專利名稱：人力撲翼機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種航空用的人力飛行器。
長期以來，人類一直向往象鳥一樣撲而飛，迄今為止，這個理想尚未實現(xiàn)。
世界上第一架載人飛機(jī)出現(xiàn)，至今已有九十年，各種類型的飛行器不斷出現(xiàn)并投入使用。盡管如此，人們并未放棄對人力飛行的追求。一九七二年十二月，英國《哈福德郡腳踏飛行者協(xié)會》研制的《巨嘴鳥》號人力飛機(jī)試飛成功，一九七九年六月，美國人布萊恩、艾倫駕駛保羅、麥克里迪設(shè)計的《飄忽信天翁》號人力飛機(jī)，飛越三十五公里的英吉利海峽，創(chuàng)造了人力飛機(jī)最遠(yuǎn)飛行距離。近年來，在提高人力飛機(jī)飛行速度方面取得了一定進(jìn)展。但是，用腳踏帶動螺旋槳推進(jìn)的固定翼人力飛機(jī)，由于本身的缺點難以克服，如很長的翼展，抗風(fēng)性差，能量利用效率低，耗費體力很大等，至今人力飛機(jī)尚未投入使用。美國和日本曾研制試飛人力直升機(jī)，只能靠地面效應(yīng)短時間離地一米多高，也未能達(dá)到使用目的。
撲翼飛行，是地球上九千多種鳥類所采用的一種極為優(yōu)越的飛行方式，所有會飛的昆蟲也都采用撲翼飛行。人們很早就對撲翼飛行進(jìn)行過研究和試驗，遺憾的是，至今尚未發(fā)現(xiàn)成功的報道。
本發(fā)明是一種以人體為動力，撲動雙翼而飛行的人力撲翼機(jī)。它與現(xiàn)代使用的任何飛行器不同，機(jī)翼可以作下?lián)?。上舉和改變迎角的復(fù)雜運動;它的推進(jìn)力和升力是靠人力帶動機(jī)翼撲動而產(chǎn)生;起飛和著陸是用人的雙腿。因此，人力撲翼機(jī)不需要專用的推進(jìn)器，不必攜帶很多燃料，減少了起落架，從而減輕了飛行重量，減小了阻力。人力撲翼機(jī)將推進(jìn)和升力集合于機(jī)翼的撲動而產(chǎn)生，因此它比固定翼人力飛機(jī)的能量有效利用率更高。機(jī)翼面積較小，因而抗風(fēng)能力和操縱靈活性比現(xiàn)有人力機(jī)好，同時還具有良好的滑翔性能。起飛著陸不需專門的跑道，噪聲和廢氣的污染小。
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種航空用的單人人力飛行器，用來作為人類空中交通用和航空體育用的人力飛行器。其優(yōu)點是，靠人力飛行，重量輕，體積小，起飛和著陸方便，具有良好的滑翔性能，操縱和使用方便，噪聲和廢氣污染小，節(jié)約燃料。
下面就實現(xiàn)本發(fā)明的可能性進(jìn)行說明鳥類用于飛行的肌肉，大約占體重的百分之二十，本發(fā)明所設(shè)計的撲翼機(jī)是采用人的雙腿，雙臂和腰部配合同時用力，即使用了全身肌肉，所占體重之比例并不低于鳥類，這個蹬力可達(dá)兩百千克力以上，足以帶動一個較大面積的機(jī)翼進(jìn)行撲動。用力是間歇式，用力的大小和頻率可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，下?lián)浜蜕吓e兩個動作只需下蹬一次即可實現(xiàn)，這就更加省力、一般人具有0.2～0.25匹馬力功率。能夠堅持較長時間?！讹h忽信天翁》號人力飛機(jī)就是在這樣功率下不停地飛行了近三個小時，這個事實說明，人的體力足以使自身起飛并飛行較遠(yuǎn)的距離。
