專利名稱：兼有高飛功能的地效飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兼有高飛功能的地效飛行器，屬于可在水面上航行和空中飛行的交通工具，兼有船舶和飛機(jī)的特性，具有良好的技術(shù)性能和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。除客、貨運(yùn)輸外，還可用于海上救援、搜索、海關(guān)緝私、漁政海監(jiān)、水警邊防及多種軍事用途。
地效，即地面效應(yīng)，指飛行器在貼近地(水)面時(shí)，除有機(jī)翼上下翼面空氣壓差產(chǎn)生的一般升力外，還有翼下表面與地(水)面間所形成的空腔阻滯氣流形成空氣沖壓而產(chǎn)生的氣墊升力。地效飛行器，又稱地效翼船、沖翼艇、地效飛機(jī)等，是一種新型高速水上交通工具，其外形類似水上飛機(jī)。由于其機(jī)翼結(jié)構(gòu)特殊，使其在近水面飛行時(shí)，能夠很好地利用地面效應(yīng)原理和流體力學(xué)原理，同時(shí)可降低全機(jī)的誘導(dǎo)阻力，因此較一般飛機(jī)升力(升阻比)大為提高，成為一種可以完全脫離水面航行的新型高速船舶。它可以在水上或陸地起降，長(zhǎng)時(shí)間貼近地(水)面高速飛行，兼有船舶和飛機(jī)的特性，具有良好的技術(shù)性能和可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
與其它運(yùn)輸工具相比，地效飛行器的運(yùn)行效率高于飛機(jī)，航速快于常規(guī)船舶，且航行安全，應(yīng)用范圍廣，預(yù)示其有可能形成一廣闊的市場(chǎng)，成為繼飛機(jī)、船舶之后的又一類交通運(yùn)輸工具。
地效飛行器的優(yōu)越性航速高本世紀(jì)以來(lái)各國(guó)一直都在爭(zhēng)相研制高速船舶，遺憾的是船速難以突破性的提高，其原因有水的阻力、穩(wěn)定性及航行品質(zhì)等諸多因素制約。而地效飛行器利用地效原理和飛行力學(xué)原理使機(jī)身完全升離水面，象飛機(jī)一樣飛行，因此其航速可達(dá)數(shù)百公里/小時(shí)。
經(jīng)濟(jì)性好地效飛行器由于利用了地效原理，使其升阻比提高，所以在地效區(qū)內(nèi)巡航飛行時(shí)可比同級(jí)別飛機(jī)節(jié)約能耗，載重能力提高；同時(shí)，由于地效飛行器是在水面起降，因而不需專用機(jī)場(chǎng)、碼頭及場(chǎng)站設(shè)施，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用。
安全性高由于地效飛行器巡航狀態(tài)是在地效區(qū)內(nèi)(幾米以下)離水航行，因而不受水中障礙物影響，絕無(wú)一般船舶觸礁等危險(xiǎn)；在緊急狀況或遇故障也可直接降落水面滑行或停泊等待救援，而飛機(jī)在空中遇險(xiǎn)則往往發(fā)生災(zāi)難性后果；機(jī)動(dòng)性強(qiáng)
地效飛行器可在水面停泊系留，水面滑行時(shí)可實(shí)現(xiàn)零回轉(zhuǎn)半徑；兩棲型地效飛行器還可在無(wú)任何上岸設(shè)施時(shí)方便地上岸下水，便于維修、人員上下、貨物裝卸等。掠海型地效飛行器還具有短距爬高能力，能象飛機(jī)一樣升至幾十米的高空，因而可規(guī)避水面船舶、障礙。
可大型化目前在跨洋運(yùn)輸中，飛機(jī)的運(yùn)輸成本遠(yuǎn)高于低速船舶，而低速船舶的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間又遠(yuǎn)大于飛機(jī)，同時(shí)由于機(jī)場(chǎng)及相關(guān)設(shè)施所限，飛機(jī)很難更進(jìn)一步大型化，也很難大幅度地提高運(yùn)力；地效飛行器由于可在水面起降，其大型化不受技術(shù)以外的客觀因素局限，且大型化還會(huì)進(jìn)一步提高其運(yùn)輸效率；地效飛行器的研制是1935年芬蘭人卡里奧開(kāi)創(chuàng)的，60年來(lái)由于存在飛行穩(wěn)定性、波浪中起降時(shí)遭遇波浪受強(qiáng)沖擊時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等技術(shù)難題，發(fā)展甚慢。全世界至令研制的能持續(xù)飛行的地效飛行器僅有70種左右。
