具有渦控制裝置的流體動(dòng)力設(shè)備及控制渦流的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流體動(dòng)力設(shè)備，包括至少一個(gè)附著面，所述附著面上開有一流體通道，還包括流體驅(qū)動(dòng)裝置，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)，其方向與指向渦心的方向垂直，流體流向流體通道產(chǎn)生渦，渦附著于附著面上，附著面上的流體壓強(qiáng)變化提供流體動(dòng)力。本發(fā)明基于鳥的飛行原理和龍圈風(fēng)的原理，誘導(dǎo)渦產(chǎn)生后，從渦心抽離流體，使得渦流體很短時(shí)間內(nèi)形成高強(qiáng)度的渦結(jié)構(gòu)，渦的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的速度環(huán)量相等，渦內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)快速下降，渦的兩端閉合于渦附著面上，渦的能量消耗很少，渦能長時(shí)穩(wěn)定，從而提供更強(qiáng)的流體動(dòng)力。本發(fā)明適用于無翼、無反沖力裝置、重于空氣的飛行設(shè)備。
【專利說明】具有渦控制裝置的流體動(dòng)力設(shè)備及控制渦流的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有渦控制裝置的流體動(dòng)力設(shè)備和控制渦流的方法。本發(fā)明尤其適用于空中、陸地、水中三棲的航空器。
【背景技術(shù)】
[0002]渦又稱旋渦，是流體中的一種運(yùn)動(dòng)形式，理想流體中，旋渦具有以下幾個(gè)特征:
[0003]1、同一時(shí)刻旋渦各處強(qiáng)度相等(渦量守衡)；
[0004]2、旋渦里的流體永遠(yuǎn)構(gòu)成旋渦；
[0005]3、旋渦不能內(nèi)部終止，只能終止于邊界。
[0006]4、在不可壓縮流體中(例如水中)，壓強(qiáng)與流速遵循伯努力方程。
[0007]5、在可壓縮氣體中(例如空氣中)，壓強(qiáng)與流速依靠能量方程和狀態(tài)方程求解。
[0008]點(diǎn)渦模型中，渦中各點(diǎn)的速度與渦心距成反比，越接近于渦心，速度越大，到達(dá)渦心時(shí)，速度趨近于無窮大，在離心力的作用下，靠近渦心時(shí)趨近于真空。
[0009]龍卷風(fēng)是自然界的一種渦，龍卷風(fēng)形成時(shí)，先形成一個(gè)直徑較大的渦旋場，然后中心氣體上升，周邊氣體向中心補(bǔ)給，根據(jù)渦量守衡原則，旋渦直徑縮小，風(fēng)速加大，當(dāng)直徑縮小至原來十分之一時(shí)，風(fēng)速增大到原來十倍，在風(fēng)的離心力作用下，龍卷風(fēng)中心氣壓快速下降。沿著龍卷風(fēng)渦心線的氣壓大幅降低，密度下降，周邊空氣不斷補(bǔ)給，加強(qiáng)龍卷風(fēng)的強(qiáng)度，龍卷風(fēng)經(jīng)過之處，可以將重物搬移，是其在地面形成強(qiáng)大的負(fù)壓(相對于大氣壓)。
[0010]鳥在空氣中獲得升力:其過程是通過翅膀的周期運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生附著于翅膀上側(cè)的渦，使得鳥獲得強(qiáng)大的升力。發(fā)明人通過研究大型鳥類的飛行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)鳥在起飛和降落時(shí)在翅膀上側(cè)誘導(dǎo)了渦，渦的兩端終止于翅膀或身體。
[0011]煙圈是一種較穩(wěn)定的渦環(huán)結(jié)構(gòu)，環(huán)內(nèi)的流體速度很快，壓強(qiáng)很低，只需要很少的能量就能夠使這種渦環(huán)長時(shí)間穩(wěn)定。由于整個(gè)渦環(huán)低壓強(qiáng)區(qū)是封閉的，若將環(huán)延軸平面切開成對稱兩個(gè)，其中一個(gè)形成半渦環(huán)結(jié)構(gòu)，在半渦環(huán)的兩端形成低壓區(qū)，切開面的兩側(cè)，有渦環(huán)的一面比無渦環(huán)的一面對切開面的壓力要小，本發(fā)明的原理其于此項(xiàng)構(gòu)思。
