專利名稱：無尾地效翼布局的人力飛行裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及人力飛機(jī)，特別是涉及一種無尾地效翼布局的人力飛行裝置。
背景技術(shù)：
成功飛行的人力飛機(jī)通常采用腳蹬曲軸驅(qū)動(dòng)螺旋槳，為了匹配成年人能夠提供
的動(dòng)力，飛機(jī)空機(jī)重通常在30kg左右，翼展大約在30m左右，20倍以上的展弦比， 為了控制重量，飛機(jī)采用高等級碳纖維材料制造。人力飛機(jī)能夠以低于10m/s的速 度在3m以下持續(xù)飛行。
目前，在我國人力飛機(jī)還未見有成功的報(bào)道，原因就在于人能夠提供的動(dòng)力太 小，大約只有360W左右，因此飛機(jī)必須做得足夠輕的同時(shí)，又必須有足夠大的升 阻比和升力面。國外的人力都采用滑翔機(jī)布局，即通過增大展弦比來減小誘導(dǎo)阻力， 提高升阻比，這就帶來一個(gè)問題，機(jī)翼設(shè)計(jì)的又窄又長，弦長的減小又使得結(jié)構(gòu)高 度非常有限，所以必須采用比強(qiáng)度非常高的超輕質(zhì)材料，而且對制造工藝的要求非 常高，因此制造一架沒有任何動(dòng)力和機(jī)載設(shè)備的人力飛機(jī)比一架正常的輕型飛機(jī)要 昂貴的多，難度也要大得多。
另一方面，按此布局的人力飛機(jī)翼展通常都在30米左右，因此只能進(jìn)行驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)，無法作為商品為廣大航空愛好者進(jìn)行飛行體驗(yàn)，不具備市場推廣價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提 供一種升阻特性好、輕巧實(shí)用的無尾地效翼布局的人力飛行裝置。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):無尾地效翼布局的人力飛行 裝置，其特征在于，包括機(jī)身、機(jī)翼、 一對端板、螺旋槳、方向舵、起落架以及人 力起飛滑跑系統(tǒng)，所述的機(jī)翼固定于機(jī)身的上部，所述的一對端板分別懸掛于機(jī)翼 兩側(cè)的外端，所述的螺旋槳、方向舵以及起落架分別設(shè)置于機(jī)身的前端、后端以及下部，所述的人力起飛滑跑系統(tǒng)分別與螺旋槳、方向舵以及起落架傳動(dòng)連接。
所述的機(jī)翼為S翼型、大安裝角a和小展弦比的地效翼布局。
所述的大安裝角a為6 。 7°角。
所述的小展弦比為2。
所述的機(jī)翼的展長為8m。
所述的機(jī)翼的弦長為4m。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
一、 升阻特性好機(jī)翼采用大安裝角和小展弦比的典型地效翼布局，外端懸掛 端板，螺旋槳安裝在機(jī)身前部，充分利用地效原理和氣動(dòng)增升作用，以獲得更大的 升力和升阻比，從而減小起飛速度，降低對飛行員的體力要求，這種在人力飛行器 上結(jié)合地效原理的思路在國內(nèi)外都是首創(chuàng)。
二、 結(jié)構(gòu)輕巧由于采用地效翼布局，機(jī)翼的弦長增大而展長減小，機(jī)翼結(jié)構(gòu)
也隨弦長同比增加，從而使得機(jī)翼上的彎矩減小的同時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度卻得以加強(qiáng)，因此 機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量大幅度降低，對材料和制造工藝的要求都明顯降低。
三、 簡單實(shí)用該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低廉，結(jié)構(gòu)尺度只有傳統(tǒng)人力 飛機(jī)的三分之一到四分之一，因此適合推廣使用。


圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖一； 圖2為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖二； 圖3為本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3的左視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1 5所示，無尾地效翼布局的人力飛行裝置，包括機(jī)身1、機(jī)翼2、 一對 端板3、螺旋槳4、方向舵5、起落架6以及人力起飛滑跑系統(tǒng)，所述的機(jī)翼2固 定于機(jī)身1的上部，所述的一對端板3分別懸掛于機(jī)翼2兩側(cè)的外端，所述的螺旋 槳4、方向舵5以及起落架6分別設(shè)置于機(jī)身1的前端、后端以及下部，所述的人力起飛滑跑系統(tǒng)分別與螺旋槳4、方向舵5以及起落架6傳動(dòng)連接。
所述的機(jī)翼2采用S翼型、大安裝角a和小展弦比的地效翼布局；所述的大 安裝角a為6。 7。角；所述的小展弦比為2;所述的機(jī)翼的展長7為8m;所述 的機(jī)翼的弦長為4m。
