[发明专利]能浅潜水的地效飞行器

说明书

一、技术领域

本发明涉及提供一种以“多级双圆弧齿轮高压大流量泵”作为“能浅潜水的地效飞行器”，在浅潜水时为“喷水推进器泵”，在跃出水面掠飞时为“喷气推进器泵”，借地效效应高速飞行的飞行器构造。

二、背景技术

2.1地效飞行器的优越性

当飞行器在紧贴水面或离地面仅几米飞行时，它的空气动力学特征与高空中如飞机的飞行时会有所不同。飞行器在飞行时，相对于飞行器作相反运动的气流被飞行器的机翼分成上下两部分。由于飞行器紧贴水面或离地面很近，从翼下流过空气运动受阻，因而使翼上下表面的压力差增大，从而使飞行器获得更大的升力。即这种地面效应有利于飞行器的飞行，升力与阻力之比值要比它在高空中飞行增加2倍，载重系数比相同型号的普通飞机大一倍，耗油量却减少一半，航程增加50％。

海水能吸收电磁波，雷达很难发现浅潜的飞行器，海水能收红外线，因而自动寻的响尾蛇导弹，也只能“望洋兴叹”；因飞行器掠海飞行高度不超过3米，低于巡航导弹最低飞行高度3至5米，可有效避开饱和攻击。在夜幕中，飞行器可借母船运至敌舰近海海域浅潜而靠近，突然跃出水面攻击。当以万计这种灵巧的飞行器发起突击，那将是一场蔚为壮观的“海上人民战争”，为捍卫祖国神圣和尊严而战斗！

2.2关键在本飞行器结构将如何合理设计，如何配置喷水推进、喷气跃升的动力，去实现上述战术目标？

设计具割划式、呈梯形布置的双水翼，可以浅潜水的飞行器，在跃升时水翼变机翼，借地效效应掠海飞行。其推进动力是二台泵，一台水泵，一台气泵，由专利申请号：200710089932.8所保护。适用于水泵的齿轮模数小泵窄，压力高，流量较少；而适用于气泵的齿轮模数大泵很宽，压力较低，流量却很大。水泵设置在飞行器尾部，形成左右二股强大的水流，按牛顿第三定律，即推力等于阻力，F＝75N/V喷水推进。气泵设置在飞行器中部，从上面吸入空气，经加压后向飞行器底部喷气，形成一组平行向下气柱，如无形巨手，将飞行器托上水面。在托出水面后，大部份向后喷气，机翼在地效效应作用下产生强大升力，使飞行器掠飞。

显然，泵是本飞行器实现上述功能的物质基础。纵观国内外，没有何种泵能满足：结构极其简单易造，重量轻，而又能产生高压大流量水或气的泵，即水气两用泵，尤其泵的效率高，能在长期运转中节能。本泵能较全面地满足这些要求，因此是本飞行器创新的物质基础。

2.3飞行器喷水推进，比螺旋桨推进，有诸多的优点：

2.3.1螺旋桨是主要噪声源，一旦桨叶产生空泡，则噪声大大增强，采用泵喷水推进器比采用七叶大侧螺旋桨具有更好的声隐身性能。

2.3.2泵喷水推进器比螺旋桨推进器节能，其理由是：螺旋桨的功率与转速之间存三次方函数关系，即N₁/N₀＝(n₁/n₀)³。例如，螺旋桨转速从n₀＝130转/分，上升三倍到n₁＝390转/分，其消耗功率从N₀上升至N₁＝3³·N₀＝27N_O！所有以离心力为原理的离心水泵，直升机螺旋桨，都是遵照此物理学规律(引自：俄·济诺维也夫主编的《简明技术手册》第399页，“18离心泵”的功率取决于它的转数)。因而，为了获得螺旋桨较高转速之下，能发出更强大的推力，必须配备强大的发动机，这已是设计中的金科玉律！

本泵是容积泵，不是离心泵，其工作原理不同，可按日本·木村·章著《机械设计列线图集》第159图“泵所需功率”及第181图“流量、压力与理论功率的关系”来求出泵所需功率。在泵出口压力一定的前提下，泵的流量增大，船速加快，与功率增大，是正比例关系，即不存三次方函数关系而剧增。以上从理论上阐明本泵为何能节能，相应可配套较小功力装置，这极其有利于本飞行器掠海飞行。轻型化是降低动力配置、动力损失的极重要内容。