[0012]無邊界的渦不能長時(shí)穩(wěn)定存在，實(shí)際流體中，裝置驅(qū)動(dòng)流體的速度是有限的，通常在渦的外側(cè)驅(qū)動(dòng)流體產(chǎn)生渦，渦心流體不能被排出，導(dǎo)致靠近渦心的流體近似剛體的等角速度旋轉(zhuǎn)，其流速遠(yuǎn)比等速度環(huán)量的方式低，從而導(dǎo)致渦心的壓強(qiáng)下降緩慢。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用流體中提供流體動(dòng)力的裝置較多，采用的方法有:密度差異、反推、流速變化，主要分布于水和空氣范圍內(nèi)。代表性的裝置有:氣球、火箭、固定翼飛機(jī)、旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)、潛艇。
[0014]氣球:依靠密度差異，獲得浮力，其流體動(dòng)力為向上的升力，體積大、速度慢、機(jī)動(dòng)性差，其優(yōu)點(diǎn)是浮在空中時(shí)不消耗能量。
[0015]火箭:反向噴出流體獲得前進(jìn)動(dòng)力，其能量消耗大。
[0016]固定翼飛機(jī):優(yōu)點(diǎn)有升力大、載重大、機(jī)動(dòng)性好，缺點(diǎn)是不能垂直起飛、低速時(shí)性能差，起降場地要求嚴(yán)格。[0017]旋轉(zhuǎn)翼飛機(jī)(直升飛機(jī)):優(yōu)點(diǎn)是可以垂直起降、載重較大、機(jī)動(dòng)性好，缺點(diǎn)的飛行速度低、構(gòu)造復(fù)雜、易陷入到渦環(huán)等不安全狀態(tài)中。其起降時(shí)會產(chǎn)生強(qiáng)大的空氣流動(dòng)，存在較大的安全隱患。
[0018]潛艇:優(yōu)點(diǎn)是可用于水中運(yùn)行，缺點(diǎn)是僅能運(yùn)行于水中、機(jī)動(dòng)性能差、速度低、密度低于水時(shí)下潛困難、密度高于水時(shí)上升困難。
[0019]從以上分析可知，現(xiàn)有流體動(dòng)力裝置均存在缺陷，尤其是飛行器，均受到跑道、場地安全或速度的限制，以具有邊條翼的飛機(jī)為例，飛行時(shí)在邊條翼上產(chǎn)生脫體渦，在機(jī)翼上產(chǎn)生負(fù)壓，使飛機(jī)在空氣中產(chǎn)升了垂直于機(jī)翼的升力。由于脫體渦的強(qiáng)度和大小難以控制，升力不易控制。飛機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下難以產(chǎn)生脫體渦，在靜止?fàn)顟B(tài)下難以獲得升力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0020]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供一種在空氣中能夠以低能耗垂直起降、懸停、翻轉(zhuǎn)、任意方向移動(dòng)的的具有渦控制裝置的流體動(dòng)力設(shè)備，本設(shè)備可以在水中和空氣中運(yùn)行、停泊在陸地上。本發(fā)明還提供提供一種渦的能量消耗很少，渦能長時(shí)穩(wěn)定，從而提供更強(qiáng)的流體動(dòng)力的控制渦流的方法，該方法能用于誘導(dǎo)渦使其兩端穩(wěn)定附著于特定的附著面上。
[0021]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0022]具有渦控制裝置的流體動(dòng)力設(shè)備，其特征在于:所述流體動(dòng)力設(shè)備包括至少一個(gè)渦附著面、流體通道、渦控制器，所述流體通道設(shè)置在渦附著面上，渦控制器用于驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)，流體流向流體通道產(chǎn)生渦，渦附著于渦附著面上。相對于無流動(dòng)，渦附著面為負(fù)壓力，對設(shè)備的流體動(dòng)力為渦附著面壓力下降值的合力。
[0023]具體的，所述渦附著面為平面或非平面或平面與非平面的組合形成的面。
