CN105564654B - 一种固定翼喷气式直升飞机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定翼喷气式直升飞机，包括机身和固接在机身两侧的机翼，各所述机翼上安装有涡扇发动机，所述涡扇发动机的吸气口朝向机翼上方并连通机翼上方空间，排气口朝向机翼下方并连通机翼下方空间，所述排气口处密封连接有排气换向部件。本发明利用涡扇发动机垂直安装在固定飞机上，吸气口在机翼面上，改变排气口喷出气体的方向，在起飞时向下喷气升起机身，飞行时向后喷气驱动机身前移，达到垂直升降及快速飞行的目的，与现有直升飞机比具有操作、制造简便，升力大飞行速度快的优点。本发明可应用于航空飞行。
Description
技术领域
本发明涉及航天飞行领域，特别是涉及一种固定翼喷气式直升飞机。
背景技术
固定翼飞机具有飞行速度快，载荷大等优点，但起飞和降落需要机场跑道，一旦战争来临，机场跑道被炸毁，飞机便无法起飞和降落；直升飞机具有垂直起降，无需跑道，可悬停的优点，但飞行速度慢，载荷小，平飞时旋翼产生的推力小，效率低，噪音大，控制复杂；鹞式飞机的出现，使固定翼飞机能垂直起降，但起飞时耗油大，有效载荷小，影响了该战机的作战半径。
申请号为201510349103.3的专利公开了一种垂直起降飞机，起飞时将机翼沿竖直方向旋转90度呈竖直状态，利用涡扇发动机向下的喷气带动机身上升；而飞行时，机翼转回水平状态，利用涡扇发动机向后的喷气带动飞机前行。然而，起飞时机翼呈竖直状态，无法受到空气的浮力，仅仅依靠喷气所带来的推力升起飞机是异常困难，所需涡扇发动机的功率也是异常的大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种固定翼喷气式直升飞机，能方便地实现垂直升降和快速飞行。
本发明所采用的技术方案是：
一种固定翼喷气式直升飞机，包括机身和固接在机身两侧的机翼，各所述机翼上安装有涡扇发动机，所述涡扇发动机的吸气口朝向机翼上方并连通机翼上方空间，排气口朝向机翼下方并连通机翼下方空间，所述排气口处密封连接有排气换向部件。
作为本发明的进一步改进，所述排气换向部件具有连续运动的行程，使得排气方向在朝向机翼下方于朝向机尾方向之间切换。
作为本发明的进一步改进，所述排气换向部件包括转动连接排气口的换向管，所述换向管外接有垂直换向部件和水平换向部件。
作为本发明的进一步改进，所述排气换向部件包括换向门和水平喷气通道，所述水平喷气通道中设有阀门，所述换向门转动连接在排气口上并具有开启状态和换向状态，换向状态下，换向门的末端连接水平喷气通道的端部，从而将排气口与水平喷气通道连通，在开启状态时，换向门与水平喷气通道分离，从而使得排气方向朝向机翼下方。
作为本发明的进一步改进，所述涡扇发动机具有内涵道和外涵道，内涵道与外涵道过流面积的比值不小于1∶12。
作为本发明的进一步改进，所述内涵道的上方设置有挡水部件。
作为本发明的进一步改进，所述机翼具有可向下弯折的翼边。
作为本发明的进一步改进，每侧的机翼上设有至少两台涡扇发动机，两侧机翼上的涡扇发动机对称布置。
本发明的有益效果是：本发明利用涡扇发动机垂直安装在固定飞机上，吸气口在机翼面上，改变排气口喷出气体的方向，在起飞时向下喷气升起机身，飞行时向后喷气驱动机身前移，达到垂直升降及快速飞行的目的，与现有直升飞机比具有操作、制造简便，升力大飞行速度快的优点。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是飞机垂直升降的示意图；
图3是飞机垂直升降时涡扇发动机的示意图；
图4是飞机飞行时的示意图；
图5是飞机飞行时涡扇发动机的示意图；
图6是第一实施例中排气换向部件的示意图；
图7是第二实施例中排气换向部件的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示的固定翼喷气式直升飞机，包括机身1和固接在机身1两侧的机翼2，各机翼2上安装有一部涡扇发动机3。所述的涡扇发动机3穿透机翼2，具有一吸气口4和一排气口5，吸气口4朝向机翼2上方并连通机翼2上方空间，排气口5朝向机翼2下方并连通机翼2下方空间，在排气口5处密封连接有排气换向部件。
飞机垂直起飞时，排气口5向下喷气，排气换向部件不运作，使得喷气一直朝向机翼2正下方，因为涡扇发动机3从机翼2上方抽气，使得机翼2上方形成了一定的负压，配合喷气所带来的作用于机翼2的向上的推力，飞机即能垂直升降。机翼2在垂直升降时大致处于水平状态，可提供飞机起飞期间的浮力，相比申请号为201510349103.3所公开的技术来说，使得采用更小功率的涡扇发动机完成垂直升降带来了可能。
飞机在飞行时，排气换向部件转向，使得最终的喷气方向朝向机身1尾部，那么本实施例的飞机形成类似于喷气式飞机的模式。
作为进一步优选的，排气换向部件具有连续运动的行程，而不仅仅只有朝向下的喷气方向以及朝向后的喷气方向，也就是喷气方向具有多种，可以从朝向机翼下方与朝向机尾后方连续地变化，这些都是需要根据实际飞行情况去进行调整。
