[实用新型]电磁驱动串列翼空气动力飞行器

说明书

技术领域

本发明属于飞行器动力装置与旋翼翼毂之间直接驱动的技术领域，具体涉及一种利用电磁驱动磁悬浮支撑的串列翼在环形涵道内运动产生升力形成对飞行器的托举力或推力的电磁驱动串列翼空气动力飞行器技术，应用该空气动力技术的飞行器具有空气动力效率高、全电驱动、融合翼身、垂直升降、低空通过安全、重载长滞空时间等特性。

背景技术

固定翼飞机和直升机是现在可供人们选择的主要空中交通工具。固定翼飞机的空气动力效率远远高于直升机，这是二者之间升力产生的差异造成的，但在飞行器空气动力效率提高的途径上都存在难以解决的问题。

固定翼飞机的升力绝大部分是由主机翼产生的，空气流在机翼前缘分成上、下两股绕流，在机翼后缘重新汇合向后流去。空气流绕过机翼凸形上表面流速加快压力减小；而机翼下表面空气流速减慢而压力增大，机翼上下表面压力差形成固定翼飞机的升力。固定翼飞机在匀速飞行中的推力和阻力、升力和重力其作用力大小相等方向相反两两平衡，升力与推力的关系称为升阻比，又称“举阻比”或“空气动力效率”。机翼升力的大小是由飞行参数、机翼翼型、升力面积、迎角和展弦比决定的，固定翼飞机要获得更高的空气动力效率采取措施如下：1、飞行速度控制在0.4马赫左右；2、机翼选用高升阻比翼型；3、机翼阻力占比尽可能大；4、展弦比尽可能大。具有这样高空气动力效率的固定翼飞机就是现实中的“维珍大西洋环球飞行者号”飞机：大弦展比减小诱导阻力、减小机体横截面积提升推力效率，飞行器的升阻比达到40。其翼展超过机体长度的两倍，机体也非常狭小，这种提高飞行效率的变态方式限制了飞行器的应用。

直升机自诞生就成了低空霸主，垂直起降、机动性强、可停靠的区域广泛，这些特性是固定翼飞机不能比拟的，但其缺点也很显著。直升机桨叶类似机翼绕轴旋转又称旋翼直升机，桨叶采用对称低升阻比翼型(升阻比1～4)。桨叶旋转推动空气加速向下，空气反作用力将桨叶向上提升形成反作用力升力；同时桨叶上表面的空气压力小于下表面空气压力产生压力差形成桨叶机翼升力， 桨叶反作用力升力和桨叶机翼升力形成旋翼直升机总升力，但其升力效率是低下的。直升机旋翼在做圆周运动时,翼尖处的线速度达到0.7马赫，但圆心处的线速度为零。升力的大小与速度的平方成正比，旋翼产生的升力集中于翼尖；另外直升机旋翼根部安装桨距控制机构无法安装更多的桨叶，最多桨叶的直升机如米-26只有8片桨叶片。桨叶数量少导致升力面积小，加上桨叶翼尖效应导致有限升力面积的效率进一步降低，令直升机空气动力效率低下。直升机增加载荷就得加大对空气的作用力和反作用力达到需要的升力，这都是以大量消耗能量扰动空气为代价实现的，降低了直升机载荷和续航能力。

达到并超过“维珍大西洋环球飞行者号”飞机的空气动力效率、又同时具备直升机垂直起降功能的飞行器，是人们梦寐以求的空中交通工具。固定翼飞机提高空气动力效率的思路和方案，都是围绕提高飞行器推动效率展开的，机翼和机身在飞行器提高空气动力效率的过程中，成了矛盾问题且难以平衡。能不能将飞行器对机翼的推动和对机体的推动分离，让机翼和机体各自以最优的速度参数而不彼此干扰，获得高效的飞行效率而不伤害机体的形状、尺寸和载荷，具备垂直起降特性满足飞行器的应用领域问题呢。

实用新型内容

本发明提供了一种具有空气动力效率高，全电驱动、碟状融合翼身、垂直升降、低空通过安全、高效重载、长滞空时间等特性的电磁驱动串列翼空气动力飞行器技术，由该技术形成的电磁驱动串列翼空气动力装置和飞行器。本发明采取以下的技术方案达到飞行器上述技术特性。

串列翼技术方案