一種可產生更大升力的飛行器機翼剖面結構的製作方法

2023-05-14 11:11:56

專利名稱：一種可產生更大升力的飛行器機翼剖面結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種飛行器機翼的剖面結構對於飛行器的機翼剖面，現在已被提出或已被使用的類型較多，最主要的有上弓下平或上弓下凹等剖面特徵的低速翼型，以及雙弧型、菱型、半菱型、去脊菱型、尖劈型等一些不同的其它結構類型，這些不同翼剖面結構儘管剖面的形態結構特徵各不相同，但其共同的特徵是使用常用高度、常用速度、常用載重平飛時，機翼上表面的最高點一般比較靠近機翼中部方向，而不在機翼的翼尖部位。
本發明的目標，就是要提出一種機翼升力更高、翼載比更大、以及各種性能更佳的機翼剖面結構。
為了實現以上目標，本發明提出的機翼剖面結構是，機翼上表面結構為相對比較平緩的低平曲線狀，並且在以常用高度、速度、載重平飛時，機翼表面一般以前部翼尖部位附近高度最大，向後高度下降，而下表面則為類廣角三角式曲線狀，其中前半部分下表面為向斜後下方延伸的流線面或直線面，後半部分下表面則是為近水平面或向上下彎曲度很小的曲線面，並一直向後延伸到機翼後部翼尾與上表面相交。此外為防止在拉大迎角時飛機產生失速，本發明機翼的後部，還可設計一種可各自獨立動作的雙層襟翼、縫翼等結構，以便在飛行器以較大迎角上升時，適當上翻翼尾的上襟翼，從而使機翼上表面的負壓氣流層可不至於過厚，而產生很強的向前內卷渦流，這樣就可防止或減輕失速危害了。
此外本機翼增大升力的原則與結構方式，同樣也可應用於對現有飛機機身結構的改造。在將機身由現在的一般為下平上弓方式，改為下弓上平或下部遠比上部弓起更多，並且同時適當修改縱切面以減少機身高度與加大機身寬度時，更是可極大提高升力。
本發明在採用以上方法製成時，位於機翼前方的所有空氣分子，全都會由於機翼不斷向前移動過程的下壓作用，而不斷提高密度壓力的同時，沿機翼下表面不斷向後移動(見圖3)。從而對機翼產生遠比正常氣壓作用於機翼水平下翼面時高許多倍的較大抬升作用力，所以本機翼下部氣流對機翼的抬升力，絕對要比現在已提出的各種翼型大得多。而本機翼上部由於從翼尖開始高度就不斷降低，而向後流過的又是沒有像現有機翼那樣得到增壓增密處理的較低壓力空氣，並且其在後流時會不斷減壓到比常壓低出許多，這樣又會在整個機翼上表面形成負壓上吸作用力，並且作用強度也比各種現有自然翼型更強，自然其整體升力特徵就會是遠遠高於現有其它翼型了，在本機翼的後部如果再輔以雙層後緣襟翼，以便消除或減輕失速危害，其飛行使用性能就更為優秀了。本人在這裡提到的增加升力原理，雖然和一些傳統理論完全不同，但事實上應更符合客觀實際，其原因關鍵是由於人們在分析機翼產生升力的原理時，往往會忽略了機翼在產生升力時必須存在的衝角的作用，而考慮到衝角的作用時，升力的形成就以本專利內敘述的原理更合理了。
下面就結合附圖對本發明機翼的特徵及與實施有關問題進行一下論述。
附圖中

