CN106564596A - 一种水陆两栖飞机的高性能复合船型 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，包括一个多舭线的船体，两个地效机翼和两个承力浮筒；船体前后尖细；地效机翼对称在船体中部两侧，外端固定承力浮筒。船体中部无断阶设计，船体布置有三条舭线，上舭线与中舭线之间的上船体和中舭线与下舭线之间的中船体采用带舭弯的直线斜升型，在横剖面外侧布置舭弯，上船体和中船体的斜升角范围为65°至75°；下船体横剖面选择曲线斜升型。本发明通过使用大斜升角、多舭线的船体，减小波浪中水陆两栖飞机运动响应，同时使用地效机翼与地效增升气腔显著增加气动升力，减小水上起降速度，进而波浪中水陆两栖飞机运动响应减小以及波浪起降中水陆两栖飞机的俯仰运动时间减小，显著提升水陆两栖飞机抗浪能力。

Description

一种水陆两栖飞机的高性能复合船型

技术领域

本发明涉及到地效飞机(地效翼船)、水陆两栖飞机的设计领域，具体涉及到一种水陆两栖飞机的高性能复合船型设计。

背景技术

水陆两栖飞机的水面起降抗浪能力是决定水陆两栖飞机水上使用范围的重要标志之一，水陆两栖飞机的水面起降抗浪能力与水陆两栖飞机的气、水动设计密切相关。

目前为了提高水陆两栖飞机的水面起降抗浪能力，在气动设计方面采用包括机械增升、襟翼吹气的附面层控制等增升装置，提高增升效率，增加气动升力，降低起降速度，减小波浪起降中水陆两栖飞机的俯仰运动时间，可提高抗浪能力。而在在水动设计方面，常规船体横剖面选择带舭弯的直线斜升型，通过优化船体参数组合减小波浪中运动响应，可提高抗浪能力。

机械增升装置与优化常规船体参数组合可增加升力或减小波浪中运动响应，但对抗浪能力提升的作用有限；襟翼吹气的附面层控制增升装置可显著提升抗浪能力，但由于需额外增加提供吹气的发动机，并且整个水陆两栖飞机的操纵系统十分复杂，仅适用于大型水陆两栖飞机。目前还未有一种结构简单、能显著提升水面起降抗浪能力的水陆两栖飞机的高性能复合船型。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种结构简单、显著提升抗浪能力的水陆两栖飞机的高性能复合船型。

本发明的技术方案为：

所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：包括一个多舭线的船体(1)，两个地效机翼(2)和两个承力浮筒(3)；所述多舭线的船体(1)采用前后尖细设计；两个地效机翼(2)分别对称固定在多舭线的船体(1)中部两侧，地效机翼(2)外端固定有承力浮筒(3)；多舭线的船体(1)、地效机翼(2)与承力浮筒(3)共同组成一个地效增升气腔。

进一步的优选方案，所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：多舭线的船体(1)中部无断阶设计，多舭线的船体(1)布置有三条舭线，分别为上舭线(4)、中舭线(5)和下舭线(6)，上舭线(4)与中舭线(5)之间为上船体(7)，中舭线(5)和下舭线(6)之间为中船体(8)，下舭线(6)以下为下船体(9)；上船体(7)和中船体(8)的横剖面采用带舭弯的直线斜升型，并在横剖面外侧布置舭弯，上船体(7)和中船体(8)的斜升角范围为65°至75°；下船体(9)横剖面选择曲线斜升型。

进一步的优选方案，所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：下船体(9)舭宽不大于船体(1)最大宽度的50％。

进一步的优选方案，所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：船体(1)前端和后端上舭线与对称面的夹角不大于25°。

有益效果

本发明优点是：该发明通过使用大斜升角、多舭线的船体，减小波浪中水陆两栖飞机运动响应，同时使用地效机翼与地效增升气腔显著增加气动升力，减小水上起降速度，进而波浪中水陆两栖飞机运动响应减小以及波浪起降中水陆两栖飞机的俯仰运动时间减小，显著提升水陆两栖飞机抗浪能力。并且该水陆两栖飞机的高性能复合船型结构简单，适用范围广，可适用于轻中大型水陆两栖飞机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：本发明的主视图；

图2：图1的侧视图；

图3：图1的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的目的是从船型设计的思路，提出一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，以提高水面起降抗浪能力。

如图1所示，本发明提出的水陆两栖飞机的高性能复合船型，包括一个多舭线的船体1，两个地效机翼2和两个承力浮筒3。

所述多舭线的船体1采用前后尖细设计，其中优选船体1前端和后端上舭线与对称面的夹角不大于25°。通过前后尖细设计，使多舭线的船体1具有小的入水角，多舭线的船体1以类似薄片的艏部滑水，优势是产生较小兴波阻力，低速水阻力较小，并且在波浪中易于劈开波浪，波浪砰击可显著减少。

