專利名稱：帶有作用相反但推力恒定的翼面區(qū)域的錐形機翼的制作方法
帶有作用相反但推力恒定的翼面區(qū)域的錐形機翼
技術(shù)領(lǐng)城
本發(fā)明涉及一種用于牽引或提升負載的包括一個柔性翼面(airfoil) 的推進才幾翼(wing),該柔性翼面的前部與底部壓扁的橢圓形前緣連接， 其后部與橢圓形的后緣連接，該翼面為錐形，它的軸線向下偏，該翼面還 有相對的推進面，此外,該機翼還包括分布在該前緣上的三或四個控制線。
背景技術(shù)：
牽引或提升負載的推進翼目前用于某些運動，在這些運動中，當使用 者的腳放置在滑水板，滑雪板或山地板上時，機翼牽引使用者。這些機翼 有多種類型
-帶有成拱形的可充氣的前緣以及一些端部控制線， -帶有扁平的翼面和多個高山跳傘類的吊傘繩。
它們的共同特點是以垂直于風向的高速度施加牽引力，以致在停止時 會有瞬間推力，而運動時使用者經(jīng)常要擔心機翼的操縱，這就需要使用者 控制平衡、支撐物、以及采用的角度，同時要不斷改變機翼的方向。所以 進行這項運動的只能是極少數(shù)人，需要長時間地學(xué)習(xí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的機翼產(chǎn)生一固定的牽引力，在使用者停止時以固定的方式飛 行，可使使用者運動而不必移動機翼來始終保持牽引，使滑板或被牽引工 具的操作簡便。
另一方面，該種新機翼的優(yōu)點為，對大推進區(qū)域的入射角有很強的控 制，以造成大的動力損失，因而增強使用者的安全性，該機翼的起飛和降 落容易實施，不需要第三者的協(xié)助，且飛行線路可以更短，因為該機翼無 需進行從上到下的運動。
最后，這種機翼在游艇的帆-桅系統(tǒng)中還有另一優(yōu)點對于同樣大小
的船來說翼面更大，構(gòu)造的結(jié)構(gòu)減輕和具有向上的牽引力，這些都使船體 的水面阻力大大減小，因而速度大大加快。同樣對于電動商船來說，該機 翼作為一種節(jié)能能源。
本發(fā)明的特征在于，該機翼包括一個形狀為扁錐形且其軸線向下偏的 翼面，因而該機翼包括多個翼面區(qū)，這些翼面區(qū)的總氣動力是相反的。
該翼面的底部連接于前緣，該前緣優(yōu)選但非強制性地由 一個橢圓形的 充氣輪緣構(gòu)成，該輪緣包括一個直線形的基部，基部水平地平行于長軸， 長軸可以穩(wěn)定地放置在地面或水面上。該翼面的另一側(cè)構(gòu)成后緣，該翼面 在此處被剪切成水滴形，其尖端朝向該前緣側(cè)。
因而該種形狀限定出最大的上部翼面推進區(qū)域，兩個尺寸中等的側(cè)部 翼面推進區(qū)域，和一個較小的下部推進區(qū)域。
四個控制線分成兩個所謂的上部控制線和兩個所謂的下部控制線。這 些控制線中的一個端部環(huán)繞該前緣固定，另一端部連接于一控制系統(tǒng)，該 控制系統(tǒng)用于使左側(cè)兩條線與右側(cè)兩條線分開，且改變所述上部線相對于 所述下部線的長度。
從該機翼在地面或水面停止的平衡位置，使用者在縮短上部線相對于 所述下部線的長度之前微微拉緊所述線，直至該機翼起飛且上升到穩(wěn)定的 飛行位置，如果使用者停止則該機翼不動。因而機翼沿風向施加恒久的牽 引力。
上部控制線的再次縮短使保持高度的機翼損失動力，如果繼續(xù)進行這 種操作，則該機翼平穩(wěn)下降，以便著落。
下部控制線長度的縮短使保持高度的機翼增加動力，如果繼續(xù)進行這 種操作，則該機翼快速下降。
施加相對于風向朝左的牽引力。右側(cè)線的張緊導(dǎo)致同樣的效應(yīng)使該機翼向 右。
