滾筒3和改向滾筒4上，且將固定柱體2包括在內。固定柱體2的長度稍大于環形帶1的寬度，近端板5和遠端板6大小相等，其外形尺寸以能擋住環形帶1不會跑偏為宜。為了使環形帶1緊貼驅動滾筒3不打滑，近端板5和遠端板6上固定改向滾筒軸 8用的孔可做成腰形孔，以便調節環形帶1的張緊度，該腰形孔長度方向與動面翼的弦線方
向一致。為減小環形帶1緊貼固定柱體2表面滑動時的摩擦，可以在固定柱體2上下表面的適當位置有規律地鑲上數個用以減小摩擦的減摩滾珠9或減摩滾針。該發明動面翼的工作原理是在動力的驅動下，驅動滾筒軸7帶動驅動滾筒3做順時針方向轉動，再帶動固定柱體2外表的環形帶1運動，在固定柱體2的上表面，環形帶1 向后運動，上表面空氣的流速為來流與環形帶1運動產生的環流的疊加，在固定柱體2的下表面，由于改向滾筒4的作用，環形帶1向前運動，下表面空氣的流速為來流與環形帶1運動產生的環流的相減，這樣一來，上下表面的流速差別很大，根據伯努利方程，流速大處壓力小，反之，流速小處壓力大，因而產生向上的合力，即產生一個與來流方向垂直的向上的合力，即升力。改變環形帶1的運動速度大小和方向，可機動靈活地改變動面翼產生升力的大小和方向。如圖1 4所示，前述的動面翼的環形帶1是撓性的平帶，可采用多層掛膠棉帆布作骨架，表面覆蓋性能優良的橡膠材料，經硫化處理而制成。本發明動面翼的結構還可以是這樣的環形帶1用環形同步帶11代替，驅動滾筒3由主動同步輪31代替，改向滾筒4由從動同步輪41代替，各種軸作相應的改變，取消減摩滾珠9和減摩滾針，在固定柱體2上部和下部適當位置安裝數個托輪91，托輪91與環形同步帶11嚙合，托輪91通過托輪軸兩端的軸承安裝在近端板5和遠端板6之間。該發明的實際應用例該動面翼可作飛行器的主升力翼，左右對稱固定安裝在機身的兩側，近端板5靠近機身安裝，遠端板6遠離機身，利用該原理和結構可制造大升力機翼，適用于超重型超低速飛機；也可用于飛機尾部垂直安裝，做方向舵，控制靈活，機動性高；還可以與傳統的機翼結合使用，靠近機身的部分采用動面翼，遠離機身的部分采用傳統固定翼，兩者有機結合，各顯其優點；還可用于船舶尾部垂直安裝，作方向舵，阻力小，機動性強。
權利要求
1.動面翼，其特征在于包括環形帶(1)、固定柱體O)、驅動滾筒(3)、驅動滾筒軸 (7)、改向滾筒(4)、改向滾筒軸(8)、近端板(5)、遠端板(6)、軸承和螺絲；近端板(5)和遠端板(6)互相平行，固定柱體( 斷面為前緣端和后緣端有弧形缺口的翼型，其翼展方向與近端板( 垂直，固定柱體( 兩端分別與近端板( 和遠端板(6)固連；驅動滾筒(3)置于固定柱體( 前緣端的弧形缺口內，且驅動滾筒C3)和驅動滾筒軸(7)固連，驅動滾筒軸 (7)兩端安裝在近端板( 和遠端板(6)上的軸承內，驅動滾筒C3)與固定柱體( 之間存在盡量小的空隙，應確保驅動滾筒C3)轉動時不與固定柱體( 發生摩擦；改向滾筒(4)置于固定柱體( 后緣端的弧形缺口內，且改向滾筒(4)通過軸承與改向滾筒軸(8)連接，改向滾筒軸(8)兩端通過近端板( 和遠端板(6)上的孔用螺絲固定在近端板( 和遠端板 (6)上，改向滾筒(4)與固定柱體( 之間也存在盡量小的空隙，應確保改向滾筒(4)轉動時不與固定柱體( 發生摩擦；環形帶(1)緊套在驅動滾筒C3)和改向滾筒(4)上，且將固定柱體( 包括在內。
2.根據權利要求1所述的動面翼，其特征在于它的固定柱體O)的長度稍大于環形帶(1)的寬度，近端板( 和遠端板(6)大小相等，其外形尺寸以能擋住環形帶(1)不會跑偏為宜。
3.根據權利要求1或2所述的動面翼，其特征在于為了使環形帶(1)緊貼驅動滾筒 (3)不打滑，近端板(5)和遠端板(6)上固定改向滾筒軸⑶用的孔可做成腰形孔，以便調節環形帶(1)的張緊度，該腰形孔長度方向與動面翼的弦線方向一致。
4.根據權利要求1所述的動面翼，其特征在于為減小環形帶(1)緊貼固定柱體(2)表面滑動時的摩擦，可以在固定柱體( 上下表面的適當位置有規律地鑲上數個用以減小摩擦的減摩滾珠⑶)或減摩滾針。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的動面翼，其特征在于動面翼的結構還可以是這樣的環形帶(1)用環形同步帶(11)代替，驅動滾筒(3)由主動同步輪(31)代替，改向滾筒⑷由從動同步輪Gl)代替，各種軸作相應的改變，取消減摩滾珠(9)和減摩滾針，在固定柱體( 上部和下部適當位置安裝數個托輪(91)，托輪(91)與環形同步帶(11)嚙合， 托輪(91)通過托輪軸兩端的軸承安裝在近端板( 和遠端板(6)之間。
全文摘要
動面翼屬飛行器技術領域，包括環形帶、固定柱體、驅動滾筒、驅動滾筒軸、改向滾筒、改向滾筒軸、近端板、遠端板、軸承和螺絲；驅動滾筒置于固定柱體前緣端的弧形缺口內，改向滾筒置于固定柱體后緣端的弧形缺口內，環形帶緊套在驅動滾筒和改向滾筒上。在動力的驅動下，驅動滾筒帶動環形帶運動，在固定柱體的周圍產生環流，在環流和來流的共同作用下能產生很大的升力，可作飛行器的主升力翼，利用該原理和結構可制造大升力機翼，也可用于船舶作方向舵，機動性強。
文檔編號B64C3/38GK102267559SQ20111011332
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月24日 優先權日2011年4月24日
發明者王志成 申請人:王志成