超高速飞行器及相关空中运动方法技术

本发明专利技术涉及超高速飞行器以及超高速飞行器空中运动的方法，该飞行器由包括喷气发动机(TB1、TB2)、冲压式喷气发动机(ST1、ST2)和用于减少在巡航阶段中基础阻力的流线型火箭发动机组成的发动机系统推动，并且飞行器具有哥德式三角翼(A)，在三角翼(A)后缘的两个外端部均安装有可活动的尾翼(a1、a2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超高速飞行器和使用根据本专利技术的飞行器在空中运动方法。
技术介绍
在日本和美国，最近进行了对点对点超高速运输题目的研究。继这些初步研究之后，伴随着ASP ( “ASTRIUM SPACE PLANE”)项目，EADS和ASTRIUM也进行了针对点对点超高速飞行器的概念研究。当前，已经生产的点对点超高速飞行器是协和式超音速喷射客机(CONCORDE)和图波列夫(Tup0lev)Tu-144飞机，它们都是超音速的。本专利技术提出的超高速飞行器能使这两款飞机的性能得到非常显著的提高。 具体来说，本专利技术提出的飞行器大幅降低突破音障时发出的噪音，也称为超音速“爆音”;对于CONCORDE飞机，阻止开通线路的主要限制(假设不止一个)不是横越大西洋，而是这种噪音。
技术实现思路
本专利技术涉及一种飞行器，包括机身，位于机身两侧的哥特式三角翼，以及能推动飞行器的发动机系统。该飞行器的特征在于-机身包括容纳液态或融雪状(浆状)氢的罐，以及一个或多个容纳液态氧的罐；-哥德式三角翼具有平的上拱面和平的下拱面，机翼根大致开始于机身的前部加宽的区域；-尾翼使用轴线平行于机身轴线的圆柱部分固定在每个三角翼后缘的外端部，每个尾翼包括两个分别固定在圆柱部分每一侧、并在相同平面上的大致相同的梯形部件，每个圆柱部分能绕其轴线旋转，使得固定在圆柱部分上的两个梯形部件位于与哥德式三角翼所在平面平行的平面上，或位于与哥德式三角翼垂直的平面上；以及-发动机系统包括能缩入机身且位于机身前部的至少一个涡轮喷气发动机，固定几何形状的至少一个冲压式喷气发动机，和位于机身尾部的一个火箭发动机，其中，位于机身尾部的门能够打开或关闭，分别将火箭发动机暴露在外部或将火箭发动机与外部隔离。根据本专利技术的另一特征，机身包括从机舱部分延伸的前段或机鼻以及后段，其中，前段是从机舱部分开始逐渐加宽的连续部分，而后段是朝向飞行器尾部逐渐变窄的连续部分。根据本专利技术的再一特征，每个容纳液态氧的罐无论是空的还是满的，其重心都位于与飞行器重心尽可能近的位置。根据本专利技术的又一特征，火箭发动机由单个发动机组成，或者由主发动机连同一个或多个辅助发动机组成。根据本专利技术的又一特征，飞行器具有与直三角翼形成大致在70°至75°之间的前缘后掠角。本专利技术还涉及使用根据本专利技术的飞行器进行空中运动的方法，该方法包括飞机起飞阶段，其特征在于，该起飞阶段包括以下步骤-飞行器在地面上滑行的步骤，在这期间，飞行器由涡轮喷气发动机推动到达跑道上的定位点，两个尾翼中每个尾翼上的两个梯形部件置于与哥德式三角翼平行的平面上准备起飞；-打开飞行器后门或核实飞行器后门打开状态的步骤；-起飞步骤，在这期间，飞行器同时被一个或多个涡轮喷气发动机和火箭发动机推动，飞行器通过使用火箭发动机释放的非常巨大的推力逐渐进入接近竖直的上升飞行阶段，这样使得飞行器在上升飞行阶段期间达到并超过MACH I速度，其中，一个或多个涡轮 喷气发动机在达到MACHl速度之前关闭并收回到机身里，其中，飞行器的两个尾翼中每个尾翼上的两个梯形部件在飞行器达到和/或超过MACH I速度后尽快逐步进入与哥德式三角翼垂直的平面上。本专利技术还涉及使用根据本专利技术的飞行器进行空中运动的方法，该方法包括飞行器从巡航飞行走廊降落的阶段，飞行器在巡航飞行走廊中由一个或多个冲压式喷气发动机推进，其中两个尾翼中每个尾翼上的两个梯形部件置于与哥德式三角翼垂直的平面上。