电动低噪短距起降连翼飞机制造技术

本发明专利技术提供了一种电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于包括：机身（1）；前翼（2），其为平直梯形翼，位于机身上方；后翼（4），其为前掠上反机翼，位于机身下方；端板（3），其将前翼（2）和后翼（4）的翼尖连在一起，构成盒型结构；垂尾（5）。本发明专利技术的优点和有益效果包括：继承了连翼式飞机优秀的结构性能；通过滑流偏转动力增升实现了短距起降能力；电动螺旋桨推力装置和置于机尾内部的发电机组有效降低了飞机整体的噪音水平；动力系统的备份设计使得飞机具有极高的可靠性，保证了短距起降和巡航时的安全。本发明专利技术所采用的各项技术均具有较高的成熟度，且整体上较为简单，容易实现，建造和使用成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动低噪短距起降连翼飞机，属于航空飞行器中固定翼飞机设计

技术介绍
连翼布局飞机在气动和结构上均有明显优势。气动特性看，连翼布局有效的减弱了飞机诱导阻力，往往具有很高的升阻比，因此能获得高效的巡航性能，节省燃油或增加航程。结构上看，连翼布局的盒型结构整体强度好，降低了对局部结构强度的要求，大大节省了结构质量，从而增加有效载荷。但是，对于常规飞机来说，气动和结构性能可以通过其他方式得到提升，而在更为重要的起降性能和噪音控制上，连翼布局并未给出更好的解决方案，因此在民用和军用领域连翼布局并未得到广泛使用。
技术实现思路
本专利技术针对以上所述弱点，提供了一种电动低噪短距起降连翼飞机的技术方案，在连翼布局的基础上综合了独特的动力系统和滑流偏转动力增升技术。本专利技术的连翼布局设计中，前翼为平直梯形机翼，后翼为前掠，前翼和后翼在翼尖处通过一个端板连接，圆形机身位于前翼和后翼构成的盒形空间的中间。前翼前缘安装四台电动螺旋桨，左右各两台，螺旋桨的滑流覆盖大部分的前翼翼面和前翼后缘的全翼展襟翼，螺旋桨的高速滑流可有效提高机翼和襟翼的效能，即动力增升，从而实现短距起降能力。为了降低舱内舱外噪音，本专利技术的动力系统采用四个电动机螺旋桨和两组活塞发动机发电的形式，相比直接采用四个活塞发动机驱动螺旋桨，可明显降低飞机整体噪音水平，且活塞发动机可至于机身尾部并通过机舱隔断进一步降低舱内噪音。此外这种形式也降低了飞机队燃油的要求，不必局限于航空汽油。本专利技术在继承连翼布局飞机气动和结构优势的同时，有效降低了噪音水平和并实现了短距起降能力，总体方案可靠性高，技术成熟，容易实现，建造和使用成本低廉，有利于该布局的推广。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于包括:机身；前翼，其为平直梯形翼，位于机身上方；后翼，其为前掠上反机翼，位于机身下方；端板，其将前翼和后翼的翼尖连在一起，构成盒型结构；垂尾。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的电动低噪短距起降连翼飞机的整体布局示意图。图2是根据本专利技术的一个实施例的电动低噪短距起降连翼飞机的动力系统示意图。具体实施例方式如图1的整体布局示意图所示，根据本专利技术的一个实施例的电动低噪短距起降连翼飞机包括机身(I )，前翼(2),端板(3),后翼(4)和垂尾(5)。前翼(I)为平直梯形翼，位于机身上方，后翼(4)为前掠上反机翼，位于机身下方。前翼(2)和后翼(4)的翼尖由端板(3)连在一起，构成盒型结构，具有很好的结构强度，整体结构质量较轻，此外这种布置也使得电动机(10)和螺旋桨(11)高置，使得该布局可作为水陆两栖布局，机身(I)下部叶相应改为船底形式。飞机的操纵舵面包括:位于垂尾(5)后缘的方向舵(6)，用于航向控制；位于后翼后缘的一对副翼(8)和一对升降舵(7)，分别用于滚转控制和俯仰控制。如图1所示，前翼(2)、襟翼(9)和电动机(10)、螺旋桨(11)共同构成滑流偏转动力增升系统，用于实现短距起降能力。总共四台电动机(10)被布置于前翼(2)前缘，各驱动一个大尺寸螺旋桨(11)。螺旋桨(11)的高速滑流将覆盖前翼(2)大部分机翼面积和前翼(2)后缘的全翼展襟翼(9)，有效提升了机翼和襟翼的性能，大幅提高升力系数。此外，当滑流流过下偏的襟翼(9)时，由于附壁效应气流方向也随之下偏，从而使螺旋桨(11)拉力产生向上的分量，提供直接升力。如图2所示意显示的根据本专利技术的一个实施例的电动低噪短距起降连翼飞机的动力系统中，放置于机身(I)尾部舱内的两套活塞发动机(16)、发电机(15)组产生的电力通过电缆(14)传送给电力分流器(13)，分流器(13)则将电力通过四根电缆(12)传送给四台电动机(10)，并驱动螺旋桨(11)转动。