CN104276273B - 一种大型货运飞机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞机设计技术，涉及一种大型货运飞机布局，其包括机身(1)、驾驶舱(2)、机翼(3)、可收放的前三点式起落架(4)，可上翻的货舱前门(5)、可上翻的货舱后门(6)、位于机翼后部机身两侧的两个由发动机安装板(7)和动力机构组成，在发动机安装板(7)上有一个动力机构安装孔，动力机构安装在动力机构安装孔内，动力机构由俯仰导向环(8)、偏航导向环(9)、桨扇发动机(10)、俯仰转轴(11)、偏航轴偏(12)及支撑杆(17)组成。本发明提高了货运飞机巡航效率、结构效率和装货效率，降低了耗油率，减小了空机重量系数，增大了载油量和航程。

Description

一种大型货运飞机
技术领域
本发明属于飞机设计技术，涉及一种大型货运飞机布局。
背景技术
现有的大型货运飞机，如俄罗斯的伊尔76，美国的C17、空客的A400M等飞机为专门设计的大型货运飞机，还有一类采用民用客改装为货运飞机，前者均采用上单翼、T型尾翼布局，采用翼吊发动机、后机身开打开口舱门装卸货物，多轮多支柱式起落架，这类飞机的最大特点是技术成熟，能适应各种复杂条件，实现货物的空运任务，采用民用客改装为的货运飞机只能在条件较好的军民用机场使用。现有的大型货运飞机存在很多不足，第一、巡航效率不高，同等装载条件下没有飞翼布局飞机效率高；第二、结构效率低，导致空机重量系数大，也影响了载油量和航程；第三、采用涡扇发动机，耗油率高；第四、由于后机身采用了T型尾翼布局及大的舱门，往往后机身设计强度很高，刚度较大，造成空机重量系数大。第五、现有货运飞机采用后机身开大舱门，装货效率低，费时费力，对于超长件无能为力，限制了这种飞机的使用范围。
发明内容
本发明的目的是：提供一种新型的大型货运飞机，以便提高巡航效率、结构效率和装货效率，降低耗油率，增大载油量和航程，减小空机重量系数。
本发明的技术方案是：一种大型货运飞机布局，包括机身1、驾驶舱2、机翼3和可收放的前三点式起落架4，机翼3的翼根与机身1的侧面中部连接为整体，其特征在于：
(1)驾驶舱2位于机头的上部，驾驶舱2的后端与机身1的前端连接为整体，机头的下部为可上翻的货舱前门5，机身1的尾部有一个可上翻的货舱后门6，当货舱前门5处于关闭状态时，货舱前门5的外型面与驾驶舱2和机身1前端的外型面构成一个整体光顺型面，当货舱后门6处于关闭状态时，货舱后门6的外型面与机身1后端的外型面构成一个整体光顺型面；
(2)机身1的尾部没有垂直尾翼和水平尾翼；
(3)在机翼3的后面、机身1的两侧各有一个由发动机安装板7和动力机构组成的推进装置，两个推进装置的结构相同并且安装位置对称；发动机安装板7的内边缘与机身1的侧面和机翼3翼根的后缘连接为整体，发动机安装板7的板面向机身1的翼展方向水平伸展，在发动机安装板7上有一个动力机构安装孔，动力机构安装在动力机构安装孔内；动力机构由俯仰导向环8、偏航导向环9、桨扇发动机10、俯仰转轴11和偏航轴偏12组成；俯仰导向环8通过俯仰转轴11安装在动力机构安装孔的内壁上，俯仰导向环8能绕俯仰转轴11偏转并可通过锁定机构锁定，偏转角度为偏转角度为-180～180°，俯仰转轴11的轴线与机身对称面垂直；偏航导向环9通过偏航转轴12与俯仰导向环8正交连接，偏航导向环9能绕偏航转轴12偏转并可通过锁定机构锁定，偏转角度为-180°～180°；桨扇发动机10通过至少3个沿圆周均布的支撑杆17安装在偏航导向环9内。
本发明的优点是：提供了一种新型的大型货运飞机，提高了巡航效率、结构效率和装货效率，降低了耗油率，减小了空机重量系数，增大了载油量和航程。，
附图说明
图1是本发明的结构布局示意图。
图2是本发明的结构布局的俯视图。图中，货舱前门5和货舱后门6都处于上翻状态。
图3是本发明中动力机构的结构原理示意图。该图是动力机构产生推力和俯仰操纵力的原理示意图。
图4是动力机构产生推力和同时产生俯仰操纵力和偏航操纵力的原理示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1至图4，一种大型货运飞机布局，包括机身1、驾驶舱2、机翼3和可收放的前三点式起落架4，机翼3的翼根与机身1的侧面中部连接为整体，其特征在于：
(1)驾驶舱2位于机头的上部，驾驶舱2的高度为机头总高度的1/3,驾驶舱2的底部设置有驾驶舱地板，驾驶舱2的后端与机身1的前端连接为整体，机头的下部为可上翻的货舱前门5，在货舱前门5的后端两侧最大宽度位置处设置有复合型铰链，当货舱前门5处于关闭状态时，货舱前门5的外型面与驾驶舱2和机身1前端的外型面构成一个整体光顺型面，当货舱前门5需要打开时，在操纵机构的作用下，先将货舱前门5向前推开一段距离，然后向上翻转90°～120°，翻转到驾驶舱2的上方，该机构与现有安124飞机采用的机构类似，机身1的尾部有一个可上翻的货舱后门6，货舱后门6的上部设置有铰链，当货舱后门6处于关闭状态时，货舱后门6的外型面与机身1后端的外型面构成一个整体光顺型面，当货舱后门6需要打开时，在操纵机构的作用下向上翻转90°～100°，露出货仓通道；
(2)机身1的尾部没有垂直尾翼和水平尾翼；
(3)在机翼3的后面、机身1的两侧各有一个由发动机安装板7和动力机构组成的推进装置，两个推进装置的结构相同并且安装位置对称；发动机安装板7的内边缘与机身1的侧面和机翼3翼根的后缘连接为整体，发动机安装板7的板面向机身1的翼展方向水平伸展，在发动机安装板7上有一个动力机构安装孔，动力机构安装在动力机构安装孔内；动力机构由俯仰导向环8、偏航导向环9、桨扇发动机10、俯仰转轴11和偏航轴偏12组成；俯仰导向环8通过俯仰转轴11安装在动力机构安装孔的内壁上，俯仰导向环8能绕俯仰转轴11偏转并可通过锁定机构锁定，俯仰导向环8的内部中空，留有管、线、钢索通道，俯仰导向环8偏转角度为偏转角度为-180～180°，俯仰转轴11的轴线与机身对称面垂直；偏航导向环9通过偏航转轴12与俯仰导向环8正交连接，偏航导向环9能绕偏航转轴12偏转并可通过锁定机构锁定，偏航导向环9的内部中空，留有管、线、钢索通道，偏航导向环9偏转角度为-180°～180°；桨扇发动机10通过至少3个沿圆周均布的支撑杆17安装在偏航导向环9内，桨扇发动机10采用燃油动力驱动，支撑杆17的内部中空，留有管、线、钢索通道，桨扇发动机需要的燃油管路、电气线路、操纵钢索通过俯仰导向环8、偏航导向环9、俯仰转轴11、偏航轴偏12内部的通道连接至机身1内部的各操纵系统上，俯仰导向环8通过俯仰转轴11安装在动力机构安装孔的内壁上，俯仰导向环8能绕俯仰转轴11偏转。
参见图3和图4，本发明的大型货运飞机飞行、操纵方式是：飞机采用主动控制技术，可根据飞机飞行状态主动调节桨扇发动机10的推力13的方向，当飞机前向飞行、滑跑起飞时，将桨扇发动机10的推力13调节成前后方向，提供向前推力，当飞机需要俯仰操纵时，控制俯仰导向环8偏转，带动桨扇发动机10偏转，发动机推力13在航向上的分量为前进推进力14，在上下方向的分量为俯仰操纵力15，俯仰操纵力15提供飞机做俯仰运动；飞机飞行时需要俯仰配平操纵又需要提供一定的偏航操纵，桨扇发动机10可在制俯仰导向环8、偏航导向环9的共同耦合作用下偏转，发动机推力在航向的的分量为前进推进力14，提供前进推力，上下方向的分量为俯仰操纵力15，提供俯仰力矩，在左右方向的分量为偏航操纵力16，提供偏航力矩。当飞机降落滑跑时，将桨扇发动机10转向向前，此时推力反向，向后，相当于给飞机一个反推力，使飞机快速减速。
本发明的工作原理是：由于采用了桨扇发动机，其重量轻、燃油效率高，可以大大降低飞机的耗油率，本发明采用了尾吊桨扇发动机，减少小翼吊发动机的缺点，减少了发动机对机翼的干扰，可提高飞机的巡航效率，本发明没有垂直尾翼和水平尾翼，结构简单、降低了结构重量，减小了空机重量系数，提高了全机结构效率，结构重量的降低可以使飞机在起飞总重一定的条件下增加载油量，从而增大飞机航程。本发明的货仓前门、货仓后门能全部打开，使飞机货仓通畅，可前后同时装卸货物，大幅提高装货效率。