根據(jù)特定的實施方式，該機翼包括以下特征中的 一 個或多個 -每個控制線的端部通過多個吊索連接于該前緣， -多個可充氣的橫向板條可使該機翼的前緣在靜止時總是相對于地 面或水面傾斜，以便于該才幾翼起飛，- 一個半圓形的可充氣拱沿該前緣的短軸或長軸連接于該前緣的前 表面，該可充氣拱可使機翼不會以其前緣撞在地面或水面，在任何情況下 都可在其翼面的邊上對機翼定位，以便該機翼容易起飛，
-連接于該前緣的相對側(cè)的多個張緊器限制該前緣的變形，
-沿該前緣的水平基部分布且通過一個硬質(zhì)桿與側(cè)部隔開的另 一些 張緊器可繃緊該前緣，且使前緣保持直線形，
_該控制桿包括兩個可旋轉(zhuǎn)的自由導(dǎo)向件，左側(cè)和右側(cè)控制線穿過 所述導(dǎo)向件，
-所述控制線穿過所述導(dǎo)引件的通道由足夠柔性的材料制成，以便 當該桿轉(zhuǎn)動時能讓所述線移動，該材料要足夠堅硬，以便在其他時候卡住 這些線。


下面結(jié)合附圖對作為例子給出的推進機翼進行詳細描述，圖中示出處
于飛行狀態(tài)下，從相同的高度看到的該推進機翼，且附圖如下 -圖1表示該機翼的透視圖； -圖2表示該機翼的正視圖； -圖3表示該機翼的頂視-圖4表示該機翼的左側(cè)視圖，上部線被縮短(而下部線被加長)， 且該翼面的上部區(qū)域減小可以減輕該機翼的壓力；
-圖5表示該機翼位于較強牽引位置時的左側(cè)視-圖6表示該機翼的正視圖，既沒有吊索也沒有主控制線，顯示的是 可充氣的橫向板條、成半圓形的可充氣拱和保持該前緣形狀的張緊器；
-圖7表示該機翼的左側(cè)視圖，示出可充氣拱；
-圖8為該機翼控制桿的透視圖。
具體實施例方式
該機翼一直被表示為被風鼓起的狀態(tài)。機翼的尺寸可根據(jù)使用有很大 變化，從幾米到幾十平方米。
圖l給出了該機翼的整體圖。該機翼成一可被壓扁的錐形，它可具有
向下部傾斜的一根軸線，且包括多個翼面3的區(qū)域，這些區(qū)域的各個氣動 合力方向相反。從而上部翼面推進區(qū)域，即最大推進區(qū)，具有向上的氣動 力合力，其效果與兩個側(cè)部的翼面推進區(qū)域產(chǎn)生的效果相反，側(cè)部推進區(qū)
域的氣動合力向后；而下部推進區(qū)域，即最小推進區(qū)域，產(chǎn)生的氣動合力 向下。
為了確保機翼在飛行狀態(tài)下的穩(wěn)定性，翼面3的最大長度位于最高部 分，且基本上達到該前緣1的短軸的數(shù)值。
該輕且柔性的翼面3由一種合成織物制成，該織物基本上不變形，基 本上不透水、且適于抗破裂抗磨損。該翼面的底部連接于恒定圓截面的前 緣l,例如，前緣由帶氣腔的充氣罩構(gòu)成。這種材料必須是柔性的，輕的， 而且應(yīng)當是結(jié)實的，以便在內(nèi)部氣壓作用下不變形，且能重復(fù)折迭。該前 緣可成橢圓形狀，帶有一個水平平行于長軸的直線形基部，該基部可以穩(wěn) 定地;改置在地面或水面。
翼面3的另一端構(gòu)成后緣2，該后緣成一鏤空的水滴形狀，尖端朝向 該前緣1。
為制出翼面，翼面可按一個半盤形狀被放樣和切割成平的，該半盤的 半徑相應(yīng)于該翼面的最大長度，也就是接近于該前緣1的垂直短軸的尺寸。
根據(jù)這種概念，飛行狀態(tài)的翼面一直被風張緊。但是可以沿翼面3設(shè) 置如圖2所示的若干可充氣的橫向板條6,以防止該前緣1平置于地面或 水面。當該機翼停止時這些板條6的底部全部與地面接觸，且該翼面的上 部區(qū)域的一部分受風，因而便于起飛。