如图2所示，船体1布置有三条舭线，分别为上舭线4、中舭线5和下舭线6，上舭线4与中舭线5之间为上船体7，中舭线5和下舭线6之间为中船体8，下舭线6以下为下船体9；上船体7和中船体8的横剖面采用带舭弯的直线斜升型，并在横剖面外侧布置舭弯，上船体7和中船体8的斜升角范围为65°至75°；下船体9横剖面选择曲线斜升型。

上船体7和中船体8的横剖面选择带舭弯的直线斜升型，在横剖面外侧布置舭弯，主要为抑制须状喷溅，防止须状喷溅冲击飞机部件，影响水陆两栖飞机的正常使用；下船体9横剖面选择曲线斜升型，相对同参数的直线斜升型，水动升力更大，这样在高速滑行时产生一定的水动升力，相对水陆两栖飞机常规船体，高速时多舭线的船体1浸湿面积增加量不致过大，摩擦阻力增加量不致过大，水阻力增加量不致过大；下船体9舭宽不应过大，防止产生过大的水动升力，而使波浪中多舭线的船体1运动响应增加，本发明中下船体9舭宽不大于多舭线的船体1最大宽度的50％。

多舭线的船体1的上船体7和中船体8采用大斜升角设计，上船体7和中船体8的斜升角范围为65°至75°，高速滑行阶段水动升力较小，下船体9虽在高速滑行时产生一定的水动升力，但由于舭宽较小，产生的水动升力较小，因而在波浪中起降时，多舭线的船体1产生的垂直方向作用力主要为浮力。而水陆两栖飞机常规船体斜升角在20°～30°左右，其在波浪中起降时，在高速滑行阶段常规船体产生的垂直方向作用力主要为水动升力，则波浪中水面变化和波浪能量传播使常规船体水动升力与水动纵向力矩变化较大，而对多舭线的船体1的浮力与水动纵向力矩影响较小，这样波浪中多舭线的船体1运动响应明显小于常规船体，并且斜升角较大，冲击载荷较小，所以较同吨位的水陆两栖飞机常规船体，多舭线的船体1抗浪能力显著提升。

多舭线的船体1高速滑行阶段水动升力较小，主要通过浮力支撑飞机重量，这样致使多舭线的船体1浸湿面积较大，水阻力过大，剩余加速度过小，致使水陆两栖飞机离水困难，甚至无法离水。为此水陆两栖飞机高性能复合船型采用地效机翼2，地效机翼2为一个小展弦比的平直翼，在地效和类似翼稍小翼作用的承力浮筒2的影响下，以及在多舭线的船体1、地效机翼2与承力浮筒3共同组成一个地效增升气腔的作用下，地效机翼2升力较大，这样地效机翼2与常规机翼组合较常规机翼显著增加气动升力，多舭线的船体1浸湿面积减小，水阻力减小，并且降低起降速度，减小波浪起降中水陆两栖飞机的俯仰运动时间，可提高抗浪能力。此外，地效机翼2具有抑制冲击襟翼喷溅的作用，改善喷溅性能。

水陆两栖飞机常规船体上采用断阶主要为阻断水流，在断阶后形成气穴，一是减小水阻力，二是为后体产生通气，阻止后体吸附效应出现，但断阶是水陆两栖飞机船体中产生气动阻力的主要因素，使巡航飞行中气动阻力显著增加。多舭线的船体1通过布置上舭线4、中舭线5和下舭线6这3条舭线，为多舭线的船体1的后体提供足够通气，阻止后体吸附效应出现，起降中高速滑行阶段的稳定性较好，这样多舭线的船体1中部无需布置断阶，显著减少巡航飞行中水陆两栖飞机气动阻力，增加水陆两栖飞机巡航速度或航程。

水陆两栖飞机在水面飘浮时在侧风、侧浪作用下，承力浮筒3产生横倾，横倾一侧的承力浮筒3的吃水增加，横倾一侧的承力浮筒3的浮力增加，产生足够大的横向恢复力矩，保证横向稳定性。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：包括一个多舭线的船体(1)，两个地效机翼(2)和两个承力浮筒(3)；所述多舭线的船体(1)采用前后尖细设计；两个地效机翼(2)分别对称固定在多舭线的船体(1)中部两侧，地效机翼(2)外端固定有承力浮筒(3)；多舭线的船体(1)、地效机翼(2)与承力浮筒(3)共同组成一个地效增升气腔。

2.根据权利要求1所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：多舭线的船体(1)中部无断阶设计，多舭线的船体(1)布置有三条舭线，分别为上舭线(4)、中舭线(5)和下舭线(6)，上舭线(4)与中舭线(5)之间为上船体(7)，中舭线(5)和下舭线(6)之间为中船体(8)，下舭线(6)以下为下船体(9)；上船体(7)和中船体(8)的横剖面采用带舭弯的直线斜升型，并在横剖面外侧布置舭弯，上船体(7)和中船体(8)的斜升角范围为65°至75°；下船体(9)横剖面选择曲线斜升型。

3.根据权利要求2所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：下船体(9)舭宽不大于船体(1)最大宽度的50％。

4.根据权利要求1或3所述一种水陆两栖飞机的高性能复合船型，其特征在于：船体(1)前端和后端上舭线与对称面的夹角不大于25°。