[发明专利]动力伞飞行器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种飞行器，尤其设计一种低空低速的飞行器。

背景技术：

现有的飞行器，如飞机、直升飞机，由于其原理和结构的特点，使其造价高、操作复杂，安全性差，在低空、低速情况下没被广泛运用。现有飞行器(不含火箭飞行器)采用的动力方式有：①螺旋桨推进器。②蜗轮喷气推进器。③水平旋转叶片推进器。这些推进器都是采用转动提供动力，由于转动体(如，螺旋桨)的面积小，只有采用高速才能提供足够的推力。因此需要的功率大，效率不高，造价高。飞机需要足够的飞行速度来产生升力，直升飞机叶片以高的旋转速度来产生升力。一旦速度失控，将会造成坠机事故，甚至造成机毁人亡。现在飞行器为了保证安全性，采用了大量的控制装置，这样又使飞机的造价昂贵。作为飞机还必须有造价昂贵的机场为其服务。

发明内容：

本发明的目的就是：利用伞的安全性原理设计一种交通工具。以适合低空低速飞行。本发明的动力伞飞行器是利用曲面的伞的某部分或全部进行上下摆动，推动空气向后方或后下方流动，飞行器获得向前或前上方的作用力来进行飞行。摆动的那部分伞面称为动力伞，不摆动的那部分称为阻力伞。动力伞和阻力伞具有降落伞的特征，安全性高，并且起飞速度低(或者垂直起飞)，功率相对较低。这些特征决定动力伞飞行器是一种低空(相对高度1000m以下)，低速(200km/h)的飞行器。这种飞行器从原理到结构都不同于现有飞行器，是一种安全性高、造价低、操作不复杂、有广泛用途的飞行装置。

本发明是这样实现的：动力伞飞行器由产生推力和升力的动力伞和阻力伞部分、驱动动力伞摆动的摆动机构部分、操纵阻力伞姿态调整飞行方向的操作机构部分和载重仓组成

该飞行器的结构由以下几部份组成；飞行器的摆动机构包括曲轴、连杆、横梁和摆杆；飞行器操作机构包括平衡调节装置和方向调节装置，载重仓下有滚轮，其中，动力伞刚性联接在摆杆上，摆杆的一端通过铰链联接在横梁上，另一端通过铰链联接在连杆的一端，连杆的另一端联连在转动曲轴上；横梁的前部还安装有阻力伞，阻力伞的前端和方向调节装置相联；横梁的下方通过平衡调节装置悬挂载重仓，载重仓下面有滚轮。载重仓在动力伞下方要有一定距离。所述动力伞是固定曲面或平面形态的硬伞面其摆动频率和摆动角度都是可调节的。所述阻力伞是固定的曲面形状。阻力伞两端有调节方向的调节伞。所述摆动机构部分通过发动机变动摆杆的摆动频率，通过滑块机构调整摆动角度。摆动机构可以按上述四杆机构设计外，还可以用其它可以产生摆动的机构来实现。所述的操作机构是由方向调节装置和平衡调节装置组成。方向调节装置是通过滑动机构调节阻力伞(或动力伞)的迎风仰角来调节上下方向，通过滑动机构调整调节伞的风阻来调节左右方向。方向调节装置还可以采用其他直线运动调节方法或摆动调节方法。平衡调节装置是通过横向和纵向的水平移动装置来调节重心位置，是载重仓处于水平状态。飞行器的摆动频率为0.5～100HZ，摆动角度在10°～150°，摆动体末端线速度1～100m/s之间。飞行器的阻力伞和动力伞的固定曲面形状的硬伞面可以用金属板或复合材料(如炭纤维)板制造，也可以用软面材料(如布和塑料薄膜)加上骨架制造。所述的动力伞和阻力伞部分，在一个飞行器上必须有1个或多个的动力伞如果没有阻力伞则必须加大动力伞的面积，可以没有阻力伞，也可以有1个以上的阻力伞如有1个阻力伞两个动力伞可将两个动力伞安装在阻力伞两侧；动力伞、阻力伞可串联，且可串联多组动力伞、阻力伞。飞行时，伞面的俯视面形状可以是圆形，椭圆形，方形或三角形，飞行时纵截面(飞行方向的截面)形状，动力伞可以是平面或曲面的截面直线或曲线，阻力伞是曲面的截面曲线。本发明的设计思想是重心低于升力的重心因此，载重仓或相当载重仓的部分在动力伞下方且较远即有一定的距离。和现有飞行器比较，本发明有如下特点：1.本发明所述的动力伞和阻力伞部分是固定形状的硬伞面。与降落伞的软伞面比较，硬伞面可以保证在风压的情况下，伞面不产生形态变化，有利于保证操作的可靠性和飞行的稳定性。2.动力伞是通过平面或曲面的摆动体摆动伞面提供推力和升力，螺旋桨是通过高速旋转来提供推力和升力。这是两种不同的飞行动力原理。动力伞摆动体的面积远大于螺旋桨面积，摆动体的最大线速度远小于螺旋桨的最大线速度，因此，动力伞飞行器所需功率小，效率高。3.阻力伞(也含动力伞)和飞机机翼进行比较，阻力伞是利用伞的内表面在运动中产生正压得到升力，飞机机翼在飞行中是利用曲面的上表面产生负压得到升力。在飞行器失速后快速下降中，此时飞机水平速度为零、机翼产生升力为零，而阻力伞此时处于最大风压状态。因此，阻力伞的安全性远高于机翼的安全性。4.摆动机构，这个机构是将发动机的转动变成动力伞的摆动，是动力伞飞行器的驱动机构，是其它飞行器所没有的。5.动力伞飞行器的方向调节装置是通过滑行机构来调节阻力伞的姿态，这类似于降落伞手动操作绳索调节伞的姿态。飞机的姿态是通过尾翼姿态调整来实现的，这和动力伞飞行器相比，是两种不同的调节方法。6.动力伞飞行器在起飞和飞行中，需要调整伞的姿态。伞的姿态的调整会使用升力的中心发生变化，为了保证载重仓处于水平位置，设置了水平移动的操作机构，以保证载重仓的重心在水平状态下和升力中心重合。这个机构是现在飞行器中所没有的。