变结构垂直起降隐身飞机制造技术

本发明专利技术公开了变结构垂直起降隐身飞机，涉及航空航天技术领域。包括全要素矢量推进系统和隐身系统；隐身系统包括：气道和舱门盖板；气道埋藏在飞机本体内部，气道的进、出气口分别位于机翼的前、后位置；舱门盖板位于飞机本体的腹部；垂直起降时，舱门盖板打开，变结构机构展开，推进装置推力向上；固定翼模式飞行时，舱门盖板与飞机本体机身密闭配合，变结构机构收起，推进装置与气道配合，推力向前。本发明专利技术通过采用全要素矢量推进技术实现飞机的垂直起降和高速大航程平飞，通过对应的气道、变结构机舱盖板等配合的隐身系统，实现飞机的隐身性；本发明专利技术具有垂直起降和高速大航程飞行能力、以及出色的隐身能力，且具有较高的气动效率、飞行稳定性好效率高的优势。为垂直起降隐身飞行器的设计与实现提供了新的思路。

【技术实现步骤摘要】
变结构垂直起降隐身飞机
本专利技术属于航空航天
，特别是涉及垂直起降隐身飞机。
技术介绍
垂直起降飞行器是一种既能像固定翼一样具有较大的航程和较快的飞行速度，又能像直升机一样不需要专用跑道垂直起降的飞行器，因此垂直起降飞行器无论在民用还是军用领域都具有广阔的应用前景。近年来，垂直起降飞行器一直是国内外研究的热点，然而，中国在这个领域起步较晚，很多技术尚处于摸索阶段，自2015年开始，国家加大了对相关技术的研究与应用的支持力度。现有的垂直起降飞行器方案可分以下五种：尾座式(XFV-1)、倾转翼(V22)、倾转四旋翼(中航蓝鲸)、矢量推进(F35B)、复合翼(CW30)。然而，现有方案均存在很多缺陷：1、尾座式存在很多的缺陷，最主要不同模式下，需要改变机体姿态，该方案仅停留在试验阶段；2、倾转翼起降阶段纵向稳定性较差，存在气弹稳定问题；3、倾转四旋翼飞行器存在前螺旋桨产生的滑流对后螺旋桨及机翼造成干扰，诱导系统不稳定，同时后螺旋桨的效率会大大降低等缺点；4、F35B复杂的机械结构和较差的横向稳定性，以及该方案难以在小型或民用无人机上部署，平飞阶段升力风扇属于动力累赘；5、四旋翼和固定翼飞机简单相叠加的复合翼方案，气动布局不合理，不同飞行模式下两套动力系统相互累赘，效率低下等缺陷。于是，一种取众方案之所长，克服各自方案的缺点的垂直起降飞行器方案呼之欲出。申请号为201710206087.1的中国专利公开了一种可垂直起降的变结构垂直起降飞行器，另辟蹊径提出了垂直起降飞行器的新方案，可以通过变结构的方式实现垂直起降，兼具稳定性和效率，克服了现有垂直飞行器的诸多技术难题，开辟了垂直起降飞行器的新方向。申请号为201710265188.6的中国专利公开了全要素矢量推进系统，其主要技术优势在于这种新型的矢量推进系统可以改变推力的三要素，即大小、方向以及作用点，而传统的矢量推进技术只能改变推力的大小和方向。隐身飞机，是利用各种技术减弱雷达反射波、红外辐射等特征信息，使敌方探测系统不易发现的飞机。目前，飞机隐身的方法主要有以下三个方面：一是减小飞机的雷达反射面，从技术角度讲，其主要措施有设计合理的飞机外型、使用吸波材料、主动对消、被动对消等；二是降低红外辐射，主要是对飞机上容易产生红外辐射的部位采取隔热、降温等措施；三是运用隐蔽色降低肉眼可视度。20世纪80年代美国研制了B-2“幽灵”战略隐身轰炸机，它的外形隐身措施更具有特色。首先，它的机身、机翼、发动机舱交接处采用弧面连接，融为一体，整个外形呈三角形飞翼结构，蒙皮表面平整，克服了雷达波绕射大的倾向。飞机上干脆不设置垂直尾翼，消除了尾翼和机身间的角反射器效应。发动机隐藏在机体内的背部，没有吊舱，机体后缘呈锯齿形，外侧机翼伸出很多。它的尾喷管呈V形，处在机体的背部，大大降低被雷达和红外探测的机会。在发动机的尾气中，还喷入氟氯硫酸液，以消除目视尾迹。另外，机身上还涂有深灰色的隐身涂料，对于雷达、红外和可见光都有隐身能力。机翼面积大，可以使机翼的前后缘都镶入厚的吸波材料。机上的各种结构都采取了隐身措施，有效地降低了被发现的概率，提高了生存能力。然而，像B2这种具有很好隐身性能的飞机，其不具备垂直起降能力，起降需要专用的机场和跑道，在紧急情况下任何场地的迫降成为了其无法企及的梦想，同时具有隐身性能的飞机的一般采用非常规布局，无垂尾的气动布局，其稳定性就会大大折扣，特别是在起降过程中的稳定问题时常如履薄冰。那么，设计一种具有隐身和垂直起降能力的兼具很好稳定性和气动效率的飞机一定是现在军事、国防发展迫切需要的。也是一个国家实力的象征。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供变结构垂直起降隐身飞机，公开了一种具有垂直起降和隐身能力的飞行器，同时具有良好的气动性能、稳定性和较高的效率，通过全要素矢量推进系统，实现飞机的垂直起降和固定翼模式的转换通过隐身系统实现飞机的隐身性能。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为变结构垂直起降隐身飞机，包括飞机本体，所述飞机本体包括全要素矢量推进系统和隐身系统；所述全要素矢量推进系统包括用于提供推力的推进装置；用于控制推进装置推力方向和推力作用点的变结构机构；用于固定变结构机构的飞机本体；其中，所述变结构机构通过改变推进装置推力相对于飞行器本体的作用点和方向实现飞机在垂直起降和水平飞行的转换；当垂直起降时，变结构机构展开，推进装置推力垂直向上，称为垂直起降模式；当水平飞行时，变结构机构收起，推进装置推力水平向前，称为固定翼模式；所述隐身系统包括：气道和舱门盖板；其中，所述气道埋藏在飞机本体内部，所述气道的进、出气口分别位于机翼的前、后；所述舱门盖板位于飞机本体的腹部；当垂直起降模式时，舱门盖板打开，变结构机构展开；当固定翼模式时，舱门盖板与飞机本体机身密闭配合，变结构机构收起，推进装置与气道配合。进一步地，所述全要素矢量推进系统和隐身系统为一一对应的一组，所述的组的数量为不小于一的任意整数。进一步地，所述气道为S形或曲线形；所述气道表面涂布有吸波涂层。进一步地，所述飞机本体为固定翼飞机。进一步地，所述气道的进、出气口均位于飞机本体上部。一种飞行器，采用变结构的方式实现垂直起降和隐身功能。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用全要素矢量推进技术实现飞机的垂直起降，通过相应的气道、变结构机舱盖板等配合的隐身系统，实现飞机的隐身性；具有优良的垂直起降和高速大航程飞行能力、以及出色的隐身能力，且具有较高的飞行稳定性、噪声低、气动效率更高等特点。2、与现有垂直起降飞行器方案相比，基于全要素矢量推进技术的飞机具有一下有点1)更好的俯仰稳定性，无气弹稳定性问题(和倾转翼V22方案比较)；2)平飞阶段气动效率高，无气动干扰和螺旋桨滑流干扰(和倾转四旋翼方案比较)；3)具有结构简单布局灵活，不同飞行模式下动力系统均充分利用，无动力死重(和传统矢量推进方案F35B比较)；4)克服了复合翼方案(四旋翼和固定翼简单相加)的气动布局不合理，动力累赘，死重大的不足；5)垂直起降和固定翼飞行模式下不需要改变机身的姿态，更加安全，对有人机更加舒适，无螺旋桨尾流对机翼产生干扰的不足(和尾座式方案比较)；3、相对现有垂直起降飞行器具有良好的隐身能力，相对于具有隐身能力的飞行器本专利技术还具有垂直起降能力。4、本专利技术适用于多种气动布局，特别是高度翼身融合的飞翼气动布局；5、本专利技术通过变结构在不同飞行模式下实现气动效率最高，同时在不同飞行模式下，每个发动机都充分的利用，具有良好的能源效率和气动效率的优点。隐身性方面，通过隐身系统，在平飞阶段发动机隐藏在机身内部，机身下表面平滑无缝隙，具有较小的RCS，同时气道贯穿机身，进出气口在机身上部，使得本专利技术飞机具有较低的热可探测性。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术变结构垂直起降隐身飞机的结构示意图；图2为图1的结构侧视图；图3为变结构垂直起降隐本文档来自技高网...

