[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用雙機(jī)身高后翼三翼面的高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710330878.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107187599B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣崇文;林宏淵;高振勛;李椿萱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64C39/04
• 分類(lèi)號(hào): B64C39/04;B64C39/08
• 代理公司: 11121 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

本發(fā)明公開(kāi)一種采用雙機(jī)身高后翼三翼面的高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局，采用雙機(jī)身、前機(jī)翼和后機(jī)翼、雙支撐尾翼、水平尾翼與渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)；前機(jī)翼與后機(jī)翼具有上下反角差，有效改善前機(jī)翼翼尖渦對(duì)后機(jī)翼氣動(dòng)性能的不利誘導(dǎo)效應(yīng)。后機(jī)翼由雙支撐尾翼支撐上置，有利于提升雙翼面布局整體的氣動(dòng)性能；后機(jī)翼采用較大展長(zhǎng)能夠減弱前翼對(duì)后機(jī)翼不利的下洗誘導(dǎo)效應(yīng)。同時(shí)采用不等展長(zhǎng)前后機(jī)翼布置；前機(jī)翼展長(zhǎng)較短，后機(jī)翼展長(zhǎng)較長(zhǎng)，以提高后機(jī)翼氣動(dòng)特性。水平尾翼與發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在雙機(jī)身后緣，利用水平尾翼對(duì)后機(jī)翼的有利干擾進(jìn)一步提高后機(jī)翼氣動(dòng)特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行器氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種采用雙機(jī)身高后翼三翼面的高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局。

背景技術(shù)

高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器一般用于執(zhí)行戰(zhàn)略/戰(zhàn)役偵查任務(wù)，具備持久的情報(bào)收集和偵查監(jiān)視能力，并可用作無(wú)人作戰(zhàn)平臺(tái)，因而成為當(dāng)今各國(guó)武器裝備發(fā)展的重點(diǎn)。為了在戰(zhàn)略偵察和情報(bào)收集方面更好的發(fā)揮高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，此類(lèi)飛行器的飛行高度不斷提升、飛行時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)，這就要求此類(lèi)飛行器具有攜帶大載荷實(shí)現(xiàn)高空高速、持久飛行的能力，因此在飛行器設(shè)計(jì)方面提出了高升力、高升阻比的要求。

由于高空飛行空氣稀薄,飛行動(dòng)壓小,巡航使用升力系數(shù)必然大,才能提供高升力。高升力會(huì)帶來(lái)高的誘導(dǎo)阻力，對(duì)于亞聲速常規(guī)布局的固定翼飛行器而言，通常會(huì)采用增大機(jī)翼展弦比的辦法來(lái)提高升阻比。同時(shí)，為了保證機(jī)翼面積，不得不采用更大的機(jī)翼展長(zhǎng)。

然而，由于采用超大展弦比、大展長(zhǎng)機(jī)翼，機(jī)翼的展長(zhǎng)比機(jī)翼的厚度和弦長(zhǎng)要大得多，因而可能會(huì)存在結(jié)構(gòu)剛度不足的問(wèn)題。在飛行過(guò)程中，機(jī)翼會(huì)在空氣動(dòng)力作用下產(chǎn)生彈性變形。這種彈性變形反過(guò)來(lái)又使空氣動(dòng)力隨之改變，從而又導(dǎo)致進(jìn)一步的彈性變形，這樣就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)變形與空氣動(dòng)力交互作用的所謂氣動(dòng)彈性現(xiàn)象。氣動(dòng)彈性對(duì)飛行器的操縱性和穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生顯著影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使結(jié)構(gòu)破壞或造成飛行事故。因?yàn)榻鉀Q這一問(wèn)題，若直接采用加強(qiáng)機(jī)翼剛度的方式，則會(huì)使機(jī)翼的結(jié)構(gòu)重量大大增加，降低整個(gè)飛行器的有效載荷和結(jié)構(gòu)效率。

為滿(mǎn)足高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器具有足夠升力的要求，出現(xiàn)了一種串列翼氣動(dòng)布局。該布局包含前后兩個(gè)機(jī)翼，后翼會(huì)對(duì)前翼產(chǎn)生有利干擾，然而前翼會(huì)對(duì)后翼產(chǎn)生不利干擾。為了將串列翼布局應(yīng)用于高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局，需要深入研究其構(gòu)型參數(shù)對(duì)氣動(dòng)特性的影響，以充分利用后翼對(duì)前翼的有利干擾，降低前翼對(duì)后翼的不利干擾，使得整機(jī)升阻比達(dá)到甚至超過(guò)單翼面布局，從而得到一種可選的氣動(dòng)布局方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明從氣動(dòng)設(shè)計(jì)角度出發(fā)，在前期對(duì)前后翼氣動(dòng)干擾深入研究的基礎(chǔ)上，提出了一種采用雙機(jī)身高后翼三翼面的高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局，使飛行器結(jié)構(gòu)性能和氣動(dòng)性能俱佳。

本發(fā)明采用雙機(jī)身高后翼三翼面的高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局，采用雙機(jī)身、前機(jī)翼和后機(jī)翼、雙支撐尾翼、水平尾翼與渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

所述前機(jī)翼與后機(jī)翼具有上下反角差，有效改善前機(jī)翼翼尖渦對(duì)后機(jī)翼氣動(dòng)性能的不利誘導(dǎo)效應(yīng)。后機(jī)翼由雙支撐尾翼支撐上置，有利于提升雙翼面布局整體的氣動(dòng)性能。

所述后機(jī)翼采用較大展長(zhǎng)能夠減弱前翼對(duì)后機(jī)翼不利的下洗誘導(dǎo)效應(yīng)。同時(shí)采用不等展長(zhǎng)前后機(jī)翼布置；前機(jī)翼展長(zhǎng)較短，后機(jī)翼展長(zhǎng)較長(zhǎng)，以提高后機(jī)翼氣動(dòng)特性。

所述水平尾翼與發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在雙機(jī)身后緣，利用水平尾翼對(duì)后機(jī)翼的有利干擾進(jìn)一步提高后機(jī)翼氣動(dòng)特性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局，在保證相對(duì)機(jī)翼面積的前提下，可使用較小展長(zhǎng)，有助于增加有效載荷，增加飛行高度，提高生存能力；

2、本發(fā)明高空長(zhǎng)航時(shí)飛行器氣動(dòng)布局，利用后機(jī)翼對(duì)前機(jī)翼的有利干擾和水平尾翼對(duì)后翼的有利干擾，提高前后翼的氣動(dòng)特性，使得飛行器的升阻比達(dá)到甚至超過(guò)常規(guī)單翼面布局；