在其中螺旋桨(2)用于在弯曲的顶盖(1)上引导径向空气喷流的类型的飞行器中，顶盖被成形为将空气流动从径向方向转向到轴向方向以生成升力。从螺旋桨流动的空气趋向于根据其速度而在顶盖表面上遵循复杂的旋转轨迹而不是笔直的路径，且本发明专利技术由旋转运动可在升力上具有不利影响这一命题引起。本发明专利技术建议使用机翼控制表面(6)，其在升力生成表面(1)的上游并远离径向方向朝向从推进器流出的流体流动方向或与之一致或在其之外而倾斜。通过使用本发明专利技术，流体流动可以在到达升力生成表面之前从具有周向分量的方向朝径向方向重新定向。由此发现可能提高升力并还可能防止反向旋转。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及设计为运动通过流体表面或在流体表面上运动的飞行器。其被认为主要地关于空中飞行器和导弹来使用，但是支持本专利技术的理论可等同地用于例如潜艇。
技术介绍
本专利技术出现在螺旋桨用于在弯曲的顶盖上引导空气径向喷流的类型的飞行器设计中。顶盖成形为使气流从径向方向转向为轴向方向以产生升力。本专利技术涉及增加升力的问题。例如从US5203521中知道，在此类型的推进装置中，螺旋桨的转动也趋向于产生顶盖的不想要的转动。US5203521涉及具有上部导流器的航空器，导流器将空气从螺旋桨导流到环状主体上。导流器通过形成扰流板的间隔件或支柱支撑在环状主体上，扰流板设计为向来自螺旋桨的空气提供运动的周向分量以抵消由推进器引起的旋转。因为US5203521 假定来自螺旋桨的空气遵循径向方向，所以扰流板或支柱具有倾斜的上游部分，如果远离径向，则在与流动方向相反的方向上。在US5803199中，不需要的转动使用位于顶盖的升力生成表面上的调整叶片抵消。更近地，如W0/2006/1005^中所述，已经意识到，从螺旋桨流动的空气往往会根据其速度而在顶盖表面上遵循复杂的旋转轨迹，而不是在竖直轴向平面内的笔直路径。 W0/2006/100526描述了一种技术，通过该技术，此现象与顶盖上的垂直尾翼结合可用于防止上述的反向旋转。专利技术概述本专利技术由上述旋转运动可能对升力具有不利影响这一命题引起。根据本专利技术的第一方面，提供一种柯恩达飞行器(Coanda craft)，其包括用于产生流体喷流的推进器和用于引起喷流流过升力生成表面的机构，升力生成表面被成形和设置成引起喷流从径向方向朝轴向方向转向，飞行器包括机翼控制表面和用于调节后者以防止或控制推进装置(vehicle)的旋转的机构，其特征在于，机翼控制表面的至少一部分定位在升力生成表面的上游，且机翼控制表面的上游部分远离径向方向朝向从推进器流出的流体的流动方向或与从推进器流出的流体的流动方向一致或在从推进器流出的流体的流动方向之外而倾斜。通过使用本专利技术，流体流动在到达升力生成表面之前从具有周向分量的方向朝径向方向重新定向。由此发现可能提高升力并还可能防止反向旋转。还已经发现，使叶片定位在上游允许使用比当叶片定位在升力生成表面上的下游时所需的小的叶片运动来实现转动作用的控制。需要在较大数目的机翼控制叶片(以最大化其在将气流朝着径向方向转向上的效率)和较小的数目(以最小化阻力)之间作出平衡。可能存在一些情形，在这些情形中最好使相对小数目的叶片成形为将流动转向至径向并超过径向，以补偿其减小的数目。在本专利技术的优选实施方式中，飞行器包括关于推进器周向延伸以限定推进器位于其中的管道的护罩。叶片可执行双重功能，作为将护罩支撑在限定升力生成表面的顶盖上的支柱。为了旋转叶片的铰接部分，飞行器可能设有致动系统，致动系统可以是带驱动的， 其中每个铰接叶片具有带接合机构以与带接合。致动系统可包括设置为驱动不同组叶片的多条带。带可用于控制围绕顶盖有选择地隔开的叶片，使得在一条带驱动失效的情形下，飞行器仍然可以具有充分的稳定性以安全着陆。在叶片用于控制俯仰(Pitch)和滚动的地方，多组叶片可限制到顶盖的不同部分。