本發(fā)明涉及一種翼地飛行器，特別是指一種具有三機(jī)體及低展弦比的翼地飛行器。
背景技術(shù)：
1、翼地效應(yīng)(wing-in-ground?effect,wig)又稱地面效應(yīng)(ground?effect,ge)系指利用氣流于翼面之上下壓力差，產(chǎn)生一上揚(yáng)力之流體力學(xué)效應(yīng)，在與地面或水面之一定距離內(nèi)，可用作于使飛行器飛行，借此，飛行器之燃油消耗得以減少。此外，由于利用翼地效應(yīng)起飛之飛行器，可于海面上徑行起飛，因此其于行進(jìn)時(shí)得在空中及海面兩種航行模式間切換，其機(jī)動性大于傳統(tǒng)之飛行器及一般船舶，無須局限于長條跑道或港口進(jìn)行啟程、?？考柏浳镅b卸，且同時(shí)具備兩者之優(yōu)勢。相較于一般飛行器，翼地飛行器可于海上運(yùn)行及起飛之特性使其可設(shè)計(jì)較大、類似貨船之艙體，于貨物運(yùn)輸時(shí)可乘載更多物品；而相較于一般船舶，其得以脫離水面之方式減少水面之阻力及摩擦力，進(jìn)行更高速之運(yùn)行。
2、此外，展弦比(aspect?ratio,ar)系指飛機(jī)之翼展長度平方與翼面積之比值，如果機(jī)翼面積相同，在相同條件下展弦比大的機(jī)翼產(chǎn)生的升力也大，因而能減少飛機(jī)的起飛和降落滑跑距離。如圖9所示，波音公司所設(shè)計(jì)制造的超級鵜鶘翼地飛行器9就以極寬的約150m翼展而達(dá)成極為龐大的上千噸載重力而著名；然而，受限于翼地效應(yīng)只能發(fā)生在飛行高度極低的例如距離海面數(shù)公尺高的位置，當(dāng)單側(cè)的機(jī)翼距離機(jī)體中央約75m，而無論是因轉(zhuǎn)向而傾斜、或是遭遇浪花撞擊，只要如圖10例如右側(cè)翼尖94降低6m就會撞及水面而造成瞬時(shí)的極大阻力，再乘以75m的力臂長度，將會有極大的瞬時(shí)扭矩，而以簡單的三角函數(shù)運(yùn)算可知，tan-1(6/75)僅約4.6°角，亦即機(jī)體90只需要傾斜5°角，就可能造成嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)扭矩，對機(jī)翼的結(jié)構(gòu)造成極端嚴(yán)酷的考驗(yàn)；更不要說在陸地上飛行，翼尖撞擊地面的災(zāi)難。因此，即使此種翼地飛行器具有極佳的載重和航程，仍然只停留在實(shí)驗(yàn)機(jī)的階段，無法獲得實(shí)際采用。相對較低之展弦比可減低飛機(jī)之誘導(dǎo)阻力(induced?drag)，以此降低其升阻比而達(dá)成高機(jī)動性之效能，但是此時(shí)的升力將會受限于翼展長度不足而降低，因此，一般即使是極需纏斗靈活度的戰(zhàn)斗機(jī)，往往也只能將展弦比壓低至例如三倍左右。
3、除此之外，如圖11的客機(jī)8所示，向外延展之二機(jī)翼翼尖會因上下兩側(cè)氣流運(yùn)行之壓力差而產(chǎn)生翼尖渦流(wingtip?vortices)，致生飛行器升力下降、阻力增加，進(jìn)而增加油耗、且減低機(jī)動性之情形；因此，亦有翼地飛行器9’的設(shè)計(jì)如圖12所示，在左翼尖和右翼尖部分除分別設(shè)置有一較小的浮體92’、94’，還向上延伸出翼尖小翼920’、940’，借此降低翼尖渦流的效應(yīng)，然而，翼尖小翼920’、940’的配置又會額外拓展整機(jī)的寬度，使得?？克枵加玫目臻g更大，也使得翼地飛行器9’的靈活操控性能降低。
