[發明專利]一種飛行器及其飛行器控制方法

有效

• 申請號: 202011309551.8
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112124562B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 郭洪濤;呂彬彬;劉大偉;李陽;葉林;余立;張昌榮;查俊;郭鵬
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: B64C3/38
• 分類號: B64C3/38
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 孔鵬

本發明涉及飛行器制造領域，具體而言，涉及一種飛行器及其飛行器控制方法。包括機身和對稱設置機翼，在任一機翼靠近翼梢處設置有控制部，控制部用于控制機翼的翻滾運動，控制部包括翻滾抑制裝置，翻滾抑制裝置包括殼體和滑塊，滑塊可移動地設置在殼體中。還包括驅動組件，驅動組件設置在殼體中，驅動滑塊在殼體中移動。控制組件，控制驅動組件的工作，滑塊與殼體分別對應設置有多個開孔，滑塊開孔與殼體開孔隨滑塊的運動可選擇的實現連通。本發明在不破壞機翼原有的氣動外形和總體結構，有效的改進飛行過程中翻滾的出現，同時還不會影響到飛行器的穩定性和飛行品質。

技術領域

本發明涉及飛行器制造領域，具體而言，涉及一種飛行器及其飛行器控制方法。

背景技術

飛行器靜氣動彈性問題，也稱之為氣動彈性靜力學問題，它屬于氣動彈性力學研究范疇。對于飛機來說，靜氣動彈性問題研究的是飛機在氣動載荷下的變形，以及氣動力所產生的靜變形的穩定特性，并認為力和運動與時間無關。靜氣動彈性變形對于飛機定常飛行條件下的載荷分布、操縱效率、配平特性、靜和動穩定性等氣動性能，對于飛機的安全性、舒適性、經濟性等特性也有著不可忽視的影響。

由機翼靜氣動彈性效應導致的結構變形對舵面效率會產生很大影響，程度較輕時會導致舵面效率降低，嚴重時則將會導致舵面失效甚至反效。例如：“協和”號飛機因靜氣動彈性影響，巡航時升降舵產生了2°的變化；我國某高速殲擊機在馬赫數0.9、速壓69kPa時，舵面效率降低到剛性時的1/3左右；F/A-18戰斗機曾發生過副翼反效現象，在跨聲速范圍飛行時，由于靜氣動彈性影響，位于其機翼后緣的副翼操縱面反效，致使滾轉機動性急劇下降，起初的修改方案是增加機翼剛度，同時增加副翼長度，但試飛結果表明該方案收效甚微，最終確定采用多控制面的方式來改善其跨聲速范圍的機動性能。對于大展弦比后掠機翼來說，靜氣動彈性效應引發的副翼效率惡化問題尤其嚴重，必須引起足夠的重視。一方面，大展弦比機翼的翼尖變形很大，而副翼又靠近翼尖；另一方面，由于機翼后掠效應，使得沿翼展方向的外洗流在機翼翼尖很容易引起激波和激波邊界層誘導分離，從而進一步影響副翼效率。在飛行器發展初期，許多飛行事故的起因都是由副翼反效造成的。1927年，英國一架雙引擎大展弦比飛機，在飛行中當飛行速度增加時，副翼效率隨之降低直至反效而發生事故。英國皇家空軍機構的Cox和Pugsley成功分析了這次事故，并提出了防止這類事故的設計準則。C-141運輸機和波音XB-47轟炸機在研制階段也都發生過由于靜氣動彈性影響導致的副翼反效問題。

隨著先進飛行器大量采用復合材料和結構減重設計，其氣動性能、結構效率以及戰術指標要求不斷提高，飛行器在大速壓條件下的副翼效率降低甚至反效問題不但沒有被弱化，反而愈發凸顯，越來越成為困擾飛行器設計的瓶頸問題。

基于目前常規的飛機滾轉控制方式，通常是利用差動偏轉安裝于機翼左右兩側的副翼來使兩側機翼產生不對稱的升力，從而提供飛機滾轉所需的力和力矩。在飛機設計中，副翼操縱效率直接反映飛機的滾轉操縱性能，更有甚者，如果副翼發生操縱反效還可能導致嚴重的飛行事故。根據飛行器彈性力學研究可知，大速壓條件下靜氣動彈性對后掠翼翼尖段的影響甚大，而飛機的副翼正好就安裝于機翼靠近翼尖的外段后緣處。

常規副翼效率降低或反效的原因在于：假定副翼向下偏轉，則會在副翼氣動中心處產生向上的附加升力和氣動力矩，它們對機翼翼面剛心形成力矩，使機翼翼面產生負扭轉角，這個負扭轉角使得機翼翼面產生負的附加升力，從而降低了副翼增加升力的作用，因而使得副翼效率降低甚至反效。相對于平直機翼而言，后掠機翼的副翼距機翼翼根的弦向距離相對更遠，因而副翼操縱力矩導致的機翼扭轉變形更大，副翼失效現象更嚴重。

發明內容

本發明的目的在于提供一種飛行器，通過在機翼上設置有具體的結構，從而實現對于機翼翻滾的控制。

本發明是這樣實現的：