[0024]具體的，所述渦附著面設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)面存在夾角，一個(gè)面相對另一個(gè)面轉(zhuǎn)動(dòng)。上述結(jié)構(gòu)使兩個(gè)附著面分別為渦的兩個(gè)終止端，初始狀態(tài)下，渦的兩端終止于兩組平行或小角度相交的渦附著面，此時(shí)渦位于兩組面的銳角內(nèi)，逐漸加大兩組面的夾角，渦被誘導(dǎo)，渦的兩端一直終止于兩個(gè)渦附著面上。面的夾角從O至180度時(shí)流體動(dòng)力增加，兩組面相差角度為180度時(shí)獲得最大的流體動(dòng)力，此時(shí)渦位于兩組面的相同側(cè)，由180度至360度時(shí)流體動(dòng)力減小，過程如同鳥拍翅。本裝置的誘導(dǎo)模式可以在較小的能量下提供持續(xù)穩(wěn)定的流體動(dòng)力，優(yōu)于鳥的飛行模式。對于不可折疊翼的飛機(jī)，兩翼之間存在較小夾角時(shí)，兩翼可做為渦附著面，兩翼無需轉(zhuǎn)動(dòng)即可垂直起降。對于可折疊翼飛機(jī)，兩翼打開時(shí)相對轉(zhuǎn)動(dòng)可更快獲得更聞的升力。
[0025]具體的，所述流體動(dòng)力設(shè)備還包括調(diào)節(jié)流體通道面積大小的調(diào)節(jié)器。通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)流體通道面積，從而控制渦的強(qiáng)度。
[0026]具體的，流體通道的周邊為平滑的曲面。
[0027]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述渦控制器包括負(fù)壓發(fā)生器和流體驅(qū)動(dòng)裝置，所述負(fù)壓發(fā)生器設(shè)置在流體通道內(nèi)，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在渦附著面上或渦附著面上方。在負(fù)壓發(fā)生生器作用下，流體向低壓強(qiáng)方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體獲得加速并形成渦流，渦流中心壓強(qiáng)較小，渦附著面的表面流體壓強(qiáng)產(chǎn)生變化，相對于周邊流體壓強(qiáng)，越靠近渦心，流體速度越快，流體壓強(qiáng)越小。流體驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)流體形成渦，可選的，流體驅(qū)動(dòng)方向與指向渦心的方向垂直，優(yōu)選的，渦心與流體通道重合。
[0028]作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，所述渦控制器還包括渦動(dòng)能回收裝置，所述渦動(dòng)能回收裝置設(shè)置在流體通道內(nèi)。通過渦動(dòng)能回收裝置使用流體動(dòng)能提升流體壓強(qiáng)。
[0029]優(yōu)選的，渦動(dòng)能回收裝置為離心渦輪。采用離心渦輪時(shí)，進(jìn)入負(fù)壓發(fā)生器內(nèi)的流體將動(dòng)能傳給渦輪內(nèi)側(cè)，渦輪外側(cè)產(chǎn)生離心力提升流體壓力，渦輪兼做負(fù)壓發(fā)生器和流體驅(qū)動(dòng)裝置，流體流出，在渦附著面產(chǎn)生負(fù)壓，此過程能耗更低，裝置結(jié)構(gòu)更簡單。
[0030]可選的，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置的流體出口貼近或位于渦附著面上。優(yōu)化的，所述流體出口方向平行于渦附著面，并且垂直于指向渦心的徑向線?？蛇x的，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置為非接觸式驅(qū)動(dòng)。流體驅(qū)動(dòng)裝置的流體進(jìn)口和流體出口不是必需的，其可以采用非接觸式的驅(qū)動(dòng)方式。例如，水是導(dǎo)電的，直接采用電磁方式驅(qū)動(dòng)水也可以使得水運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生渦流；空氣中注入導(dǎo)電離子或離子化空氣讓其導(dǎo)電，然后電磁驅(qū)動(dòng)空氣運(yùn)動(dòng)。非接觸式驅(qū)動(dòng)使得設(shè)備表面更緊湊。
[0031]作為本發(fā)明的改進(jìn)，流體動(dòng)力設(shè)備包括多組渦附著面對、流體通道、渦控制器，這些組呈陣?yán)?或組合分布于流體動(dòng)力設(shè)備上。通過這些組合提供更強(qiáng)的流體動(dòng)力，調(diào)節(jié)各流體驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方向、流量、流速，調(diào)節(jié)負(fù)壓發(fā)生器的壓強(qiáng)、流量，調(diào)節(jié)流體通道的大小，調(diào)節(jié)各組相對于流體動(dòng)力設(shè)備的方向，通過這些參數(shù)一個(gè)或其組合的調(diào)整可以使得流體動(dòng)力設(shè)備起降、懸停、加速、平移、翻轉(zhuǎn)。
