基于马格纳斯原理的升力增强翼型

摘要

本发明公开了一种基于马格纳斯原理的升力增强翼型，包括前部机翼体、马格纳斯圆柱筒和尾部机翼体，前部机翼体和尾部机翼体纵向两端分别与封口体垂直固定连接成横截面为流线形的升力增强翼型，马格纳斯圆柱筒嵌装在前部机翼体和尾部机翼体之间，马格纳斯圆柱筒驱动装置设置在一个封口体和尾部机翼体中，前部机翼体纵向间隔设置了数根横向贯通的进气管。本发明将马格纳斯圆柱筒嵌装在前部机翼体和尾部机翼体之间，可以改善机翼尾流，减小尾部的涡流，便于安装、拆卸和更换马格纳斯圆柱筒。位于马格纳斯圆柱筒中心线上侧的数根进气管可以补充气流量，保证马格纳斯圆柱筒能够产生压力差，进一步增强升力。

权利要求

1.一种基于马格纳斯原理的升力增强翼型，包括前部机翼体、马格纳斯圆柱筒和尾部机翼体，马格纳斯圆柱筒嵌装在前部机翼体和尾部机翼体之间；其特征是，前部机翼体和尾部机翼体纵向两端分别与封口体垂直固定连接成横截面为流线形的升力增强翼型，马格纳斯圆柱筒两端的支撑轴分别通过轴承和轴承座支撑在封口体中；马格纳斯圆柱筒驱动装置设置在一个封口体和尾部机翼体中，包括电机和一对啮合的主动齿轮和从动齿轮，电机通过底座固定在尾部机翼体内，主动齿轮固定在电机输出轴上，从动齿轮固定在马格纳斯圆柱筒一端的支撑轴上；前部机翼体纵向间隔设置了数根横向贯通的进气管，在前部机翼体的壳体内和尾部机翼体的壳体内，分别间隔设置了数排高度不等的纵向肋板；所述主动齿轮和从动齿轮的传动比为1.5:1～3:1；翼型的展弦比为1～3，翼型的弦长与厚度之比为3～

5；所述马格纳斯圆柱筒和前部机翼体、尾部机翼体的连接处上下侧分别留有开缝，所述开缝的宽度A与马格纳斯圆柱筒直径D的关系式为A＝0.45D～0.55D；所述进气管的轴线位于马格纳斯圆柱筒中心线上侧，进气管的轴线至马格纳斯圆柱筒中心线的距离B与马格纳斯圆柱筒直径D的关系式为B＝0.15D～0.3D；进气管内径d与翼型的拱高C的关系式为d＝0.1C～0.2C。

说明书

基于马格纳斯原理的升力增强翼型

技术领域

[0001] 本发明涉及一种提高翼型升力的装置，特别涉及一种利用马格纳斯效应提高翼型升力的装置，属于航天航空及船舶工程技术领域。

背景技术

[0002] 翼型结构广泛应用于航空器和船舶工程，在高速航行时，航空器或水翼船可通过翼型提供升力将航空器抬离地面飞行或将水翼船抬出水面以减小航行阻力。

[0003] 马格纳斯原理是指在粘性不可压缩流体中运动的旋转圆柱受到举力的一种现象。该现象已得到部分使用，但是通过检束多项翼型专利以及现有的翼型实物发现，翼型工作时，由于提供升力的马格纳斯滚筒前进时正对来流，导致翼型阻力增大，虽然部分专利针对前述问题作了减小阻力的改进设计，但都无法解决上述问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种结构紧凑、使用方便的基于马格纳斯原理的升力增强翼型。

[0005] 本发明通过以下技术方案予以实现。

[0006] 一种基于马格纳斯原理的升力增强翼型，包括前部机翼体、马格纳斯圆柱筒和尾部机翼体，前部机翼体和尾部机翼体纵向两端分别与封口体垂直固定连接成横截面为流线形的升力增强翼型，马格纳斯圆柱筒嵌装在前部机翼体和尾部机翼体之间，马格纳斯圆柱筒两端的支撑轴分别通过轴承和轴承座支撑在封口体中。马格纳斯圆柱筒驱动装置设置在一个封口体和尾部机翼体中；所述马格纳斯圆柱筒驱动装置包括电机和一对啮合的主动齿轮和从动齿轮，电机通过底座固定在尾部机翼体内，主动齿轮固定在电机输出轴上，从动齿轮固定在马格纳斯圆柱筒一端的支撑轴上；前部机翼体纵向间隔设置了数根横向贯通的进气管，在前部机翼体的壳体内和尾部机翼体的壳体内，分别间隔设置了数排高度不等的纵向肋板。

