CN102390522B - 一种飞机短距起降的导流叶栅 - Google Patents

一种飞机短距起降的导流叶栅 Download PDF

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Abstract

一种飞机短距起降的导流叶栅。上排翼、中排翼和下排翼的弦长为机翼弦长的10％，展长为机翼展长的80％。各排翼均绕自身长度方向的中心线偏转。在弦向方向，上排翼、中排翼和下排翼的轴线与主机翼前缘的距离分别为1.05、1.15、1.25倍主翼弦长；在垂直于弦线方向上，上排翼、中排翼和下排翼的轴线与主机翼前缘的距离分别为0.1、0.2、0.3倍主翼弦长。各排翼的一端均固定在机身上，另一端均固定在连接板上。连接板固定在机翼的下表面。本发明用于机翼下方时，使气流经过叶栅的导向并对气流形成一定的阻滞作用，在机翼的下表面形成了大范围的高压区，并且由于三组排翼上也具有升力作用，从而有效提高了机翼的升力。

Description

一种飞机短距起降的导流叶栅
技术领域
本发明涉及飞行器的气动布局领域，具体是一种能够实现飞机短距起降的增升装置。
背景技术
由于无人机具有成本低、无人员伤亡、生存能力强、使用方便等优点，无人机越来越广泛的应用于战场侦察和监视、电子战、定位校射等军事领域及边界巡逻、航空拍摄、交通监视、灾情监视等民用领域。由于受场域条件限制，具有短距起降能力的无人机往往更能高效的完成飞行任务。
目前短距起降技术主要有：1.采用先进的气动布局，改变机翼剖面和平面形状；2.采用复杂的机械增升装置；3.倾转动力装置；4.采用如喷气襟翼等的动力增升装置。其中机械增升装置需要复杂而精确的襟翼收放机构，附加的机构设计成本和结构重量都很大；倾转动力装置和喷气襟翼技术结构更加复杂，成本也十分高，并对飞机的稳定性和操纵性提出了更高的要求，显然不适合用在小型飞机上。因此，在气动上寻求新的技术更加适合于如无人机等小型飞机。
发明内容
为克服现有技术中存在的结构复杂重量大、成本高，不适于小型飞机的不足，本发明提出一种飞机短距起降的导流叶栅。
本发明包括排翼和排翼连接板。排翼由上排翼、中排翼和下排翼组成。上排翼、中排翼和下排翼的弦长为机翼弦长的10％，展长为机翼展长的80％。各排翼均绕自身长度方向的中心线偏转，其偏转角度为：上排翼3的偏转角度为11°，中排翼的偏转角度为13°，下排翼5的偏转角度为15°。
在弦向方向，上排翼的轴线与主机翼前缘的距离为1.05倍主翼弦长，中排翼的轴线与主机翼前缘的距离为1.15倍主翼弦长，下排翼的轴线与主机翼前缘的距离为1.25倍主翼弦长。
在垂直于弦线方向上排翼的轴线与主机翼前缘的距离为0.1倍主翼弦长，中排翼的轴线与主机翼前缘的距离为0.2倍主翼弦长，下排翼的轴线与主机翼前缘的距离为0.3倍主翼弦长。
所述的上排翼、中排翼和下排翼的一端均固定在机身上，另一端均固定在排翼连接板上。排翼连接板垂直地固定在机翼的下表面。上排翼、中排翼和下排翼均为NACA2310直机翼。
本发明用于机翼下方时，使气流同时受到叶栅的导向和阻滞作用，从而改变了机翼周围的流场。气流由于受到叶栅的阻滞作用，使得机翼的下表面形成了大范围的高压区，机翼下表面的高压气流对机翼的作用，提高了机翼的升力；并且三组排翼在受气流的作用时，也会产生升力，从而机翼的升力特性有了显著的提高。
如图6为加装导流叶栅前后飞机的升力特性对比。对飞行速度为8m/s时的流场进行数值模拟。模拟结果显示，同样的仰角下，飞机的升力特性有了明显提高。通过在飞机机翼后缘下方应用导流叶栅，提高机翼的升力特性，实现了飞机的短距起降，减小了起降环境对飞机的限制；而且本发明导流叶栅增升所用的装置构造简单，增升效果可靠，便于拆卸维护。
附图说明
图1是半模下的飞机导流叶栅布局图；
图2是导流叶栅前视图；
图3是导流叶栅局部放大图；
图4是机翼与导流叶栅剖面图；
图5是加装导流叶栅前后飞机升力特性对比。其中：
1.机身2.主机翼3.上排翼4.中排翼5.下排翼6.排翼连接板
具体实施方式
本实施例是一种飞机短距起降导流叶栅，包括排翼和排翼连接板6。所述的排翼包括上排翼3、中排翼4和下排翼5。
本实施例的飞机主机翼2为传统直机翼，采用NACA2413翼型，机翼展弦比8.85，相对机身安装角为5°。如图1图2所示，导流叶栅采用排翼布局，上排翼3、中排翼4和下排翼5均为NACA2310直机翼。上排翼3、中排翼4和下排翼的弦长为机翼弦长的10％，展长为机翼展长的80％。如图3所示，各排翼均以自身长度方向的中心线为轴线；各排翼绕所述的自身轴线偏转，其偏转角度为：上排翼3的偏转角度为11°，中排翼4的偏转角度为13°，下排翼5的偏转角度为15°。
在弦向方向，上排翼3的轴线与主机翼前缘的距离为1.05倍主翼弦长，中排翼4的轴线与主机翼前缘的距离为1.15倍主翼弦长，下排翼5的轴线与主机翼前缘的距离为1.25倍主翼弦长。
在垂直于弦线方向上排翼3的轴线与主机翼前缘的距离为0.1倍主翼弦长，中排翼4的轴线与主机翼前缘的距离为0.2倍主翼弦长，下排翼5的轴线与主机翼前缘的距离为0.3倍主翼弦长。
所述的上排翼3、中排翼4和下排翼5的一端均固定在机身上，另一端均固定在连接板6上。板连接6由碳纤维材料制成，垂直地固定在机翼2的下表面。
本实施例用于机翼下方时，使气流经过叶栅的导向并对气流形成一定的阻滞作用，在机翼的下表面形成了大范围的高压区，并且由于三组排翼上也具有升力作用，从而有效提高了机翼的升力。
如图6为加装导流叶栅前后飞机的升力特性对比。当飞行速度为8m/s时，对流场进行数值模拟。模拟结果显示，飞机的升力特性有了显著的提高。