[0032]基于同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種控制渦流的方法，適用于流體動(dòng)力設(shè)備，包括如下步驟:
[0033]形成渦附著面對，渦附著面對上形成至少一個(gè)流體通道；
[0034]驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)，流體流向流體通道產(chǎn)生渦；
[0035]渦的兩端附著于渦附著面對的兩個(gè)面上，渦附著面表面流體壓強(qiáng)降低，相對于無流動(dòng)，對渦附著面的流體動(dòng)力為負(fù)壓力。
[0036]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0037]本發(fā)明基于鳥的飛行原理和龍圈風(fēng)的原理，設(shè)計(jì)出渦強(qiáng)度更高、更易于控制的渦附著流體動(dòng)力設(shè)備。本流體動(dòng)力設(shè)備誘導(dǎo)渦產(chǎn)生后，從渦心抽離流體，使得渦流體很短時(shí)間內(nèi)形成高強(qiáng)度的渦結(jié)構(gòu)，渦的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的速度環(huán)量近于相等，渦內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)快速下降，渦的兩端閉合于渦附著面上，渦的能量消耗很少，渦能長時(shí)穩(wěn)定，從而提供更強(qiáng)的流體動(dòng)力。本設(shè)備在水中運(yùn)行時(shí)，即使低于水的密度，仍能在水中下降和平移，使得設(shè)備不受地域的限制。本設(shè)備可以疊加在音速或超音速飛行器的機(jī)翼上，使得設(shè)備的適用性更廣泛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第一實(shí)施例的俯視方向示意圖。
[0039]圖2為本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第一實(shí)施例的一種實(shí)施方式的主視方向示意圖。
[0040]圖3為本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第一實(shí)施例的另一種實(shí)施方式的主視方向示意圖。
[0041]圖4為本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第二實(shí)施例的俯視方向示意圖。
[0042]圖5為本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第二實(shí)施例的一種實(shí)施方式的主視方向示意圖。
[0043]圖6為本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第二實(shí)施例的另一種實(shí)施方式的主視方向示意圖。
[0044]圖7、圖8、圖9為本發(fā)明流體動(dòng)力裝置的第三實(shí)施例兩個(gè)附著面相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的主視方向不意圖。
[0045]圖10為圖9的主視方向示意圖。
[0046]圖11為本發(fā)明第四實(shí)施例的主視方向示意圖。
[0047]圖12為本發(fā)明第四實(shí)施例的主視方向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0049]實(shí)施例
