專利名稱：一種離心風扇式的升力/推力裝置及帶該裝置的飛行器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種離心風扇式的升力推力裝置及帶該裝置的飛行器適 應于航空領域。
背景技術：
目前的飛行器，特別是垂直起落的飛行器如直升機，是利用軸流風扇 即旋翼產生的升力和推力來使其上升和前飛，但軸流風扇存在功率因素
低，只達到其有效功率的40%左右，功率載荷低，飛行性能差，旋翼直徑 過大，如旋翼轉速太高，則會在翼尖處產生真空，空氣分離使其效率急劇 下降，用作直升機的旋翼，為了防止其前飛時傾翻，需要一套復雜的控制 旋翼運動的機構，因此使其結構變得復雜，造價高，可靠性降低。
由本案申請人于1999年申請并于2000年H月11日公開的《一種帶 離心風扇可豎直起降行飛器》申請號00113206.7 (公開號CN1269307A)， 是根據空氣動力學的兩條基本定理——柏努利定理和相對性定理提出的， 它是在飛行器的機翼或升力臺的上方設置離心風扇，由發動機帶動離心扇 高速旋轉，產生具有動態壓能的空氣工質，工質以水平方向流向機翼或升 力臺的上方，緊貼其上表面形成一個連續穩定的人工層流，工質的動壓使 這個層流變成負壓區產生吸力，而在機翼或升力臺下方的靜壓則同時等量 增加變為正壓區，利用這種上下壓強差產生的升力實現飛行器的垂直起降 或懸停，該專利的特征在于出風口設在風扇葉輪外周的水平方向，空氣 工質從水平方向流向機翼或升力臺的上表面。實際上，上述兩條原理根本 行不通，這就是該專利申請未請求實質審査的原因。而由美國洛克希德一 一馬丁公司下屬的子公司"臭鼬工廠"于1992年提出的一種垂直起落的
飛機的專利申請為一種飛翼結構，它是在兩邊機翼內分別對稱設有多個風 扇艙，每個風扇艙安裝一臺軸流風扇，在起飛和降落時，風扇艙的門和百 葉簾式門打開，軸流風扇工作帶動飛機垂直上升和下降，在巡防時，由另 外設置的功率較小的發動機帶動飛機前飛的風扇，這種采用軸流風扇的垂 直起落的裝置，因軸流風扇的功率負載小，風扇的升力與其直徑成平方正 此，因風扇自徑受機翼面積的限制不可能做得很大，因此無法達到其上升 所需的升力。該飛機直到目前仍未能試驗成功。
目前的地效飛行器，都是采用軸流風扇來提供空氣工質使其離開地面，前面說過，軸流風扇的功率載荷小，風壓低，難以以滿足使地效飛行器離 開地面的要求。
根據以上所述，采用較小直徑的軸流風扇來達到飛行器的垂直上升和 下降很難行通，而現有實踐已證明，相同直徑的單級的離心風扇的功率載
荷和風壓比軸流風扇要大5倍以上。
發明內容
本發明的目的是提供一種離心風扇式的升力和推力裝置及帶該裝置的 飛行器，它是利用發動機帶動離心風扇的葉輪高速旋轉，產生具有動態壓 能的空氣工質，工質經導風罩導向流向進氣口后的出風口產生推力或升 力，帶動飛行器上升、下降或前飛。
本發明的目的是這樣實現的，離心風扇的升力/推力裝置由葉輪、進 風口、整流罩、導風罩、出風口組成，葉輪與發動機直接連接或通過傳動 機構與發動機連接，葉輪的前端，設有進風口和整流罩、導風罩在葉輪的 外周，由內外兩層組成，兩層中間為一環形的出風口，出風口朝向進風口 的后方。當發動機帶動葉輪旋轉，空氣工質經葉片加速后從直徑向方向流 出，受導風罩的引導從進風口的后方出風口逸入大氣產生反推力，提供飛 行器上升、下降和前飛所需的升力和推力。
把以上所述離心風扇式的升力推力裝置安裝在飛行器的頭部，飛行器 在停留起飛或降落時成垂直狀態，當發動機帶動離心風扇的葉輪旋轉時， 空氣工質從出風口逸出即產生升力，帶動飛行器上升，飛行器上升后逐漸 轉入水平狀態，達到一定的前飛速度時，機翼產生升力，則離心風扇的升 力和推力裝置只產生推力，帶動飛行器前飛，當飛行器需要下降時，只要 使其進入垂直狀態就能下降。
