[发明专利]一种反动翼推进方法及其相关工具系统

说明书

所属技术领域

属于运载与交通工具范畴。

背景技术

现有的水翼船、地效飞机及其它水上运行的高速运载工具在诸多方面表现出了优越的性能与价值，但目前也都面对各自的问题从而限制了它们的发展与应用。受气蚀对水翼及螺旋桨等的影响，目前的水翼艇的速度难以进一步提高，即使解决了气蚀等限速原因，目前形式的水翼艇进一步高速化其所带来的功耗需求也会明显提高，载荷功率比也会较明显地降低；而地效飞机的操控性能不够可靠、突然失速的危险、高速转向性能等在目前的结构形式与原理方案下，也是很难改善；其它如小水线船的垂直稳定性、气垫船的抗浪性差、高功耗等问题也都限制着当代高速船机系统的发展，新的突破需要新的推进方法与新的结构系统。

这里特别有必要对现有船机推进方式及船机系统上最关键、最重要的机构之一的翼结构的传统使用原理与方法做如下分析：

首先，机翼与水翼等翼结构在流体的(一个)动力的作用下(却)可在与来流方向相同与相垂直的两个(相互垂直的)方向上分别形成升力与推力(阻力或动力)两个作用力，但由于种种原因人们多为传统的技术路径所吸引乃至控制，目前对翼结构的使用受限于、止步于下述情况：

1，传统推进器螺旋桨方式：利用翼结构产生的大升力作为船舶、飞机系统——船机系统的推进力，而来流方向上的阻力及其反作用力与船机系统的前进方向基本垂直，对船机系统的进退基本不产生大的影响——这相当于仅利用了一个功耗所同时形成的两个相互垂直的力量中的一个，虽然升力大大高于与其垂直的阻力，但两个方向上介质的运动速度差异与力量差异正相反，所对应的都是消耗的那个功率，升力与阻力是同一功率消耗这一枚硬币的两个面，传统螺旋桨推进器仅很好地利用了硬币的一个面。

2，直升机水平螺旋桨方式：利用旋翼结构产生的大升力首先克服直升机的重力，在相应的工作过程中，旋翼结构的旋动阻力的总合力的方向与直升机的前进方向相反并阻碍其前进，为此需要或增加其它推进器或使旋翼前倾以形成推进分力，这均需进一步消耗更大功率，相当于未被有效地利用的硬币的另一面发挥了不利的作用，要以更多的功耗去平衡。

3、固定机翼与固定水翼的使用方式：其利用与船机系统同速前进的固定翼结构产生的大升力克服船机系统的重力，但翼结构的阻力的方向与船机系统的前进方向均相反并阻碍船机系统的前进，为此需要推进器消耗更大的功率以平衡高速运动的翼结构所增加的前进阻力，也可以说其未被有效地利用的硬币的另一面也同样发挥了不利的作用，要以相应的功耗去平衡。

上述三种情况中，最好的第一种情况也只是仅相当于高效地利用了前述硬币的一个面。而使用固定机翼与固定水翼的船机系统需要同时配置的相应的推进器的目前情况又是：使用最多和功效最高的仍是“只利用了硬币的一个面”的螺旋桨推进器。

对翼结构的上述传统利用方式有其必要性、合理性及具大的历史意义，但其不能穷尽和代表翼结构利用上的更丰富的形式和更高的效能，若仍为其所束缚，相关船机系统等运载工具的效率与性能就难有大的突破。现有的基础与成就特别需要珍视和尊重，但其不能终结进步，不是不可以改变和挑战的。不可以使翼结构上同时形成的方向上相互垂直的两个力同时得到有效乃至高效的正(向)利用吗？

其二、上述翼结构实际使用方式中的固定翼方式，螺旋桨方式均是利用高速运动的翼结构形成高速来流的高速翼动方式，其地位、功能与价值不可否定，但与高速运动、高速来流所形成的大的升力及相应推进力相对应的是力量与速度乘积的高功率消耗。对于以巡航等速度航行运动中的船机系统，其竖直方向上的重力等负荷已基本确定，航行所需推进力也相对确定，若以相对低的翼动速度、相对低的来流速度形成相应的同样的升力与推进力，则功率消耗就可明显降低，但对于使用与船机系统同速前进的固定机翼和固定水翼而言，其无法具有脱离船机系统航速的独立速度，船机高速前进时固定式翼结构的功耗与航速同步明显增加不可避免；船机低速前进时固定式翼结构无法提供相应的翼航升力的情况使整个船机系统的性能受到影响并需要以相应的结构与消耗进行补偿。

采用非固定式翼结构可实现迎流速度、功耗及功能上的更大选择与优化，甚至是重大的突破，而非固定式翼结构的方式不必受限于直升机旋翼的方式与影响。那新的方式如何实现？如何更好地实现呢？

其三、上述两大方面的问题与机遇，可能的改变与进步，是否可以通过共同的或高度相关联的方法、原理、技术路径及结构系统等来很好地或较好地解答和实现呢？

发明创造的目的