[0050]如圖1所示，一種流體動(dòng)力裝置，包括至少一個(gè)渦附著面1，所述渦附著面10上開有一流體通道4，還包括流體驅(qū)動(dòng)裝置2，流體驅(qū)動(dòng)裝置2以流體通道4的中心點(diǎn)為圓心圓周分布于渦附著面10上或渦附著面I上方，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置2的流體運(yùn)動(dòng)方向3與流體驅(qū)動(dòng)裝置2所在圓周上的切線的方向相同，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)，流體流向流體通道4產(chǎn)生渦，渦附著于渦附著面I上，渦附著面10上的流體壓強(qiáng)變化提供流體動(dòng)力。上述結(jié)構(gòu)流體運(yùn)動(dòng)方向3不指向渦心，流體螺旋線流入流體通道4，產(chǎn)生渦，一端附著在渦附著面I上，相對于無流動(dòng)狀態(tài)，渦附著面I產(chǎn)生負(fù)壓力。
[0051]結(jié)合圖1、圖2所示為本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種實(shí)施方式，流體驅(qū)動(dòng)裝置2以流體通道4的中心點(diǎn)為圓心圓周分布于渦附著面I上方，所述流體動(dòng)力裝置還包括負(fù)壓發(fā)生器5，所述負(fù)壓發(fā)生器5設(shè)置在流體通道4的底部。在負(fù)壓發(fā)生生器作用下，流體向低壓強(qiáng)方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)流體獲得加速并形成渦流，渦流中心壓強(qiáng)較小，渦附著面的表面流體壓強(qiáng)產(chǎn)生變化，相對于周邊流體壓強(qiáng)，越靠近渦心，流體速度越快，流體壓強(qiáng)越小。
[0052]結(jié)合圖1、圖3所示為本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一種實(shí)施方式，流體驅(qū)動(dòng)裝置2以流體通道4的中心點(diǎn)為圓心圓周分布于渦附著面I上。所述流體通道4包括設(shè)置于渦附著面I上流體入口及一與流體入口導(dǎo)通的流體出口，所述流體出口貼近或位于渦附著面上。所述負(fù)壓發(fā)生器5設(shè)置在流體入口與流體出口的通道內(nèi)。
[0053]結(jié)合圖4、圖5所示為本發(fā)明的第二實(shí)施例，4個(gè)流體驅(qū)動(dòng)裝置2以流體通道4的中心點(diǎn)為圓心圓周分布于渦附著面10上，并呈對稱分布，4個(gè)流體驅(qū)動(dòng)裝置2的流體運(yùn)動(dòng)方向3均與圓周上的切點(diǎn)的切向方向同一指向，上述結(jié)構(gòu)形成對稱誘導(dǎo)渦模式，4個(gè)流體驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)，流體運(yùn)動(dòng)方向3與指向渦心線垂直，流體螺旋線流入流體通道4，產(chǎn)生渦，一端附著在渦附著面I上，相對于無流動(dòng)狀態(tài)，渦附著面I產(chǎn)生負(fù)壓力。在對稱驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下，渦更易生成和穩(wěn)定，渦心更易與流體通道重合，從而獲得更高的渦強(qiáng)度。
[0054]上述流體驅(qū)動(dòng)裝置2呈中心對稱模式，渦心位于流體通道，在流體驅(qū)動(dòng)裝置2作用下，渦逐漸增強(qiáng)，并向無限遠(yuǎn)處延伸，渦的一端終止于渦附著面1，類似自然界的龍卷風(fēng)，渦心徑向氣流指向流體通道，龍卷風(fēng)徑向氣流離開地面。
[0055]所述流體動(dòng)力裝置還包括渦動(dòng)能回收裝置9，所述渦動(dòng)能回收裝置9設(shè)置在流體通道4的通道內(nèi)，通過渦動(dòng)能回收裝置使用流體動(dòng)能提升流體壓強(qiáng)。
[0056]同樣的，上述流體動(dòng)力裝置也包括負(fù)壓發(fā)生器5，負(fù)壓發(fā)生器5設(shè)置在流體入口與流體出口的通道內(nèi)。
[0057]結(jié)合圖4、圖6所示，所述渦動(dòng)能回收裝置為離心渦輪6。離心渦輪6旋轉(zhuǎn)使得渦輪中心靠近流體通道4的壓力降低，渦輪周邊壓力增加，渦輪同時(shí)成為流體驅(qū)動(dòng)裝置2的流體動(dòng)力來源，驅(qū)動(dòng)流體形成渦。
[0058]采用離心渦輪時(shí)，進(jìn)入負(fù)壓發(fā)生器內(nèi)的流體將動(dòng)能傳給渦輪內(nèi)側(cè)，渦輪外側(cè)產(chǎn)生離心力提升流體壓力，渦輪兼做負(fù)壓發(fā)生器和流體驅(qū)動(dòng)裝置，流體流出，再流向流體通道，在渦附著面產(chǎn)生負(fù)壓，此過程能耗更低，裝置結(jié)構(gòu)更簡單。
