一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机.pdf

一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，属航空飞行器技术领域。包括机身、动力装置、左翼、右翼、尾翼和起落架。左翼和右翼结构和尺寸相同且对称布置于机身纵向对称面的左右两侧。左翼包括左电动机、左离合器、左翼轴、左风轮、左风球、左固定翼和左副翼。右翼包括右电动机、右离合器、右翼轴、右风轮、右风球、右固定翼和右副翼。左风球和右风球在前方来流或左电动机和右电动机的驱动下转动，前方来流大部分被提升至左翼和右翼的上表面并加速后流，左翼和右翼产生的升力大大增加。该发明飞机可短距起降，飞行机动灵活。

1.  一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，包括机身（1）、动力装置、左翼（3）、右翼（4）、尾翼和起落架（7），机身（1）内配有操纵系统及机载设备；动力装置包括能源供给系统和推进器或拉力器，其特征在于：左翼（3）和右翼（4）结构和尺寸相同且对称布置于机身（1）纵向对称面的左右两侧；左翼（3）包括左电动机（31）、左离合器（32）、左翼轴（33）、左风轮（34）、左风球（35）、左固定翼（36）和左副翼（38）；右翼（4）包括右电动机（41）、右离合器（42）、右翼轴（43）、右风轮（44）、右风球（45）、右固定翼（46）和右副翼（48）；左电动机（31）和右电动机（41）结构和参数相同；左风球（35）和右风球（45）结构相同并对称布置，从机身（1）的左侧往右看，它们在前方来流的作用下作顺时针方向转动；左翼轴（33）的左端穿过安装在左固定翼的翼尖端板（37）上的轴承后与左风球（35）固连，左翼轴（33）的右端穿过安装于机身（1）左壁上的轴承后与左离合器（32）的输出轴相连，左离合器（32）的输入轴与左电动机（31）的输出轴相连；右翼轴（43）的右端穿过安装在右固定翼的翼尖端板（47）上的轴承后与右风球（45）固连，右翼轴（43）的左端穿过安装于机身（1）右壁上的轴承后与右离合器（42）的输出轴相连，右离合器（42）的输入轴与右电动机（41）的输出轴相连；左风轮（34）和右风轮（44）结构相同；左电动机（31）、左离合器（32）、右电动机（41）和右离合器（42）安装在机身（1）内；左离合器（32）和右离合器（42）结构相同，它们均为单向离合器。

2.  根据权利要求1所述的一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，其特征在于：起落架（7）采用后三点式轮式起落架。

3.  根据权利要求1所述的一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，其特征在于：拉力器（2）安装于机身（1）的前端；拉力器（2）采用活塞发动机加螺旋桨的方式或电动机加螺旋桨的方式，活塞发动机用燃油提供能源；采用电动机时用方便充电的锂电池供电。

4.  根据权利要求1所述的一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，其特征在于：推进器安装于机身（1）的中后部上方，推进器采用涡喷发动机或涡扇发动机，用燃油作能源。

5.  根据权利要求1所述的一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，其特征在于：左电动机（31）和右电动机（41）采用方便充电的锂电池供电。

6.  根据权利要求1所述的一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，其特征在于：左风轮（34）和右风轮（44）的叶片的截面为翼型。

