一種高升力機翼的制作方法
【專利摘要】一種高升力機翼，屬飛行器【技術領域】，涉及一種機翼，包括翼體和轉葉器。翼體上表面有一個凹槽，轉葉器安裝在凹槽內(nèi)置于根部端板和尖部端板之間。轉葉器包括主軸、中心半齒齒輪和均勻分布在中心半齒齒輪周圍的兩個、三個或四個結構相同的轉葉。主軸橫向水平布置與根部端板和尖部端板垂直。中心半齒齒輪安裝在根部端板上。主軸通過軸承與中心半齒齒輪相連。動力從主軸的左端輸入。每個轉葉都包括臂軸、左葉軸、近心齒輪、臂軸套管、遠心齒輪、葉齒輪、葉片、右葉軸和轉臂。中心半齒齒輪與葉齒輪的傳動比為1∶1。轉葉的臂軸處于主軸正上方時該轉葉的葉片與臂軸在同一橫向鉛垂面內(nèi)。該機翼能產(chǎn)生較大的升力，適應低速飛行器使用。
【專利說明】一種高升力機翼

【技術領域】
[0001]一種高升力機翼，屬飛行器【技術領域】，尤其涉及一種高升力機翼。

【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的機翼的表面是光滑的，翼型有對稱型和非對稱型，對稱型基本上是上凸下凸型，非對稱型有上凸下平型或上凸下凹型，在有效迎角范圍內(nèi)它們都能產(chǎn)生升力，產(chǎn)生的升力有限，且有效迎角范圍不大，迎角增大到一定程度時其上表面的氣流會產(chǎn)生分離，即產(chǎn)生失速現(xiàn)象，阻力驟然上升，升力驟然下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的機翼的上述不足，發(fā)明一種有效迎角范圍大的高升力機翼。
[0004]—種高升力機翼，包括翼體和轉葉器。翼體上表面有一個截面似扇形的凹槽，凹槽的兩端即翼體的根部和尖部設有端板，轉葉器安裝在凹槽內(nèi)置于翼體的根部端板和尖部端板之間，凹槽的半徑剛好使轉葉器的葉片的前后兩個母線邊都貼住凹槽的內(nèi)壁滑動。轉葉器的下半部分全部被凹槽包圍，轉葉器的上半部分大部分外露于翼體上方。翼體的翼型采用厚翼型。翼體的前緣較渾圓，后緣較尖細。翼體上表面除凹槽外為向上凸起的曲面，下表面基本上為平面或稍向上凹的曲面。轉葉器的具體結構是:轉葉器包括主軸、中心半齒齒輪和均勻分布在中心半齒齒輪周圍的兩個、三個或四個僅葉片的安裝角度不同的結構相同的轉葉。中心半齒齒輪的齒沒有布滿整個圓周，只布置了半個圓周，另半個圓周是無齒的光滑面，該光滑面低于齒谷，以免與中心半齒齒輪嚙合的近心齒輪的齒在主軸下方時碰觸該光滑面；帶齒半周與無齒半周的連接處的過渡齒的齒高比其他齒矮些，以便與中心半齒齒輪嚙合的近心齒輪順利過渡。從翼體的后緣往前緣看，主軸橫向水平布置與翼體的根部端板和尖部端板垂直，主軸的右端通過軸承與尖部端板相連。中心半齒齒輪固定安裝在根部端板右側，中心半齒齒輪的帶齒半周朝上，中心半齒齒輪的無齒半周朝下。主軸的靠左端部分通過軸承與中心半齒齒輪相連于中心半齒齒輪的中心孔內(nèi)，主軸在中心半齒齒輪的中心孔內(nèi)能靈活轉動。主軸的左端伸出翼體的左側即翼體的根部外側，動力從主軸的左端輸入。每個轉葉都包括臂軸、左葉軸、近心齒輪、臂軸套管、遠心齒輪、葉齒輪、葉片、右葉軸和轉臂。葉片為矩形剛性平板葉片。同一轉葉的各構件之間的結構關系是:右葉軸橫向水平布置，右葉軸的左端通過軸承與葉片相連于葉片的右邊正中位置，右葉軸與葉片處于同一平面內(nèi)，右葉軸的右端與轉臂的一端垂直固連。左葉軸與臂軸垂直固連于左葉軸的左端，左葉軸與右葉軸同軸地橫向水平布置。