[發(fā)明專利]一種分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)及其使用方法

有效

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• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113291459B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 達興亞;李永紅;郭龍凱;李陽;趙捷;朱耀武;袁培博;雷子菡;謝翔
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: B64C9/18
• 分類號: B64C9/18;B64C9/24
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

1.一種分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)包含機翼（1）和涵道風扇推進器（2）；

以飛行器前進方向為前方，從前至后，機翼（1）依次包括主機翼（101）和后緣襟翼（103）兩個部段，或者依次包括前緣襟翼（102）、主機翼（101）和后緣襟翼（103）三個部段；涵道風扇推進器（2）采用邊界層吸入進氣，涵道風扇推進器（2）有N個，N≥2，并排安裝于主機翼（101）尾部上表面；

所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，具有兩種增升模式：一是涵道風扇推進器（2）的抽吸效應導致風扇入口氣流加速，從而降低主機翼（101）上表面的壓力；二是在起降階段或需要更大升力的情況下，后緣襟翼（103）打開，涵道風扇推進器（2）的高速噴流吹過后緣襟翼（103），通過噴流效應增大后緣襟翼（103）的升力；邊界層抽吸效應和噴流效應疊加，顯著增大升力，不顯著增大阻力；

所述的機翼（1）具有打開狀態(tài)和收起狀態(tài)；機翼（1）打開狀態(tài)時，對應于兩個部段的機翼（1）的后緣襟翼（103）向后向上伸展，或者對應于三個部段的機翼（1）的前緣襟翼（102）向前向下伸展，同時后緣襟翼（103）向后向上伸展；機翼（1）收起狀態(tài)時，對應于兩個部段的機翼（1）的后緣襟翼（103）向主機翼（101）收回靠攏，或者對應于三個部段的機翼（1）的前緣襟翼（102）和后緣襟翼（103）同時向主機翼（101）收回靠攏；機翼（1）收起狀態(tài)時，機翼（1）的前緣后掠角為0°~45°；

所述的涵道風扇推進器（2）與主機翼（101）之間無隔道，涵道風扇推進器（2）的進氣口與主機翼（101）上表面光滑過渡，下排氣口不超出主機翼（101）后緣點；涵道風扇推進器的風扇直徑（D）小于等于機翼（1）收起狀態(tài)的機翼（1）全長的30%；相鄰的涵道風扇推進器（2）的涵道風扇旋轉軸（A）的間隔距離為涵道風扇推進器的風扇直徑（D）的1~3倍；涵道風扇推進器（2）的增壓比為1.1~1.5；

機翼（1）打開狀態(tài)時，后緣襟翼前緣點（F）與涵道風扇推進器的風扇扇面的前后距離（L）為涵道風扇推進器的風扇直徑（D）的2~4倍；后緣襟翼前緣點（F）位于涵道風扇推進器（2）的涵道風扇旋轉軸（A）的下方，后緣襟翼前緣點（F）與涵道風扇旋轉軸（A）的縱向距離（H）為涵道風扇推進器的風扇直徑（D）的0.05~0.45倍；前緣襟翼（102）的后掠角與機翼（1）相同；

所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)在增升模式下，后緣襟翼（103）打開，形成高速噴流翼型，提高升力；在巡航模式下，后緣襟翼（103）收回，形成噴管的下壓縮面，增大噴流速度，提高巡航速度；在操控模式下，后緣襟翼（103）根據(jù)力矩需求偏轉到對應位置，為飛機提供控制力矩。

2.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的機翼（1）的前緣后掠角為0°，或者機翼（1）的前緣后掠角為27°。

3.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的涵道風扇推進器（2）采用電驅動。

4.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的涵道風扇推進器（2）的排面與機翼（1）收起狀態(tài)的機翼（1）后緣線平行，為一字并排或斜向并排的排布方式。

5.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的涵道風扇推進器（2）的進氣口和排氣口的形狀相同或者不同；進氣口的形狀為方形、圓形、異型中的一種；排氣口的形狀為方形、圓形、異型中的一種。

6.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的涵道風扇推進器（2）的增壓比為1.2或1.35。

7.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的后緣襟翼前緣點（F）與涵道風扇推進器的風扇扇面的前后距離（L）為涵道風扇推進器的風扇直徑（D）的3倍。

8.根據(jù)權利要求1所述的分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，所述的后緣襟翼前緣點（F）與涵道風扇旋轉軸（A）的縱向距離（H）為涵道風扇推進器的風扇直徑（D）的0.1倍。

9.一種分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)的使用方法，所述的使用方法基于權利要求1~8的任意一種分布式涵道風扇高升力系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

a.通過風洞試驗或者數(shù)值計算，確定后緣襟翼（103）的打開角度與飛機升力、力矩增量的近似線性關系；

b.在飛機增升模式下，后緣襟翼（103）向后向上伸展，根據(jù)飛機所需的升力增量確定打開角度，前緣襟翼（102）向前向下伸展；

c.在飛機巡航模式下，后緣襟翼（103）收起，前緣襟翼（102）收起；

d.在飛機操控模式下，后緣襟翼（103）部分打開，提供俯仰、滾轉操控力矩，根據(jù)飛機所需的操控力矩確定打開角度。