經(jīng)世界各國(guó)科技人員的多年努力，目前已解決了一系列難題，地效飛行器技術(shù)已日趨成熟，正進(jìn)入實(shí)用化階段。近年來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)了各種不同的地效飛行器產(chǎn)品，一批新型地效飛行器正在研制開(kāi)發(fā)。多年來(lái)，前蘇聯(lián)、美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)和日本等國(guó)在這方面進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了不少成果。除美國(guó)一度中斷其研究外，其他四國(guó)都堅(jiān)持科研開(kāi)發(fā)工作，先后研制出一批型式不同的地效飛行器，有些還進(jìn)行了批量生產(chǎn)；其中俄羅斯的地效飛行器技術(shù)進(jìn)展最快，其部隊(duì)已配備數(shù)種軍用地效飛行器，并正在發(fā)展民用型地效飛行器。九十年代以來(lái)俄羅斯逐漸公布其掠海地效飛行器技術(shù)情況，引起了許多國(guó)家的興趣。韓國(guó)、泰國(guó)、新加坡、澳大利亞、南斯拉夫等國(guó)正開(kāi)始地效飛行器的研制或向俄羅斯洽淡引進(jìn)地效飛行器技術(shù)；美國(guó)、英國(guó)已派出官員對(duì)俄地效飛行器進(jìn)行考察，擬合作研制及引進(jìn)、改型作為英吉利海峽的快速渡船和越洋的戰(zhàn)略運(yùn)輸工具；我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也正從俄羅斯引進(jìn)小型地效飛行器，一旦掌握技術(shù)將可能發(fā)展為軍用地效飛行器，在民用方面已提出了環(huán)島“藍(lán)色高速公路”的計(jì)劃。
我國(guó)當(dāng)前對(duì)地效飛行器的研制處于世界前列水平。70年代末期以來(lái)，在進(jìn)行了大量性能研究和模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)先后完成了雙座“750型”、單座“902型”、3座“信天翁I型”、12-15座的“信天翁II型”、“信天翁III型”、“天翼型”和20座的“天鵝型”地效飛行器并成功地進(jìn)行了載人飛航。
現(xiàn)有技術(shù)的示意結(jié)構(gòu)見(jiàn)

圖19。在機(jī)身的兩側(cè)各有一副地效機(jī)翼2，機(jī)翼外端為浮舟3(或端板)。浮舟外沒(méi)有外翼或者僅有尺寸較小的起橫向穩(wěn)定及轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性作用的側(cè)翼15。
其不足之處在于在地效區(qū)外飛行時(shí)橫向穩(wěn)定性差、安全性低；在地效區(qū)內(nèi)飛行時(shí)機(jī)動(dòng)性很差；飛行高度有限。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種不僅在地效區(qū)內(nèi)的運(yùn)行效率更加提高、可操縱性、機(jī)動(dòng)性更好，而且在飛出地效區(qū)后能像常規(guī)飛機(jī)那樣飛高、機(jī)動(dòng)和安全，從而擴(kuò)展其使用范圍、應(yīng)用領(lǐng)域，提供高安全性及機(jī)動(dòng)性兼有高飛功能的地效飛行器。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到本發(fā)明由機(jī)身、地效翼、尾翼和飛行翼組成，飛行翼連接于機(jī)身上方、機(jī)頭上方或機(jī)身外側(cè)。
機(jī)身有單機(jī)身和雙機(jī)身。
地效翼外側(cè)有浮舟。
飛行翼的翼面形狀為梯形、三角形、矩形或三種幾何形狀的組合。
浮舟外側(cè)飛行翼的展向基準(zhǔn)線和地效翼的展向基準(zhǔn)線一致、呈上反角或下反角。
單機(jī)身和雙機(jī)身外側(cè)飛行翼的展向基準(zhǔn)線在地效翼展向基準(zhǔn)線的上方，呈水平、上反角或下反角。
飛行翼外端還可以有翼梢小翼或小端板。
附圖的圖面說(shuō)明如下圖1為本發(fā)明的總圖，表示本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)；圖2為圖1的俯視放大圖之一；圖3為圖1的俯視放大圖之二；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的圖；圖5為圖4的俯視放大圖之一；圖6為圖4的俯視放大圖之二；圖7為本發(fā)明實(shí)施例三的圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例三另一種結(jié)構(gòu)的圖；圖9為圖7和圖8的俯視圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例四的圖；圖11為圖7和圖8的另一種結(jié)構(gòu)的圖；圖12為圖10和圖11的俯視圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例五的圖；圖14為本發(fā)明實(shí)施例六的圖；圖15為圖13的俯視圖之一；圖16為圖13的俯視圖之二；圖17為圖14的俯視圖之一；圖18為圖14的俯視圖之二；
