一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，属于航空飞行器技术领域；包括机身、2个鸭翼、2个机翼和2个尾翼；其中，机身水平放置；2个鸭翼对称设置在机身的两侧；且2个鸭翼设置在机身的前段位置；2个机翼对称设置在机身的两侧；且2个机翼设置在机身的后段位置；2个尾翼竖直对称设置在机身尾端的顶部；鸭翼、机翼和尾翼均设置有后掠角；本实用新型专利技术通过部件间面积比例、平面形状及后掠角的优化设计，解决了飞行器同时满足了高空迎角稳定性和地效区飞行高度稳定性的难点问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局
本技术属于航空飞行器
，涉及一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局。
技术介绍
可在高空和地效区飞行的飞行器，是一种即可在高空稳定飞行又可在近水面的地效区稳定飞行的飞行器。与相同排水量的船艇相比，由于它在飞行阶段不与水面直接接触，从而大大减少了航行阻力，提高了飞行速度；与常规的高空飞行器相比，它能在大海域的地面环境下充分利用地面效应增升减阻的优点，节省能源，增大航程。因而此种飞行器能将飞机空中飞行的高速性和海上舰船的高承载性的优点完美地结合到一起，其在军用和民用领域的应用前景将十分广泛。由于飞行器要充分利用地面效应带来的增升减阻效应，因此需要贴近水面飞行。常规飞行器，无法实现在满足常规飞行器的迎角稳定性要求外，还能满足飞行高度稳定性的要求。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，通过部件间面积比例、平面形状及后掠角的优化设计，解决了飞行器同时满足了高空迎角稳定性和地效区飞行高度稳定性的难点问题。本技术解决技术的方案是：一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，包括机身、2个鸭翼、2个机翼和2个尾翼；其中，机身水平放置；2个鸭翼对称设置在机身的两侧；且2个鸭翼设置在机身的前段位置；2个机翼对称设置在机身的两侧；且2个机翼设置在机身的后段位置；2个尾翼竖直对称设置在机身尾端的顶部；鸭翼、机翼和尾翼均设置有后掠角。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述机身在水平面的投影面积大于2个机翼的投影面积；2个机翼在水平面的投影面积大于2个鸭翼的投影面积。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，飞行器在水平面的总投影面积中，机身的投影面积占总投影面积的58％；2个鸭翼的投影面积占总投影面积的10％；2个机翼的投影面积占总投影面积的32％。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述机身采用双后掠设计；第一后掠角a设置在机身的头部；第二后掠角设置在鸭翼的安装位置；其中，第一后掠角a为50°；第二后掠角b为71°；机身的展弦比为0.873。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述机翼为后掠梯形结构；机翼的前缘后掠角c为31°；展弦比为10.83；梢根比为0.5；翼梢剖面的几何扭转角为-5°。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述鸭翼为后掠梯形结构；鸭翼的前缘后掠角d为25°，展弦比为5.128，梢根比为0.56，翼梢几何扭转角为-2.5°。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述尾翼为后掠梯形结构；尾翼的安装外倾角e为15°；前缘后掠角f为50°；展弦比为4.5；梢根比为0.6。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，尾翼的平面形状面积为机翼平面形状面积的20％。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述鸭翼包括上翼板和下翼板；上翼板和下翼板均为一面水平另一面弧形结构；上翼板设置在下翼板的顶部；且上翼板与下翼板水平面对接；机翼的形状与鸭翼相同。在上述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，所述鸭翼的最大弯度为3.5％；鸭翼的最大厚度位置位于弦线距鸭翼与机身连接处的30％长度位置；鸭翼中上翼板的最大弯度位置位于弦线距鸭翼与机身连接处的20％长度位置。本技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本技术创新了飞行器的气动布局，通过优化机身、鸭翼、机翼和尾翼的相对位置及面积比例，解决了飞行器同时满足了高空飞行迎角稳定性和地效区飞行高度稳定性的难点问题，使飞行器可视不同的地形条件选择在高空或地效区飞行，同等能源消耗下，可增大飞行航程；(2)本技术的机身采用双后掠的平面形状，其在满足了机身内部容积的前提下，充分的利用了地面效应增升减阻的优点；(3)本技术的鸭翼位于机身前段、机翼位于机身后段、尾翼位于机身后段上部，满足高空气动性能技术要求的同时，地效区也有良好的气动性能；(4)本技术的机翼与鸭翼的剖面翼型采用下表面平坦的有弯度翼型，该类翼型的特点是在高空和地效区都有良好的的升阻特性，高空升阻比大于60，地效区升阻比能达到70，失速特性缓和。附图说明图1为本技术飞行器气动布局整体示意图；图2为本技术尾翼示意图；图3为本技术鸭翼剖面图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步阐述。本技术提供出了一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，该飞行器通过部件间面积比例、平面形状及后掠角的优化设计，解决了飞行器同时满足了高空迎角稳定性和地效区飞行高度稳定性的难点问题，为跨空域飞行器设计提供了一种新的方案。本技术主要针对飞行器各部件的投影面积以及鸭翼2和机翼3截面积进行设计。该飞行器气动布局主要包括如下部件：机身1、2个鸭翼2、2个机翼3和2个尾翼4；其中，机身1水平放置；2个鸭翼2对称设置在机身1的两侧；且2个鸭翼2设置在机身1的前段位置；2个机翼3对称设置在机身1的两侧；且2个机翼3设置在机身1的后段位置；2个尾翼4竖直对称设置在机身1尾端的顶部；鸭翼2、机翼3和尾翼4均设置有后掠角，如图1所示。为了保证飞行器在高空迎角稳定性和地效区飞行高度稳定性的优点，在投影面积上做了各部件投影比例的设计，以达到高空迎角稳定性和地效区飞行高度稳定性最优。机身1在水平面的投影面积大于2个机翼3的投影面积；2个机翼3在水平面的投影面积大于2个鸭翼2的投影面积。具体为：机身1的投影面积占飞行器在水平面的总投影面积的58％；2个鸭翼2的投影面积占飞行器在水平面的总投影面积的10％；2个机翼3的投影面积占飞行器在水平面的总投影面积的32％。在投影时，由于2个尾翼4固定设置在机身1的顶部，投影时被机身1遮挡，因此不占投影比例。在机身1的设计上，通过对后掠角与展弦比参数组合，实现了地效区优良的升力特性及高空低阻特性，具体为机身1采用双后掠设计；第一后掠角a设置在机身1的头部；第二后掠角设置在鸭翼2的安装位置；其中，第一后掠角a为50°；第二后掠角b为71°；机身1的展弦比为0.873。对机翼3的设计为：机翼3为后掠梯形结构；机翼3的前缘后掠角c为31°；展弦比为10.83；梢根比为0.5；翼梢剖面的几何扭转角为-5°。其中，后掠角c的角度设计保证了气动焦点、飞高焦点与质心的位置关系。较大的展弦比可减小机翼诱导阻力，实现高的气动效率。几何扭转角与梢根比参数组合，实现了沿机翼展向的载荷分布合理及良好的失速特性。对鸭翼2的外形设计具体为：鸭翼2为后掠梯形结构；鸭翼2的前缘后掠角d为25°，展弦比为5.128，梢根比为0.56，翼梢几何扭转角为-2.5°。通过对鸭翼2的后掠角c、展弦比及翼梢几何扭转角参数组合设计，在保证鸭翼2纵向配平效率的同时，实现了鸭翼2比机翼3先失速的目的，保证了全机纵向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，其特征在于：包括机身(1)、2个鸭翼(2)、2个机翼(3)和2个尾翼(4)；其中，机身(1)水平放置；2个鸭翼(2)对称设置在机身(1)的两侧；且2个鸭翼(2)设置在机身(1)的前段位置；2个机翼(3)对称设置在机身(1)的两侧；且2个机翼(3)设置在机身(1)的后段位置；2个尾翼(4)竖直对称设置在机身(1)尾端的顶部；鸭翼(2)、机翼(3)和尾翼(4)均设置有后掠角。/n

