变体鸭式无尾气动布局制造技术

本实用新型专利技术属于无人机设计技术领域，涉及一种能兼顾亚音速高升阻比和超音速高升阻比飞行的变体鸭式无尾气动布局。本实用新型专利技术在机身的前部布置鸭翼，鸭翼可收放，机翼布置在机身后部，机翼的翼尖可上下偏转，进气道置于机身上表面前部，尾喷口置于机身尾部；机身后缘和机翼后缘布置有操纵舵面。本实用新型专利技术采用变体鸭式无尾气动布局设计，整个布局左右对称，通过折叠翼尖与收放鸭翼相结合的变体技术，高效兼顾了亚音速高升阻比巡航和超音速突防对气动力的需求，也协调解决了亚音速隐身巡航和超音速飞行航向安定性对气动布局要求之间的矛盾。本实用新型专利技术可应用于各类无人超音速飞行器的气动布局设计。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

变体鸭式无尾气动布局
本技术属于无人机设计
，涉及一种能兼顾亚音速高升阻比和超音速高升阻比飞行的变体鸭式无尾
技术介绍
对于常规气动布局飞机，亚音速飞行和超音速飞行对气动力的需求很难同时满足，隐身和超音速飞行对气动布局的要求也很难同时满足。传统针对亚音速高升阻比飞行设计的飞机，均采用大展弦比机翼和较大机翼面积，这类飞机的超音速飞行性能很差，甚至不具备超音速飞行能力。这是因为在超音速飞行时，一方面因激波阻力大大增加，升阻比大大降低；另一方面，由于超音速气动焦点后移，使得飞机配平阻力增加，升阻比也要降低。飞机飞行升阻比急剧降低使得维持飞行所需的推力大大增加，燃油消耗增加，从而大大恶化飞机的超音速加速性能和超音速续航性能。更为严重的情况是，飞机超音速飞行阻力增加到大于发动机能提供的推力，使得飞机不能超音速飞行。传统针对超音速高飞行设计的飞机，均采用小展弦比机翼和较小的机翼面积，这类飞机的亚音速飞行升阻比较低，因此都是以牺牲亚音速飞行性能来实现超音速飞行的。另外，从现在各国所设计的高隐身飞机来看，采用的气动布局形式多为无垂尾的翼身融合升力体布局(X-45A)或飞翼布局(B2、X-45C、X-47A、X47B、神经元、渡鸦、鳐鱼)， 这些飞机均为亚音速飞行器，不能超音速飞行。其主要原因在于无垂尾布局在亚音速飞行时可以通过翼尖开裂副翼、阻力方向舵结合主动控制方式来提高航向安定性和航向控制能力，但在超音速时，航向安定性会急剧恶化，开裂舵面还会大大增加飞行阻力，所以无垂尾布局不适合超音速飞行。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种能使飞机既具备高升阻比的亚音速飞行和隐身巡航能力，又具备较高的超音速飞行性能的变体鸭式无尾气动布局。本技术的技术解决方案是，机身的上表面分为两个区域，其内侧区域向上突出，外侧区域平缓，机身上表面内侧区域与外侧区域融合区光滑过渡；鸭翼布置在机身前部，鸭翼的根部前缘距机头的距离占机身长度的20% 40%，机身上开有与鸭翼形状相对应的鸭翼槽；鸭翼转轴布置在机身鸭翼前缘根部的机身上，鸭翼转轴与机身水平面垂直；机翼布置在机身后部，机翼分为内翼和翼尖两部分，内翼和翼尖的分离面置于机翼翼根到翼梢之间的任一位置，在内翼上分离面附近布置转轴，转轴与内翼弦平面及机身对称面平行，进气道置于机身上表面前部，尾喷口置于机身尾部；机身后缘和机翼后缘布置有操纵舵面。所述的鸭翼绕鸭翼转轴向机身的尾部转动，转动角度可调，直到收入机身的鸭翼槽内。所述机翼的内翼与翼尖的分离面距离机翼翼根的距离在40% 80%外露翼展所述的机翼翼尖绕转轴向上或向下偏转，偏转角度在0到士90度范围内可调。本技术具有的优点和有益效果，本技术采用变体鸭式无尾气动布局设计，整个布局左右对称，通过折叠翼尖与收放鸭翼相结合的变体技术，高效兼顾了亚音速高升阻比巡航和超音速突防对气动力的需求，也协调解决了亚音速隐身巡航和超音速飞行航向安定性对气动布局要求之间的矛盾。本技术可应用于各类无人超音速飞行器的气动布局设计。附图说明图1为变体鸭式无尾飞机布局示意图。图2为鸭翼附近局部放大示意图。图3为机翼翼尖附近局部放大示意图。图4为机翼翼尖与鸭翼全展开构型示意图。