[0059]如圖7所示，所述渦附著面I設(shè)有兩個(gè)，所述兩個(gè)渦附著面I同向朝上設(shè)置，該兩個(gè)渦附著面I之間呈一夾角，所述流體動(dòng)力裝置還包括驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)渦附著面I之間的夾角變化的角度驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未示出)。上述結(jié)構(gòu)使兩個(gè)渦附著面分別為對方的渦的兩個(gè)終止端，初始狀態(tài)下，渦的兩端終止于兩組平行或小角度相交的渦渦附著面，此時(shí)渦位于兩組面的銳角內(nèi)，逐漸加大兩組面的夾角，渦被誘導(dǎo)，渦的兩端一直終止于兩個(gè)渦渦附著面上。面的夾角從O至180度時(shí)流體動(dòng)力增加，兩組面相差角度為180度時(shí)獲得最大的流體動(dòng)力，此時(shí)渦位于兩組面的相同側(cè)，由180度至360度時(shí)流體動(dòng)力減小，過程如同鳥拍翅。本裝置的誘導(dǎo)模式可以在較小的能量下提供持續(xù)穩(wěn)定的流體動(dòng)力，優(yōu)于鳥的飛行模式。
[0060]結(jié)合圖7、圖8、圖9，為誘導(dǎo)模式的兩個(gè)渦附著面I先后順序相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的示意圖。初始狀態(tài)下，渦7的兩端終止于小角度相交的渦附著面I，逐漸加大兩組面的夾角，渦7被誘導(dǎo)加長，渦能量增強(qiáng)，渦7的兩端一直終止于兩個(gè)渦附著面上1，負(fù)壓發(fā)生器5提供負(fù)壓，流體通道4抽吸流體，渦心8與流體通道重合，保障渦的強(qiáng)度。過程如同鳥拍翅。本裝置的誘導(dǎo)模式可以在較小的能量下提供持續(xù)穩(wěn)定的流體動(dòng)力，優(yōu)于鳥的飛行模式。該模式能以較少的能量生成流體動(dòng)力。采用此模式可設(shè)計(jì)垂直起飛又可高速運(yùn)動(dòng)的航空器，且不會對起降場地造成破壞。
[0061]如圖10所示，上述兩個(gè)渦附著面I中的任何一個(gè)均以流體通道4的中心點(diǎn)為圓心圓周分布有流體驅(qū)動(dòng)裝置2于渦附著面I上。
[0062]優(yōu)選的，所述夾角為0-180度，所述兩個(gè)渦附著面I在角度驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相對旋轉(zhuǎn)，該兩個(gè)渦附著面相對旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸平行或重合于兩個(gè)渦附著面I的交線。
[0063]具體的，所述流體動(dòng)力裝置還包括調(diào)節(jié)流體通道面積大小的調(diào)節(jié)器(圖中未示出)。通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)流體通道面積，從而控制渦強(qiáng)度。
[0064]具體的，流體通道的周邊為平滑過度的曲面。減少形成的渦旋的阻力。
[0065]如圖11、圖12所示，所述渦附著面包括第一渦附著面11和第二渦附著面12，所述第一渦附著面11為平面，所述第二渦附著面12為錐形面，所述第二渦附著面12設(shè)置在所述第一渦附著面11的中部，所述第一渦附著面11與第二渦附著面12的不同位置均分布有流體驅(qū)動(dòng)裝置2。同樣的，上述流體動(dòng)力裝置也包括負(fù)壓發(fā)生器5，所述負(fù)壓發(fā)生器5設(shè)置在流體通道4的底部。上述結(jié)構(gòu)流體驅(qū)動(dòng)裝置2、負(fù)壓發(fā)生器5、第一渦附著面11、第二渦附著面12、流體通道4成組構(gòu)成陣列，形成渦8的陣列，并使得渦心7與流體通道4重合，通過關(guān)聯(lián)控制(如機(jī)械、電子或其它方式)調(diào)節(jié)流體通道的面積、形狀，或調(diào)節(jié)流體驅(qū)動(dòng)裝置的速度、流量、方向，或調(diào)節(jié)負(fù)壓發(fā)生器的壓力、流量、方向，調(diào)節(jié)流體動(dòng)力的大小、方向，使得裝置可以懸停、翻轉(zhuǎn)、快速移動(dòng)、高加速度，裝置可運(yùn)行于空氣、水等流體中。該實(shí)施例中渦的兩端終止于渦附著面，在提供較強(qiáng)流體動(dòng)力的情況下僅需要少量的能量。采用此模式可以設(shè)計(jì)無需滑跑機(jī)場、安全可靠、低能耗、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的通用航空器。
