CN108639336A - 一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，由可折叠的复合翼飞行器、自供能复合动力复合辅翼、自供能复合武器辅翼、雷达附加翼、伸缩探测雷达和载人仓组成。本发明既有固定翼预警机的巡航速度和高度，又有垂直起降的性能。该飞行器可以直接长时间目标在上空盘旋，由于将圆盘雷达改为设计在机尾、大大降低了预警机的高度；预警雷达设计成伸缩功能，实现了可变功率和机身缩短；在伸缩探测雷达的基础上，在机翼上额外增加了下视雷达，使得整机具有了下视搜索能力，实现预警机的全方位无死角搜索，改善固定翼预警机固有缺点。并且通过机翼的折叠，大大缩小了机身和机翼的总宽度，方便舰载。

Description

一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机

技术领域

本发明涉及一种舰载低功耗巡航预警机，具体是一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，属于海军技术装备和飞行器装备领域。

背景技术

预警机具有监视范围大、指挥自动化程度高、目标处理容量大、抗干扰能力强，通常远离战线、纵深部署、执勤时有歼击机掩护，工作效率高等优点。

目前预警机分为固定翼预警机和预警直升机。1982年4月，在英国与阿根廷之间发生的 马尔维纳斯群岛战争中，英国舰队由于未装备预警机，不能及时发现低空袭来的阿根廷飞机，以致遭受重创。同年6月的以色列入侵黎巴嫩战争中， 以色列空军使用E─2C预警机引导己方飞机，袭击 叙利亚军队驻贝卡谷地的防空导弹阵地，并进行空战。结果叙军19个导弹连被毁，约80架被击落，而以方无一损失。在1991年的 海湾战争中，E─2C和E─3A预警机为以美军为首的多国部队赢得胜利，发挥了重要作用。在美国多次海空作战行动中，无一不出现预警机的身影。

固定翼预警机缺点：活动区域和飞行诸元相对稳定；活动高度一般在8000到10000米，有一定规律：飞机体型较大，雷达反射截面积大，利于雷达发现和跟踪，行迹容易暴露；机动幅度小，机载雷达只有在飞机转弯坡度小于10度的条件下，才能保证对空的正常搜索，且预警机只能搜索监视中空、高空和海上目标，对于陆地上低空或超低空飞行的目标探测能力很差，下视能力弱于上视能力； 巡航速度慢，机上没有攻击武器，自卫能力弱；电子防护能力弱，工作功率较大，极易对方探测，电子干扰和反辐射导弹攻击；技术复杂，作战操纵不便。因此，预警机的发展始终围绕着克服自身弱点而进行。

同时，现有固定翼预警机存在占用面积过大的问题，大大降低了舰载预警机的数量。且需要较长的跑道，对舰船体积提出了较大的要求。并且上方的圆盘雷达，占用空间巨大，风阻巨大，急需改进。

目前的固定翼预警机均无法大比例折叠，大大占用了海上舰船的甲板面积。

预警直升机的缺点更是十分明显，性能远不及固定翼飞机，但由于起降条件灵活，因此可部分替代常规预警机的作用。卡-31预警直升机与普通固定翼预警机相比，飞行高度有限，对高空目标探测和跟踪能力弱，特别是续航时间短，航程较近，巡航速度慢，这是预警直升机的固有缺点。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明由复合翼飞行器（100）、自供能复合动力复合辅翼（800）、雷达附加翼（700）、伸缩探测雷达（912）、和载人仓（112）模块组成。模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，利用载人仓后方的伸缩探测雷达（912）实现对空搜索，利用雷达附加翼（700）实现对地搜索，实现预警机的全方位无死角搜索，改善固定翼预警机固有缺点。整机采用了多个自封闭涵道风扇（104），组成垂直起降单元阵列；利用自封闭涵道风扇（104）下方的自封闭挡板，及水平推进器（1060），实现水平飞行时的乘波体飞行，起到类似滑翔机的翼面作用，从而使得预警机低功耗飞行；利用自供能复合动力复合辅翼（800）的推进器（1060），实现水平推进；利用水平升降舵翼（1022），实现水平飞行姿态可控；利用伸缩探测雷达（912）实现对空搜索，利用雷达附加翼（700）实现对地搜索，实现预警机的全方位无死角搜索，改善其固有预警缺点。

进一步，所述的辅翼推进器为螺旋桨推进器、涵道风扇推进器、涡喷推进器、涡扇推进器等多种动力结构。

进一步，所述的伸缩探测雷达安装于载人仓后方；伸缩探测雷达为多层结构，内层还设有内雷达；内雷达可以在伸缩探测雷达内层移动；内雷达和伸缩探测雷达均为相控阵雷达。

进一步，所述的复合升力机翼通过折叠铰链可折叠的安装在机体两侧。可以实现主机翼的折叠功能，将该预警机两侧尺寸大幅缩小。

进一步，所述的复合升力机翼可分为升力主翼以及平衡尾翼两个部分，分别设置在复合升力机翼的前后方；升力主翼与平衡尾翼之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼；其中，升力主翼内部至少安装有一个自封闭涵道风扇。

