CN105416587A - 一种翼身融合飞行器气动布局 - Google Patents

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夏明�
石伟峰
张帅
白璐
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C39/06—Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings
    • B64C39/068—Aircraft not otherwise provided for having disc- or ring-shaped wings having multiple wings joined at the tips

Abstract

本发明公开了一种翼身融合飞行器气动布局，属于飞行器技术领域，为解决现有的翼身融合飞行器的升力不足、飞行阻力大的问题而设计。本发明提供的翼身融合飞行器气动布局，包括翼身融合部，翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼，还包括后机翼，后机翼为平尾，平尾的两侧与前机翼的两侧分别通过连接件连接。在翼身融合的基础上，增加一副平尾作为后机翼，可以提高翼身融合飞行器的升力，并且，增加了增升装置和操作装置的布置面积，可以提高最大升力系数，改善飞机起降性能。

Description

一种翼身融合飞行器气动布局
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种翼身融合飞行器气动布局。
背景技术
经济性是客机设计所考虑的重要因素，飞机设计人员追求在安全性、舒适性和环保性的基础上如何利用更少的能源消耗得到更大的升阻、更远的航程与更多的载客量。未来的大型客机对气动布局提出了更高的要求，而常规布局为了提高升阻比与增加航程必然要加大机翼面积、扩大机身装载空间，过大的机翼与机身对结构和气动带来了诸多挑战，造成重量效率降低、系列化发展等困难，因此气动布局的创新对大型客机的性能提升有着关键作用。
近年来，翼身融合布局(BWB，BlendedWingBody)被认为是最有可能取代传统布局的大型客机方案，翼身融合布局，又称飞翼布局，该布局将机身和机翼融成一体，机身和机翼在功能和外形上都没有明显分界线。翼身融合布局可以大幅减小浸湿面积、降低结构重量与诱导阻力、增加升力面进而提高升阻比，此外在舒适性、环保性方面也具有潜在优势。但其也存在以下一些局限性：
1、BWB布局没有常规布局的细长机身，无法布置平尾，必须采用尾缘进行配平，将操纵面布置在机翼后缘；由于机翼后缘布置了操纵面，因此增升装置面积远小于常规布局，导致最大升力系数降低，影响了起降性能；
2、BWB布局的尾力臂较短，为了满足配平力矩的要求，因此需要机翼后缘布置的操纵面更大，但这样会产生更多的负升力，降低整机升力；
3、为考虑装载空间需求，中央机身厚度较大，在高亚音速飞行时，不可避免产生较大的波阻，增加了飞机阻力。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种可以提高翼身融合飞行器升力的气动布局；
本发明的另一个目的在于提出一种可以增加纵航向稳定性与操纵性的翼身融合飞行器气动布局；
本发明的再一个目的在于提出一种可以增加横航向稳定性与操纵性的翼身融合飞行器气动布局。
为达此目的，本发明提出如下技术方案：
一种翼身融合飞行器气动布局，包括翼身融合部，所述翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼，还包括后机翼，所述后机翼为平尾，所述平尾的两侧与所述前机翼的两侧分别通过连接件连接。
更进一步地，所述连接件为具有后掠角的端板。
更进一步地，所述平尾的至少部分为全动设置。
更进一步地，还包括至少两个垂尾，所述垂尾的两端分别与所述前机翼的后端和所述平尾连接。
更进一步地，其中的至少两个相邻的所述垂尾之间的所述平尾为全动设置。
更进一步地，所述垂尾的数量为2个。
更进一步地，所述平尾的两侧的翼尖分别通过连接件与所述前机翼的两侧的翼尖连接。
更进一步地，在所述前机翼上设置有增升装置和/或操纵装置。
更进一步地，在所述后机翼上设置有增升装置和/或操纵装置。
本发明的有益效果为：本发明提供的翼身融合飞行器气动布局，包括翼身融合部，翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼，还包括后机翼，后机翼为平尾，平尾的两侧与前机翼的两侧分别通过连接件连接。在翼身融合的基础上，增加一副平尾作为后机翼，可以提高翼身融合飞行器的升力，并且增加了增升装置和操作装置的布置面积，可以提高最大升力系数，改善飞机起降性能。
附图说明
图1是本发明的实施例一提供的翼身融合飞行器气动布局的结构示意图之一；
图2是本发明的实施例一提供的翼身融合飞行器气动布局的结构示意图之二；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是本发明的实施例三提供的翼身融合飞行器气动布局的结构示意图。
图中，1、前机翼；2、平尾；3、连接件；4、垂尾。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一:
