專利名稱：撲翼飛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及撲翼飛機(jī)，具體地說，主要涉及改進(jìn)了機(jī)翼結(jié)構(gòu)及撲翼可相對(duì)機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)的撲翼飛機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)飛機(jī)的飛行是根據(jù)機(jī)翼在翼型剖面的上下形狀差異，靠飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)為飛機(jī)帶來的速度在機(jī)翼的上下表面產(chǎn)生壓力差而產(chǎn)生升力，以帶動(dòng)傳統(tǒng)飛機(jī)克服地心引力來上升的。而撲翼飛機(jī)是依靠模擬鳥類“翼”的煽動(dòng)，在“翼”的下表面瞬間產(chǎn)生正壓力，而“翼”的上表面同一瞬間產(chǎn)生負(fù)壓力而產(chǎn)生升力，以帶動(dòng)載荷克服地心引力來上升的。飛行器的“翼”可煽動(dòng)可靜止?！耙怼碧幱谏縿?dòng)過程中，撲翼飛機(jī)等同于雁、鷹、鴿、雀等飛禽類在飛翔時(shí)的狀態(tài)翼”處于伸展的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，撲翼飛機(jī)等同于雁、鷹、鴿、雀等飛禽類的滑翔狀態(tài)，也等同于滑翔機(jī)的飛行狀態(tài)。公開號(hào)為CN1288426A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種撲翼飛機(jī)，包括機(jī)艙、機(jī)翼、尾翼、起落架、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)。所述的機(jī)翼包括一對(duì)上直翼及一對(duì)撲翼設(shè)在機(jī)艙的上方，所述的上直翼與撲翼通過撲翼支撐框架與機(jī)艙相連，所述的上直翼設(shè)在撲翼支撐框架的頂部，而所述的一對(duì)撲翼在所述的撲翼支撐框架的兩側(cè)向外延伸，所述的撲翼由主中梁端部的凹形球關(guān)節(jié)與支撐框架上傳動(dòng)裝置上的凸形球關(guān)節(jié)相連接構(gòu)成球關(guān)節(jié)，在傳動(dòng)系統(tǒng)的作用下成弧形上下?lián)鋭?dòng)。然而，該撲翼飛機(jī)的撲翼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，撲翼的操縱系統(tǒng)也較復(fù)雜。一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí)是，在飛行姿態(tài)的調(diào)整和飛行的機(jī)動(dòng)性上，鳥類遠(yuǎn)優(yōu)于人類目前制造的各種飛行器，因此，在提高飛行姿態(tài)調(diào)整的操控性和飛行機(jī)動(dòng)性方面，也是本發(fā)明的目的之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供撲翼結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、更接近于鳥類飛行的撲翼飛機(jī)； 本發(fā)明的另一目的是提供飛行姿態(tài)操縱系統(tǒng)簡(jiǎn)單的撲翼飛機(jī)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明提供的撲翼飛機(jī)包括機(jī)身、撲翼系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)，撲翼系統(tǒng)的基座與機(jī)身連接，撲翼自翼根向機(jī)身左右兩側(cè)延伸至翼梢地成對(duì)設(shè)置。從撲翼的主翼面上方俯視，撲翼由縱橫排列的多個(gè)單元塊構(gòu)成，每一單元塊與相鄰單元塊之間都通過可在垂直于主翼面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的翼鉸連接，翼鉸可在上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力系統(tǒng)的執(zhí)行件鉸接在基座上，且輸出端鉸接在靠近翼根的一個(gè)單元塊上，每一翼鉸上裝有迫使其處于上止點(diǎn)位置的彈性件。