一种变体飞翼式飞机及其变体方法技术

一种变体飞翼式飞机及其变体方法，属于航空航天飞行器技术领域。所述变体飞翼式飞机，包括飞机主体以及对称设置于飞机主体两侧的前翼、中翼和后翼，飞机主体包括从前到后依次设置的机身头部、机身垂直段和机身尾部，前翼与机身头部转动连接，中翼与机身垂直段转动连接，中翼为可折叠结构，后翼与飞机主体内部的后掠驱动结构一和后掠驱动结构二连接，后掠驱动结构一和后掠驱动结构二控制后翼后掠，后翼上方设置有可偏转尾翼；所述变体飞翼式飞机的变体方法包括飞机初始形态、稳定操控形态、稳定飞行阶段和超音速形态。所述变体飞翼式飞机及其变体方法拥有良好的雷达隐身性能，能够提高飞翼式飞机的操控性，实现超音速飞行。实现超音速飞行。实现超音速飞行。

【技术实现步骤摘要】
一种变体飞翼式飞机及其变体方法


[0001]本专利技术涉及航空航天飞行器
，特别涉及一种变体飞翼式飞机及其变体方法。

技术介绍

[0002]近些年来，飞翼式飞机由于其出色的雷达隐身性能，以及良好的升阻力特性，受到各国的广泛关注与研究，部分国家已经制造了飞翼式飞机，如美国的B
‑
2轰炸机、X
‑
47无人机，英国的雷神无人机和我国的利剑无人机等。飞翼式飞机相比于常规式飞机取消了垂尾和平尾，仅靠飞机后缘的阻力方向舵进行操控，虽然大幅提高了飞机的隐身性能，但也降低了飞机的操控性，而且目前服役的飞翼式飞机大多数为亚音速飞机，无法进行超音速飞行。
[0003]变体飞机是指飞机在飞行过程中，通过改变外形以适应大部分飞行环境，完成多种飞行任务，目前已知的变体飞机有B1、海鹞、F14等。
[0004]随着全球军事力量的逐步提升，科学技术的蓬勃发展，飞行器所需执行的任务环境日益复杂，飞翼式飞机仅依靠良好的隐身性可能无法更好地执行军事作战任务。因此，急需研发一种变体飞翼式飞机，使飞机处于初始形态时拥有良好的隐身性能，当飞机在飞行过程中通过变体改变气动外形，提高飞翼式飞机的操控性，实现飞翼式飞机的超音速飞行，能够更好地完成军事作战任务。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种变体飞翼式飞机及其变体方法，飞机初始形态为飞翼式飞机，拥有良好的雷达隐身性能，飞机在飞行过程中通过机构变体改变飞翼式飞机的气动布局，提高飞翼式飞机的操控性，实现超音速飞行。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种变体飞翼式飞机，包括飞机主体以及对称设置于飞机主体两侧的前翼、中翼和后翼；
[0008]所述飞机主体包括从前到后依次设置的机身头部、机身垂直段和机身尾部；
[0009]所述前翼与机身头部转动连接；
[0010]所述中翼与机身垂直段转动连接，所述中翼为可折叠结构；
[0011]所述后翼与飞机主体内部的后掠驱动结构一和后掠驱动结构二连接，后掠驱动结构一和后掠驱动结构二控制后翼后掠，所述后翼上方设置有可偏转尾翼。
[0012]进一步的，所述机身头部的外部轮廓呈三角形，机身头部的后掠角度为50
°
～60
°
，所述机身垂直段的外形轮廓呈矩形，所述机身尾部的外形轮廓呈五边形结构；所述飞机主体机身尾部的两侧、机身头部的背部和机身垂直段的背部均设置有凹槽，所述前翼旋转后贴合于机身头部的背部凹槽内，所述中翼折叠并旋转后贴合于机身垂直段的背部凹槽内，所述后翼后掠后部分收进机身尾部的两侧凹槽内。
[0013]进一步的，所述前翼、中翼和后翼均展开形成机翼，所述机翼展开时的机翼前缘为
一条直线，所述机翼的后掠角度为40
°
～50
°
，即飞机初始形态与稳定操控形态的整体机翼后掠角度均为40
°
～50
°
。
[0014]进一步的，所述前翼为三角形结构，其中，第一条边与机身头部侧边通过转动轴一相连，第二条边与飞机主体的中心线平行，第三条边为构成机翼前缘的一部分；所述前翼第一条边与第三条边的夹角角度为15
°
～20
°
。
[0015]进一步的，所述中翼为直角三角形的可折叠结构，其中，一条直角边与所述机身垂直段通过转动轴四转动连接，另一条直角边与所述后翼靠近飞机前方的一侧接触，斜边为构成机翼前缘的一部分；所述中翼一条直角边的中点与斜边的中点之间设置有转动轴二，所述转动轴二与所述一条直角边垂直；所述另一条直角边的中点与所述斜边的中点之间设置有转动轴三，所述转动轴三与所述另一条直角边垂直，通过转动轴二和转动轴三使中翼折叠为矩形，再通过转动轴四将折叠后的中翼翻折至机身垂直段的背部凹槽内并固定。
[0016]进一步的，所述后翼的整体为不规则的六边形结构，所述后翼靠近机身头部的一条边展开时与中翼的另一条直角边接触；所述后翼靠近机身尾部一侧的三条边中，从前至后的第一边展开时与飞机主体垂直段接触，第二边展开时与机身尾部的前方侧边接触，第三边为机翼后缘；所述后翼远离机身尾部一侧的两条边中，从前至后的第一边为构成机翼前缘的一部分，第二边为机翼弦长。
