CN106986028A - 一种碟形飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碟形飞行器，涉及飞行器技术领域，提供一种增加飞行器水面漂浮和下潜的功能，可控性高，隐身能力强和推力利用率高的飞行器。将飞行器的辅助器件打包整合，形成密闭性可控的碟形潜水舱，碟形潜水舱安置在碟状裙翼凹侧，实现飞行器的水上漂浮和下潜；在碟状裙翼上设有不低于三套的百叶窗系统，且百叶窗系统以碟状裙翼中轴线为轴形成环形阵列，进而提高可控性；动力系统的整流管采用防雷达探测和聚风设计。

Description

一种碟形飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种碟形飞行器，更明确地说，本发明涉及一种具备水面漂浮和下潜功能、姿态易控、采用隐形和改善推力设计的碟形飞行器。

背景技术

利用科恩达效应（或者叫康达效应）制作碟形飞行器的方案有两种，一种是英国工程师杰奥夫·哈顿方案，采用伞形壳体顶端布设单旋翼风扇结构，提供下洗气流，利用科恩达效应（或者叫康达效应）产生升力，在壳体外表面安置特定角度的导流片用于抵消扭力，在伞形壳体边缘均匀布设四块副翼，用于实现飞行器平衡和飞行方向控制。另一种方案是在杰奥夫·哈顿方案的基础上，将其方案中的单旋翼风扇换成共轴双旋翼风扇提供下洗气流，有效地避免了扭力问题。但都不能做到兼具漂浮、潜水功能且姿态易控、存在隐身能力差的问题。

现有公开的同类技术方案中主要存在三个技术缺陷。

缺陷一：碟状裙翼下存在大量浪费的空间，各器件散乱地分布在碟状裙翼凹侧端，未进行打包整合，形成独立的舱室，从而未形成水面漂浮和下潜的功能。

缺陷二：现有技术是在碟状裙翼边缘安装副翼或者是在碟状裙翼中间采用门闸装置，改变与之对应侧的升力大小，存在效率低，对应侧升力改变域量不足的问题，使得飞行器姿态不易控制，制约了飞行器机动性的提高。

缺陷三：现有技术中，未对整流管作隐形和改善推力设计，雷达反射面积大，易暴露；进、出风口对气流阻力大，实验中，做了改善推力处理的涵道风扇推力比未做处理的大25%到50%。发明内容。

发明内容

鉴于现有碟形飞行器的技术缺陷，本发明提供一种碟形飞行器。本发明的主要目的在于：增加飞行器水面漂浮和下潜的功能；实现飞行器姿态易控制；提高飞行器隐形能力和推力。

构造一种碟形飞行器，包括动力系统、碟状裙翼、碟形潜水舱。

发明点一增加飞行器水面漂浮和下潜的功能。依据本发明提出的一种碟形飞行器，将飞行器的辅助器件打包整合，形成密闭性可控的碟形潜水舱，碟形潜水舱安置在碟状裙翼凹侧。碟形潜水舱内包括分段式储水隔舱，碟形潜水舱的碟形外轮廓的斜率大于碟状裙翼的碟形外轮廓的斜率。碟形潜水舱内置的分段式储水隔舱用于飞行器下潜时存储压舱水；碟形潜水舱的碟形外轮廓的斜率大于碟状裙翼的碟形外轮廓的斜率，其目的在于为流体预留通道。

有益效果：密闭的碟形潜水舱位于碟形飞行器底部，相当于船体，实现飞行器在水面漂浮；密闭的碟形潜水舱内置分段式储水隔舱，用于存储压舱水，增加压舱水量可实现飞行器下潜。

发明点二提高碟形飞行器的可控性：依据本发明提出的一种碟形飞行器，在碟状裙翼上设有不低于三套的百叶窗系统且百叶窗系统以碟状裙翼中轴线为轴形成环形阵列。百叶窗系统包括多片窗叶和拉伸舵机。

有益效果：能够快速地为碟状裙翼上表面的流体，提供穿过碟状裙翼到达碟状裙翼凹侧的通道，能够快速地改变对应侧的升力大小，提高了飞行器的平衡可控性，进而实现姿态易控制。