由該方案可見，由于將撲翼在主翼面上設(shè)計(jì)成由多個(gè)縱橫排列的單元塊，且每一單元塊與相鄰單元塊間通過僅可在上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間轉(zhuǎn)動(dòng)的翼鉸連接，動(dòng)力系統(tǒng)的輸出端帶動(dòng)靠近翼根的一個(gè)單元塊撲動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)將依次向相鄰單元塊傳遞至翼梢，形成整個(gè)撲 翼的仿鳥翼?yè)鋭?dòng)，彈性件的設(shè)置使得撲翼在撲動(dòng)過程中能盡快恢復(fù)到展開狀態(tài)。且結(jié)構(gòu)較現(xiàn)有技術(shù)簡(jiǎn)單。進(jìn)一步的方案是在翼展方向上，近翼根處的彈性件的恢復(fù)力大于遠(yuǎn)翼根處的彈性件的恢復(fù)力。在同一翼型剖面上，近翼中間單元塊處的彈性件的恢復(fù)力大于遠(yuǎn)翼中間單元塊處彈性件的恢復(fù)力。使得撲翼回復(fù)到展開狀態(tài)的過程更類似于鳥類。更進(jìn)一步的方案是基座通過相互垂直的第一鉸和第二鉸與機(jī)身連接，第一鉸使得撲翼系統(tǒng)可以相對(duì)機(jī)身的縱向左右轉(zhuǎn)動(dòng)，第二鉸使得撲翼系統(tǒng)可以相對(duì)機(jī)身的橫向左右轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然，這與單獨(dú)依靠垂直尾翼與水平尾翼來控制撲翼飛機(jī)的左右轉(zhuǎn)彎和俯仰相比，本方案的機(jī)動(dòng)性更佳。還有，如果在動(dòng)力系統(tǒng)的兩端并聯(lián)有平衡儲(chǔ)能彈簧，還可以相對(duì)降低動(dòng)力系統(tǒng)的能源消耗。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明提供的另一撲翼飛機(jī)包括機(jī)身、撲翼系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)。撲翼系統(tǒng)的基座與機(jī)身連接，撲翼自翼根向機(jī)身左右兩側(cè)延伸至翼梢地成對(duì)設(shè)置。從撲翼的主翼面上方俯視，撲翼由縱橫排列的多個(gè)單元塊構(gòu)成，每一單元塊與相 鄰單元塊之間都通過可在垂直于主翼面的方向的翼鉸連接，動(dòng)力系統(tǒng)的執(zhí)行件鉸接在基座上，且輸出端鉸接在靠近基座的一個(gè)單元塊上；每一翼鉸上裝有驅(qū)動(dòng)翼鉸轉(zhuǎn)動(dòng)的助力缸。由該方案可見，采用助力缸來驅(qū)動(dòng)單元塊動(dòng)作,還具有功率大、運(yùn)行可靠的額外優(yōu)點(diǎn)，特別適用于中、大型的撲翼飛機(jī)。進(jìn)一步的方案是各助力缸發(fā)力的時(shí)序及行程由操縱系統(tǒng)中的控制電路控制。在翼展方向上，近翼根處的助力缸發(fā)出的力大于遠(yuǎn)翼根處的助力缸發(fā)出的力。在同一翼型剖面上，近翼中間單元塊處的助力缸發(fā)出的力大于遠(yuǎn)翼中間單元塊處助力缸發(fā)出的力。這也同樣可以使得撲翼回復(fù)到展開狀態(tài)的過程更接近于鳥類。更進(jìn)一步的方案是撲翼系統(tǒng)的基座通過相互垂直的第一鉸和第二鉸與機(jī)身連接，第一鉸使得撲翼可以相對(duì)機(jī)身的縱向左右轉(zhuǎn)動(dòng)，第二鉸使得撲翼可以相對(duì)機(jī)身的橫向左右轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然，這與單獨(dú)依靠垂直尾翼與水平尾翼來控制撲翼飛機(jī)的左右轉(zhuǎn)彎和俯仰相比，本方案的機(jī)動(dòng)性更佳。還有，如果在動(dòng)力系統(tǒng)的兩端并聯(lián)有平衡儲(chǔ)能彈簧，還可以相對(duì)降低動(dòng)力系統(tǒng)的能源消耗。