4、因此，如何提供一種妥善利用翼地效應(yīng)的飛行器，不僅可于海面、陸上航行，且在節(jié)約耗能條件下，具備一定容納空間及運(yùn)行速度快、機(jī)動性高，停泊時(shí)占用空間狹小而提升使用彈性，尤其是提供高穩(wěn)定性之海面或陸上航行，將是本發(fā)明想解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，希望提供一種翼地飛行器，旨在實(shí)現(xiàn)如下發(fā)明目的：(1)利用翼地效應(yīng)及低展弦比之設(shè)計(jì)，確保因翼展狹窄而不會輕易觸及海面或地面，以提升安全性；(2)借由低展弦比之設(shè)計(jì)，無須仰賴于飛機(jī)跑道進(jìn)行起飛、降落，亦不局限于大型港口為停泊、裝卸貨物，有效節(jié)約?？繒r(shí)的空間運(yùn)用，且提升針對不同使用環(huán)境的運(yùn)用彈性；(3)借由可樞轉(zhuǎn)調(diào)整方向的螺旋槳，便于從水面或陸地上行駛到脫離水面或地面飛行之方式改變；(4)利用三機(jī)體之設(shè)計(jì)提供有效風(fēng)道而提供航行時(shí)呈現(xiàn)較佳之穩(wěn)定性；(5)利用三機(jī)體及導(dǎo)風(fēng)板位置之設(shè)計(jì)，降低因翼尖渦流而產(chǎn)生能耗、升力降低之情形；(6)妥善利用翼地效應(yīng)，提供相較于一般船舶或飛機(jī)為低之燃油消耗。
2、為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供的一種具三機(jī)體及低展弦比的翼地飛行器，包括：一縱向延伸的中間機(jī)體：兩個分別位于前述中間機(jī)體兩側(cè)縱向延伸的左/右側(cè)機(jī)體，其中前述左/右側(cè)機(jī)體均形成有一內(nèi)部氣體燃料槽，借此，當(dāng)前述翼地飛行器位于水面時(shí)提供額外浮力；分別將前述左/右側(cè)機(jī)體銜接至前述中間機(jī)體的左/右導(dǎo)風(fēng)板分別具有低于一的展弦比，借此將該翼地飛行器的橫寬限制在對應(yīng)前述左/右側(cè)機(jī)體的間距，且借由前述中間機(jī)體和前述左/右側(cè)機(jī)體，由前述左/右導(dǎo)風(fēng)板分別切割界定出左/右兩側(cè)的上/下風(fēng)道，其中前述左/右側(cè)機(jī)體的縱向長度更大于前述左/右導(dǎo)風(fēng)板的縱向長度；至少一對分別對稱設(shè)置于前述左/右導(dǎo)風(fēng)板之前的左/右前風(fēng)扇；至少一對分別對稱設(shè)置于前述左/右導(dǎo)風(fēng)板后側(cè)上方的左/右后風(fēng)扇，借此分別加強(qiáng)前述左/右上側(cè)風(fēng)道的氣流；至少一姿態(tài)偵測器，用以偵測所述中間機(jī)體和/或左/右側(cè)機(jī)體的俯仰和水平姿態(tài)，產(chǎn)生一姿態(tài)信息；以及至少一接收前述姿態(tài)信息，用以分別獨(dú)立驅(qū)動操控前述左/右前風(fēng)扇和前述左/右后風(fēng)扇的處理器。
