具有羽翼翼形的涡轮式飞盘制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有羽翼翼形的涡轮式飞盘，按国际专利技术分类为A63H?27/127玩具飞陀螺。将两个以上的旋翼均布于盘面。由于采用了羽翼的涡状翼形，所以在飞行的过程中飞盘按照设定的旋转方向自旋飞行时，旋翼与空气相作用会产生像鸟类飞行时的气动效果，在旋翼的下面和上面产生压强差，形成升力。而在耗尽惯性动能后在其坠落过程中，旋翼又利用势能继续与空气相作用产生升力，以减缓降落过程。所以，本实用新型专利技术被定名为具有羽翼翼形的涡轮式飞盘。与竹蜻蜓、飞盘和飞去来器相比，在科技性和趣味性方面都有质的提升，可以在娱乐中普及科技知识。本实用新型专利技术设计了两种器型，一型适宜直升玩法，二型适宜平飞玩法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种益智娱乐玩具一具有羽翼翼形的涡轮式飞盘，按国际专利技术分类为A63H 27/127玩具飞陀螺
技术介绍
竹蜻蜓，在公元前一千五百年的商朝就已出现在中國的西南地區，现在世界各地已广为流行。因为科学技术的进步和广大爱好者的参与改良，竹蜻蜓早已有了各种变异，它可以飞得更高留空时间更长，增强了它的娱乐性。飞盘，近五十年又出现了飞盘风靡世界经久不衰，使人们娱乐的同时还锻炼了身体。飞去来器，一种曾作为澳大利亚一些地区土著人的狩猎工具，掷出后可以利用空气动力学原理飞回来的打猎用具。·本技术具备了以上三种器物各自的特点，它们是对本技术的理解、检索、审查有用的技术。它们的原理已广为人们所公知，故不再引证文献资料。由于本技术将羽翼翼型的旋翼安排在飞盘上，所以飞盘飞翔的特性变得更加突出，将飞得更高、飞得更远、留空时间长，回得来而且落得稳，趣味性更强。
技术实现思路
要解决的技术问题I.要解决留空时间短；2.要解决飞行姿态不平稳、不流畅；3.要解决玩法单一，趣味性不持久。4.要解决科技层次不高，而且不够丰富，使寓教于乐难于凑效。技术方案技术基础本技术的核心技术来自以鸟类羽翼扑击空气产生升力和推力的扑翼空气动力学，将鸟类飞行时羽翼与空气相作用的空气动力学现象重现在涡轮式飞盘的旋翼上，来达到提高飞盘的飞行效果，增加趣味性，通过娱乐活动普及科学技术知识。简单介绍一下扑翼空气动力学。在研究鸟类羽翼的过程中发现它们共同的特点，即翼下面都有一个穹隆，翼的上面都有一条凸起的翼脊。由于鹰、鹤、雁、鸽、雀等各种鸟类的羽翼々形均不尽相同，使我们无从得到标准羽翼々形的各项参数，只好在今后的实验阶段再作进一步的研究，现在根据它们翼形的共同的特点总结设定了最初进行实验的翼形特征，并约定相关部位的名称，如图I所示翼下面的穹隆和与之对应，翼上面的翼脊应该位于前半部分的中部，即1/4分切点前后，穹隆高度约为翼弦长度的5% 15%，穹隆的前面与翼脊的前面都是由弧线向前缘自然过渡，穹隆的后面被称作迎面，它与翼脊的后面都是以弧线自然过渡为直线向后缘连接。研究过程中，还始终明确必须首先搞明白扑翼空气动力学原理，然后依照飞行理论的指导去探寻人类的扑翼飞行解决之道。首先将羽翼与空气相作用的几种情况进行了分析，现将其中四种比较典型的情况介绍如下第一种，大型鸟类上下扑动翅膀平跑起飞最初的情况，如图2所示。羽翼的翼弦与空气呈90°相作用，我们看到穹隆的前、后面(迎面)是角度不同而相向的两个斜面，当空气压向穹隆时，与空气接触角度小的斜面(前面)最先被空气挤入，于是在两个斜面之间形成了压缩气室，在后续气流作用下产生了多米诺骨牌效应，压向穹隆的空气全被推向后缘，在后缘逸出时形成推力。这一分析也是对“为什么扑翼扑击出来的空气具有方向性”的解释。羽翼的扑击同时使翼上面产生负压，上下翼面的压強差即是升力。分析显示了翼弦是进气口，后缘是出气口，进、出气口的口径与气流速度成反比。第二种，鸟类进入定常飞行状态的分析，如图3所示，定常飞行中羽翼与气流相作·用的分析是依飞行速度线和扑击速度线复合而成的复合速度线进行的，是扑翼飞行中切实显示产生升力和推力的最基本的扑击气动分析图，它显示了羽翼是如何将与飞行速度相同、方向相反的气流加速成为推力的，与图2相比“进气口”的形状有了很大改变，进气量也有增加。