圖I是本發(fā)明撲翼飛機(jī)自首向尾視的結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I的俯視 圖3是本發(fā)明撲翼飛機(jī)的撲翼動(dòng)作在翼展方向上的示意 圖4是本發(fā)明撲翼飛機(jī)的撲翼在翼剖面方向上處于展開狀態(tài)的示意 圖5是本發(fā)明撲翼飛機(jī)的撲翼在翼剖面方向上處于卷曲狀態(tài)的示意 圖6是第一種翼鉸處于上止點(diǎn)位置的結(jié)構(gòu)示意 圖7是第一種翼鉸處于下止點(diǎn)位置的結(jié)構(gòu)示意 圖8是第二種翼鉸的結(jié)構(gòu)示意 圖9是第一鉸與第二鉸的結(jié)構(gòu)示意 圖10是本發(fā)明撲翼飛機(jī)在第一鉸動(dòng)作時(shí)作右轉(zhuǎn)時(shí)的示意圖；圖11是本發(fā)明撲翼飛機(jī)在第二鉸動(dòng)作時(shí)作俯沖的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。第一實(shí)施例
參見圖I、圖2，在本實(shí)例中，一對(duì)撲翼2的翼根23通過撲翼系統(tǒng)的基座6連接在機(jī)身I上，并向機(jī)身I左右兩側(cè)延伸至翼梢24。可以理解的是，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，撲翼2也可以有兩對(duì)以上。動(dòng)力系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)身I內(nèi)，在圖2中可見撲翼2的主翼面的平面投影，撲翼由縱橫排列的多個(gè)單元塊22組成，每一個(gè)單元塊22與相鄰的單元塊22之間由翼鉸21連接，每一翼鉸21都可在上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間轉(zhuǎn)動(dòng)，使得翼鉸21可在垂直于主翼面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)例中動(dòng)力系統(tǒng)的執(zhí)行件為一對(duì)可同時(shí)動(dòng)作的液壓缸3,液壓缸3 的基座鉸接在基座6上，缸頭則鉸接在靠近基座6的一個(gè)單元塊22上；液壓缸3屬于撲翼系統(tǒng)之一部分，通過柔性管路與機(jī)身內(nèi)的動(dòng)力系統(tǒng)連接。圖1、2所示的狀態(tài)中，撲翼2處于最大展開狀態(tài)，在此狀態(tài)下，每一翼鉸21都位于上止點(diǎn)位置，并且并聯(lián)在液壓缸3上的平衡儲(chǔ)能彈簧4的勢(shì)能最大。顯然，液壓缸3也可以采用氣壓缸，也就是說，動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以在液壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)中選擇。參見圖3，當(dāng)撲翼2下?lián)涞阶畹忘c(diǎn)后開始向上復(fù)位、每一翼鉸都位于下止點(diǎn)位置的狀態(tài)時(shí)，撲翼2’的主翼面有著在水平面上最小的投影面積。換言之，撲翼2在翼展方向上達(dá)到向下卷曲的最大狀態(tài)，此時(shí)平衡儲(chǔ)能彈簧4的勢(shì)能最小。參見圖4，在垂直于翼展方向的翼剖面上，自翼中間單元塊25分別至翼首端26、翼尾端27也分別劃分出多個(gè)由翼鉸21連接的單元塊22，圖4中撲翼處于最大展開狀態(tài)，也就是各翼鉸21都處于上止點(diǎn)的位置。參見圖5，同樣是在垂直于翼展方向的翼剖面上，圖5示出了撲翼處于向下卷曲的最大狀態(tài)，也就是各翼鉸21都處于下止點(diǎn)的位置。參見圖6，圖6顯示了一個(gè)翼鉸的結(jié)構(gòu)，其第一端211固定在一個(gè)單元塊上，第二端212則固定在相鄰的另一個(gè)單元塊上，并通過鉸軸213連接，如此，使得兩單元塊可發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，圖6中翼鉸處于上止點(diǎn)位置。作為彈性件的扭簧214的設(shè)置是為了使翼鉸恢復(fù)到上止點(diǎn)位置時(shí)的助力，因此，此狀態(tài)下扭簧214的勢(shì)能最小。參見圖7，翼鉸處于圖7示的下止點(diǎn)位置時(shí)，扭簧214的勢(shì)能最大。結(jié)合圖1，靠近翼根處的扭簧214的勢(shì)能(恢復(fù)力)大于遠(yuǎn)離翼根處扭簧214的勢(shì)能(恢復(fù)力)。結(jié)合圖4，靠近翼中間單元塊處的扭簧214的勢(shì)能(恢復(fù)力)大于遠(yuǎn)離翼中間單元塊處扭簧的勢(shì)能(恢復(fù)力)，各扭簧214恢復(fù)力的大小可以按扭簧所處的具體位置，其所連接的單元塊的重量，制造扭簧的材料特性等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。