一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机
技术领域
一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，属航空飞行器技术领域，尤其涉及一种风轮飞机。
背景技术
传统的飞机机翼是固定的，靠襟翼调节升力的大小，其升力大小可调的范围不大，较难实现短距离起降，且飞机的灵活性较差。
发明内容
本发明的目的是克服传统固定翼飞机的上述不足，发明一种能短距离起降、飞行机动灵活的机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机。
一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，包括机身、动力装置、左翼、右翼、尾翼和起落架。机身内配有操纵系统及机载设备。起落架采用后三点式轮式起落架。动力装置包括能源供给系统和推进器或拉力器。采用拉力器作主动力时，拉力器安装于机身的前端；拉力器采用活塞发动机加螺旋桨的方式或电动机加螺旋桨的方式，活塞发动机用燃油提供能源；采用电动机时用方便充电的锂电池供电。采用推进器作主动力时，推进器安装于机身的中后部上方，推进器采用涡喷发动机或涡扇发动机，用燃油作能源。左翼和右翼结构和尺寸相同且对称布置于机身纵向对称面的左右两侧。左翼包括左电动机、左离合器、左翼轴、左风轮、左风球、左固定翼和左副翼。右翼包括右电动机、右离合器、右翼轴、右风轮、右风球、右固定翼和右副翼。左电动机和右电动机结构和参数相同。左风球和右风球结构相同并对称布置。左翼轴的左端穿过安装在左固定翼的翼尖端板上的轴承后与左风球固连，左翼轴的右端穿过安装于机身左壁上的轴承后与左离合器的输出轴相连，左离合器的输入轴与左电动机的输出轴相连。右翼轴的右端穿过安装在右固定翼的翼尖端板上的轴承后与右风球固连，右翼轴的左端穿过安装于机身右壁上的轴承后与右离合器的输出轴相连，右离合器的输入轴与右电动机的输出轴相连。左风轮和右风轮结构相同，它们的叶片的截面为翼型。左电动机、左离合器、右电动机和右离合器安装在机身内。随着该机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机前行，在前方来流的作用下，左风球和右风球会发生转动，其转动方向为：从机身的左侧向右看，左风球和右风球均沿顺时针方向旋转。左风球带动左风轮顺时针方向旋转；右风球带动右风轮也作顺时针方向旋转。左风轮和右风轮将前方来流大部分提升至左翼和右翼的上表面并加速后流，这样使左翼和右翼产生的升力大大增加。起降时靠左电动机和右电动机的动力带动左风轮和右风轮顺时针旋转，从而增加升力。连接左电动机与左翼轴的左离合器和连接右电动机与右翼轴的右离合器结构相同，它们均为单向离合器，左离合器的与左电动机相连的一端固定时，左离合器的与左翼轴相连的一端能够且只能够作顺时针旋转；同理，右离合器的与右电动机相连的一端固定时，右离合器的与右翼轴相连的一端能够且只能够作顺时针旋转。
本发明一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机的左翼和右翼的工作模式包括：该飞机起飞和降落时主要靠左电动机和右电动机分别驱动左风轮和右风轮转动；巡航时主要靠前方来流吹动左风球和右风球转动分别带动左风轮和右风轮旋转。该飞机的左右横向滚转即侧滚主要靠控制左电动机和右电动机驱动左风轮和右风轮的转动速度来实现，从机尾往前看，左电动机比右电动机快时，左翼的升力大于右翼的升力，该飞机顺时针侧滚，即向右侧滚；右电动机比左电动机快时，右翼的升力大于左翼的升力，该飞机逆时针侧滚，即向左侧滚。
 左副翼和右副翼是用来控制飞机侧滚的。尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由前段的固定部分即水平安定面和后段活动部分即升降舵组成，垂直尾翼由前段的固定部分即垂直安定面和后段活动部分即方向舵组成。升降舵在操纵系统的操控下能上下偏转，向上偏转会使该飞机抬头，实现上仰；升降舵向下偏转会使该飞机低头，实现下俯。方向舵在操纵系统的操控下左右偏转，能使该飞机向左或向右偏航。
该发明飞机可短距起降，飞行机动灵活。
附图说明