[0066]基于同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種產(chǎn)生穩(wěn)定渦流的方法，適用于流體動(dòng)力裝置，包括如下步驟:
[0067]形成渦附著面對，渦附著面對上形成至少一個(gè)流體通道；
[0068]驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)，流體流向流體通道產(chǎn)生渦；
[0069]渦的兩端附著于渦附著面對的兩個(gè)面上，渦附著面表面流體壓強(qiáng)降低，相對于無流動(dòng)，對渦附著面的流體動(dòng)力為負(fù)壓力。
[0070]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.具有渦控制裝置的流體動(dòng)力設(shè)備，其特征在于:所述流體動(dòng)力設(shè)備包括至少一個(gè)渦附著面、流體通道、渦控制器，所述流體通道設(shè)置在渦附著面上，渦控制器用于驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)，流體流向流體通道產(chǎn)生渦，渦附著于渦附著面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力設(shè)備，其特征在于:所述渦附著面包含兩個(gè)渦附著面形成對，同一渦的兩端終止于渦附著面對的兩個(gè)面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦附著面對，其特征在于:兩個(gè)面存在夾角，一個(gè)面相對另一個(gè)面轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體通道，其特征在于:所述流體動(dòng)力設(shè)備還包括調(diào)節(jié)流體通道面積大小的調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體通道，其特征在于:通道曲面為平滑的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦控制器，其特征在于:所述渦控制器包括負(fù)壓發(fā)生器和流體驅(qū)動(dòng)裝置，所述負(fù)壓發(fā)生器設(shè)置在流體通道內(nèi)，所述流體驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在渦附著面上或渦附著面上方。
7.根據(jù)權(quán)力要求6所述的負(fù)壓發(fā)生器:其特征在于:所述渦控制器還包括渦動(dòng)能回收裝置，所述渦動(dòng)能回收裝置設(shè)置在流體通道內(nèi)，渦動(dòng)能回收裝置用于使用流體動(dòng)能提升流體壓強(qiáng)。
8.根據(jù)權(quán)力要求7所述的渦動(dòng)能回收裝置:其特征在于，渦動(dòng)能回收裝置為離心渦輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于:流體驅(qū)動(dòng)裝置為非接觸式驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的流體動(dòng)力設(shè)備，其特征在于:流體動(dòng)力設(shè)備包括多組渦附著面對、流體通道、渦控制器，這些組呈陣?yán)?或組合分布于流體動(dòng)力設(shè)備上。
11.一種控制渦流的方法，適用于流體動(dòng)力設(shè)備，其特征在于，包括以下步驟: 形成渦附著面對，渦附著面對上形成至少一個(gè)流體通道； 驅(qū)動(dòng)流體運(yùn)動(dòng)，流體流向流體通道產(chǎn)生渦； 渦的兩端附著于渦附著面對的兩個(gè)面上，渦附著面表面流體壓強(qiáng)降低，相對于無流動(dòng)，對渦附著面的流體動(dòng)力為負(fù)壓力。
【文檔編號】B64C23/06GK103754354SQ201310726819
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】韓軍, 韓子飛 申請人:韓軍