參見圖9，圖9示出了機(jī)身I與撲翼2的連接關(guān)系，第一軸51可相對(duì)鉸座5轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成第一鉸；第二軸52可相對(duì)鉸座5轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成第二鉸，第一軸51與第二軸52相互垂直，且第一軸51與機(jī)身I固定連接，第二軸52與撲翼系統(tǒng)基座6連接，撲翼2連接在撲翼系統(tǒng)基座6上。結(jié)合圖10，當(dāng)?shù)谝惠S51轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從機(jī)身I的縱向看，撲翼2相對(duì)機(jī)身I的縱向左或右轉(zhuǎn)，可使飛行中的撲翼飛機(jī)轉(zhuǎn)彎，這比單獨(dú)依靠垂直尾翼的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的機(jī)動(dòng)性更好。結(jié)合圖11，當(dāng)?shù)?二軸52轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從機(jī)身I的橫向看，撲翼2相對(duì)機(jī)身I的橫向左或右轉(zhuǎn)，可使飛行中的撲翼飛機(jī)俯沖或拉升，這比單獨(dú)依靠水平尾翼的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)俯沖或拉升的機(jī)動(dòng)性更好。第二實(shí)施例
在以下對(duì)本實(shí)施例的說明中，僅對(duì)本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別處加以說明，參見圖8，在翼鉸上采用了助力缸215，該方案尤其適用于中、大型的撲翼飛機(jī)。上、下止點(diǎn)位置分別為助力缸215處于最大行程的兩端點(diǎn)。每一助力缸215發(fā)出力的大小可以按每一助力缸215所處的具體位置、其所連接的單元塊的重量、助力缸的缸徑等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。助力缸215在翼主面上的布置規(guī)律是在翼展方向上，靠近翼根處的助力缸發(fā)出的力大于遠(yuǎn)離翼根處的助力缸發(fā)出的力；在同一翼型剖面上，靠近翼中間單元塊處的助力缸發(fā)出的力大于遠(yuǎn)離翼中間單元塊處助力缸發(fā)出的力。助力缸在翼主面上的動(dòng)作規(guī)律是在翼展方向上，靠近翼根處的助力缸發(fā)力先于遠(yuǎn)離翼根處的助力缸發(fā)力；在同一翼型剖面上，靠近翼中間單元塊處的助力缸發(fā)力先于遠(yuǎn)離翼中間單元塊處助力缸發(fā)力。如此，整個(gè)翼主面的撲復(fù)動(dòng)作更逼近于鳥類。
權(quán)利要求
1.撲翼飛機(jī)，包括機(jī)身、撲翼系統(tǒng)、動(dòng)カ系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)； 所述撲翼系統(tǒng)的基座與所述機(jī)身連接，撲翼自翼根向所述機(jī)身左右兩側(cè)延伸至翼梢地成對(duì)設(shè)置； 其特征在于 從所述撲翼的主翼面上方俯視，所述撲翼由縱橫排列的多個(gè)單元塊構(gòu)成，每ー單元塊與相鄰單元塊之間都通過可在垂直于所述主翼面方向轉(zhuǎn)動(dòng)的翼鉸連接，所述翼鉸可在上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述動(dòng)カ系統(tǒng)的執(zhí)行件鉸接在所述基座上，且輸出端鉸接在靠近所述基座的一個(gè)單元塊上； 每一所述翼鉸上裝有迫使其處于上止點(diǎn)位置的弾性件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的撲翼飛機(jī)，其特征在于 在翼展方向上，近所述翼根處的彈性件的恢復(fù)カ大于遠(yuǎn)所述翼根處的彈性件的恢復(fù)力； 在同一翼型剖面上，近翼中間單元塊處的弾性件的恢復(fù)カ大于遠(yuǎn)所述翼中間單元塊處弾性件的恢復(fù)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的撲翼飛機(jī)，其特征在于 所述基座通過相互垂直的第一鉸和第二鉸與所述機(jī)身連接，所述第一鉸使得所述撲翼系統(tǒng)可以相對(duì)所述機(jī)身的縱向左右轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二鉸使得所述撲翼系統(tǒng)可以相對(duì)所述機(jī)身的橫向左右轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的撲翼飛機(jī)，其特征在干 所述動(dòng)カ系統(tǒng)的兩端并聯(lián)有平衡儲(chǔ)能彈簧。