由于撲翼飛行將推進(jìn)力和升力集合于機(jī)翼的撲動而產(chǎn)生，在相同功率下，撲翼比固定翼產(chǎn)生的升力更大，因此撲翼機(jī)將比現(xiàn)有的人力飛機(jī)更有效地利用能量，也具有更好的爬升性能，加之本身又具有良好的滑翔性能，飛行中爬升和滑翔可以交替進(jìn)行，這樣人可以得到間歇休息，減少了體力消耗。
新材料的出現(xiàn)，使人力撲翼機(jī)實現(xiàn)成為可能，如炭素纖維復(fù)合材料，具有比重很小，強(qiáng)度高、彈性極好的性質(zhì)，很適合制作人力作撲翼機(jī)的各種部件。這個條件是前人所不具備的。
本發(fā)明提供了一套可行而具獨之處的構(gòu)思和設(shè)計。
以上分析說明，實現(xiàn)本發(fā)明已具備充分可行的條件。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的。
說明書附圖
是本發(fā)明的示意圖。
本發(fā)明主要由機(jī)翼1，桿式機(jī)身2，機(jī)翼撐桿3，操縱桿4，尾翼5和助推器6組成。其結(jié)構(gòu)和功能如下機(jī)翼1是由幾根具有彈性的管狀翼梁經(jīng)翼脅聯(lián)結(jié)而構(gòu)成，翼梁從翼根到翼尖逐漸由粗變細(xì)，翼脅之間有輕質(zhì)彈性物填充，表面蒙皮。這種結(jié)構(gòu)使機(jī)翼具有很好的彈性，在機(jī)翼中部受力下拉時，整個機(jī)翼將會向下彎曲變形，即向下?lián)鋭樱诶οШ?，機(jī)翼因彈性復(fù)原。將會使機(jī)翼上舉，在機(jī)翼下?lián)浜蜕吓e時，由于翼脅之間有彈性物填充，翼型將保持不變。
機(jī)翼的中部到翼尖的后緣部分和翼尖，是由若干具有彈性和柔性的小翼片7部分相疊構(gòu)成，即第一片小翼片的前緣疊在第二片的后緣上，一直到翼尖。這種結(jié)構(gòu)使機(jī)翼的翼尖和后緣部分具有一定的彈性和柔性，當(dāng)機(jī)翼下?lián)浜蜕吓e時，其后緣和翼尖都會發(fā)生形變而向后方切動空氣，從而產(chǎn)生向前的推力。由于小翼片的前緣疊在另一片的后緣上，機(jī)翼下?lián)鋾r，相疊部分密閉，氣流難以通過，機(jī)翼上舉時，小翼片的后緣的柔性形變使相疊部分形成空隙，氣流可以通過，這樣機(jī)翼下?lián)浜蜕吓e時將產(chǎn)生上下面表的壓力差，即下面表受到的壓力大于上面表所受壓力，這就產(chǎn)生了升力。另外，飛行時，機(jī)翼的迎角和凹凸形翼型也將產(chǎn)生升力。
在兩翼中部的主梁和前梁之間的下面，有一根被彎成弓形的管狀彈性的機(jī)翼撐桿3，將兩翼支撐起來，其作用是用來帶動機(jī)翼的下?lián)浜蜕吓e。當(dāng)操縱者雙腳踏在撐桿上向下用力蹬時，撐桿向下彎曲并通兩端帶動機(jī)翼下?lián)?，?dāng)操縱者收腿時，已形變的撐桿和機(jī)翼因彈性復(fù)原的力，使兩翼上舉。弓形的撐桿和彈性的機(jī)翼聯(lián)成一個良好的彈性系統(tǒng)，將人蹬腿的力變?yōu)槭箼C(jī)翼下?lián)浜蜕吓e兩種運動，人體的能量得到充分利用，此亦是本發(fā)明的核心部分。由于撐桿與機(jī)翼相聯(lián)處在主梁和前梁之間，當(dāng)此處受力下拉時，機(jī)翼向下彎曲的同時，機(jī)翼將產(chǎn)生一定的扭曲形變，使機(jī)翼迎角由正變負(fù)，有利于產(chǎn)生更大的推進(jìn)力;當(dāng)下拉力消失，機(jī)翼上舉的同時，扭曲形變復(fù)原，使機(jī)翼迎角由負(fù)變?yōu)檎?，有利于產(chǎn)生更大的升力。