圖1是翼尖上部有一個很小凸起的本機翼結構圖2是本機翼的另一種剖面結構3是機翼上下的空氣密度、壓力分布與流動特徵圖(流線密集時表明密度和壓力高，反之密度和壓力下降)本機翼下表面的前半部分，可以為向斜後下方延伸的直線面，也可是流線式面，並且其流線面的曲線彎曲度及直線面的傾角，可以隨飛行器常用速度的大小不同而表現不同，總的來說傾角和曲線彎度應隨設計速度增大而減小。
本機翼後半部的下表面，可以是飛行器以常用速度、高度平飛時，為近水平直線延伸的直線面或下彎曲線面，也可是後部向上彎曲的曲線面。這三種方式中，可能以飛行器常速常高平飛時，為近水平直線面時，實用性最強，因為當後半部上彎時，雖可減阻，但機翼舉力也同時大減，而後部不斷下彎時，則迎風阻力大大增大，只有後半部近水平時，可能有利於即大大增加舉力又不強烈增加阻力。
本發明機翼上表面的向下彎曲度，可以從先到後一直不變，也可前半部較小，後半部較大，並且機翼前部上表面的翼尖部位，還可相對後部上表面略有較小抬升，形成如圖1一樣的較小臺階狀，這樣的臺階狀前部抬升，如和前部上表面彎曲較小而後部彎曲下降幅度較大相互結合，則更有利於機翼上表面在增加負壓吸力的同時，減輕在大迎角狀態時的失速危害。
本發明機翼後部的上下二個襟翼、縫翼等結構，可使用包括襟翼、縫翼等任何結構組合方式，其中上部後緣襟翼如制為普通型而下部後緣襟翼制為福氏襟翼，可能更為有利，這樣一來在要快速大迎角上升時，下部福氏襟翼下放以施加一個向上作用力，而上部襟翼反向上翹以防止上翼面的氣流分離，上襟翼和下福氏襟翼之間的縫隙則有氣流流過，以防止三角狀張開的上下二襟翼間形成負壓，這樣就即可在一定幅度增大飛行迎角條件下並不引起失速，又可充分發揮後緣襟翼的效益了，特別是在同時使用前後緣襟翼，並且為了增加上仰飛行強度而上翹前緣襟翼時，這種後緣上襟翼上翹對防止機翼上表面發生氣流分離而引起失速就更是作用巨大了。另外，在同時使用前後襟翼條件下，上部用普通上翻襟翼，後部用可開啟式縫翼也是一種較好方法。
權利要求
1.一種可產生更大升力的飛行器機翼剖面結構，其特徵在於，當飛行器以最常用速度、高度、載重進行平飛時，機翼的上表面一般以翼尖附近部位高度最高，從翼尖向後到翼尾，從整體上看高度為一般為幅度相對較小的不斷下降，而機翼下表面則為類廣角三角狀曲線式結構，其前半部為從翼尖向斜後下方延伸的直線或流線型，再向後轉為以近水平直線狀向上下方彎曲的曲線狀延伸到翼尾，與上翼面末端相交。從而從整體上形成一種類似已打開摺扇式的廣角三角狀剖面形態特徵。
2.如權利要求1所述的機翼結構，其特徵是機翼後部的後緣，具有可各自獨立運動的上下二層襟翼、副翼或縫翼等結構。
3.如權利要求1所述的機翼結構，其特徵是機翼後部只有單獨的一套後緣襟翼、縫翼等結構。
4.如權利要求1、2、3所述的機翼結構，其特徵是機翼上部的翼尖部位，相對後部翼面有一很小的臺階式向上突起，其後的前半部上翼面向後逐漸沉降的幅度較小，後半部則沉降幅度增大。
全文摘要
本發明對現有機翼的改進,最主要是在飛行器以最常用速度、高度、載重平飛時,將機翼上表面的最高點移到翼尖附近,向後高度下降,機翼下表面則為類廣角三角狀,並且前半部從翼尖開始以直線面或流線面向斜後下方延伸,後半部轉為以近水平直線或向上下方彎曲曲線,延伸到翼尾與上表面相交,這樣的翼型如再輔以在機翼後部安裝雙層後緣襟翼,就可達到在大大提高舉力同時,又使機翼失速衝角極大幅度增大目的。
文檔編號B64C3/00GK1353070SQ0013309
公開日2002年6月12日 申請日期2000年11月12日 優先權日2000年11月12日
發明者郭宏斌 申請人:郭宏斌