5.撲翼飛機(jī)，包括機(jī)身、撲翼系統(tǒng)、動(dòng)カ系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)； 所述撲翼系統(tǒng)的基座與所述機(jī)身連接，撲翼自翼根向所述機(jī)身左右兩側(cè)延伸至翼梢地成對(duì)設(shè)置； 其特征在于 從所述撲翼的主翼面上方俯視，所述撲翼由縱橫排列的多個(gè)單元塊構(gòu)成，每ー單元塊與相鄰單元塊之間都通過可在垂直于所述主翼面方向轉(zhuǎn)動(dòng)的翼鉸連接； 所述動(dòng)カ系統(tǒng)的執(zhí)行件鉸接在所述基座上，且輸出端鉸接在靠近所述基座的一個(gè)單元塊上； 每一所述翼鉸上裝有驅(qū)動(dòng)所述翼鉸轉(zhuǎn)動(dòng)的助力缸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的撲翼飛機(jī)，其特征在干 在翼展方向上，近所述翼根處的助力缸發(fā)出的力大于遠(yuǎn)所述翼根處的助力缸發(fā)出的力； 在同一翼型剖面上，近翼中間單元塊處的助力缸發(fā)出的力大于遠(yuǎn)所述翼中間單元塊處助力缸發(fā)出的力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的撲翼飛機(jī)，其特征在于 所述助力缸發(fā)カ的時(shí)序及行程由所述操縱系統(tǒng)中的控制電路控制； 在翼展方向上，近所述翼根處的助力缸發(fā)カ先于遠(yuǎn)所述翼根處的助力缸發(fā)カ； 在同一翼型剖面上，近翼中間單元塊處的助力缸發(fā)カ先于遠(yuǎn)所述翼中間單元塊處助力缸發(fā)力。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的撲翼飛機(jī)，其特征在于 所述撲翼系統(tǒng)通過相互垂直的第一鉸和第二鉸與所述機(jī)身連接，所述第一鉸使得所述撲翼可以相對(duì)所述機(jī)身的縱向左右轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二鉸使得所述撲翼可以相對(duì)所述機(jī)身的橫向左右轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的撲翼飛機(jī)，其特征在于 所述動(dòng)カ系統(tǒng)的兩端并聯(lián)有平衡儲(chǔ)能彈簧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種撲翼飛機(jī)，包括機(jī)身、撲翼系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)，撲翼系統(tǒng)的基座與機(jī)身連接，撲翼自翼根向機(jī)身左右兩側(cè)延伸至翼梢地成對(duì)設(shè)置。從撲翼的主翼面上方俯視，撲翼由縱橫排列的多個(gè)單元塊構(gòu)成，每一單元塊與相鄰單元塊都通過可在垂直于主翼面方向轉(zhuǎn)動(dòng)的翼鉸連接，翼鉸可在上止點(diǎn)與下止點(diǎn)之間轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力系統(tǒng)的執(zhí)行件鉸接在靠近基座的一個(gè)單元塊上，每一翼鉸上裝有迫使其處于上止點(diǎn)位置的彈性件。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、飛行機(jī)動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B64C33/00GK102649477SQ20121015449
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者傅東升, 傅亞楠 申請(qǐng)人:傅東升, 傅亞楠