附图简述本专利技术现将参照附图通过示例的方式描述，其中附图说明图1是垂直起飞航空器的透视图；图2是图1垂直起飞航空器的透视切断视图；图3A和;3B是具有和不具有叶片6的垂直起飞航空器的平面图；图4是图1航空器的侧正视部分剖面图；图5是垂直起飞航空器的透视图，其中铰接叶片使用带驱动操作；图6是图5所示飞行器的放大视图，其中去除了护罩；图7是飞行器的平面图，阐示叶片的放置以实现飞行器的滚动或俯仰；图8是叶片盒的透视图；以及图9是阐示为接收图8叶片盒而成形护罩和顶盖的分解侧视剖面图。专利技术详述参照附图，显示具有顶盖1和轴向螺旋桨2的垂直起飞航空器，顶盖1限定双凸曲率的空气动力学表面，在此特定示例中，如图1所示，螺旋桨2逆时针驱动。螺旋桨2通过未阐示的、容纳在顶盖1内的发动机或马达驱动。护罩3支撑在顶盖的上方并围绕螺旋桨2周向延伸，以限定螺旋桨2容纳其内的管道。空气沿着由线X-X指示的轴线从顶盖的上方吸入螺旋桨2，并如箭头4所示在顶盖的弯曲表面上方作为喷流排出。由于柯恩达效应，喷流遵循顶盖1的弯曲，从螺旋桨的垂直于轴线X-X的平面转向到轴线方向；而且喷流最终在顶盖的下边缘5处从顶盖表面分离。喷流朝着垂直轴线的此转向产生垂直的升力。由于螺旋桨2的旋转运动，从其排出的空气具有在较大螺旋桨速度时较大的周向速度分量。如图3A所示，此周向分量或旋转角具有从径向方向为θ的大小。螺旋桨2在逆时针方向的旋转由于反作用而引起倾向于以顺时针方向旋转顶盖1 的相应力矩。如果不进行矫正作用，则这将导致顶盖1不受控制地旋转。关于螺旋桨2周向间隔开的叶片6插入护罩3和顶盖1之间。如图2最清晰地可见的，每个叶片6包括定子叶片6Α和铰接叶片6Β。定子叶片6Α用作支柱，护罩3在其上固定到顶盖1。铰接叶片6Β径向远离螺旋桨2地铰接到定子叶片6Α的自由端。如图:3Β所示，定子叶片6Α具有弯曲的轮廓，以限定远离如线Y-Y所示径向方向倾斜的上游部分6C和基本径向的下游部分6D。上游部分6C定向为以在螺旋桨2的退出点且当螺旋桨以其最大运行速度运行时，与旋转角q对齐。如由气流线F所示的效应，即来自螺旋桨的空气被定子6A改变方向，使得其基本径向地通过顶盖1的升力生成部分流动。使用本领域技术人员已知的方法通过试验可确定的旋转角θ还被发现随着在顶盖表面1上方的距离而变化。这通过选定定向角来说明，该定向角位于顶盖表面处的旋转角和在相应于叶片高度，典型地还是护罩3和顶盖1之间间距的距离处的旋转角之间。试验显示，与径向方向的最佳定向角将依赖于推进器几何形状、旋转速度和定子叶片的径向位置。明显地在零度以上的任意角度将提供优点，但在10°和25°之间且优选地在15° 和21°之间在多数情况下有可能是最好的，理解到，目的是使该角度与螺旋桨的旋转角相匹配。在较低螺旋桨速度时，叶片6的改进性能通过提供具有较宽“泪滴”轮廓的定子6A 的前部部分来实现。此周向升力的强度可通过使用现将描述的调节机构改变叶片的铰接部分6B的位置来调节。参照图4，光学陀螺仪或压电陀螺仪7产生输出信号，该输出信号指示飞行器关于其轴线X-X相对于其在启动上设定的一些基准方向的旋转速度。这在8处与如操纵机构9 所示飞行器想要面对的方向相比较。比较器8的输出是错误信号，该错误信号用于控制容纳在通过控制杆11附接到铰接叶片6B的护罩内的机械致动器10 (只显示一个)。每个致动器10在顺时针方向或逆时针方向上驱动与其相关的铰接叶片6B，结果是顶盖被允许以顺时针方向旋转或者适当地在箭头8的相反的逆时针方向上驱动。每个叶片6B以完全相同的方式控制。图5和6阐示具有带驱动的致动机构的飞行器。飞行器具有顶盖1、螺旋桨2和形成围绕螺旋桨2的管道的护罩3。护罩3通过定子6支撑在顶盖上。如图5中可见，护罩3 的壁是弯曲的以形成容纳致动系统的周向通道。护罩3的下边缘设有向上指向的周向唇缘 3A。护罩3的上边缘设有向外延伸的周向唇缘;3B。板(未示出)可固定到唇缘3A、3B以形成封装致动系统的护罩的外壁。致动系统包括两个有齿带12A、1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李·惠彻，史蒂文·波特，霍尔格·巴宾斯基，西蒙·麦金托什，
申请(专利权)人：艾希尔有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。