[00017849]风力飞行器

发明内容 一、风力飞行器结构 风力飞行器由支架、叶桨、转轴等三部分组成。2~4个叶桨均匀分布在转轴周围。叶桨横截面的翼型为带弯度的机翼型，叶桨斜向固定在支架上，其倾斜角度可调。支架中间固定风车转轴，转轴与支架垂直。叶桨通过叶桨头安装在支架上，叶槳头可使叶桨的倾斜度（α）、偏心度（β）、攻角（γ）可调。叶桨转轴在支架上的固定点，在风车转轴径向上与转轴有一定距离，叶桨在支架平面内沿其转轴旋转时，就使叶桨的受力面法线方向与风车转轴有一定偏心度（β），这就使叶桨受到风力作用时能够形成启动转矩。启动转矩的大小与偏心度（β）成正比。叶桨的展向相对于转轴有一定倾斜度。这一倾斜度和偏心度使叶桨旋转起来以后所产生升力的垂直分力供飞行器上升，而使升力的水平方向分力，推动叶桨旋转。 翼型弦线与气流方向的夹角称叶桨攻角（γ），其处在与叶桨压力中心线垂直的平面内，可根据环境条件、风车转速等调节。 为使旋转力矩平衡，可将旋转方向相反的两个风力飞行器的转轴用连杆连接起来，从而使整个装置受到的转矩平衡。 转轴下方可安装发电机或者电动机，风力大时风力飞行器做风车使用进行风力发电；风力小时则由电动机提供动力使风力飞行器叶桨旋转并产生升力，从而使飞行器悬停或上升。 二、工作原理 因为风力飞行器的叶桨是带弯度的机翼型，斜向固定在底盘上，根据空气动力学原理，当叶桨在风力（或动力）的作用下旋转起来以后，叶桨上就会产生升力。因为叶桨是倾斜的固定在支架上，那么升力就被分解成平行于支架的分力和垂直于支架的分力。垂直于支架的分力使飞行器上升；平行于支架的分力，因为叶桨的受力面法线方向与风车转轴有一定偏心度（β），就会产生使支架旋转的力矩，加快飞行器旋转。飞行器旋转的加快，使升力增加，又促使旋转的力矩增大……，这样就形成了正反馈，提高了飞行器效率。 当飞行器升入高空以后，由于高空的风力较大，风力飞行器就可以用发电机发电了，发出的电力再通过电缆传回地面。 这里需要指出的是，1、因电动机使单个飞行器叶桨旋转时，在反作用力的作用下，电动机将向反方向旋转，所以需要将旋转方向相反的两个风力飞行器联合起来使用，将其转轴用连杆连接起来，使整个装置所受到的旋转力矩平衡。2、如希望增加功率，一要增加叶桨的长度、宽度，增加底盘的大小，二要减轻飞行器的重量。3、叶桨的倾斜角度（α）、偏心度（β）、攻角（γ），对飞行器的效率，影响很大，需要精心的设计和调整，最好做成能调节的。4、影响风力飞行器升空的关键因素是动力、重量、效率。所以，飞行器的叶桨要足够大，所用材料要轻，飞行效率要高。 三、装置特点 1、由于风力飞行器的特殊结构，当其叶桨旋转起来以后，便把所受到的风力转换成了升力，又把升力分解成了垂直分力和水平分力，垂直分力使飞行器上升；水平分力使叶桨加速旋转。 风力飞行器无风向限制，只要是水平方向和竖直向上的风，飞行器都会旋转和上升。 2、结构简单，效率高，安全性、可控制性强。 3、叶桨的倾斜角度（α）、偏心度（β）、攻角（γ）均可调。 四、应用 1、可做风车使用，既可以安装成水平轴，也可以安装成垂直轴； 2、可添加动力做成载人工具，开辟人类经济、安全飞行的新途径，实现乘风驾雾的梦想。 3、可做成旋转的风筝。