发明点三提高飞行器隐身能力和推力，依据本发明提出的一种碟形飞行器，动力系统的整流管采用防雷达探测和聚风设计。整流管的入口和出口均为喇叭形，整流管外形为手镯形，整流管入口的喇叭大口背向进风道，整流管出口的喇叭形大口迎向进风道。

有益效果：整流管的入口和出口均为喇叭形能够增大流体的吸入量，减小流体喷出时的阻力，极大地提高了飞行器的推力；整流管外形为手镯形，能有效得散射雷达探测波，极大地提高了隐身能力。

附图说明

下述附图用于辅助说明一种碟形飞行器的具体实施例，而非对一种碟形飞行器的具体限制。

图1为本发明一种碟形飞行器的模型图。

图中：动力系统（1）、碟状裙翼（2）、碟形潜水舱（3）。

图2为本发明一种碟形飞行器的动力系统（1）、碟状裙翼(2)、碟形潜水舱(3)整体分开图。

图3为本发明一种碟形飞行器的动力系统(1)展开图。

图中：整流管(11)、共轴双旋翼系统(12)、支架(13)。

图4为本发明一种碟形飞行器的碟状裙翼(2)展开图。

图中：碟状裙翼(21)、百叶窗系统(22)（图中为4套百叶窗系统）。

图5为本发明一种碟形飞行器的碟形潜水舱(3)展开图。

图中：碟状壳体(31)、设备总舱(32)、分段式储水系统(33)、封底底盘(34)。

图6为本发明一种碟形飞行器截去碟状裙翼(2)和碟状壳体(31)的1/4的模型图。

图7为本发明一种碟形飞行器整流管(11)的剖面图，图片上侧为截去整流管1/4的模型图，下侧为截面的放大图。

图中：整流管入口处喇叭口(111)、整流管入口处喇叭口(113)、整流管手镯形外轮廓(112)。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明的一种碟形飞行器进一步说明

参见图2，一种碟形飞行器，包括动力系统（1）、碟状裙翼（2）、碟形潜水舱（3）。

参见图3，一种碟形飞行器的动力系统（1），包括整流管(11)、共轴双旋翼系统(12)、支架（13），其中共轴双旋翼系统(12)包括发动机、变速箱、差速器、共轴反桨。

上述的整流管(11)内壁为一个圆柱形管状，其中轴线与飞行器中轴线重合，将螺旋桨包裹在管体内部，整流管(11)靠碟状裙翼(2)的一端与碟状裙翼(2)留有一段距离供流体流出；整流管（11）的入口（111）和出口（113）均为喇叭形，整流管（11）外形为手镯形（112），整流管的入口（111）的喇叭大口背向进风道，整流管的出口（113）的喇叭形大口迎向进风道。

上述的发动机、变速箱、差速器、含有螺旋桨在内的共轴反桨系统作为一个整合体（12），安置在碟形飞行器中轴线上，靠碟状裙翼（2）的凸出侧。螺旋桨系统采用一个正桨和一个反桨的模式，在工作时，两个螺旋桨转向相反，都提供下洗气流；两个螺旋桨的转速受差速器控制，到达扭力平衡，防止不可控的自旋。飞行器需要转向时，可通过改变两个螺旋桨的转速形成扭力差，实现自旋转向。

上述的支架（13），作为将整合体（12）固定在整流管（11）中间的支撑，也作为，连接动力系统（1）与碟状裙翼（2）的结合部件。

参见图4，一种碟形飞行器的碟状裙翼（2）包括升力壳体（21）、百叶窗系统（22）。

上述的碟状裙翼（2）为飞行器升力的直接来源，动力系统（1）产生的下洗流体喷向碟状裙翼（2），使得碟状裙翼（2）的上表面有高速气流流过，形成气压差，产生升力（科恩达效应或者叫康达效应）。

上述的百叶窗系统（22）安置在碟状裙翼（2）的中部（即是碟状裙翼中轴线穿过的点与边缘点间的位置），其作用是将碟状裙翼（2）上表面的流体穿过碟状裙翼（2），引向下表面，实现控制碟状裙翼（2）上表面对应侧的流体量，进而实现控制升力的大小，碟状裙翼（2）上用来安装百叶窗系统（22）的预留孔可见附图4中的标注21处。