【技术特征摘要】
1.一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，其特征在于：包括机身(1)、2个鸭翼(2)、2个机翼(3)和2个尾翼(4)；其中，机身(1)水平放置；2个鸭翼(2)对称设置在机身(1)的两侧；且2个鸭翼(2)设置在机身(1)的前段位置；2个机翼(3)对称设置在机身(1)的两侧；且2个机翼(3)设置在机身(1)的后段位置；2个尾翼(4)竖直对称设置在机身(1)尾端的顶部；鸭翼(2)、机翼(3)和尾翼(4)均设置有后掠角。


2.根据权利要求1所述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，其特征在于：所述机身(1)在水平面的投影面积大于2个机翼(3)的投影面积；2个机翼(3)在水平面的投影面积大于2个鸭翼(2)的投影面积。


3.根据权利要求2所述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，其特征在于：飞行器在水平面的总投影面积中，机身(1)的投影面积占总投影面积的58％；2个鸭翼(2)的投影面积占总投影面积的10％；2个机翼(3)的投影面积占总投影面积的32％。


4.根据权利要求1所述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，其特征在于：所述机身(1)采用双后掠设计；第一后掠角a设置在机身(1)的头部；第二后掠角设置在鸭翼(2)的安装位置；其中，第一后掠角a为50°；第二后掠角b为71°；机身(1)的展弦比为0.873。


5.根据权利要求3所述的一种可在高空和地效区飞行的飞行器气动布局，其特征在于：所述机翼(3)为后掠梯形结构；机翼(3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭少杰，赵力宁，苏诚，王斌，岳良明，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11