图5为机翼翼尖折起、鸭翼收起构型示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。机身1的上表面分为两个区域，其内侧区域2向上突出，外侧区域3平缓，机身1上表面内侧区域2与外侧区域3融合区光滑过渡；鸭翼5布置在机身1前部，鸭翼5的根部前缘距机头的距离占机身长度的20% 40%，机身1上开有与鸭翼形状相对应的鸭翼槽14 ； 鸭翼转轴6布置在机身鸭翼前缘根部的机身上，鸭翼转轴6与机身1水平面垂直；机翼7布置在机身1后部，机翼7分为内翼8和翼尖9两部分，内翼8和翼尖9的分离面置于机翼7 翼根到翼尖之间的任一位置，在内翼上翼尖分离面附近布置转轴10，转轴10与内翼8弦平面及机身1对称面平行，进气道11置于机身上表面前部，尾喷口 12置于机身尾部；机身后缘和机翼后缘布置有操纵舵面13。图1 3中，机身1的整个下表面比较平缓，为升力体机身；机身上表面内侧区域 2向上突出；机身上表面外侧区域3比较平缓；机身上表面内侧区域与外侧区域通过融合区 4光滑过渡；鸭翼5布置在机身1前部，鸭翼5根部前缘距机头的距离占机身长度的20% 40% ；鸭翼转轴6布置在机身上鸭翼前缘根部附近，与机身水平面垂直，鸭翼5可绕鸭翼转轴6向机身的后向转动，转动角度可调，直到收入机身上的鸭翼槽14内；机翼7布置在机身后部，机翼7分为内翼8和翼尖9两部分，内翼8和翼尖9分离面的位置理论上可以为机翼翼根到翼尖之间的任一位置，在此选择内翼8和翼尖9的分离面距翼根的距离在40% 80%外露翼展处；在内翼上翼尖分离面附近布置转轴10，转轴10与内翼8弦平面及机身1 对称面平行，机翼7的翼尖9可以绕转轴10向上或向下偏转，偏转角度在0到士90度范围内可调；进气道11置于机身上表面前部；尾喷口 12置于机身上表面后部；在机身后缘和机翼后缘布置操纵舵面13。当飞机做亚音速飞行时，机翼7的翼尖9与鸭翼5均展开，见图4。此时飞机翼展和机翼面积都最大，具有很高的巡航升阻比；同时，由于没有垂尾，隐身效果最佳。当飞机做超音速飞行时，机翼7的翼尖9折起为垂直状态，同时，鸭翼5收入机身4内，见图5。翼尖9折起防止了超音速下的焦点后移，减小配平阻力，提高飞行升阻比；同时， 翼尖9折起变为垂尾，显著提高了超音速飞行时的航向安定性和偏航控制能力。鸭翼5收放可以调整重心前的升力，从而起到调节全机焦点的作用，抑制翼尖折起时焦点过度前移。权利要求1.一种变体鸭式无尾气动布局，其特征是，机身(1)的上表面分为两个区域，其内侧区域O)向上突出，外侧区域(3)平缓，机身(1)上表面内侧区域(2)与外侧区域(3)融合区光滑过渡；鸭翼(5)布置在机身(1)前部，鸭翼(5)的根部前缘距机头的距离占机身长度的20% 40%，机身(1)上开有与鸭翼形状相对应的鸭翼槽(14)；鸭翼转轴(6)布置在机身鸭翼前缘根部附近的机身上，鸭翼转轴(6)与机身(1)水平面垂直；机翼(7)布置在机身 ⑴后部，机翼⑵分为内翼⑶和翼尖(9)两部分，内翼⑶和翼尖(9)的分离面置于机翼(7)翼根到翼梢之间的任一位置，在内翼上分离面附近布置转轴(10)，转轴(10)与内翼 (8)弦平面及机身(1)对称面平行，进气道(11)置于机身上表面前部，尾喷口(12)置于机身尾部；机身后缘和机翼后缘布置有操纵舵面(13)。2.根据权利要求1所述的变体鸭式无尾气动布局，其特征是，所述的鸭翼(5)绕鸭翼转轴(6)向机身的尾部转动，转动角度可调，直到收入机身的鸭翼槽(14)内。3.根据权利要求1所述的变体鸭式无尾气动布局，其特征是，所述机翼(7)的内翼(8) 与翼尖(9)的分离面距离机翼翼根的距离在40% 80%外露翼展处。4.根据权利要求1所述的变体鸭式无尾气动布局，其特征是，所述的机翼翼尖绕转轴 (10)向上或向下偏转，偏转角度在0到士90度范围内可调。专利摘要本技术属于无人机设计
，涉及一种能兼顾亚音速高升阻比和超音速高升阻比飞行的变体鸭式无尾气动布局。本技术在机身的前部布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李劲杰，李桂生，杨智勇，张雷，沈君彦，王大勇，
申请(专利权)人：成都飞机设计研究所，
类型：实用新型
国别省市：