Claims (1)

1.一种大型货运飞机，包括机身(1)、驾驶舱(2)、机翼(3)和可收放的前三点式起落架(4)，机翼(3)的翼根与机身(1)的侧面中部连接为整体，其特征在于：
(1)驾驶舱(2)位于机头的上部，驾驶舱(2)的后端与机身(1)的前端连接为整体，机头的下部为可上翻的货舱前门(5)，机身(1)的尾部有一个可上翻的货舱后门(6)，当货舱前门(5)处于关闭状态时，货舱前门(5)的外型面与驾驶舱(2)和机身(1)前端的外型面构成一个整体光顺型面，当货舱后门(6)处于关闭状态时，货舱后门(6)的外型面与机身(1)后端的外型面构成一个整体光顺型面；
(2)机身(1)的尾部没有垂直尾翼和水平尾翼；
(3)在机翼(3)的后面、机身(1)的两侧各有一个由发动机安装板(7)和动力机构组成的推进装置，两个推进装置的结构相同并且安装位置对称；发动机安装板(7)的内边缘与机身(1)的侧面和机翼(3)翼根的后缘连接为整体，发动机安装板(7)的板面向机身(1)的翼展方向水平伸展，在发动机安装板(7)上有一个动力机构安装孔，动力机构安装在动力机构安装孔内；动力机构由俯仰导向环(8)、偏航导向环(9)、桨扇发动机(10)、俯仰转轴(11)和偏航转轴(12)组成；俯仰导向环(8)通过俯仰转轴(11)安装在动力机构安装孔的内壁上，俯仰导向环(8)能绕俯仰转轴(11)偏转并可通过锁定机构锁定，偏转角度为偏转角度为-180°～180°，俯仰转轴(11)的轴线与机身对称面垂直；偏航导向环(9)通过偏航转轴(12)与俯仰导向环(8)正交连接，偏航导向环(9)能绕偏航转轴(12)偏转并可通过锁定机构锁定，偏转角度为-10°～10°；桨扇发动机(10)通过至少3个沿圆周均布的支撑杆(17)安装在偏航导向环(9)内。
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