【技术保护点】
变结构垂直起降隐身飞机，包括飞机本体，其特征在于：所述飞机本体包括全要素矢量推进系统和隐身系统；所述全要素矢量推进系统包括用于提供推力的推进装置；用于控制推进装置推力方向和推力作用点的变结构机构； 用于固定变结构机构的飞机本体；其中，所述变结构机构通过改变推进装置推力相对于飞行器本体的作用点和方向实现飞机在垂直起降和水平飞行的转换；当垂直起降时，变结构机构展开，推进装置推力垂直向上，称为垂直起降模式；当水平飞行时，变结构机构收起，推进装置推力水平向前，称为固定翼模式；所述隐身系统包括：气道和舱门盖板；其中，所述气道埋藏在飞机本体内部，所述气道的进、出气口分别位于机翼的前、后；所述舱门盖板位于飞机本体的腹部；当垂直起降模式时，舱门盖板打开，变结构机构展开；当固定翼模式时，舱门盖板与飞机本体机身密闭配合，变结构机构收起，推进装置与气道配合。

【技术特征摘要】
1.变结构垂直起降隐身飞机，包括飞机本体，其特征在于：所述飞机本体包括全要素矢量推进系统和隐身系统；所述全要素矢量推进系统包括用于提供推力的推进装置；用于控制推进装置推力方向和推力作用点的变结构机构；用于固定变结构机构的飞机本体；其中，所述变结构机构通过改变推进装置推力相对于飞行器本体的作用点和方向实现飞机在垂直起降和水平飞行的转换；当垂直起降时，变结构机构展开，推进装置推力垂直向上，称为垂直起降模式；当水平飞行时，变结构机构收起，推进装置推力水平向前，称为固定翼模式；所述隐身系统包括：气道和舱门盖板；其中，所述气道埋藏在飞机本体内部，所述气道的进、出气口分别位于机翼的前、后；所述舱门盖板位于飞机本体的腹部；当垂直起降模式时...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爱迪，
申请(专利权)人：杨爱迪，
类型：发明
国别省市：安徽,34