另一方面，該前緣的另一側(cè)，即迎風面，裝有一個可充氣的拱7，該 拱沿前緣1的短軸設(shè)置(如圖6和7所示)或沿長軸設(shè)置，以避免該側(cè)被 壓扁且迫使其在翼面3的側(cè)部定位。
這些橫向板條6和該拱7可連接于該前緣1,以便只需要一個充氣孔。 —另一方面，如圖6所示的張緊器8確保該前緣1保持形狀，這些張緊 器連接各相對端點，同時將它們的中心固定。張緊器的數(shù)量最少為兩個。
如圖2所示的另一些張緊器15將前緣1的直線形基部與位于該前緣 的短軸上的同一點連接，且通過一個硬質(zhì)桿14保持隔開。該繃緊裝置將該前緣1的基部保持為直線形。
該機翼的操縱可由下述構(gòu)件保證
- 一根上部的單一控制線，該控制線與該前緣1的垂直短軸上的最高 點連"t妄，以及兩根下部控制線，這兩根控制線在相對于該短軸對稱且位于 該長軸之下的該前緣1的各點處連接，
- 一根下部的單一控制線，該控制線與該前緣1的垂直短軸上的基部 的中間連接，以及兩根上部控制線，這兩#>控制線在相對于該短軸對稱且 位于該長軸之上的該前緣1的各點處連接，
-兩根上部控制線，這兩根控制線在相對于該短軸對稱且位于該長軸 之上的該前緣1的各點處連接，以及兩根下部控制線，這兩根控制線在相 對于該短軸對稱且位于該長軸之下的該前緣1的各點處連接(圖1至5的 情況)。
這些線5的固定點必須離這些軸足夠遠，以確保飛行狀態(tài)時該機翼的 穩(wěn)定性，同時可以根據(jù)精度和幅度使該機翼完好無損地圍繞其軸的樞轉(zhuǎn)。
另 一方面，在前緣由一可充氣輪緣構(gòu)成或者由一種半硬質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的 情況下，每條線通過多個以滑動安裝的吊索4保持，以限定該前緣l外形 的變形，且在該機翼意外變化時候確保吊索4張緊。
所述線的另 一 端連接于 一 個控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于使左側(cè)的兩條 線和右側(cè)的兩條線分開，且改變上部線相對于下部線的長度。
對于較小型機翼的情況下，可以用兩個接納把手，將兩條左側(cè)線中的 一個和兩條右側(cè)線中的一個抓在每只手中。
對于較大型的機翼的情況下，優(yōu)選采用如圖8所示的桿9，其中兩條 左側(cè)線被逆向多圈地纏繞在直徑比該桿9大得多的滾筒10上，該滾筒10 固連于該桿9且與該桿同軸，且設(shè)置在左端部，右側(cè)兩條線以同樣方式被 設(shè)置在該桿9的右端部。兩個導(dǎo)引件11圍繞該桿9自由旋轉(zhuǎn)且被左右控 制線穿過。在該桿被定向時這些引導(dǎo)件可確保所述線5準確纏繞在所述滾 筒0上。
該桿9沿一個方向的轉(zhuǎn)動加長了該上部線且縮短了所述下部線。 被控制線5穿過的導(dǎo)引件11的通道由足夠柔性的材料制成，以便當 該桿轉(zhuǎn)動時能讓所述線移動，該材料要足夠堅硬，以便在其他時候使這些
線動彈不得。在所述線不張緊時該裝置保持所述線5良好地纏繞在所述滾 筒10上。
最后，兩個緊固件12圍繞該桿9自由旋轉(zhuǎn)且保持平移，以使該組件 通過一吊索13連接于使用者的背帶。因而，張緊該桿9的左側(cè)可使使用 者的左側(cè)控制線靠近，因而將機翼向左調(diào)。右側(cè)的張緊會造成相反的效果。
控制線5的長度可從便于操作和使用的幾米長驟變到幾十米長，幾十 米長度時是為了利用比地面或者水面更強更規(guī)則的風。
