[發明專利]一種機身與燃料儲罐一體式飛機

無效

• 申請號: 201410699803.0
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104477395A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 黃敏杰;徐偉強;陳穎
• 申請（專利權）人: 新譽集團有限公司
• 主分類號: B64D37/04
• 分類號: B64D37/04
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體涉及一種機身與燃料儲罐一體式飛機。

背景技術

氫、天然氣、甲烷等氣體燃料是公認的清潔能源。相對傳統石油能源，這些燃料具有燃燒熱值高(例如氫的熱值是汽油的2.7倍、煤的3.54倍，甲烷的熱值是汽油的1.2倍)、密度小、燃燒產物無污染、獲取途徑多樣、可以氣態或液態等多種形式加以利用、能源利用率高等優點。由于熱值高、能量轉化效率高，氣體能源用于飛機燃料時，可以減少飛行器的燃油攜帶量、增大飛機的有效載荷、提高經濟性，或者在燃料攜帶質量不變的前提下使飛行器獲得更長的續航時間。

由于通常條件下這類燃料的密度小(氫氣態下為0.0899g/L，液態時為70.8kg/m3)，因此使用的燃料存儲裝置體積大、質量大，導致存儲質量效率(燃料質量/燃料和儲箱總質量)低。為了減小存儲體積大帶來的氣動阻力以及提高存儲質量效率，無論采用液態或高壓氣態存儲燃料的飛機都傾向于采用球形、柱形儲等表面積-體積比較小的儲箱形式；并且不能像傳統油箱那樣分布在機翼、機身各處，一般只在機身內部集中存儲。即便如此，液化氣的絕熱措施、高壓氣的耐壓結構仍然需要付出較大的質量代價，這些代價將嚴重影響氣體燃料帶來的潛在收益。

通常，液化氣體存儲需要采用多層功能材料+真空的絕熱技術，以使液化氣體燃料維持在-180℃以下的低溫環境中，同時儲箱還要承受微量的漏熱使液化氣體蒸發氣化產生的壓力。采用高壓氣作為燃料時，氣體儲箱為了提高存存儲質量效率，需要采用高壓存儲的方式，儲箱內壓力可達70MPa以上。兩種存儲方式(尤其是壓縮氣體儲箱)均需要采用高強度、耐疲勞的材料和結構，從而帶來較大的結構質量，使得燃料存儲質量效率難以提高。另一方面，飛機的機身作為主要的承力結構，需要傳遞機翼升力、起落架沖擊力、發動機推力，還可能承擔載荷帶來的過載和機艙內外壓差。如果能將機身的承力要求與氣體燃料飛機的燃料儲罐的結構功能要求相結合，則可以大幅提高氣體燃料飛機的燃油系數(燃料質量/飛機總質量)，相當于間接提高了燃料存儲質量效率，從而使氣體燃料的優勢可以充分發揮。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種機身與燃料儲罐一體式飛機,解決以往飛機燃料攜帶能力低的缺陷。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種機身與燃料儲罐一體式飛機，包括機身、設備艙、機翼、起落架以及尾翼，所述的設備艙設置在機身的前端，所述的機翼設置在機身的頂端，所述的起落架設置在機身的底端，所述的尾翼設置在機身的尾端；所述的機身為耐壓儲罐。

進一步的，所述耐壓儲箱的前端設置有若干個第一連接耳片，所述的設備艙經各第一連接耳片連接在耐壓儲箱的前端；

所述耐壓儲箱的頂端設置有若干個第二連接耳片，所述機翼經各第二連接耳片連接在耐壓儲罐上；

所述耐壓儲箱的尾端設置有若干個第三連接耳片，所述的尾翼經各第三連接耳片連接在耐壓儲箱上。

進一步的，所述的耐壓儲箱為70MPa耐壓儲罐。

本發明的有益效果是：機身采用耐壓儲罐之后，簡化了飛機在各種載荷下的傳力路線，降低了結構設計難度、提高了結構效率；耐壓儲罐兼做機身結構，節省了大量的機身結構重量，相當于提高了全機燃料攜帶能力。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明機身的結構示意圖；

圖2是本發明飛機的結構示意圖；

圖3是飛機在飛行狀態下的受力分布圖；

圖4是飛機在著陸時的受力分布圖；

圖5飛機在飛行狀態下機翼在耐壓儲罐上引起的應力分布圖；

圖6是，3g正向過載時，70MPa儲箱的最大應力發生在儲箱后端內壁處的示意圖；

圖中，1、機身，2、設備艙，3、機翼，4、尾翼，5、第一連接耳片，6、第二連接耳片，7、第三連接耳片。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1圖2所示，一種機身與燃料儲罐一體式飛機，包括機身1、設備艙2、機翼3、起落架以及尾翼4，設備艙2設置在機身1的前端，機翼3設置在機身1的頂端，起落架設置在機身1的底端，尾翼4設置在機身1的尾端；機身1為耐壓儲罐。