CN103318411A - 固定翼垂直起降飞机 - Google Patents

Abstract

本发明设计方案在普通同定翼飞机基础上设计增加一对长型新机翼(命名为侧翼)，平行于机身，连接同定在机身左右两侧，略下倾。主翼则连接在侧翼外侧。气流经机身内部多个离心风机加速，从机身左右两侧的侧翼上下表面高速喷出。机身尾部安装有可转动尾喷管的涡轮发动机。本发明设计方案在垂直起飞时侧翼上模拟了飞机水平滑翔飞行时的气流状态，充分利用了气流的升力。其优点是节能高效、结构简单、操控简单、垂直升降到水平飞行姿态过渡平稳且速度快、也可以实现悬停转向等动作、且垂直起降时平衡稳定，特别适合短距离滑翔起飞。应用于航空飞行领域，适用于如：无人机、私人飞机、商务飞机、战斗机等。尤其适用于舰载战斗机等。

Description

固定翼垂直起降飞机

(一)技术领域：

应用于航空飞行领域，如军用航空和民用航空领域。适用于如：无人机、私人飞机、商务飞机、战斗机等。尤其适用于舰载战斗机等。

(二)背景技术：

固定翼飞机较直升机的主要有：速度快、机动性好、能耗低等优点。但缺点是起降场地受限制，需要较长的跑道。直升机却相反可以悬停、低速航行、不受起降场地限制等优点。所以固定翼飞机兼容直升机的特点是最终发展方向。

目前应用的主要有两种固定翼飞机垂直起降方式，一种是螺旋桨转向方式，一种是涡轮机垂直喷射方式。但是这两种方式都有些难以克服的缺点，比如：结构复杂、操控复杂、功耗大、平衡差、垂直到水平姿态过渡复杂且过渡速度慢等缺点。所以一直没有实现广泛应用。

(三)发明内容：

固定翼飞机是利用空气流过机翼上下表面速度不同导致的压力差使飞机得到升力而飞起来的，因此，固定翼飞机机翼附近的空气一定要流动，所以传统固定翼飞机就得先要滑行一段距离才能起飞。固定翼飞机滑动时能离地起飞，主要有两个条件：一是机翼上下有足够大速度的气流、二是高速气流对机翼有较大的作用面积。

基于以上两个原理设计为：增加一对受力面积足够大的狭长型新机翼，平行于机身连接固定在机身左右两侧(命名为侧翼)，略下倾，主翼则连接在侧翼外侧。空气由机身前方开口吸入，再由机身内部多个离心风机从左右两侧的侧翼上下喷口高速喷出。这样就同时满足了这两个条件。因此使侧翼可以获得足够的升力实现垂直起降。

本发明设计方案模拟了飞机水平滑翔飞行时的气流状态，充分利用了气流的升力。其优点是节能高效、结构简单、操控简单、垂直升降到水平飞行姿态过渡平稳且速度快、也可以实现悬停转向等动作、且垂直起降时平衡稳定，不易侧翻。尤其适用于短距离滑翔起飞。

(四)附图说明：

图1：是本发明专利的主视结构示意图；

图2：是本发明专利的左视结构示意图；

图3：是本发明专利的俯视结构示意图；

图4：是图1的局部半剖面图；

图5：是图4的A-A剖视放大图；

图6：是图3的局部半剖面图；

图7：是图4的B-B局部视图；

图8：是图5的C-C局部剖面图；

示意图中部件标号说明：

1左上气流喷口  2右进气口  3左进气口  4右侧翼  5左侧翼  6尾喷管  7右主翼  8左主翼  9活塞发动机  10气流通道  11传动齿  12离心风机叶轮  13离心风机进气口  14涡轮发动机  15右上气流喷口  16右下气流喷口  17左下气流喷口  18后右起落架仓  19后左起落架仓20左翼固定肋  21离心风机隔板及机翼固定肋  22右副翼  23左副翼  24分区隔离板

(五)具体实施方式：

主要结构为：如图6中所示5和4左、右侧翼以及与其分别相连的8和7左、右主翼，由多个如21和20离心风机隔板和左右两侧的固定肋固定在机身上，机翼固定方式如图8所示；与机身左右相连接处的侧翼上下分别开有狭长的气流喷口；机身内部由图4所示的24分区隔离板分为上下两部分。上部为公共气流通道；下部分内部安装多个离心风机，各风机间由多条如图6中的21离心风机隔板隔离。该离心风机隔板同时也是机翼的固定肋；24分区隔离板上开有多个如图7中的13离心风机进气口；如图6中19、18分别为后左、右起落架仓。水平飞行时后落架的左右轮收入该仓内。

飞机垂直起飞时：先将图3中所示的23、22左右副翼旋转朝下；将6尾喷管旋转朝下。分别启动如图4中9活塞发动机和14涡轮发动机。9活塞发动机通过变速传动机构传动到如11传动齿上，并带动多个如12离心风机叶轮高速旋转。空气由机身前方开口图3中所示2和3左右进气口吸入，吸入气流在机身内部上部分经图4所示10气流通道。一部分气流由机身内部多个离心风机将气流吸入，气流经离心风机叶轮压缩加速从左右两侧的侧翼上下喷口高速喷出，高速气流通过具有下倾角的侧翼时，侧翼上表面形成负压区，侧翼下表面气流压缩形成正压区。从而使侧翼获得上升动力；一部分气流由机身后方如图4中14的全矢量涡轮发动机吸入并由6可转向尾喷管高速喷出。此时尾喷口向下时用于抬升机身尾部或机身前后平衡。

飞机垂直到水平过渡时：当飞机抬升到一定高度时，先将23、22左右副翼旋转朝上；若调节6尾喷管左右角度可进行转向操作；此时逐步调节6尾喷管朝上角度，飞机获得前进推力，开始向前飞行。继续逐步抬升6尾管角度直至水平，飞机飞行加快到一定速度后飞机抬升力完全由如图3中8、7左右主翼获得。此时把如图4中9活塞发动机降为低速运行或关闭。这样就完成了垂直到水平飞行的过渡。

Claims (8)

1.固定翼垂直起降飞机，其结构特征是：机身两侧平行于机身方向分别连接有长型的机翼(4)和(5)、两侧机翼(4)和(5)连接机身处上下位置有长型开口、内部上部分有气流通道(10)、气流通道(10)下方有离心风机、离心风机叶轮间有直条型隔板、两侧机翼(4)和(5)由离心风机隔板及固定肋固定、机身尾部安装有可转动尾喷管的涡轮发动机。

2.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，两侧机翼(4)和(5)其特征是形状为长型、平行于机身方向并分别连接在机身左右两侧。

3.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，左右两侧开口其特征是狭长型、开口位于两侧机翼(4)和(5)连接机身处上下位置。

4.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，气流通道(10)其特征是位于机身内部上部分。

5.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，离心风机其特征是位于机身内气流通道(10)下方，其离心风机出风开口为左右两侧。

6.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，离心风机隔板其特征是两个或两个以上的离心风机叶轮间用直条型离心风机隔板。

7.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，机身尾部其特征是机身尾部安装有可转动尾喷管的涡轮发动机。

8.如权利要求1所述的固定翼垂直起降飞机，两侧机翼(4)和(5)固定于机身两侧其特征是由离心风机隔板及固定肋固定。

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