本實(shí)用新型采用無尾布局，只有端板、機(jī)身、方向舵、機(jī)翼、起落架、螺旋槳 等部件組成，沒有水平尾翼和垂直尾翼，全機(jī)飛行阻力將減小20%左右。全機(jī)的 縱向穩(wěn)定由S翼型保證；人力飛機(jī)機(jī)翼采用大安裝角和小展弦比的典型地效翼布 局，外端懸掛端板，充分利用地效原理以獲得更大的升力和升阻比。同時(shí)螺旋槳安 裝在機(jī)身前部，能在提供前進(jìn)拉力的同時(shí)將氣流吹入機(jī)翼下部的半封閉空間，形成 氣動(dòng)增升作用，進(jìn)一步改善升阻特性；
人力飛機(jī)由于采用地效翼布局，機(jī)翼的弦長倍數(shù)增長，機(jī)翼結(jié)構(gòu)高度大幅度增 加，同時(shí)機(jī)翼展長則只有國外人力飛機(jī)的三分之一到四分之一，因此機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量 大幅度降低，使用普通復(fù)合材料或木制結(jié)構(gòu)即可滿足強(qiáng)度和剛度要求；
人力飛機(jī)的機(jī)翼面積和結(jié)構(gòu)尺寸只有國外人力飛行器的三分之一到四分之一， 由于使用普通更適合在全國各城市的青少年科普基地進(jìn)行推廣，滿足廣大航空愛好 者飛行體驗(yàn)，在全國各城市的青少年科普基地有可觀的推廣價(jià)值；
本實(shí)用新型利用了地效增升的原理，可以顯著提高飛機(jī)的升阻比，從而克服人 體動(dòng)力不足的弱點(diǎn)，同時(shí)地效布局小翼展大翼弦的特點(diǎn)，解決了結(jié)構(gòu)剛性和重量的 矛盾，降低機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量和制造成本。
實(shí)施例
本實(shí)施例的無尾地效翼布局人力飛機(jī)，主要由機(jī)翼、端板、機(jī)身、方向舵、起 落架、螺旋槳等部件組成， 一位飛行員以騎行姿態(tài)坐在機(jī)身中，通過腳蹬的方式驅(qū) 動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生拉力驅(qū)動(dòng)飛機(jī)前行。機(jī)翼采用S翼型將保證縱向穩(wěn)定，弦線 與機(jī)身水平基準(zhǔn)面之間的安裝角a取6-7度，機(jī)翼展弦比取2，考慮螺旋槳?dú)饬鞯?增升左右，升阻比將超過20。 一位成年人持續(xù)可產(chǎn)生360w的功率約5kg拉力，設(shè) 計(jì)飛機(jī)展長為8m,弦長為4m，以5m/s的速度在2m高度飛行，產(chǎn)生100kg的升 力，假設(shè)人體重量65kg，則飛機(jī)空重必須控制在35kg以內(nèi)。除鏈條齒輪軸承外， 傳動(dòng)系統(tǒng)和螺旋槳全部采用復(fù)合材料，傳動(dòng)系統(tǒng)、螺旋槳和支承部件重12kg，機(jī) 翼和機(jī)身框架全部采用復(fù)合材料重14kg、機(jī)翼蒙皮采用聚酰亞胺重2.5kg，機(jī)身座 艙采用聚碳酸酯重1.5kg，起落架重2.5kg，重量滿足要求。
權(quán)利要求1.無尾地效翼布局的人力飛行裝置，其特征在于，包括機(jī)身、機(jī)翼、一對端板、螺旋槳、方向舵、起落架以及人力起飛滑跑系統(tǒng)，所述的機(jī)翼固定于機(jī)身的上部，所述的一對端板分別懸掛于機(jī)翼兩側(cè)的外端，所述的螺旋槳、方向舵以及起落架分別設(shè)置于機(jī)身的前端、后端以及下部，所述的人力起飛滑跑系統(tǒng)分別與螺旋槳、方向舵以及起落架傳動(dòng)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無尾地效翼布局的人力飛行裝置，其特征在于，所 述的機(jī)翼為S翼型、大安裝角(a)和小展弦比的地效翼布局。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無尾地效翼布局的人力飛行裝置，其特征在于，所 述的大安裝角(a)為6° 7°角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無尾地效翼布局的人力飛行裝置，其特征在于，所 述的小展弦比為2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的無尾地效翼布局的人力飛行裝置，其特征在于， 所述的機(jī)翼的展長為8m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的無尾地效翼布局的人力飛行裝置，其特征在于， 所述的機(jī)翼的弦長為4m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及無尾地效翼布局的人力飛行裝置，包括機(jī)身、機(jī)翼、一對端板、螺旋槳、方向舵、起落架以及人力起飛滑跑系統(tǒng)，所述的機(jī)翼固定于機(jī)身的上部，所述的一對端板分別懸掛于機(jī)翼兩側(cè)的外端，所述的螺旋槳、方向舵以及起落架分別設(shè)置于機(jī)身的前端、后端以及下部，所述的人力起飛滑跑系統(tǒng)分別與螺旋槳、方向舵以及起落架傳動(dòng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型升阻特性好、結(jié)構(gòu)輕巧，并且簡單實(shí)用。
文檔編號B64C31/04GK201371946SQ20092006916
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者姜益昊, 青 季, 施商濤, 軍 李, 田似營, 洋 申, 蔡釗勇, 棟 薛 申請人:同濟(jì)大學(xué)