右葉軸、轉臂、左葉軸和臂軸處于同一平面內(nèi)。左葉軸的右端通過軸承與葉齒輪相連，葉齒輪能繞左葉軸靈活轉動。葉齒輪與葉片固連于葉片的左邊的正中位置。左葉軸與葉片在同一平面內(nèi)。臂軸套管通過軸承套裝在臂軸周圍，臂軸能在臂軸套管內(nèi)靈活轉動。近心齒輪和遠心齒輪分別固連于臂軸套管的兩端。遠心齒輪與葉齒輪嚙合，遠心齒輪與葉齒輪的傳動比為2: I。主軸的靠近右端的部分與所有轉葉的轉臂垂直固連。所有轉臂都處于同一縱向鉛垂面內(nèi)。主軸的左段靠近中心半齒齒輪的部分與所有轉葉的臂軸垂直固連。所有臂軸都處于同一縱向鉛垂面內(nèi)。所有轉葉的近心齒輪在主軸上方時都與中心半齒齒輪嚙合，中心半齒齒輪與近心齒輪嚙合的傳動比為1: 2。中心半齒齒輪、近心齒輪、遠心齒輪和葉齒輪均采用錐齒輪。組裝轉葉器時，確保其任一轉葉的臂軸處于主軸正上方豎直位置時該轉葉的葉片與該臂軸在同一橫向鉛垂面內(nèi)，這樣，由于中心半齒齒輪固定不動，且中心半齒齒輪與葉齒輪的傳動比為1: 1，該轉葉轉至臂軸處于主軸上方任何位置時該轉葉的葉片都處于豎直狀態(tài)。由于中心半齒齒輪的下半周無齒，且因凹槽的限制，轉葉轉至臂軸處于主軸下方任何位置時該轉葉的葉片都處于與該轉葉的臂軸垂直狀態(tài)。所有葉片的與凹槽內(nèi)壁接觸的前后兩個母線邊安裝有用以減小葉片緊貼凹槽內(nèi)壁滑動摩擦的減摩滾筒。
[0005]該發(fā)明一種高升力機翼的工作原理是:從該機翼的根部往尖部看，動力驅(qū)動轉葉器順時針方向轉動，轉葉的葉片在主軸的下方前行時始終保持與相應的臂軸垂直，阻力較小；葉片在主軸的上方后行時始終處于豎直狀態(tài)，最大限度地加速該機翼上表面的氣流向后流動。當該機翼以有效迎角范圍內(nèi)的一定迎角向前運動時，前方來流在接近前緣處分兩股流動，第一股氣流為該機翼的下方氣流，該氣流流速基本不變，與前方來流速度相當；第二股氣流為該機翼的上方氣流，該氣流在靠近翼體前緣處轉彎向上流至轉葉器處在轉葉器的扇動下加速向后下方流動。根據(jù)流體的連續(xù)性方程和伯努利方程得知，該機翼的上方壓強遠小于下方壓強，從而產(chǎn)生較大的升力。該機翼上表面的轉葉器能使空氣加速且較緊貼上表面流向后下方，不易與翼體上表面的中后部發(fā)生分離，能推遲尾跡的產(chǎn)生。
[0006]該機翼與傳統(tǒng)的機翼相比的優(yōu)點是:最大升力系數(shù)大，有效迎角范圍大，臨界失速迎角大，最大升阻比大，效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種高升力機翼的側視示意圖，圖中轉葉器的轉葉數(shù)量為四個；圖2是圖1的升力翼的放大了的轉葉器的結構示意簡圖；圖3是放大了的與主軸相連的與中心半齒齒輪嚙合的一個轉葉的后視示意圖，圖中臂軸處于主軸的正上方豎直位置；圖4是放大了的中心半齒齒輪的示意圖。
[0008]圖中，1-翼體，11-前緣，12-后緣，13-凹槽，14-根部端板，15-尖部端板；2_轉葉器，21-主軸，22-中心半齒齒輪，221-中心半齒齒輪的帶齒半周，222-中心半齒齒輪的無齒半周，223-中心半齒齒輪的中心孔，23-轉葉，231-臂軸，232-左葉軸，233-近心齒輪，234-臂軸套管，235-遠心齒輪，236-葉齒輪，237-葉片，238-右葉軸，239-轉臂；23a、23b、23c和23d表示處于不同位置的轉葉；2A表示轉葉器2轉動45°角時所處的位置；3_轉葉器2的轉動方向。

