[发明专利]一种表面微观气动布局设计

说明书

本发明涉及到航空飞行器的固定翼、旋翼、扑翼飞机的高升力和大推力以及空中大阻尼升降设备(如小型降落伞)气动布局的技术领域，具体表现为一种表面微观气动布局的设计。这种设计的结构特征：如说明书附图所示，两种气动布局的基本元素面结构大体相同，均有微孔、微槽以及沟槽的设置，相应的尺寸皆设计在同一量级上；区别在于它们各自的微槽、沟槽设置的方向是不相同的，锐角设置的沟槽产生侧向气流(如图1)所示：直角设置的沟槽为大的阻尼(如图2)所示。此种气动布局的工作原理：从微观的角度通过高吸附性纳米薄片范德华力，对空气进行强有力压缩，使其产生微观层面上的方向性气流运动，进而推动外部气流运动，得到人们所需要的应用目的。

技术领域

本发明涉及航空飞行器的固定翼、旋翼、扑翼飞机的高升力和大推力以及空中大阻尼升降设备(如小型降落伞、风力发电叶片)等技术，具体表现为一种表面微观气动布局的设计。

背景技术

当今航空飞行器、降落伞以及风力发电叶片等，它们皆无一例外的采用一种表面，从而对空气进行捕捉，以此来得到在不同领域应用的目的。然而问题在于，空气是由大量分子组成的，它们在不停的做无规则的热运动-布朗运动。气体分子间有很大的排斥力，随着分子间距离的减小，这种排斥力会迅速增大，想要常规的泛泛的压缩空气，从而得到我们所需要的应用目的，即产生高升力、喷射力和大阻尼谈何容易。由于目前这种表面，在工作状态下只是泛泛的压缩空气，气动效率低、雷诺数高，因而它并不是人们所需要的最佳的表面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于从微观层面上对传统意义上的表面进行精心的气动布局设计，从而得到人们所需要的这种气动效率高、雷诺数低的高效捕捉空气的目的，并且将采用以下的技术方案来实现。

如说明书附图中图1所示：此种表面结构的基本元素面为羽毛状结构，且基本元素面都是按照气流方向的一致性组合成更大的表面。在图1中：①②分别为带轴的高吸附性(范德华力)的纳米薄片，且①②轴间距为毫米量级尺寸，它们一端以锐角的方式固定在中轴上，相邻薄片带有弹性的勾连结合。从图中可以看出，①②轴间形成了喷射气流的沟槽，③④间则为沟槽内薄片上设计的符合气流方向的更细微槽，且③④轴间距为微米量级尺寸，同时在微槽内设有渗透微孔⑤，⑦为图1中侧向喷射气流的方向。另外此表面及基本元素面皆可以以不同的弧度出现，从而符合人们对不同产品的设计需求。说明书附图中图2为产生阻尼面的示意图，在图中：⑥为渗透微孔，此基本元素面的结构为无侧向喷流发生，当此种元素面及由它构成的表面在工作状态时，所产生的喷射气流与来流的方向相反，因而可以产生大的阻尼作用。由于图2与图1中的基本元素面结构大体相同，只是喷流方向的不同，故不在重复说明。

这种微观气动布局设计的表面，此工作原理：当工作面受到来流撞击时，由于纳米薄片的高吸附性，在薄片的表层形成高密度的气压层，由于薄片上有更细的微槽以及微槽内有微孔的存在，根据压力＝压强×受力面积公式以及渗透气流的运动得出：在微槽内会发生由于微孔渗流的产生而出现的气体急剧挤压效应即产生了方向性运动。由于内部微槽的方向与外部的沟槽方向一致，即内部高压气流的方向决定了外部气流的方向。

附图说明

图1侧向喷射气流示意图

图2表面产生阻尼示意图

具体实施方式

(1)在高吸附性纳米薄片①和②上皆刻有微槽，这些微槽位于③和④之间，且微槽的方向与各自基本元素面的沟槽方向一致，如图1、图2所示。

(2)在槽内设有渗透微孔⑤和⑥。

(3)将①和②纳米薄片的一端固定在中轴上，且相邻的薄片需带有弹性的勾连结合。

(4)两种基本元素面皆按照前后及左右的顺序组合成表面。

(5)根据产品的设计以及承受力的要求，有时可以将这种气动表面贴合在与之相匹配的钢性支架上。