[发明专利]带离心风扇可垂直起降的飞行器

说明书

本发明涉及一种带离心风扇可垂直起降的飞行器，适应于民用和军事领域所有的交通、运输、起重工具、农业机械，特别适应于航空领域的飞行器。

目前，飞行器如飞机是依靠机翼产生升力，直升机是利用旋翼旋转与空气的反作用来产生升力，它们都存在一些缺点。如飞机是依靠机翼剖面上下几何形状的变化引起翼面上下气流速度的变化来产生上下压强差来产生升力，这种升力要占飞机起降升力的2/3左右，这种升力的产生不但效率低，而且其升力与速度成平方正比，即当飞行速度提高一倍时，升力则提高四倍。在飞机的起降阶段，因升力不够，只好提高其起降速度，而这需要造价高昂的机场跑道和造成大量的飞行事故。当飞机以巡航速度飞行时，其速度要高出起降速度的几倍至十倍以上，这样就使其升力要大于它所需升力的十几至几十倍，这是一个相当复杂矛盾的问题，至今只能采用折衷方案解决。直升机和英国的鹞式飞机，虽然能垂直起降，但其构造极为复杂，造价高昂，垂直/短距起降的航程太短，如鹞式飞机垂直/短距起降的航程不及助跑起降航程的1/10，使用费用超出10倍以上，因此，它们的发展受到限制。

分析上述飞行器，它们是利用飞行器的专用部件的速度去撞击空气或喷气来提供升力的，因此其效率都不高，特别是垂直/短距起降或悬停时。

根据空气动力学原理，空气和物体哪个相对于地面运动，不管是物体静止，空气流动，还是空气静止，物体运动，只要二者相对运动的速度相同，则物体和空气的相互作用就相同。如果我们改变方法，用空气的运动去相对于物体的运动，就可以实现飞行器的垂直/短距起降或悬停。

本发明的目的是提供一种带离心风扇可垂直起降的飞行器，它能实现飞行器的垂直/短距起降和悬停。

本发明的目的是这样实现的：在飞行器的升力装置为机翼或特设的升降台，其上表面的形状可以是凸面、平面或凹面，在机翼或升降台的上部，设有如离心风机叶轮形状的离心风扇，发动机直接或通过传动机构与离心风扇连接，离心风扇出风口的下面与机翼或升降台的上面平行或略高，其轴线与机翼或升降台上面的夹角在75～90°之间。发动机带动离心风扇旋转获得具有动态压能的空气工质，工质从离心风扇的四周或从蜗壳的出风口以水平方向流向机翼或升降台的上表面，在紧贴机翼或升降台的上表面产生一个连续稳定、负压的人工层流。根据柏努利原理，运动的流体动压增加，其静压就必然同时等量减小，这样就在机翼或升降平台的上部形成一个负压区；而在机翼或升降平台的下部，空气是静止的，当其上部的静压减小了，而总压不变，其下部的静压就会同时等量增加成为正压区，上下就形成压强差，在理论上这种压强差在海平面最大可达到每平方米100千帕(10吨)，而离心风扇已能提供数倍于100千帕的动压。这样，就利用机翼或升降台上下的压强差来实现飞行器的垂直/短距起降或悬停。当机翼或升降台下部的正压大于飞行器的自重时，飞行器就上升；上升后正压等于飞行器的自重时，飞行器就悬停；正压小于飞行器的自重时，飞行器就下降。由于工质是从水平方向逸入大气中，因此其剩余动能不会对飞行器的升力和飞行性能造成任何影响，在这里，当翼面积一定时，动压越高，上下压强差越大，产生的升力就越大，但同时逸入大气中的动压损失就越多，效率就越低，反之效率就越高。

采用上述方法，可以降低陆上或水上需要行驶机械的自重，提高其通行能力和行驶速度，这一点，在军事领域和农业机械上具有特别重要的意义。

根据以上所述，本发明解决了飞行器的垂直/短距起降和悬停的问题，同时也能减轻陆上或水上行驶机械的自重，提高其通行能力和行驶速度。它的构造极为简单，体积小，重量轻，载重比大，效率高，成本低廉，操作简便，使用时不受外界条件的影响，也不干扰外界条件，使用安全可靠，适应于所有民用和军用领域、航空飞行器、行驶机械、起重机械及农业机械和其它领域，应用范围极为广泛。

下面再结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明实施例之一直升飞机的结构示意图。

图2是本发明实施例之二飞机的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是本发明实施例之三飞碟的结构示意图。

图5是本发明实施例之四飞行车的结构示意图。

图6是本发明实施例之五飞行船的结构示意图。