上述的百叶窗系统（22），需要百叶窗系统（22）套数不低于3套（附图4为4套时的情况），百叶窗系统（22）以碟状裙翼（2）中轴线为轴，形成环形阵列。单个百叶窗的开合程度相互独立，仅受飞行控制系统的独立控制。

参见图5，一种碟形飞行器的碟形潜水舱（3）包括外设的碟状壳体（31）、设备总舱（32）、分段式储水系统（33）、封底底盘（34）。

上述的碟形潜水舱（3）为一个密闭的整体，仅在碟状壳体（31）上留有开合可控的进气口和出气口、封底底盘（34）上留有开合可控的进水口和出水口。

上述的设备总舱（32）为一个设备集合体，包括飞行控制系统、能量池、气体生成压缩存储系统、备用舱。

上述的飞控系统为飞行器的控制中心，是维持飞行器姿态平衡和飞行及下的核心，控制螺旋桨的转速和差速、百叶窗系统（22）的单个百叶窗的开合程度、分段式储水系统（33）的单个储水隔舱的储水量。

上述的能量池为飞行器提供能量，提供必要的电能和燃油，主要为动力系统功能，也为辅助的机械及电气设备供能、例如给飞行控制系统供电、百叶窗的开关舵机供能、给分段式储水系统（33）的抽排水器械供能。

上述的气体生成压缩存储系统为飞行器提供必要的气体，尤其是在水下潜行时，优先使用空中飞行时储备的气体，次优先使用以水为原料制备气体。

上述的分段式储水系统（33），由多个独立的储水隔舱组成，各独立的储水隔舱以飞行器中轴线为轴形成环形阵列；储水隔舱段数不低于3段即可，附图5中所示的为4段隔舱。单个隔舱相互独立，每个隔舱的装水量仅受飞控系统控制；飞行器在空中飞行时，分段式储水系统（33）排空水（储水量为0）。飞行器在水下潜行时，根据潜行规划，动态调整个储水隔舱的储水量。

本发明的碟形飞行器工作方式：飞行器停留在起降平台，在飞行控制系统的控制下，动力系统产生下洗流体，流体喷向碟状壳体（2），应用科恩达效应（也叫康达效应）在碟状壳体（2）上表面产生升力，实现起飞；飞行控制系统通过控制碟状壳体（2）上各个百叶窗系统（22）的开合程度，改变各对应侧的上表面流体量，实现改变对应侧的升力大小，综合各侧大小可变的升力实现飞行器的飞行平衡；飞行控制系统控制碟形潜水舱形成一个密闭舱体，密闭舱体作为船体实现飞行器降落于水面，此时飞行器漂浮于水面，可执行再次起飞操作，也可执行下潜操作；飞行器漂浮于水面时，飞行控制系统控控制分段式储水系统（33）的各舱段进水量，实现飞行器的平衡下潜和上浮。

最后需要说明的是：以上实施例仅用于阐明本发明的技术方案，省略了对所属领域的技术人员显而易见的细节描述，并非用于对本发明的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明原理和范围的任何修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种碟形飞行器，包括动力系统、碟状裙翼，其特征在于，碟状裙翼凹侧设有碟形潜水舱。

2.如权利要求1所述的一种碟形飞行器，其特征在于，碟状裙翼上设有百叶窗系统。

3.如权利要求2所述的一种碟形飞行器，其特征在于，碟形潜水舱的碟形外轮廓的斜率大于碟状裙翼的碟形外轮廓的斜率。

4.如权利要求3所述的一种碟形飞行器，所述动力系统的整流管采用防雷达探测和聚风设计，其特征在于，整流管的入口和出口均为喇叭形，整流管外形为手镯形。

5.如权利要求4所述的一种碟形飞行器，所述整流管的入口和出口均为喇叭形，其特征在于，整流管入口的喇叭大口背向进风道，整流管出口的喇叭形大口迎向进风道。