把以上所述的離心風扇的升力和推力裝置分別對稱安裝在飛行器的 轉軸的兩端，當飛行器需上升時，離心風扇的出風口朝下，發動機帶動風 扇葉輪旋轉，兩側的離心風扇同時工作，產生升力，飛行器上升后，把離 心風扇的出風口逐漸轉向后方，當飛行器達到一定的前飛速度機翼產生升 力時，出風口已轉至后方，推動飛行器前飛，當飛行器需要下降時，只要 把離心風扇的出風口逐漸轉向下方并同時操縱飛行器進入垂直狀態就能 下降。
把所述離心風扇的升力和推力裝置分別對稱設在飛行器兩側機翼的 風扇艙內，出風口朝下方，離心風扇的葉輪通過傳動機構與發動機連在一 起，風扇艙上下的門和百葉簾式的葉片打開，空氣工質流向下方產生升力， 帶動飛行器上升或下降，由另外設置的較小功率的發動機帶動飛行器前飛，當飛行器達到巡航速度機翼產生升力時，離心風扇停止工作，風門關 閉，飛行器進入巡航狀態，在這里離心風扇的升力和推力裝置只產生升力。 把所述離心風扇式的升力/推力裝置設在地效飛行器即氣墊車上，出 風口朝下，離心風扇工作時，空氣工質把所述離心風扇式的升力/推力裝置
橫向設在地效飛行器即氣墊車的兩側，葉輪的軸線為水平方向，葉輪的外 周設有蝸殼式的出風口，出風口朝向地面則能使地效飛行器離開地面懸 浮。
根據以上所述，本發明解決了飛行器垂直起落需要大量的連續穩定的 并具有一定動態壓能的空氣工質的難題，它的構造簡^",功率載荷大，效 率高，操作方便靈活，由無外露的工作部件，它能在很小的空間活動，并 且，他較小受外界氣候的影響，飛行安全可靠。
圖l是本發明的結構示意圖； 圖2是本發明第一種實施例的結構示意圖； 圖3是本發明第二種實施例的結構示意圖； 圖4是圖3A-A的剖面結構示意圖； 圖5是本發明第三種實施例的結構示意圖； 圖6是圖5B-B的剖視結構示意圖； 圖7是地效飛行器的結構示意圖； 圖8是地效飛行器另一實施例結構示意圖；
具體實施例方式
下面再結合附圖對本發明作進一步的說明
圖1中，離心風扇式的升力和推動力裝置1由葉輪4進風口2整流罩 2導風罩5和出風口 6組成，葉輪4與發動機7直接連接或通過傳動機構 與發動機7連接，葉輪4的前端圓周的中心部位設有進風口2，進風口的 外周設有整流罩5，葉輪4前端的外周，設有超過其底面長度的導風罩5， 導風罩5由內外兩層組成，兩層中間圓周為環形的敞口式的出風口 6，出 風口6朝向進風口3的后方。當發動機7帶動葉輪4高速旋轉時，空氣從 進風口6，葉輪4的中心部位進入葉輪4的葉片間，葉輪4的動能被轉至 空氣工質上，(圖1的環形出風口中箭頭所示)，工質從葉輪2的周邊以徑 向方向流向導風罩5的內外圈之間，由于導風罩5的形狀具有使空氣工質 改變流向的作用，即使空氣工質的流向從經向變為軸向空氣工質從出風口 逸入大氣中即產生反推力。
圖2中把所述的離心風扇式的空氣工質的升力和推力裝置設在飛行器9的頭部，出風6朝向機身9，發動機7與葉輪4連在一起，該飛行器在 上升或下降時，機身成豎立狀態，平尾io和垂尾n則可當起落架使用當 發動機7帶動葉輪4旋轉時，空氣工質推動飛行器離開地面，操縱飛行器 逐漸進入水平狀態，機翼8產生升力，此時，所述的離心風扇式的升力和 推力裝置l只起推力作用，當飛行器需要降落時，操縱其進入垂直狀態， 離心風扇式的升力和推力裝置1的所產生的空氣工質只起升力作用，當然， 這種飛行器的視野和座椅結構較為復雜，只適應于小型飛行器。
圖3, 4中，把所述離心風扇式的升力和推力裝置1分別對稱安裝在 飛行器機身的轉軸該裝軍能隨轉軸口上，能隨轉軸轉動一個角度X，使出 風口從朝下方轉向朝后方。當起飛或降落時，離心風扇式的升力/推力裝置 l的出風口6朝下，空氣工質向下逸入大氣中產生反推力，推動飛行器上 升或下降，當飛行器7上升后，把離心風扇式的升力/推力裝置1逐漸向后 轉動，出風口6同時轉向后方，飛行器前飛，當前飛達到一定的速度，機 翼8產生升力后，離心風扇式的升力/推力裝置l的出風口6對正后方，只 產生推力，推動飛行器前飛。