第三种，鸟类进入滑翔飞行状态的分析，如图4所示，滑翔中的飞鸟展开双翼与气流作用，此时它要借自身重力不断降低高度来增加双翼与气流的作用，所以虽然保持着平飞的姿态，取得的却是一条由高而低的飞行轨迹。说明穹隆的迎面与气流作用并受到后续气流的挤压，气体从后缘挤出时仍然形成推力。另外，飞鸟借助上升气流也可以提升自己的滑翔高度。第四种，垂直起降的气动力分析，如图5所示，当鸟儿需要垂直起飞时，它会一跃而起竖立着身体两翼水平方向前后奋力疾速扑击空气，驱使压缩气体按一定方向从扑翼前缘向后缘移动的关键仍然是穹隆的前面，略为小的接触角度使从前面进入的空气将整个气室的空气推向后缘并挤出，形成推力。与第一种情况的不同只在于体位和方向不同，速度和力度不同，穹隆处的气动力原理是完全一样的。与其它几种飞行状态不一样，这时的推力和升力相重合成为一个力，我们叫它推升力，推升力大于重力时起飞；推升力等于重力时悬停；推升力小于重力时降落。从气动分析图上可以看到它所形成的进气口与翼弦重合，出气口仍然是后缘，说明空气被最大限度地加速了，也说明它需要最大的扑击力度，并且所产生的克服自身重力的推升力也相当强劲。综上我们获得了 “扑翼空气动力学”理论性初步认识I、在扑翼飞行过程中无论是起飞、常飞、滑翔或垂直起降等，哪一种飞行状态，扑翼都与气流相互作用产生升力和推力。2、从空气动力学分析图上可以观察到在扑翼下面的穹隆处形成压缩气室，气流由“进气口 ”进入到气室，被加速后从“出气口”逸出时形成直接推力，扑翼扑击空气是扑翼作为发动机直接将空气加速产生反作用推力的过程；3、在扑翼上面向上凸起的“翼脊”处，依流体连续性定理和伯努利定理，气流速度加大，从而使上表面的压强减小。由于扑翼上面压强小，下面压缩气室压强大，两者之差就形成了升力。方案设计涡轮式飞盘抛出时旋转的惯性力使飞盘盘面上的涡轮像直升机的旋翼与空气相作用一样产生升力，惯性力消失后涡轮式飞盘上的涡轮又利用所获得的势能在降落的过程与空气继续作用产生升力，减缓降落速度。旋翼上接近外环的位置压强大，接近内环的位置压强小，所以设计了隔墙将旋翼进行分区。涡轮式飞盘将竹蜻蜓、飞盘和飞去来器的特性集于一身，而且又添加了羽翼翼型的旋翼与空气相作用产生升力和推力的新技术。并且仍然可以按照它们以前的方法玩或使用，需要提醒使用者的是涡轮式飞盘的飞行须要其依照旋翼与空气相作用的固有旋转方向自旋，否则旋翼不与空气相作用，是完全没有飞行效果的。涡轮式飞盘可以有三种玩法I.像竹蜻蜓一样用双手搓动轴杆，其运动方向向上；2.单手抛出，离手时带动其自转，其运动轨迹从高度上说是抛物线，从平面看是一 个椭圆形；3.用工具带动轴柄使其以更高的速度自转，例如以拉动缠绕于轴杆上的绳索、拉动咬合于轴杆上齿轮的软齿条等方法。涡轮式飞盘有两种器形设计涡轮式飞盘两种设计的共同特点是有完全一样的涡轮，涡轮则是由数目不等的羽翼翼型的旋翼均布于飞盘一周而成。这些旋翼取定常飞行中羽翼与气流相作用的角度——迎角，它大约是3°至8°。这一合适的数据应该在试验后得出。这里将会出现一个问题，就是当飞行中飞盘初始的惯性旋转力消失之后，旋翼的迎角所产生的阻力使飞盘停止了旋转发生坠落。为了防止这种情况发生，需要将对应的一对或两对旋翼安排成小迎角，使它产生的推力多于它所产生的升力，保证飞盘一直处于旋转状态。或者，将每一片旋翼外端的一段安排成小迎角产生推力，而所有的旋翼都以相同的迎角进行安装。像飞盘或飞去来器一样平飞玩法的涡轮式飞盘中心留空没有轴柄，其外环直径在300mm左右较为适宜，称其为一型飞盘，见图6。像竹蜻蜓一样直升玩法的涡轮式飞盘中心置轴柄，其外环直径在200mm左右较为适宜，称其为二型飞盘。见图7;在商业运作中也可以设计成一物两用的套装商品，但是直径不宜过大，应趋近二型。有益效果扑翼空气动力学告诉我们扑翼与空气相作用使扑翼的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞盘，同其它飞盘一样有盘子一样的形状，而且具有较坚固的外缘，其特征在于外缘在这里形成了外环，接近中心的位置设有一个内环，在内外环之间均布着两个或两个以上的旋翼。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾惠群，
申请(专利权)人：顾惠群，
类型：实用新型
国别省市：