3、借由以上所述的翼地飛行器，本發(fā)明提供一可于海面上或陸地行駛，且無須跑道、機(jī)場、亦不限于碼頭、海港的翼地飛行器，并可借由三船體及左/右導(dǎo)風(fēng)板的風(fēng)道界定，有效提供一種低展弦比的設(shè)計(jì)，不僅飛行時(shí)較傳統(tǒng)翼地飛行器觸地風(fēng)險(xiǎn)大減，并且降低翼尖渦流等非預(yù)期的不利效應(yīng)，使得航程和酬載量都可以優(yōu)于等重的飛機(jī)和船舶。于貨物酬載時(shí)，本發(fā)明之翼地飛行器可提供優(yōu)于一般船舶的能耗，同時(shí)以脫離水面之飛行方式提供較高之運(yùn)輸速度。而通過本發(fā)明之展弦比及三機(jī)體設(shè)計(jì)，可減低其飛行時(shí)之誘導(dǎo)阻力、展現(xiàn)較佳之爬升性能，進(jìn)而增加其機(jī)動性及行駛效率，同時(shí)降低飛行時(shí)因翼尖渦流而產(chǎn)生之升阻力。
1.一種具三機(jī)體及低展弦比的翼地飛行器，其特征是，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的翼地飛行器，其特征是，所述左/右前鼓風(fēng)器是沿垂直于前述縱向的第一橫向軸分別被設(shè)置于前述中央機(jī)體和前述左/右側(cè)機(jī)體之間的至少一左/右前風(fēng)扇。
3.如權(quán)利要求2所述的翼地飛行器，其特征是，所述左/右前風(fēng)扇是被設(shè)置成可沿前述第一橫向軸樞轉(zhuǎn)，借此改變推送至前述左/右上側(cè)風(fēng)道的縱向氣流分量和向下方吹送的推升氣流分量兩者的比例。
4.如權(quán)利要求3所述的翼地飛行器，其特征是，前述左/右前風(fēng)扇進(jìn)一步分別包括：
5.如權(quán)利要求4所述的翼地飛行器，其特征是，前述左前導(dǎo)流翼和前述右前導(dǎo)流翼分別具有包含多個曲率漸變弧面的上方側(cè)面，以及一平坦下方側(cè)面。
6.如權(quán)利要求1所述的翼地飛行器，其特征是，所述左/右后鼓風(fēng)器是沿垂直于前述縱向的第二橫向軸分別被設(shè)置于前述中央機(jī)體和前述左/右側(cè)機(jī)體之間的至少一左/右后風(fēng)扇。
7.如權(quán)利要求6所述的翼地飛行器，其特征是，所述左/右后風(fēng)扇是被設(shè)置成可沿前述橫向軸樞轉(zhuǎn)，借此改變加速前述左/右上側(cè)風(fēng)道的縱向氣流分量和向下方吹送的推升氣流分量兩者的比例。
8.如權(quán)利要求7所述的翼地飛行器，其特征是，前述左/右后風(fēng)扇進(jìn)一步分別包括：
9.如權(quán)利要求8所述的翼地飛行器，其特征是，前述左后導(dǎo)流翼和右后導(dǎo)流翼分別具有包含多個曲率漸變弧面的上方側(cè)面，以及一平坦下方側(cè)面。
10.如權(quán)利要求1所述的翼地飛行器，其特征是，前述左/右側(cè)機(jī)體分別具有一縱向延伸的預(yù)定吃水線，使得當(dāng)前述翼地飛行器停滯于水面上，前述左/右側(cè)機(jī)體的前述內(nèi)部氣體燃料槽均填滿氣體燃料、前述左/右前風(fēng)扇和前述左/右后風(fēng)扇均靜止時(shí)，前述左/右側(cè)機(jī)體在前述預(yù)定吃水線下方的部分是位于水面下，而前述預(yù)定吃水線的縱向長度大于前述左/右導(dǎo)風(fēng)板的翼展寬度；以及前述左/右導(dǎo)風(fēng)板具有由前向后呈向下傾斜的底面，使得前述翼地飛行器前進(jìn)時(shí)攻角為非零銳角。