图1是本发明一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机的俯视示意图；图2是放大了的右翼的断面图。
 图中，1-机身；2-拉力器；3-左翼，31-左电动机，32-左离合器，33-左翼轴，34-左风轮，35-左风球，36-左固定翼，37-左固定翼的翼尖端板，38-左副翼；4-右翼，41-右电动机，42-右离合器，43-右翼轴，44-右风轮，45-右风球，46-右固定翼，47-右固定翼的翼尖端板，48-右副翼；5-水平尾翼，51-水平安定面，52-升降舵；6-垂直尾翼，61-垂直安定面，62-方向舵；7-起落架。
具体实施方式
现结合附图对本发明加以具体说明：一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机，包括机身1、动力装置、左翼3、右翼4、尾翼和起落架7。机身1内配有操纵系统及机载设备。起落架7采用后三点式轮式起落架。动力装置包括能源供给系统和拉力器2。拉力器2安装于机身1的前端，拉力器2采用活塞发动机加螺旋桨的方式，用燃油提供能源。左翼3和右翼4结构和尺寸相同且对称布置于机身1纵向对称面的左右两侧。左翼3包括左电动机31、左离合器32、左翼轴33、左风轮34、左风球35、左固定翼36和左副翼38。右翼4包括右电动机41、右离合器42、右翼轴43、右风轮44、右风球45、右固定翼46和右副翼48。左电动机31和右电动机41结构和参数相同，采用方便充电的锂电池供电。左风球35和右风球45结构相同并对称布置，左翼轴33的左端穿过安装在左固定翼的翼尖端板37上的轴承后与左风球35固连，左翼轴33的右端穿过安装于机身1左壁上的轴承后与左离合器32的输出轴相连，左离合器32的输入轴与左电动机31的输出轴相连。右翼轴43的右端穿过安装在右固定翼的翼尖端板47上的轴承后与右风球45固连，右翼轴43的左端穿过安装于机身1右壁上的轴承后与右离合器42的输出轴相连，右离合器42的输入轴与右电动机41的输出轴相连。左风轮34和右风轮44结构相同，它们的叶片的截面为翼型。左电动机31、左离合器32、右电动机41和右离合器42安装在机身1内。随着该机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机前行，在前方来流的作用下，左风球35和右风球45会发生转动，其转动方向为：从机身1的左侧向右看，左风球35和右风球45均沿顺时针方向旋转。左风球35带动左风轮34顺时针方向旋转；右风球45带动右风轮44也作顺时针方向旋转。左风轮34和右风轮44将前方来流大部分提升至左翼3和右翼4的上表面并加速后流，这样使左翼3和右翼4产生的升力大大增加。起降时靠左电动机31和右电动机41的动力带动左风轮34和右风轮44顺时针旋转，用以增加升力。连接左电动机31与左翼轴33的左离合器32和连接右电动机41与右翼轴43的右离合器42结构相同，它们均为单向离合器，左离合器32的与左电动机31相连的一端固定时，左离合器31的与左翼轴33相连的一端能够且只能够作顺时针旋转；同理，右离合器42的与右电动机41相连的一端固定时，右离合器42的与右翼轴43相连的一端能够且只能够作顺时针旋转。
本发明一种机翼前缘装有风球驱动风轮的飞机的左翼3和右翼4的工作模式包括：该飞机起飞和降落时主要靠左电动机31和右电动机41分别驱动左风轮34和右风轮44转动；巡航时主要靠前方来流吹动左风球35和右风球45转动分别带动左风轮34和右风轮44旋转。该飞机的左右横向滚转即侧滚主要靠控制左电动机31和右电动机41驱动左风轮34和右风轮44的转动速度来实现，从机尾往前看，左电动机31比右电动机41快时，左翼3的升力大于右翼4的升力，该飞机顺时针侧滚，即向右侧滚；右电动机41比左电动机31快时，右翼4的升力大于左翼3的升力，该飞机逆时针侧滚，即向左侧滚。
左副翼38和右副翼48是用来控制飞机侧滚的。尾翼包括水平尾翼5和垂直尾翼6，水平尾翼5由前段的固定部分即水平安定面51和后段活动部分即升降舵52组成，垂直尾翼6由前段的固定部分即垂直安定面61和后段活动部分即方向舵62组成。升降舵52在操纵系统的操控下能上下偏转，向上偏转会使该飞机抬头，实现上仰；升降舵52向下偏转会使该飞机低头，实现下俯。方向舵62在操纵系统的操控下左右偏转，能使该飞机向左或向右偏航。