[0017]进一步的，所述后掠驱动结构一包括固设于飞机主体内部的伸缩式液压杆一以及固设于后翼的伸缩式液压杆二，所述伸缩式液压杆一的伸出端与伸缩式液压杆二的伸出端铰接；所述后掠驱动结构二包括固设于飞机主体内部的固定杆以及与后翼铰接的伸缩式液压杆三，所述伸缩式液压杆三的伸出端与固定杆固定连接。优选的，所述伸缩式液压杆一和固定杆前后设置，并均固定于飞机主体内部的对称中心线位置。
[0018]进一步的，所述后掠驱动结构一和后掠驱动结构二调节后翼后掠的角度为0
°
～40
°
，即飞机在超音速形态时后翼后掠，后翼向飞机主体方向的可旋转角度为0
°
～40
°
；所述后掠驱动结构一和后掠驱动结构二调节后翼后掠，后掠后的翼展至少为飞机初始形态时翼展的54％，即飞机超音速形态的翼展最小值，为飞机初始形态与稳定操控形态的翼展的54％，飞机超音速形态的整体机身长度略长于飞机初始形态与稳定操控形态的整体机身长度。
[0019]进一步的，所述可偏转尾翼设置有水平转动轴，可偏转尾翼绕水平转动轴的偏转角度为0
°‑
90
°
，所述水平转动轴与垂直转动轴转动连接，所述垂直转动轴与所述后翼转动连接，垂直转动轴用于调节水平转动轴的方向，使水平转动轴保持与飞机主体的对称中心线平行，即实现可偏转尾翼迎风角度的调节，水平转动轴和垂直转动轴均设置有转动轴驱动器，用于驱动水平转动轴和垂直转动轴旋转。
[0020]一种变体飞翼式飞机的变体方法，包括：
[0021](1)飞机初始形态：前翼、中翼和后翼均展开与飞机主体融合为一体，形成飞翼式飞机，后翼上的可偏转尾翼与后翼上表面贴合；
[0022](2)稳定操控形态：为飞机处于准备起飞或者降落阶段的形态，可偏转尾翼通过水平转动轴调节竖起，飞机的前翼、中翼和后翼仍保持初始形态；
[0023](3)稳定飞行阶段：为飞机执行飞行任务期间的形态，可调节尾翼沿水平转动轴收拢与后翼上表面贴合，恢复为初始形态；
[0024](4)超音速形态：为打击目标后脱离敌方区域期间的形态，前翼、中翼向上翻折并固定于飞机主体背部，后翼后掠；可偏转尾翼沿竖直转动轴调整迎风角度使水平转动轴与飞机主体的对称中心线平行，并沿水平转动轴转动调节竖起。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1)本专利技术的初始形态为飞翼式飞机，具有良好的雷达隐身性能和较大展弦比的机翼，大展弦比的机翼的诱导阻力较小，具有良好的气动效率，在飞机执行任务期间，可以有效避开敌方雷达侦察；
[0027]2)本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变体飞翼式飞机，其特征在于，包括飞机主体以及对称设置于飞机主体两侧的前翼、中翼和后翼；所述飞机主体包括从前到后依次设置的机身头部、机身垂直段和机身尾部；所述前翼与机身头部转动连接；所述中翼与机身垂直段转动连接，所述中翼为可折叠结构；所述后翼与飞机主体内部的后掠驱动结构一和后掠驱动结构二连接，后掠驱动结构一和后掠驱动结构二控制后翼后掠，所述后翼上方设置有可偏转尾翼。2.根据权利要求1所述的变体飞翼式飞机，其特征在于，所述机身头部的外部轮廓呈三角形，所述机身垂直段的外形轮廓呈矩形，所述机身尾部的外形轮廓呈五边形结构；所述飞机主体机身尾部的两侧、机身头部的背部和机身垂直段的背部均设置有凹槽，所述前翼旋转后贴合于机身头部的背部凹槽内，所述中翼折叠并旋转后贴合于机身垂直段的背部凹槽内，所述后翼后掠后部分收进机身尾部的两侧凹槽内。3.根据权利要求2所述的变体飞翼式飞机，其特征在于，所述前翼、中翼和后翼均展开形成机翼，所述机翼展开时的机翼前缘为一条直线，所述机翼的后掠角度为40
°
～50
°
。4.根据权利要求3所述的变体飞翼式飞机，其特征在于，所述前翼为三角形结构，其中，第一条边与机身头部侧边通过转动轴一相连，第二条边与飞机主体的中心线平行，第三条边为构成机翼前缘的一部分；所述前翼第一条边与第三条边的夹角角度为15
°
～20
°
。5.根据权利要求3所述的变体飞翼式飞机，其特征在于，所述中翼为直角三角形的可折叠结构，其中，一条直角边与所述机身垂直段通过转动轴四转动连接，另一条直角边与所述后翼靠近飞机前方的一侧接触，斜边为构成机翼前缘的一部分；所述中翼一条直角边的中点与斜边的中点之间设置有转动轴二，所述转动轴二与所述一条直角边垂直；所述另一条直角边的中点与所述斜边的中点之间设置有转动轴三，所述转动轴三与所述另一条直角边垂直，通过转动轴二和转动轴三使中翼折叠为矩形，再通过转动轴四将折叠后的中翼翻折至机身垂直段的背部凹槽内并固定。6.根据权利要求5所述的变体飞翼式飞机，其特征在于，所述后翼的整体为不规则的六边形结构，所述后翼靠近机身头部的一条边展开时与中翼...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建明，夏瑄泽，张钲浩，刘晓东，孙丹，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：