在飛機(jī)重心下面，有一人字形的操縱桿4與機(jī)身相聯(lián)。上面裝有控制尾翼和油門的小手柄。操縱者在整個飛行中操縱飛機(jī)、起飛、著陸，以及身體用力都要用操縱桿來實現(xiàn)。
機(jī)身的前端裝有一臺小型發(fā)動機(jī)助推器6，主要用在平地起飛時起助推作用，因為平地起飛時，僅靠人舉著飛機(jī)奔跑是不可能起飛的，此時雙翼不能象鳥一樣一面跑一面撲動。助推器也可在飛行中間歇使用，幫助飛行。
尾翼5為水平式，主要起俯仰安定作用，動作是由操縱者通過操縱桿上的手柄來實現(xiàn)。
起飛和著陸是由人的雙腿來完成。
以下是本發(fā)明的實施例。
將人力撲翼機(jī)按要求安裝好并檢查完畢后，選擇一個無雨且風(fēng)力不大的天氣，在一個坡地上，面對風(fēng)向，操縱者先系好安全吊帶，用一支手提起機(jī)翼撐桿，另一支手握住一根操縱桿并使之貼緊胸部和肩部，保持住機(jī)體平衡的同時，向前下方奔跑幾步后用力蹬地，雙手分別握住操縱桿，雙腳迅速踏在支撐桿上，即完成起飛，在飛機(jī)滑翔的同時，即可有節(jié)奏地用力下蹬撐桿，開始撲翼飛行，若需爬升則加大用力和加快下蹬的頻率;若需向右飛行，則用手向左推操縱桿，身體重心向右移動即可。反之亦然;需向下滑行，則讓身體重心向前移，也可將尾翼放下使飛機(jī)低頭;在快接近地面時，迅速向前推操縱桿，身體盡量后移，使飛機(jī)迅速抬頭并減速，腳著地時向前跑幾步則完成著陸。
平地起飛時，迎風(fēng)，先手拉起動發(fā)動機(jī)，雙手握住操縱桿并向前上方舉起飛機(jī)，飛機(jī)略為抬頭，逐漸加大油門，操縱者手持操縱桿，保持機(jī)體平衡，迅速向前奔跑，當(dāng)速度達(dá)最大時，用力蹬地并向前上方推操縱桿，雙腳躍起踏在撐桿，即完成平地起飛。
權(quán)利要求
1.一種以人體為動力，撲動機(jī)翼而飛行的人力撲翼機(jī)飛行器，其特征在于(1)、機(jī)翼是由幾根具有彈性的管狀翼梁經(jīng)翼脅聯(lián)結(jié)而構(gòu)成，翼梁從翼根到翼尖逐漸由粗變細(xì)。(2)、在兩翼中部的主梁和前梁之間的下面，有一根被彎成弓形的管狀彈性支撐桿，將兩翼支撐起來。(3)、從兩翼中部到翼尖的后緣部分，以及翼尖，是由若干具有彈性和柔性的小翼片部分相疊而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人力撲翼機(jī)，其特征在于，兩翼的下?lián)涫怯刹倏v者用力下蹬撐桿并通過撐桿兩端下拉帶動兩翼向下而實現(xiàn)，兩翼的上舉是由變形后的撐桿和機(jī)翼彈性復(fù)原而自動實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明是一種以人體為動力，撲動機(jī)翼而飛行的單人人力飛行器。它由機(jī)翼、桿式機(jī)身、機(jī)翼撐桿、操縱桿、尾翼和助推器組成。機(jī)翼可作下?lián)?、上舉和改變迎角的復(fù)合運動，機(jī)翼的撲動是靠人體屈伸蹬腿而帶動?？梢該湟砩?，也可以借重力滑翔，可以直接從坡地或高樓上起飛，也可靠助推器從平地起飛。起飛和著陸靠人的雙腿。該飛行器體積小，重量輕，起落方便，操縱靈活，噪聲和廢氣污染小，節(jié)省燃料。是一種有使用前途的空中單人交通工具和航空體育運動用的飛行器。
文檔編號B64C33/00GK1079192SQ92104009
公開日1993年12月8日 申請日期1992年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月25日
發(fā)明者王啟宇 申請人:王啟宇