[0007] 本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

[0008] 前述的基于马格纳斯原理的升力增强翼型，其中所述主动齿轮和从动齿轮的传动比为1.5:1～3:1。

[0009] 前述的基于马格纳斯原理的升力增强翼型，其中翼型的展弦比为1 3，翼型的弦长~与厚度之比为3 5。
~

[0010] 前述的基于马格纳斯原理的升力增强翼型，其中所述马格纳斯圆柱筒和前部机翼体、尾部机翼体的连接处上下侧分别留有开缝，所述开缝的宽度A与马格纳斯圆柱筒直径D的关系式为A=0.45D～0.55D。

[0011] 前述的基于马格纳斯原理的升力增强翼型，其中所述进气管的轴线位于马格纳斯圆柱筒中心线上侧，进气管的轴线至马格纳斯圆柱筒中心线的距离B与马格纳斯圆柱筒直径D的关系式为B=0.15D～0.3D。进气管内径d与升力增强翼型的拱高C的关系式为d=0.1C～0.2C。

[0012] 本发明将马格纳斯圆柱筒嵌装在前部机翼体和尾部机翼体之间，可以改善机翼尾流，减小尾部的涡流。前部机翼体和尾部机翼体纵向两端分别与封口体垂直固定连接成横截面为流线形的升力增强翼型，便于安装、拆卸和更换马格纳斯圆柱筒。前部机翼体纵向间隔设置了数个横向贯通的进气管，且进气管的轴线位于马格纳斯圆柱筒中心线上侧，可以补充气流量，保证中部马格纳斯圆柱筒能够产生压力差，进一步增强升力。

[0013] 本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

[0014] 图1为本发明的结构示意图；

[0015] 图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0017] 如图1和图2所示，本发明包括前部机翼体1、马格纳斯圆柱筒2和尾部机翼体3，前部机翼体1和尾部机翼体3纵向两端分别与封口体4垂直固定连接成横截面为流线形的升力增强翼型，马格纳斯圆柱筒2嵌装在前部机翼体1和尾部机翼体3之间，前部机翼体1、尾部机翼体3与马格纳斯圆柱筒2相邻部分内凹成与马格纳斯圆柱筒2相配的圆弧形。前部机翼体1和尾部机翼体3均为封闭的壳体，前部机翼体1的壳体内和尾部机翼体3的壳体内，分别间隔设置了数排高度不等的纵向肋板11，以提高前部机翼体1和尾部机翼体3的结构强度。

[0018] 马格纳斯圆柱筒2两端的支撑轴21分别支撑在轴承6中，轴承6通过轴承支座7支撑在封口体4中，马格纳斯圆柱筒驱动装置21设置在右端的封口体4及尾部机翼体3中。马格纳斯圆柱筒驱动装置5包括电机51和一对啮合的主动齿轮52和从动齿轮53，电机51通过电机底座54支撑在尾部机翼体3的壳体内。主动齿轮52固定在电机输出轴511上，从动齿轮53固定在马格纳斯圆柱筒2右端的支撑轴21上。主动齿轮52和从动齿轮53的传动比为1.5:1～3:1。电机51的转速为1500 3000转/分，马格纳斯圆柱筒2的转速在2250 9000转/分。马格纳斯~ ~
圆柱筒2高速旋转时，位于翼型上面的空气或水流和翼型下面的或水流由于马格纳斯效应会产生压力差，能增强翼型的升力。同时，翼型前进时，翼型上下层的气流或水流的速度不同，这样更加容易驱动中部马格纳斯圆柱筒2，使得升力进一步增强。

[0019] 为了防止气流量或水流量不够，前部机翼体1纵向间隔设置了数根横向贯通的进气管12，所述进气管12的轴线位于马格纳斯圆柱筒2中心线上侧，进气管12的轴线至马格纳斯圆柱筒2中心线E-E的距离B与马格纳斯圆柱筒直径D的关系式为B=0.15D～0.3D。进气管12内径d与翼型的拱高C的关系式为d=0.1C～0.2C。

[0020] 马格纳斯圆柱筒2和前部机翼体1、尾部机翼体3的连接处上下侧分别留有开缝31，所述开缝31的宽度A与马格纳斯圆柱筒直径D的关系式为A=0.45D～0.55D，其目的也是为了增大气流量或水流量，增大马格纳斯效应。

[0021] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。