[发明专利]一种采用开孔实现增升的扑旋翼

权利要求书

1.一种采用开孔实现增升的扑旋翼，其特征在于：包括扑旋翼，透气孔和合页；

扑旋翼包括主梁、短梁、斜梁和翼膜；主梁、短梁和斜梁共面，长度比例为9：4：7.5；其中短梁与主梁垂直，且垂直点位于主梁长度的10％处；斜梁交于主梁和短梁的垂直点，与主梁夹角为30°；

翼膜粘在主梁、短梁及斜梁所构成的平面上；

透气孔为在翼膜上剪裁出的矩形孔，且一条长边与翼膜前缘重合，透气孔中心与翼根的展向距离r_p在0.25r～0.75r的范围内；透气孔长度l_p的取值范围为0.19r～0.44r，r为扑旋翼的展长；透气孔宽度b_p的取值范围为0.25c～0.5c，c为扑旋翼的弦长；

合页为矩形树脂薄膜片，中心与透气孔中心重合，且一条长边与翼前缘重合并粘结在主梁上，其余边自然贴合在翼膜上；合页长度l_h≈1.25l_p，合页宽度b_h≈1.40b_p；合页位于翼膜下方、梁结构上方，通过改变合页的厚度或者材料调节合页的最大打开角度和响应时间；合页最大打开角度α_max在10°至20°之间，响应时间t_s为一个拍动周期的1/16至1/8。

2.如权利要求1所述的一种采用开孔实现增升的扑旋翼，其特征在于：所述的主梁、短梁及斜梁采用碳纤维片制作，翼膜采用双向拉伸聚丙烯薄膜制作。

3.如权利要求1所述的一种采用开孔实现增升的扑旋翼，其特征在于：所述主梁长度的10％是主梁的外伸端。

4.如权利要求1所述的一种采用开孔实现增升的扑旋翼，其特征在于：翼膜的材料选用厚度为0.07mm的双向拉伸聚丙烯薄膜。

5.如权利要求1所述的一种采用开孔实现增升的扑旋翼，其特征在于：扑旋翼的工作原理为：当扑旋翼运动时，合页受到周围气体的作用力与本身运动形成的惯性力，两者合力的方向是周期性变化的；当机翼向上运动时，合页在上下表面压力差的作用下相对于翼膜向下打开，机翼上表面的高压气流通过透气孔流至下表面，实现上下翼面间气体的流动交换，导致上表面的压力减小，同时下表面压力增加，进而降低机翼上下表面的压力差，实现了负升力的卸载；

当机翼向下运动时，合页在上下表面压力差的作用下相对于翼膜具有向上运动的趋势，由于合页尺寸大于透气孔无法穿过翼膜，被压合在翼膜下表面，使得气流无法通过透气孔，因此保持拍动产生的正升力，进而提高平均升力和能量利用率；

平均升力定义:

L‾=∫t0t1L(t)dtt1-t0]]>

其中，t₀和t₁分别代表扑旋翼连续两次到达拍动最高点的时刻，L(t)为扑旋翼瞬时的升力值，正值为向上的正升力，负值为向下的负升力；

周期性变化的合力驱动合页不断交替的向下打开或贴合在翼膜从而实现合页的响应与扑旋翼的运动匹配。