滑动翼式升力生成装置制造方法及图纸

一种滑动翼式升力生成装置，属于扑翼飞机领域。它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都包括转轴、翼片、减摩套筒、套筒轴、整流罩、弧状窄条导轨、端板和轴承，而转轴是由两块夹持刚性矩形板状翼片并允许翼片在其间滑动的条形夹板和端部的两段同轴线轴头组成；减摩套筒套装在与翼片的两个短边分别固连的套筒轴上，两块圆形端板固连在包角为９０°～１２０°的圆弧状整流罩的两端；两个轴承分别固装在端板上的两个同轴线偏心孔内。当处于同一水平面内的两根转轴分别向内旋转时，因离心力作用而向外滑动的两个翼片将拨动空气向下运动并产生升力。本发明专利技术比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。

【技术实现步骤摘要】

一种滑动翼式升力生成装置，属于扑翼机领域。其原理和结构形式亦可用作水上交通工具的推进器。
技术介绍
人类渴望模仿鸟类在天空中独往独来、自由自在地飞翔，但却另辟蹊径地实现了自己的飞行愿望——所有卓有成效的飞行器并非具有像鸟类一样煽动的翅膀(扑翼)，而是基于不断完善的“机翼理论”研制而成。人类研究“仿生飞行”的历史充满艰辛和失败，并有人断言人类不可能借助扑翼实现飞行。尽管如此，闯过各种科技难关的现代人仍不甘心放弃“仿生飞行”。在他们看来，只有鸟类飞翔才是个性化的，它无需现代化的机场、绵长坚实的跑道、庞大的后勤支援。当你用“扑翼飞机”和“ornithopter”对中、外专利数据库进行检索时，大量相关申请文件会展现在你的眼前；媒体也报道过一些大型的或微型的样机，如2006年9月中国航空信息网曾报道“加拿大实现有人驾驶扑翼机飞行。这架试飞的扑翼机编号为C-GPTR，在同年7月8日进行了3次滑跑试验，并在最后一次滑跑过程中实现了离地起飞并维持。当该机达到大约80千米/小时的滑行速度时，试飞员将油门杆推到最大位置，此时扑翼频率为1赫兹，机体成功离开了跑道，并以约89千米/小时的速度、在距离地面大约1米的高度向前平飞了10秒，总飞行距离330米，留空时间只有14秒。”，从照片中可以看出，它采用的是连杆机构。http:∥news.xinhuanet.com/2003年12月15日报道了南京航空航天大学胡铃心和段文博在该校微型飞行器专家昂海松教授的带领下，采用三连杆扑动翼驱动机构制作的微型扑翼飞机只有38克重，能在空中飞6分钟，飞行高度达到50米。事实上，不能原地起落的加拿大扑翼机不是真正意义上的扑翼飞机；而南京航空航天大学的扑翼机升力极其有限，有效荷载仅仅为38克；且两者的留空时间均很短暂。究其原因在于上下煽动的扑翼会抵消一部分升力，效率低下；此外，高速运行的多连杆机构的可靠性也不会很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种滑动翼式升力生成装置，它可借助铰接有多个弧形翼片的两个鼓轮在相对单向转动过程中产生升力，从而比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。其设计思想是将飞行过程中鸟翼所具有的产生升力和滑翔的双重功能区别开来，并将其中的滑翔功能让其它“静止”构件承担(与本专利申请无关)，从而使“仿生飞行”的设计目标和实施方案集中在利用扑翼原理(向下煽动空气)产生升力的机构上，但又有异于进、出气流在同一轴线上的轴流风机。滑动翼式升力生成装置是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都包括转轴、翼片、减摩套筒、套筒轴、整流罩、弧状窄条导轨、端板和轴承，而转轴是由两块夹持翼片并允许翼片在其间滑动的条形夹板和端部的两段同轴线轴头组成。其中，翼片是一块刚性矩形板，减摩套筒套装在与翼片的两个短边分别固连的套筒轴上，以减小翼片短边紧贴整流罩内壁滑动时的阻力。两块圆形端板固连在包角为90°～120°的圆弧状整流罩的两端，两块端板内侧的距离略大于所述条形夹板的长度；两个轴承分别固装在端板上的两个同轴线偏心孔内。装有翼片的转轴借助两个轴头在轴承内转动。为了确保装有翼片的转轴能在整流罩内连续转动，要求一.所述条形夹板的宽度大于使翼片自锁的最小宽度；二.包括减摩套筒在内的翼片长度略小于所有过端板上偏心孔圆心的弦中的最小值；三.在整流罩横断面的开口处加装与整流罩等曲率的弧状窄条导轨，以避免因离心力甩出的翼片被整流罩的母线边卡住。所述的“两套总成轴对称地固连在一起”是指将两片圆弧状整流罩背对背地固连成一体。将上述装置安装在飞行器上时，整流罩位于上方，两根转轴处于同一水平面内，且分别向内旋转(即面向转轴的一端，左侧的转轴逆时针旋转，右侧的转轴顺时针旋转)，于是，两个翼片因离心力的作用向外滑动并拨动空气向下运动；当左右两个伸展出的翼片越过铅垂面后，夹于其间的气流因向上的通道被整流罩阻断也只能向下运动；而后，两个翼片在弧形导轨和整流罩的限制下缩回，直至重复上述过程。