圖5、 6飛翼結構，兩側的飛翼分別對稱設有多個風扇艙"，離心風 扇升力和推力裝置1設在風扇艙14內，出風口 6朝下，發動機通過一套 傳動機構16與葉輪4連接，當發動機帶動葉輪4旋轉產生空氣工質從出 風口6逸向大氣產生升力時，飛行器上升后，由另外設置的推進裝置及推 動飛行器前飛，而它的離心風扇式的升力/推力裝置，停止工作，設在風扇 艙上下的風門關閉，飛行器進入巡航狀態，在這里，離心風扇式的升力和 推力裝置只產生升力，滿足飛行器起飛和下降的要求。
圖7中，升力/推力裝置1設在地效飛行器的車身16上，進風口 2朝 上，出風口6朝下，發動機與葉輪直接連接，當發動機7帶動葉輪4旋轉 時，空氣工質出風口.6流向地面，產生升力，使地效飛行器上浮。
圖8中，多臺離心風扇式的升力/推力裝置1橫向對稱設在地效飛行 器16的兩側，葉輪4的軸線為水平設置，在葉輪4的外周設有蝸殼18， 蝸殼18的出風口 6朝向下方。當發動機帶動葉輪4旋轉時，空氣工質經 蝸殼18導向流向地效飛行器的下方，使地效飛行器上浮，離開地面，地 效飛行器的前進可以另外采用單獨的推進裝置或改變蝸殼18的出風口 6 的方向即可。
圖7、圖8所述的結構，同樣適應于氣墊船。
權利要求
1、一種離心風扇式的升力/推力裝置及帶該裝置的飛行器，其特征在于離心式的升力/推力裝置(1)由進風口(2)整流罩(3)、葉輪(4)、導風罩(5)、環形出風口(6)組成，進風口(2)設在葉輪(4)前端中心一定的圓周范圍內，導風罩(5)為球面形，分內外兩層，從葉輪(4)外周的徑向逐漸轉為與葉軸線平行的方向或向有一定的傾斜角的方向，兩層導風罩中間形成一個環形的出風口(6)，發動機(7)直接與葉輪連接或通過傳動機構與葉輪連接。
2、 一種離心風扇式的升力/推力裝置及帶該裝置的飛行器，其特 征在于離心風扇式的升力/推力裝置(1),設在飛行器的前端，進 風口 (2)朝前、出風口 (6)朝向機身(9)的方向，葉輪(4)直接 與發動機(7)連接或通過傳動機構與發動機連接。
3、 根據權利2所述的一種離心風扇式的升力/推力裝置及帶該裝 置的飛行器，其特征在于多臺離升風扇式的升力/推力裝置(1)分別 對稱設在飛行器機身(9)的兩側，兩側對稱部位的離心風扇式的升 力/推力裝置設有轉軸(11)連接或分別設有轉軸與機身連接，出風 口 (6)可從朝下到向朝后轉動一定的角度 。
4、 根據權利要求2所述的一種離心風扇式的升力/推力裝置及帶 該裝置的飛行器，其特征在于多臺離心風扇式的升力/推力裝置(1) 設在機翼(8)的風扇艙(14)內，出風口 (6)朝下，進風口 (2) 朝上，葉輪(4)與發動機直接連接或通過傳動機構(16)與發動機 連接。
5、 根據權利要求1所述的一種帶離心風扇式的升力/推力裝置及 帶該裝置的飛行器，其特征在于離心風扇式的升力/推力裝置(1) 設在地效飛行器即氣墊車的車身(16)上，迸風口 (2)朝上，出風 口沿車身外圍延伸至車底朝向下方，發動機(7)與葉輪(4)直接連 接或通過傳動機構與其連接。
6、 根據權利要求2所述的一種離心風扇式的升力/推力裝置及帶 該裝置的飛行器，其特征在于多臺離心風扇的升力/推力裝置(1) 分別對稱設在地效飛行器，即氣墊車車身(16)的兩側，葉輪(4) 的軸線為車身橫向平行的水平方向，葉輪周之處設有蝸殼(18)，蝸 殼(18)的出風口 (6)朝向汽墊車的下方。
全文摘要
一種帶離心風扇式的升力/推力裝置及帶該裝置的飛行器，適應于航空領域。它是在飛行器的前方、上方或兩側設置離心風扇，由發動機帶動離心風扇的葉輪高速旋轉，產生使飛行器上升、下降，懸停或前飛的升力和推力，把該裝置安裝在飛行器上，實行飛行器的垂直上升、下降、懸停或前飛。
文檔編號B64C27/00GK101284570SQ20071003471
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月10日 優先權日2007年4月10日
發明者王新云 申請人:王新云