【具體實施方式】
[0009]現(xiàn)結合附圖1~4對本發(fā)明加以具體說明:一種高升力機翼，包括翼體I和轉葉器
2。翼體I上表面有一個截面似扇形的凹槽13，凹槽13的兩端即翼體I的根部和尖部設有端板，轉葉器2安裝在凹槽13內(nèi)置于翼體I的根部端板14和尖部端板15之間，凹槽13的半徑剛好使轉葉器2的葉片的前后兩個母線邊都貼住凹槽13的內(nèi)壁滑動。轉葉器2的下半部分全部被凹槽13包圍，轉葉器2的上半部分大部分外露于翼體I上方。翼體I的翼型采用厚翼型。翼體I的前緣11較渾圓，后緣12較尖細。翼體I上表面除凹槽13外為向上凸起的曲面，下表面基本上為平面或稍向上凹的曲面。轉葉器2的具體結構是:轉葉器2包括主軸21、中心半齒齒輪22和均勻分布在中心半齒齒輪22周圍的兩個、三個或四個僅葉片的安裝角度不同的結構相同的轉葉23。中心半齒齒輪22的齒沒有布滿整個圓周，只布置了半個圓周，另半個圓周是無齒的光滑面，該光滑面低于齒谷，以免與中心半齒齒輪22嚙合的近心齒輪233的齒在主軸21下方時碰觸該光滑面；中心半齒齒輪的帶齒半周221與中心半齒齒輪的無齒半周222的連接處的過渡齒的齒高比其他齒矮些，以便與中心半齒齒輪22嚙合的近心齒輪233順利過渡。從翼體I的后緣12往前緣11看，主軸21橫向水平布置與翼體I的根部端板14和尖部端板15垂直，主軸21的右端通過軸承與尖部端板15相連。中心半齒齒輪22固定安裝在根部端板14右側，中心半齒齒輪的帶齒半周221朝上，中心半齒齒輪的無齒半周222朝下。主軸21的靠左端部分通過軸承與中心半齒齒輪22相連于中心半齒齒輪22的中心孔223內(nèi)，主軸21在中心半齒齒輪22的中心孔223內(nèi)能靈活轉動。主軸21的左端伸出翼體I的左側即翼體I的根部外側，動力從主軸21的左端輸入。每個轉葉23都包括臂軸231、左葉軸232、近心齒輪233、臂軸套管234、遠心齒輪235、葉齒輪236、葉片237、右葉軸238和轉臂239。葉片237為矩形剛性平板葉片。同一轉葉23的各構件之間的結構關系是:右葉軸238橫向水平布置，右葉軸238的左端通過軸承與葉片237相連于葉片237的右邊正中位置，右葉軸238與葉片237處于同一平面內(nèi)，右葉軸238的右端與轉臂239的一端垂直固連。左葉軸232與臂軸231垂直固連于左葉軸232的左端，左葉軸232與右葉軸238同軸地橫向水平布置。右葉軸238、轉臂239、左葉軸232和臂軸231處于同一平面內(nèi)。左葉軸232的右端通過軸承與葉齒輪236相連，葉齒輪236能繞左葉軸232靈活轉動。葉齒輪236與葉片237固連于葉片237的左邊的正中位置。左葉軸232與葉片237在同一平面內(nèi)。臂軸套管234通過軸承套裝在臂軸231周圍，臂軸231能在臂軸套管234內(nèi)靈活轉動。近心齒輪233和遠心齒輪235分別固連于臂軸套管234的兩端。遠心齒輪235與葉齒輪236嚙合，遠心齒輪235與葉齒輪236的傳動比為2: I。主軸21的靠近右端的部分與所有轉葉23a、23b、23c和23d的轉臂垂直固連。所有轉臂都處于同一縱向鉛垂面內(nèi)。主軸21的左段靠近中心半齒齒輪22的部分與所有轉葉23a、23b、23c和23d的臂軸垂直固連。所有臂軸都處于同一縱向鉛垂面內(nèi)。所有轉葉23a、23b、23c和23d的近心齒輪在主軸21上方時都與中心半齒齒輪22嚙合，中心半齒齒輪22與近心齒輪233嚙合的傳動比為1: 2。