圖19為現(xiàn)有技術(shù)的圖；附圖件號(hào)表示1、單機(jī)身2、地效翼3、浮舟4、尾翼5、飛行翼6、機(jī)頭 7、雙機(jī)身 8、發(fā)動(dòng)機(jī)9、另位發(fā)動(dòng)機(jī)10、頂架 11、上反角 12、下反角13、翼梢小翼 14、小端板 15、側(cè)翼下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述圖1-圖3表示本發(fā)明實(shí)施例一(機(jī)體采用單機(jī)身)的結(jié)構(gòu)，由單機(jī)身1、地效翼2、浮舟3、尾翼4和飛行翼5組成，單機(jī)身兩側(cè)各有地效翼和浮舟，單機(jī)身尾部有尾翼，飛行翼連接于單機(jī)身的上方(見(jiàn)圖1和圖2)或者飛行翼連接于機(jī)頭6的上方(見(jiàn)圖1和圖3)。飛行翼的翼面形狀為梯形、三角形、矩形或上述三種形狀的組合。飛行翼的兩外端還可以有翼梢小翼13或小端板14，下述的實(shí)施例二至實(shí)施例六都可以設(shè)此結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例具有下述特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向尺寸小，便于航行安全停泊靠岸和存放；(2)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕結(jié)構(gòu)重量；(3)可在飛行翼上安裝另位發(fā)動(dòng)機(jī)9(見(jiàn)圖1虛線所示)，兼起發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)作用；(4)減少水浪的拍擊、沖刷和濺濕，改善飛行翼工作條件，降低結(jié)構(gòu)腐蝕；(5)增加飛行轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)性。
圖4-圖6表示本發(fā)明實(shí)施例二(單機(jī)身)的結(jié)構(gòu)，單機(jī)身兩側(cè)各有地效翼2和浮舟3，飛行翼5裝于機(jī)身上方的頂架10上。本實(shí)施例具有下述特點(diǎn)(1)不受地效區(qū)氣流紊流的干擾；(2)可避免水浪的拍擊、沖刷和濺濕，防止結(jié)構(gòu)腐蝕；(3)可在飛行翼上或其頂架上安置另位發(fā)動(dòng)機(jī)9，兼起發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)作用；(4)增加飛行的轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)性；(5)減小地效飛行器橫向尺寸，便于航行安全和停泊、靠岸、存放。
圖7-圖9表示本發(fā)明實(shí)施例三(單機(jī)身)的結(jié)構(gòu)，單機(jī)身兩側(cè)各有地效翼2和浮舟3，兩浮舟外側(cè)各連接有飛行翼5。飛行翼的展向基準(zhǔn)線和地效翼的展向基準(zhǔn)線一致、呈上反角11或呈下反角12。飛行翼還可裝于浮舟外側(cè)上部(見(jiàn)圖8)。本實(shí)施例具有下述特點(diǎn)(1)在地效區(qū)內(nèi)航行時(shí)能增加部分地效升力；(2)安裝、維護(hù)和維修簡(jiǎn)易。
圖10-圖12表示本發(fā)明實(shí)施例四(機(jī)體為雙機(jī)身)的結(jié)構(gòu)，雙機(jī)身之間夾裝有地效翼15，在兩機(jī)身的外側(cè)各裝有飛行翼5，飛行翼展向基準(zhǔn)線和地效翼展向基準(zhǔn)線一致、呈上反角11或呈下反角12(見(jiàn)圖10)，或者飛行翼展向基準(zhǔn)線在地效翼展向基準(zhǔn)線的上方并呈上反角11或呈下反角12(見(jiàn)圖11)。本實(shí)施例具有下述和實(shí)施例三相同的特點(diǎn)(1)在地效區(qū)內(nèi)航行時(shí)能增加部分地效升力；(2)安裝、維護(hù)和維修簡(jiǎn)易。
圖13-圖15表示本發(fā)明實(shí)施例五(雙機(jī)身)的結(jié)構(gòu)，雙機(jī)身之間夾裝有地效翼雙機(jī)身的上方連接有飛行翼。本實(shí)施例具有下述和實(shí)施例一相同的特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)緊湊，橫向尺寸小，便于航行安全停泊靠岸和存放；(2)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減輕結(jié)構(gòu)重量；(3)可在飛行翼上安裝發(fā)動(dòng)機(jī)，兼起發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)作用；(4)減少水浪的拍擊、沖刷和濺濕，改善飛行翼工作條件，降低結(jié)構(gòu)腐蝕；(5)增加飛行轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)性。