本实施例提供了一种翼身融合飞行器气动布局，如图1所示，其包括翼身融合部，翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼1，还包括后机翼，后机翼为平尾2，平尾2的两侧与前机翼1的两侧分别通过连接件3连接。
本实施例是基于翼身融合飞行器的气动布局，该飞行器的机身与机翼融为一体，之间没有明显的界限，机身和前机翼都可以产生升力，因此，将原有的翼身融合部称之为前机翼。而本申请中在翼身融合的基础上，增加一副平尾作为后机翼，可以提高翼身融合飞行器的升力，并且，增加了增升装置和操作装置的布置面积，提高最大升力系数，改善飞机起降性能。
作为更进一步的实施方式，如图2和图3所示，上述连接件3为具有后掠角的端板，以保证前后两幅机翼不会落在同一个垂直面内，以防止加大干扰阻力，端板的高度可以根据具体需要进行设置。
更进一步地，平尾2的两侧的翼尖分别通过连接件3与前机翼1的两侧的翼尖连接。当然，后机翼与前机翼1的连接位置并不局限于上述情况，例如，也可以是后机翼的翼尖与前机翼1的某个展向位置上相连。本实施方式中，在不大幅增加飞行器结构重量的情况下，能够提高两幅机翼自身的展弦比，又充分利用了翼尖的端板效应，可以有效降低飞机的诱导阻力。
本实施例中，前机翼的前后缘均可以布置增升装置和/或操纵装置，以提高最大升力系数，改善飞机的起降性能与操作性能；但是局限于商载空间、设备空间及结构布置空间的约束，一般不在前缘设计增升与操纵装置。
另外，本实施例中，也可以在后机翼上设置增升装置和/或操纵装置。
实施例二:
本实施例提供了一种翼身融合飞行器气动布局，其结构与实施例一中基本相同：包括翼身融合部，翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼，还包括后机翼，后机翼为平尾，平尾的两侧与前机翼的两侧分别通过连接件连接。
其不同之处在于：平尾的至少部分为全动设置。
本实施例中，平尾的至少部分为全动设置，在巡航阶段可以使平尾整体的改变较小的角度，使飞机达到配平状态，提高舵效，改善飞行器纵航向操纵性能；全动平尾还可以起到增升装置的作用，改善飞机起降性能。
实施例三:
本实施例提供了一种翼身融合飞行器气动布局，其结构与实施例二中基本相同：包括翼身融合部，翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼1，还包括后机翼，后机翼为平尾2，平尾2的两侧与前机翼1的两侧分别通过连接件3连接，平尾2的至少部分为全动设置。
其不同之处：如图4所示，其还包括至少两个垂尾4，从飞行器结构的简单、紧凑性考虑，优选地，设置两个垂尾4，两个垂尾4的两端分别与前机翼1的后端和平尾2连接，置于两个垂尾4之间的平尾2为全动设置。两个垂尾4与前机翼1的后端连接，优选地，两个垂尾4与前机翼的机身部分(即中央机翼)的后端连接。本实施方式中，前机翼1与平尾之间除采用端板连接外，还采用双垂尾连接，增加了力臂，同时大幅增加了飞行器横航向的操纵性和稳定性。
当然，本实施例中，也可以设置两个以上的垂尾4，并令其中的至少两个相邻的垂尾4之间的平尾为全动设置。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种翼身融合飞行器气动布局，包括翼身融合部，所述翼身融合部的机身和机翼相融合并构成前机翼(1)，其特征在于：还包括后机翼，所述后机翼为平尾(2)，所述平尾(2)的两侧与所述前机翼(1)的两侧分别通过连接件(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：所述连接件(3)为具有后掠角的端板。
3.根据权利要求1所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：所述平尾(2)的至少部分为全动设置。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：还包括至少两个垂尾(4)，所述垂尾(4)的两端分别与所述前机翼(1)的后端和所述平尾(2)连接。
5.根据权利要求4所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：其中的至少两个相邻的所述垂尾(4)之间的所述平尾(2)为全动设置。
6.根据权利要求4所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：所述垂尾(4)的数量为2个。
7.根据权利要求1至3任一所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：所述平尾(2)的两侧的翼尖分别通过连接件(3)与所述前机翼(1)的两侧的翼尖连接。
8.根据权利要求1至3任一所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：在所述前机翼(1)上设置有增升装置和/或操纵装置。
9.根据权利要求1至3任一所述的一种翼身融合飞行器气动布局，其特征在于：在所述后机翼上设置有增升装置和/或操纵装置。
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