图3、图4和图5公开了排气换向部件的第一实施例，其包括转动连接排气口5的换向管51，换向管51的入口密封连接排气口5，换向管51外接有垂直换向部件和水平换向部件。所述的垂直换向部件和水平换向部件分别为安装在机翼2上的液压伸缩棒52和液压伸缩棒53，液压伸缩棒52驱动换向管51在竖直方向上转动，以完成升降和喷气式飞行。液压伸缩棒53驱动换向管51在水平方向上的转动，以完成飞行期间的转向等其他操作，譬如说飞机需要转向时，两只机翼2上换向管51在水平向转动，使得喷气方向与机身1中心线所在的方向成一夹角；或者飞机在悬停期间转向时，其中一只机翼2的涡扇发动机3保持向下喷气，另一只保持水平喷气，但喷气方向与机身1中心线所在的方向成一夹角。
该实施例中，图3为垂直升降状态，喷气方向朝下；图4为飞行状态，喷气方向朝向水平方向。在并未图示的实施例中，喷气方向也可以斜向下，那么飞机可以一边飞行一边升高。
图7公开了排气换向部件的另一实施例，该实施例的飞机可以是隐形战机。排气换向部件包括换向门61和水平喷气通道62，水平喷气通道62中设有自动控制的阀门63，换向门61转动连接在排气口5上并具有开启状态和换向状态。换向状态下，换向门61的末端连接水平喷气通道62的端部，从而将排气口5与水平喷气通道62连通，打开阀门63后，即能实现水平喷气；而换向门61处于开启状态时，关闭阀门63，换向门61与水平喷气通道62分离，从而使得排气方向朝向机翼2下方。
如图3所示，涡扇发动机3由涡轮风扇33、低压压气机34、燃烧室35、外涵道32、内涵道31、高压涡轮36、低压涡轮37等组成，这些结构均为一个普通的涡扇发动机的结构，因此不进行详细的描述。然而，较为优选的内涵道31与外涵道32过流面积的比值不小于1∶12。而普通的涡扇发动机3内涵道31与外涵道32过流面积的比值一般仅在1∶3，外涵道32过流面积远大于内涵道31过流面积可以提升喷气的效果。
另外，参考图3、图5、图6和图7中的涡扇发动机3，在涡轮风扇33的中部位置设置有挡水部件38，该挡水部件38同时位于内涵道31的上方但不阻挡进气，能够阻挡下雨天气雨水的进入引起的阻碍涡扇发动机的运转。
进一步优选的，参考图1和图2，机翼2具有可向下弯折的翼边21，这些翼边21沿机翼2的边缘整圈布置，仅在机翼2与机身1的连接部位不具有，由机身1内置的设备设施进行控制其下弯。垂直升降时，翼边21向下弯折，那么机翼2下方大致形成了一个四边均有围护的腔体，向下喷气的过程中腔体束缚住气体使得反冲的气体不易向四周扩散，那么飞机的升降也更加容易。飞机开始飞行时，翼边21回到原位，整个机翼2的表面回复到大致圆滑的水平状态。
在并未图示的实施例中，每侧的机翼2上设有至少两台涡扇发动机3，两侧机翼2上的涡扇发动机3对称布置，这样能够提高整体的动力，减小涡扇发动机3的功率。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种固定翼喷气式直升飞机，包括机身(1)和固接在机身(1)两侧的机翼(2)，其特征在于：各所述机翼(2)上安装有涡扇发动机(3)，所述涡扇发动机(3)的吸气口(4)朝向机翼(2)上方并连通机翼(2)上方空间，排气口(5)朝向机翼(2)下方并连通机翼(2)下方空间，所述排气口(5)处密封连接有排气换向部件，所述机翼(2)具有可向下弯折的翼边(21)。
2.根据权利要求1所述的固定翼喷气式直升飞机，其特征在于：所述排气换向部件具有连续运动的行程，使得排气方向在朝向机翼(2)下方于朝向机尾方向之间切换。
3.根据权利要求2所述的固定翼喷气式直升飞机，其特征在于：所述排气换向部件包括转动连接排气口(5)的换向管(51)，所述换向管(51)外接有垂直换向部件和水平换向部件。
4.根据权利要求2所述的固定翼喷气式直升飞机，其特征在于：所述排气换向部件包括换向门(61)和水平喷气通道(62)，所述水平喷气通道(62)中设有阀门(63)，所述换向门(61)转动连接在排气口(5)上并具有开启状态和换向状态，换向状态下，换向门(61)的末端连接水平喷气通道(62)的端部，从而将排气口(5)与水平喷气通道(62)连通，在开启状态时，换向门(61)与水平喷气通道(62)分离，从而使得排气方向朝向机翼(2)下方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的固定翼喷气式直升飞机，其特征在于：所述涡扇发动机(3)具有内涵道(31)和外涵道(32)，内涵道(31)与外涵道(32)过流面积的比值不小于1∶12。
6.根据权利要求5所述的固定翼喷气式直升飞机，其特征在于：所述内涵道(31)的上方设置有挡水部件(38)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的固定翼喷气式直升飞机，其特征在于：每侧的机翼(2)上设有至少两台涡扇发动机(3)，两侧机翼(2)上的涡扇发动机(3)对称布置。
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