圖16-18表示本發(fā)明實(shí)施例六(雙機(jī)身)的結(jié)構(gòu)，雙機(jī)身之間夾裝有地效翼，雙機(jī)身的頂上有頂架10，頂架上有飛行翼。本實(shí)施例具有下述和實(shí)施例二相同的特點(diǎn)(1)不受地效區(qū)氣流紊流的干擾；(2)可避免水浪的拍擊、沖刷和濺濕，防止結(jié)構(gòu)腐蝕；(3)可在飛行翼上或其頂架上安置發(fā)動(dòng)機(jī)，兼起發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)作用；(4)增加飛行的轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)性；(5)減小地效飛行器橫向尺寸，便于航行安全和停泊、靠岸、存放。
本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)(1)由于飛行翼可提供一定的升力，所以可以提高地效區(qū)內(nèi)的飛行效率和可操縱性，提高整機(jī)的升阻比，節(jié)約燃料；(2)突破了地效飛行器只能在地效區(qū)內(nèi)飛行的限制，使地效飛行器也能向飛機(jī)一樣升入高空飛行且飛行安全，因此將成為真正的飛機(jī)和船舶的結(jié)合體，極大地?cái)U(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍，可供海關(guān)、港監(jiān)、漁政、邊防、海難救撈、海洋監(jiān)測(cè)等部門從事海上巡邏、緝私、偵查、攔截、追擊、載員及載貨等；(3)將飛行翼與地效翼分別布置將會(huì)減少地效飛行器的橫向尺寸，便于存放及減少航道的寬度，提高航行安全性，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上可節(jié)約重量，提高效率；(4)可提高在地效區(qū)內(nèi)和地效區(qū)外飛行的橫向穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性和安全性。
權(quán)利要求
1.一種兼有高飛功能的地效飛行器，包括機(jī)身、地效翼和尾翼，其特征在于，還包括飛行翼，由機(jī)身、地效翼、尾翼和飛行翼組成，飛行翼連接于機(jī)身上方、機(jī)頭上方或機(jī)身外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼有高飛功能的地效飛行器，其特征在于，機(jī)身有單機(jī)身和雙機(jī)身。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼有高飛功能的地效飛行器，其特征在于，地效翼外側(cè)有浮舟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼有高飛功能的地效飛行器，其特征在于，飛行翼的翼面形狀為梯形、三角形、矩形或三種幾何形狀的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼有高飛功能的地效飛行器，其特征在于，浮舟外側(cè)飛行翼的展向基準(zhǔn)線和地效翼的展向基準(zhǔn)線一致、呈上反角或下反角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼有高飛功能的地效飛行器，其特征在于，單機(jī)身和雙機(jī)身外側(cè)飛行翼的展向基準(zhǔn)線在地效翼展向基準(zhǔn)線的上方，呈水平、上反角或下反角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼有高飛功能的地效飛行器，其特征在于，飛行翼外端還可以有翼梢小翼或小端板。
全文摘要
兼有高飛功能的地效飛行器由機(jī)身、地效翼、尾翼和飛行翼組成,飛行翼連接于機(jī)身上方、機(jī)頭上方或機(jī)身外側(cè)?？梢蕴岣叩匦эw行器在地效區(qū)內(nèi)的飛行效率和可操縱性,提高整機(jī)的升阻比,節(jié)約燃料。使地效飛行器也能向飛機(jī)一樣升入高空飛行且飛行安全。將飛行翼與地效翼分別布置將會(huì)減少地效飛行器的橫向尺寸,便于存放及減少航道的寬度,提高航行安全性,同時(shí)在結(jié)構(gòu)上可節(jié)約重量,提高效率。可提高在地效區(qū)內(nèi)和地效區(qū)外飛行的橫向穩(wěn)定性、機(jī)動(dòng)性和安全性。
文檔編號(hào)B64C35/00GK1250734SQ9912236
公開(kāi)日2000年4月19日 申請(qǐng)日期1999年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月3日
發(fā)明者袁昌華, 王飛欣 申請(qǐng)人:北海達(dá)洋翼船有限公司