中心半齒齒輪22、近心齒輪233、遠心齒輪235和葉齒輪236均采用錐齒輪。組裝轉葉器2時，確保其任一轉葉23的臂軸231處于主軸21正上方豎直位置時該轉葉23的葉片237與該臂軸231在同一橫向鉛垂面內(nèi)，這樣，由于中心半齒齒輪22固定不動，且中心半齒齒輪22與葉齒輪236的傳動比為1: 1，該轉葉23轉至臂軸231處于主軸21上方任何位置時該轉葉23的葉片237都處于豎直狀態(tài)。由于中心半齒齒輪22的下半周無齒，且因凹槽13的限制，轉葉23轉至臂軸231處于主軸21下方任何位置時該轉葉23的葉片237都與該轉葉23的臂軸231垂直。所有葉片的與凹槽13內(nèi)壁接觸的前后兩個母線邊安裝有用以減小葉片緊貼凹槽13內(nèi)壁滑動摩擦的減摩滾筒。
[0010]該機翼是這樣工作的:從該機翼的根部往尖部看，動力驅(qū)動轉葉器2順時針方向轉動，轉葉23的葉片237在主軸21的下方前行時始終保持與相應的臂軸231垂直，阻力較??；葉片237在主軸21的上方后行時始終處于豎直狀態(tài)，最大限度地加速該機翼上表面的氣流向后流動。當該機翼以有效迎角范圍內(nèi)的一定迎角向前運動時，前方來流在接近前緣11處分兩股流動，第一股氣流為該機翼的下方氣流，該氣流流速基本不變，與前方來流速度相當；第二股氣流為該機翼的上方氣流，該氣流在靠近翼體I前緣11處轉彎向上流至轉葉器2處在轉葉器2的扇動下加速向后下方流動。根據(jù)流體的連續(xù)性方程和伯努利方程得知，該機翼的上方壓強遠小于下方壓強，從而產(chǎn)生較大的升力。該機翼上表面的轉葉器2能使空氣加速且較緊貼上表面流向后方，不易與翼體I上表面的中后部發(fā)生分離，能推遲尾跡的產(chǎn)生。該機翼能產(chǎn)生較大的升力，較適用于低速飛行器使用。
【權利要求】
1.一種高升力機翼，包括翼體(I)和轉葉器(2)，其特征在于:翼體(I)上表面有一個截面似扇形的凹槽(13)，凹槽(13)的兩端即翼體(I)的根部和尖部設有端板，轉葉器(2)安裝在凹槽(13)內(nèi)置于翼體(I)的根部端板(14)和尖部端板(15)之間，凹槽(13)的半徑剛好使轉葉器(2)的葉片的前后兩個母線邊都貼住凹槽(13)的內(nèi)壁滑動；轉葉器(2)的下半部分全部被凹槽(13)包圍，轉葉器(2)的上半部分大部分外露于翼體(I)上方；翼體(I)的翼型采用厚翼型；翼體(I)的前緣(11)較渾圓，后緣(12)較尖細；翼體(I)上表面除凹槽(13)外為向上凸起的曲面，下表面基本上為平面或稍向上凹的曲面；轉葉器(2)包括主軸(21)、中心半齒齒輪(22)和均勻分布在中心半齒齒輪(22)周圍的兩個、三個或四個僅葉片的安裝角度不同的結構相同的轉葉(23);中心半齒齒輪(22)的齒沒有布滿整個圓周，只布置了半個圓周，另半個圓周是無齒的光滑面，該光滑面低于齒谷；從翼體(I)的后緣(12)往前緣(11)看，主軸(21)橫向水平布置與翼體(I)的根部端板(14)和尖部端板(15)垂直，主軸(21)的右端通過軸承與尖部端板(15)相連；中心半齒齒輪(22)固定安裝在根部端板(14)右側，中心半齒齒輪的帶齒半周(221)朝上，中心半齒齒輪的無齒半周(222)朝下；主軸(21)的靠左端部分通過軸承與中心半齒齒輪(22)相連于中心半齒齒輪(22)的中心孔內(nèi)；主軸(21)的左端伸出翼體(I)的左側即翼體(I)的根部外側；每個轉葉(23)都包括臂軸(231