在起飛前，該機翼迎風擱在該前緣1的水平基部和機翼的橫向板條6 上。因而該前緣傾斜且該翼面3的上部區(qū)域的一部分迎風。使用者在轉(zhuǎn)動 該桿9時移動直至上部和下部控制線5基本上張緊。因此，該桿旋轉(zhuǎn)使上 部線縮短(且加長下部的線，圖8上部的箭頭方向)直至該機翼垂直升起， 到達與圖4所示的位置差不多的飛行位置。
上部線的放松增大了該翼面3的上部區(qū)域的入射角。因而該機翼降低 了一些高度且處于與如圖5所示的位置差不多的飛行位置。如果使用者不 動則該機翼也不動，且該機翼沿風向的動力最大。
從該強牽引位置開始，上部線的縮短減小了該翼面上部區(qū)域的入射 角，且降低了機翼恢復(fù)部分高度的動力。而額外的縮短致使該機翼緩慢下 降，這使該機翼喪失了全部動力。該步驟能保證使用者在遇到陣風情況下 的安全性，還能使該機翼在充分放松所述上部線以在該機翼環(huán)繞前緣1的 長軸搖擺前接觸地面或水面，使其處在被橫向板條6支撐的翼面3的旁邊。
在緊急情況下，如果需要，可將所述上部線從飛行位置開始充分放松 以使該機翼下落，該機翼快速下落回到其在地面或水面的穩(wěn)定位置，使該 機翼穩(wěn)定在該前緣1的水平的基部和它的橫向板條6上。
在飛行位置，當該機翼處于風軸(l，axe du vent)中時(如圖2所示)， 該前緣1的長軸是水平的。該控制桿(圖8)是水平的。該桿左側(cè)的拉力 引導(dǎo)該機翼，使得該機翼向左偏離風軸。該機翼降低一些高度，機翼的左 側(cè)稍微下降。如果使用者不動，那么該機翼也不動，就風向而言，機翼在 左側(cè)施加其動力。右側(cè)的拉力導(dǎo)致相反的后果。
純?yōu)檎f明給出了幾個角度的例子，用于給出該機翼在飛行狀態(tài)下的大 概位置特征；事實上，這些角度取決于每個機翼的特定的制造條件和飛行
狀況
-飛行時的控制線相對于地面的平均角度為30至50度， -該機翼相對于該風軸移動的平均角度范圍40至60度， -飛行時該機翼的前緣1相對于垂線，即該前緣的高點向前可能傾 斜(圖4或5的位置)直至30至40度左右。
這種恒定推力機翼具有多種可能的應(yīng)用。最明顯的是涉及這樣的運 動， 一使用者站在一塊板(滑水板，滑雪板或山地板)上并由該機翼牽引， 以及航行用該機翼取代帆或馬達，或用該翼作為備用動力。
權(quán)利要求
1.一種推進機翼，其特征在于翼面(3)的形狀為錐形，其底部構(gòu)成前緣(1)，被切割的另一側(cè)限定出后緣(2)，所述翼面(3)具有相對的推進區(qū)域，且該前緣(1)裝有與需牽引或需拉升的負載相連的控制線(5)。
2. 如權(quán)利要求1所述的推進機翼，其特征在于所述柔性翼面(3) 為扁平錐形，而所述前緣(1 )成橢圓形。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的推進機翼，其特征在于所述后緣(2) 為橢圓水滴形，其尖端朝向該前緣(l)。
4. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于所述翼面(3) 的軸線向下偏斜。
5. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于所述前緣(l) 包括一直線形的基部。
6. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于在所述翼面(3) 的上部的一部分上設(shè)置多個可充氣的橫向板條(6)，以便當該機翼在地 面時這些橫向板條的底部支撐在同一平面上。
7. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于有多個張緊器 (8)連接該前緣(1)的各相對點，且這些張緊器在它們的中心固定。
8. 如權(quán)利要求5所述的推進機翼，其特征在于有多個張緊器(15) 將該前緣(1 )的直線形的基部連接于位于該前緣(1 )的短軸上的同一點， 且通過一硬質(zhì)桿(14)將其保持隔開。
9. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于將一個拱(7) 沿該前緣(1)的兩個軸之一的方向被固定在與所述翼面(3)相對的前緣 (1 )的側(cè)面。
10. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于其包括單一 的上部控制線，該線與該前緣(1)的垂直短軸上的最高點連接，該機翼 還包括兩個下部控制線，這兩根線連接到相對于其垂直短軸對稱且位于該 水平長軸之下的該前緣(1)的點上。
11. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于其包括單一 的下部控制線，該線連接到在該前緣(1 )的基部的中間，該機翼還包括 兩個上部控制線，這兩根線連接到相對于垂直短軸對稱且位于該水平長軸 之上的該前緣(1 )的點上。
12. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼，其特征在于其包括兩個 上部控制線，所述線連接到相對于其垂直短軸對稱且位于該水平長軸之上 的該前緣(1)的點上，該機翼還包括兩個下部控制線，這兩根線連接到 相對于該垂直短軸對稱且位于該水平長軸之下的該前緣(1)的點上。
13. 如上述權(quán)利要求之一所述的推進機翼,其特征在于該控制桿包括 圍繞該桿(9)自由轉(zhuǎn)動的兩個導(dǎo)引件(ll),且所述導(dǎo)引件被所述左右控制線 穿過。
14. 如權(quán)利要求13所述的推進機翼，其特征在于被所述控制線(5) 穿過的導(dǎo)引件(11)的通道由足夠柔性的材料制成，以便當該桿(9)轉(zhuǎn) 動時能讓所述線移動，該材料要足夠堅硬，以便在其他時候卡住這些線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錐形機翼，該機翼可提供用于牽引或提升各種負載的恒定推進力。一個翼面(3)成扁平錐形，它的軸線向下偏斜，該翼面的底部連接于橢圓形的前緣(1)，該前緣具有一直線形的水平基部，被切割成水滴形狀的側(cè)限定出后緣(2)，該翼面提供氣動合力相反的區(qū)域。兩個上部控制線和兩個下部控制線(5)環(huán)繞該前緣(1)分布，且在另一端連接于一個控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于使兩個左側(cè)線與兩個右側(cè)線分開，且改變所述上部線相對于所述下部線的長度。該機翼持續(xù)在風向上或通過其側(cè)部提供動力，當使用者靜止時該翼保持不動。在運動中使用者無需為移動機翼來保持有效的牽引力而擔憂。這一機翼顯然可以應(yīng)用于滑行和航行運動，該機翼代替帆或馬達，或用該機翼作為備用動力。
文檔編號B63H9/06GK101374719SQ200680047183
公開日2009年2月25日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者樊尚·勒布隆 申請人:樊尚·勒布隆