[發明專利]一種葉輪前置的多用途翼梢渦輪機

有效

• 申請號: 201210245633.X
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102975851A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 江聞杰
• 申請（專利權）人: 江聞杰
• 主分類號: B64C23/00
• 分類號: B64C23/00;F03D9/00;F03D1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種葉輪安裝在翼梢(或稱為“翼尖”，以下統一稱為“翼梢”)前方、以特定旋轉方向來消減翼梢渦流及其誘導阻力的翼梢渦輪機，它能增加升力，并產生持續的電能或輔助動力，還可以極大消減前行飛機拖出的翼尖尾渦對后行飛機的安全威脅，也可以說這一發明是一種新型機翼，屬于航空技術。

背景技術

一方面，當前很多飛機，特別是運輸機、客機、預警機、教練機、攻擊機、空中加油機、反潛機、電子偵察機等，在飛行中需要大量用電，其電源大多來自飛機發動機部分帶動的發電機(其復雜性就不用說了，而且還在一定程度上破壞了發動機內部流場，還有其材料大多必須耐高溫、材質好)、蓄電池、機腹下的可外置的空氣驅動發電機(或者說是風力渦輪機)，后面這種外置的風力發電機工作的代價是，它們工作時本身就會帶來大量的迎風阻力，而且這些外置的風力發電機葉片高速旋轉時還會產生大量的亂流，進一步增加阻力，這些亂流對后行飛機的安全也構成威脅。

另一方面，飛機翼梢渦流是重要的飛行阻力之一，翼梢渦流產生的誘導阻力約占飛機巡航總阻力的30％～40％，前行飛機拖出的翼尖尾渦對后行飛機的安全也構成重大威脅，目前飛機設計師一般采用下列4種方法減小翼梢渦流：

1.采用翼梢小翼，它沒有消減前行飛機拖出的翼尖尾渦對后行飛機的安全威脅，且多用于遠程大型客機型號減阻，由于這種方法增加了飛機重量和復雜程度，減阻效果卻不大，因而一般飛機使用較少，比如空客公司的飛機設計師偶爾采用這種設計，但美國波音公司很少使用這種設計；

2.采用翼尖修形，如剪切翼尖、盡量使用橢圓機翼翼尖等，能小幅度減阻，但并未消除翼梢渦流及其阻力，也沒有消減前行飛機拖出的翼尖尾渦對后行飛機的安全威脅；

3.采用翼尖帆片，這種方法減阻效果好于翼梢小翼，但設計難度極大，適應的速度范圍難以判斷；

4.采用葉輪安置于翼梢的中部(即機翼前緣與后緣之間)或者翼梢后部的渦輪機，渦輪葉片被動地由翼尖上翻的渦流帶動，葉片旋轉方向與翼尖上翻的渦流相同，由此發電，但并未消除在它前面已經產生的翼梢渦流，故而它的減阻增升作用有待提高；

論及上述航空技術的專業資料非常多，審閱者可以很容易地找到，限于篇幅，本人在此僅舉出《南京航空航天大學學報》1994年第2期第9～16頁《機翼翼尖減阻裝置的應用和發展》(作者：唐登斌、錢家祥、史明泉)一文作參考。

因此，研制一種具有顯著增升減阻效果，還可以極大消減前行飛機拖出的翼尖尾渦對后行飛機的安全威脅的機翼輔助設備或者說是新型機翼，是飛行器設計者的當務之急。

發明內容

本發明是一種全新的機翼輔助設備或者說是新型機翼，它在翼梢的前部安裝一圈或多圈葉輪，其葉輪由葉片和葉輪軸組成，葉輪的軸盤前后有整流罩一直延伸到整個翼梢，葉片為螺旋槳或扇葉狀，可以是定距的，也可以是可變距的。通過輪轂以及齒輪和轉軸安裝在翼梢前，帶動安裝于翼梢處的發電或其他傳動設備。以下為行文方便將此種設備簡稱為“前置式渦輪機”。葉輪直徑不宜過大，具體大小應由具體機型、具體速度范圍決定。葉輪由迎面氣流帶動旋轉，葉片(或稱為螺旋槳)的安裝角度應使其在來流推動下以逆著所在翼梢的上翻渦流的方向旋轉。即從機尾向前看(或者說以駕駛員的左右手來說)，本發明指的是：右機翼的葉片在來流推動下順時針旋轉，從而帶動該葉輪后面的氣流順時針旋轉，以此預先消減右翼梢在普通翼型中產生的逆時針旋轉的翼梢渦流；左機翼的葉片則反之，兩邊葉輪產生的旋轉氣流都從所在機翼底部向上撞擊在機翼上進一步增加了升力，這幾項良性作用都大幅度增升、減阻，此種渦輪機可以代替一般中速飛機上的空氣驅動發電機，甚至可以代替由飛機發動機部分帶動的發電機，因為只要裝備前置式渦輪機的飛機還在飛行，就可以用它供電，即使發動機停轉它也可以持續供電、產生輔助動力(即可以用來輔助空中勤務的、例如機翼除冰所需的動力)，與以前飛機上的空氣驅動發電機光產生阻力和渦流不同，前置式渦輪機還可以極大消減前行飛機拖出的翼尖尾渦對后行飛機的安全威脅，改善飛機性能和航空業的安全性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例(方案)對本發明進一步說明。

圖1是采用本發明的飛機立體側視圖(從機尾偏左向前看，為了方便審閱者觀看，兩處的前置式渦輪機畫得比較大，葉片畫得很長)；

圖2是本發明(前置式渦輪機)在左機翼的立體側視圖以及其飛行中迎風自轉方向，從圖中可見其旋轉方向與翼梢渦流方向相反，并預先消減左翼梢在普通翼型中產生的上翻翼梢渦流；