)、左葉軸(232)、近心齒輪(233)、臂軸套管(234)、遠心齒輪(235)、葉齒輪(236)、葉片(237)、右葉軸(238)和轉臂(239);葉片(237)為矩形剛性平板葉片；右葉軸(238)橫向水平布置，右葉軸(238)的左端通過軸承與葉片(237)相連于葉片(237)的右邊正中位置，右葉軸(238)與葉片(237)處于同一平面內(nèi)，右葉軸(238)的右端與轉臂(239)的一端垂直固連；左葉軸(232)與臂軸(231)垂直固連于左葉軸(232)的左端，左葉軸(232)與右葉軸(238)同軸地橫向水平布置；右葉軸(238)、轉臂(239、左葉軸(232)和臂軸(231)處于同一平面內(nèi)；左葉軸(232)的右端通過軸承與葉齒輪(236)相連；葉齒輪(236)與葉片(237)固連于葉片(237)的左邊的正中位置；左葉軸(232)與葉片(237)在同一平面內(nèi)；臂軸套管(234)通過軸承套裝在臂軸(231)周圍；近心齒輪(233 )和遠心齒輪(235 )分別固連于臂軸套管(234)的兩端；遠心齒輪(235)與葉齒輪(236)嚙合；主軸(21)的靠近右端的部分與所有轉葉(23a、23b、23c和23d)的轉臂垂直固連；所有轉臂都處于同一縱向鉛垂面內(nèi)；主軸(21)的左段靠近中心半齒齒輪(22)的部分與所有轉葉(23a、23b、23c和23d)的臂軸垂直固連；所有臂軸都處于同一縱向鉛垂面內(nèi)；所有轉葉(23a、23b、23c和23d)的近心齒輪在主軸(21)上方時都與中心半齒齒輪(22)嚙合；中心半齒齒輪(22)與葉齒輪(236)的傳動比為1:1 ;轉葉(23)的臂軸(231)處于主軸(21)正上方豎直位置時該轉葉(23)的葉片(237)與該臂軸(231)在同一橫向鉛垂面內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高升力機翼，其特征在于:遠心齒輪(235)與葉齒輪(236)的傳動比為2: I ;中心半齒齒輪(22)與近心齒輪(233)嚙合的傳動比為1: 2。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高升力機翼，其特征在于:中心半齒齒輪(22)、近心齒輪(233)、遠心齒輪(235)和葉齒輪(236)均采用錐齒輪。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種高升力機翼，其特征在于:中心半齒齒輪的帶齒半周(221)與中心半齒齒輪的無齒半周(222)的連接處的過渡齒的齒高比其他齒矮些。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高升力機翼，其特征在于:所有葉片的與凹槽(13)內(nèi)壁接觸的前后兩個母線邊安裝有用以減小葉片緊貼凹槽(13)內(nèi)壁滑動摩擦的減摩滾筒。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種高升力機翼，其特征在于:從該升力翼的根部往尖部看，轉葉器(2)的轉動方向是順時針的。
【文檔編號】B64C3/36GK104494807SQ201410769715
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權日:2014年12月15日
【發(fā)明者】王志成 申請人:佛山市神風航空科技有限公司