飞行器降落阶段的特征包括以下步骤-关闭一个或多个冲压式喷气发动机；-逐步调整分裂式襟翼；通过降低跨音速的接近垂直的速度，使飞行器进入陡峭坡度的下降阶段；-在飞行器的速度达到和/或变成小于MACHI速度后，逐步改变两个尾翼中每个尾翼上的两个梯形部件的位置，使所述部件置于与哥德式三角翼所在平面平行的平面；-在飞行器速度变为小于MACHI速度后，逐步闭合分裂式襟翼并使用和点燃一个或多个涡轮喷气发动机；并且-将飞行器插入标准航空交通中。根据本专利技术的另一特征，巡航飞行的特征在于-飞机相对于地面的高度大致在30000m和35000m之间；-飞行器机鼻的激波消散距离大致在IlOkm和175km之间；-飞机的速度大致在马赫4和马赫4.5之间；并且-马赫锥的孔径角α大致在11°和15°之间。本专利技术提出的超高速飞行器具有CONCORDE两倍的速度，S卩，4马赫以上(马赫4+)，并且巡航高度至少比传统商用飞机高20km。除了这些显著的性能特征以外，有利的是，本专利技术的飞行器使得能够运输2-3吨的等重物，即，例如大约20名乘客，并且，由于在加速和巡航阶段中由通过将氧(机上的(液态氧)和环境中的氧)与机上的氢(未来的燃料)相结合提供推力，所以本专利技术还在环境因素方面提供了特别重要的优势。超高速飞行器设想的应用有两种，也就是民用和军用。在民用的情况下，设想的市场主要是商务旅行和要求在一天内横贯大陆并返回的VIP乘客。一部分军事应用涉及例如战略侦察，超高速运输高附加值商品，以及武装的精英突击队。飞行器衍生的攻击武器通过例如高能量电磁脉冲(也称为EMP (Electro MagneticPulse, EMP))，可以实现精确的攻击并消灭首选的高附加值目标。如同卫星一样，本专利技术的飞行器几乎完全不会受到传统防空系统的伤害，同时本专利技术的飞行器还具有传统飞机的灵活性和不可预测性。本专利技术飞行器的性能允许在三小时内飞过大约9000km的距离(例如巴黎至旧金山或东京至洛杉矶)。本专利技术飞行器的运行概念和结构使得 在标准机场设施起飞和抵达，可以补给提供的氢和液态氧。 避免与普通巡航空中交通相互影响(巡航高度高于目前的空中走廊)。 几乎在所有天气中运行，原因在于在飞行高度上不存在影响适当飞行的气象现象。 除了需要特殊操作的火箭发动机系统外，保持整个飞行器的航空特性。附图说明本专利技术的其他特征和优点将会在参照附图提出的优选实施方式中呈现，在这些附图中图I显示了根据本专利技术的超高速飞行器的仰视图；图2显示了根据本专利技术的超高速飞行器的具体部件的立体图；图3显示了根据本专利技术的超高速飞行器的侧视图；图4显示了根据本专利技术的超高速飞行器的俯视的半视图；图5显示了根据本专利技术的超高速飞行器的正面视图；图6显示了根据本专利技术的超高速飞行器的纵截面视图；图7-11显示了图6所示的根据本专利技术的超高速飞行器的多个横截面视图；图12显示了图6所示的根据本专利技术的超高速飞行器的详细视图；图13显示了根据本专利技术的超高速飞行器的后视立体图；图14，图14B和图14C显示了根据本专利技术的超高速飞行器的局部后视图，显示了能将火箭发动机暴露于外部或将其与外界隔离的门的不同位置；图15显示了根据本专利技术的超高速飞行器的立体图；图16显示了本专利技术的超高速飞行器的压力中心根据马赫速度的变化；图17显示了本专利技术的超高速飞行器的方向稳定性根据马赫速度的变化；图18-21说明了根据本专利技术的超高速飞行器的不同飞行阶段。在全部附图中，相同的标记指定相同的部件。值I表示距离，值Φ表示直径，值Θ表示角度，值R表示曲率半径。具体实施例方式图I显示了本专利技术的超高速飞行器示例的仰视图。作为非限制性示例，图I中显示的距离I有以下值11 = 52995mm ；12 = 37855mm ；13 = 36524mm ；14 = 7135mm 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·普兰波利尼，约翰·科拉伯夫，
申请(专利权)人：阿斯特里姆有限公司，欧洲航空防务及航天公司EADS法国，
类型：
国别省市：