升力便在气流向下运动的过程中产生。为了提高转轴拨动空气的频率且沿轴线对称，可采用三段式条形夹板，即在两块三倍于上述条形夹板长度的夹板中部加工出可固装一对翼片夹板的长条孔并固装两块上述的条形夹板；于是，中部的翼片与其两侧的翼片正交。采用这种结构后，转轴每转过90°翼片就可拨动一次空气；而装有一个翼片的转轴每转过180°才拨动一次空气。整流罩的位置决定不同翼片外伸和缩回的时间，从而影响产生的升力的大小。整流罩的最佳位置可由理论计算和实验确定。附图说明图1滑动翼式升力生成装置横断面结构示意2滑动翼式升力生成装置纵向结构示意3滑动翼式升力生成装置的三段式转轴结构示意图具体实施方式下面给出本专利技术的优选实施方式，并结合附图加以说明。如图1、图2所示，滑动翼式升力生成装置是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都包括转轴1、翼片2、减摩套筒3、套筒轴4、整流罩5、弧状窄条导轨6、端板7和轴承8，而转轴1是由两块夹持翼片2并允许翼片2在其间滑动的条形夹板11和端部的两段同轴线轴头12组成。其中，翼片2是一块刚性矩形板，减摩套筒3套装在与翼片2的两个短边分别固连的套筒轴4上，以减小翼片2短边紧贴整流罩5内壁滑动时的阻力。两块圆形端板7固连在包角为90°～120°的圆弧状整流罩5的两端，两块端板7内侧的距离略大于所述条形夹板11的长度；两个轴承8分别固装在两块端板7上的同轴线偏心孔内。装有翼片2的转轴1借助两个轴头12在轴承8内转动。为了确保装有翼片2的转轴1能在整流罩5内连续转动，要求一.所述条形夹板11的宽度大于使翼片2自锁的最小宽度；二.包括减摩套筒3在内的翼片2的长度略小于过端板7上偏心孔圆心的所有弦中的最小值；三.在整流罩5横断面的开口处加装与整流罩5等曲率的弧状窄条导轨6，以避免因离心力甩出的翼片2被整流罩5的母线边卡住。所述的“两套总成轴对称地固连在一起”是指将两片圆弧状整流罩5背对背地固连成一体。将上述装置安装在飞行器上时，整流罩5位于上方，两根转轴1处于同一水平面内，且分别向内旋转(即面向转轴1的一端，左侧的转轴1逆时针旋转，右侧的转轴1顺时针旋转)，于是，两个翼片2因离心力的作用向外滑动并拨动空气向下运动；当左右两个伸展出的翼片2越过铅垂面后，夹于其间的气流因向上的通道被整流罩5阻断也只能向下运动；而后，两个翼片2在弧状窄条导轨6和整流罩5的限制下缩回，直至重复上述过程。升力便在气流向下运动的过程中产生。如图3所示，为了提高转轴1拨动空气的频率且沿轴线对称，条形夹板11还可采用三段式条形夹板11′，即在两块三倍于上述条形夹板11长度的夹板中部加工出可固装一对翼片夹板的长条孔并固装两块上述的条形夹板11；于是，中部的翼片2与其两侧的翼片2正交。采用这种结构后，转轴每转过90°翼片就可拨动一次空气；而装有一个翼片的转轴每转过180°才拨动一次空气。本专利技术比上下煽动的扑翼具有更高的效率，结构也较连杆机构简单，运行更加可靠。权利要求1.一种滑动翼式升力生成装置，其特征在于它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都包括转轴(1)、翼片(2)、减摩套筒(3)、套筒轴(4)、整流罩(5)、弧状窄条导轨(6)、端板(7)和轴承(8)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑动翼式升力生成装置，其特征在于：它是将两套结构相同的总成轴对称地固连在一起，而每套总成都包括转轴（１）、翼片（２）、减摩套筒（３）、套筒轴（４）、整流罩（５）、弧状窄条导轨（６）、端板（７）和轴承（８），而转轴（１）是由两块夹持翼片（２）并允许翼片（２）在其间滑动的两块条形夹板（１１）和端部的两段同轴线轴头（１２）组成；其中，翼片（２）是一块刚性矩形板，减摩套筒（３）套装在与翼片（２）的两个短边分别固连的套筒轴（４）上；两块圆形端板（７）固连在包角为９０°～１２０°的圆弧状整流罩（５）的两端，两块端板（７）内侧的距离略大于所述条形夹板（１１）的长度；两个轴承（８）分别固装在两块端板（７）上的同轴线偏心孔内；转轴（１）的两个轴头（１２）穿过轴承（８）；与整流罩（５）等曲率的弧状窄条导轨（６）加装在整流罩（５）横断面的开口处；两套总成轴对称地固连在一起是指将两片圆弧状整流罩（５）背对背地固连成一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国辉，郑全逸，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]