正常情况下，发动机(16)的额定功率只能提供两台电动机(10)所需功率，但是其最大功率可同时驱动四台电动机(10)，但是最大功率下不能做长时间运转。如果某一侧的活塞发动机(16)或发电机(15)失效，则分流器(13)可对称切断一组电动机(10)，保持其他两台电动机(10)的正常运转，该应急方式适用于巡航飞行阶段，或者可以将另一侧发动机(10)调至最大功率，保证四台电动机(10)的运转，该应急方式适用于短距起降飞行阶段，可避免升力的突变。如果某一侧的某一个电动机(10)或螺旋桨(11)失效，则可通过调整分流器(13)的输出来切断另一侧对称位置的电动机(10)，避免不利的偏航力矩。整体上看，该动力系统的结构简单，发动机(16)内置于机身，电动机(10)较小的尺寸都有效减少了动力系统对气动外形的干扰，电动机(10)和发动机(16)的备份设计使得系统可靠性更高，飞行也更加安全，电动推力装置也使得控制更加简单敏捷。此外，电动机(10)本身较小的噪音，以及发动机(16)内置于机身都有效降低了飞机整体的噪音水平。本专利技术的优点和有益效果包括:一继承了连翼式飞机优秀的结构性能。一通过滑流偏转动力增升实现了短距起降能力。一电动螺旋桨推力装置和置于机尾内部的发电机组有效降低了飞机整体的噪音水平。一动力系统的备份设计使得飞机具有极高的可靠性，保证了短距起降和巡航时的安全。一本专利技术所采用的各项技术均具有较高的成熟度，且整体上较为简单，容易实现，建造和使用成本低廉。权利要求1.电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于包括: 机身(1)， 前翼(2)，其为平直梯形翼，位于机身上方， 后翼(4)，其为前掠上反机翼，位于机身下方， 端板(3),其将如翼(2)和后翼(4)的翼尖连在一起，构成盒型结构， 垂尾(5)。2.根据权利要求1的电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于进一步包括: 位于垂尾(5)后缘的方向舵(6)，用于航向控制； 位于后翼(4)后缘的一对副翼(8)，分别滚转控制， 位于后翼(4)后缘的一对升降舵(7)，用于俯仰控制， 设置在前翼(2)后缘的全翼展襟翼(9)。3.根据权利要求2的电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于进一步包括: 被布置于前翼(2)前缘的四台电动机(10)，各驱动一个大尺寸螺旋桨(11)， 所述四个螺旋桨(11 )，其产生的高速滑流覆盖前翼(2)大部分机翼面积和全翼展襟翼(9),从而有效提升机翼和襟翼的性能，提闻升力系数。4.根据权利要求1一 3之一的电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于: 电动机(10)和螺旋桨(11)高置，且机身(I)下部叶具有船底形式，使得该电动低噪短距起降连翼飞机可作为水陆两栖飞机。5.根据权利要求4的电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于: 前翼(2)、襟翼(9)和电动机(10)、螺旋桨(11)共同构成滑流偏转动力增升系统，用于实现短距起降能力，其中，当滑流流过下偏的襟翼(9)时，由于附壁效应气流方向也随之下偏，从而使螺旋桨(11)拉力产生向上的分量，提供直接升力。6.根据权利要求1一 3之一的电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于进一步包括: 放置于机身(I)尾部舱内的两套活塞发动机(16)， 由所述两套活塞发动机(16)分别驱动的两台发电机(15)， 电力分流器(13)，其通过第一电缆(14)接收两台发电机(15)所产生的电力，并通过四根第二电缆(12)把电力分别传送给本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动低噪短距起降连翼飞机，其特征在于包括：机身（1），前翼（2），其为平直梯形翼，位于机身上方，后翼（4），其为前掠上反机翼，位于机身下方，端板（3），其将前翼（2）和后翼（4）的翼尖连在一起，构成盒型结构，垂尾（5）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王维军，刘江涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：