Claims (3)

1.一种飞机短距起降的导流叶栅，其特征在于，包括排翼和排翼连接板；排翼由上排翼、中排翼和下排翼组成；上排翼、中排翼和下排翼的弦长为机翼弦长的10％，展长为机翼展长的80％；各排翼均绕自身长度方向的中心线偏转，其偏转角度为：上排翼的偏转角度为11°，中排翼的偏转角度为13°，下排翼5的偏转角度为15°；在弦向方向，上排翼的轴线与主机翼前缘的距离为1.05倍主翼弦长，中排翼的轴线与主机翼前缘的距离为1.15倍主翼弦长，下排翼的轴线与主机翼前缘的距离为1.25倍主翼弦长；
在垂直于弦线方向上排翼的轴线与主机翼前缘的距离为0.1倍主翼弦长，中排翼的轴线与主机翼前缘的距离为0.2倍主翼弦长，下排翼的轴线与主机翼前缘的距离为0.3倍主翼弦长；
所述的上排翼、中排翼和下排翼的一端均固定在机身上，另一端均固定在排翼连接板上。
2.如权利要求1所述一种飞机短距起降的导流叶栅，其特征在于，排翼连接板垂直地固定在机翼的下表面。
3.如权利要求1所述一种飞机短距起降的导流叶栅，其特征在于，所述的上排翼、中排翼和下排翼均为NACA2310直机翼。
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