进一步，所述的自供能复合升力辅翼可分为升力辅翼以及平衡辅尾翼两个部分，分别设置在自供能复合升力辅翼的前后方；升力辅翼与平衡辅尾翼之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼；其中，升力辅翼内部至少安装有一个自封闭涵道风扇。

进一步，所述的雷达附加翼通过机翼铰链与复合翼飞行器的复合升力机翼或自供能复合升力辅翼相连接。所述的雷达附加翼内置下视雷达；所述的下视雷达为有源相控阵雷达。

进一步，所述的复合升力机翼前后方分别设置为磁吸式自动互锁接口公头和磁吸式自动互锁接口母头；所述的磁吸式自动互锁接口公头与磁吸式自动互锁接口母头尺寸匹配。所述的磁吸式自动互锁接口公头与磁吸式自动互锁接口母头为锥形连接，

进一步，所述的复合升力机翼上设置有电池/燃料；所述的自供能复合动力复合辅翼上设置有电池/燃料。

对比现有技术，本发明具有以下的主要特点：

1、本发明省略了圆盘雷达，改用了机翼雷达和后方的伸缩雷达，将雷达体积大幅缩小。利用利用机翼上的下视雷达实现对地搜索，载人仓后方的伸缩雷达实现对空搜索，实现预警机的全方位无死角搜索，改善固定翼预警机固有缺点，同时大大降低了阻力。

2、本发明实现了固定翼预警机的机翼大压缩比折叠功能：复合升力机翼通过折叠铰链可折叠的安装在机体两侧，实现固定翼的机翼从根部折叠，从而可以实现主机翼的折叠功能，将该预警机两侧尺寸大幅缩小。由于上方圆盘天线已经不存在，转移到了两侧机翼及载人仓后方，所以大大降低了机身总高度；由于载人仓后方的雷达天线可以伸缩，大大缩短了后置预警雷达的长度；两侧机翼可以折叠，大大缩小了该预警机总宽度，实现了固定翼预警机在甲板的超小体积，从而使得舰船携带预警机的数量大幅上升。

3、本发明具有起降距离短，飞行速度快、机动灵活、避障能力强、机翼结构强度高、机翼可以储能、飞行能耗低等特点。依托自封闭垂直涵道风扇，可以提供飞行器在水平飞行时的额外机动能力，实现瞬间改变飞行姿态和轨迹的超机动能力。

4、本发明硕大的乘波体机翼，能够起到一定的滑翔伞作用，大大降低重力加速度，大幅提高安全系数，配合水平舵翼和垂直舵翼的控制功能，和自封闭涵道风扇的翼面封闭功能，即使升力涵道风扇和水平推进器同时损坏，也能实现滑翔机式迫降，极大的提高了飞行器的安全性，保障了人员和装备的安全。

5、本发明采用两侧机翼可拓展设计，能在必要的时候拓展机翼面积，提高水平飞行时的升力，提高负载能力。

6、本发明还具有前后衔接的磁吸式自动互锁接口，方便飞行器的集群飞行，进一步降低集群飞行时的功耗。在前后串行连接时，后方的飞行器只需要少量的能量消耗，就能实现长距离的飞行，不仅为飞行器的集群飞行提供了集群化的低功耗方案，甚至可以实现飞行器之间的空中救援，即前飞行器将后面有故障的飞行器拖拽起飞，实现前所未见的飞行器之间互相救援现象。

7、本发明的模块化涵道风扇推进型复合升力辅翼与复合升力飞行器之间可以通过机翼铰链和电液气接口进行连接，受复合升力飞行器主控单元控制，并可将翼面的电池/燃料等能量传递给飞行器主机，提高飞行时间。通过叠加复合升力辅翼可以实现性能的倍增。模块化的设计，降低了客户的一次性投入，减少了采购和运营成本。

8、本发明的模块化涵道风扇推进型复合升力辅翼与其他复合升力辅翼相并联，并通过机翼铰链和电液气接口进行连接，同步受复合升力飞行器主控单元控制，再次拓展并可将翼面的电池/燃料等能量传递给飞行器主机，提高飞行时间。

9、推力装置模块化，可以很方便的实现维修更换。

10、辅翼还内置有水平升降舵翼，提高整机操控敏捷性！

11、翼面型能量装置，有效利用空间。

12、载人仓下方自带充气救生筏，充分保证人员安全。

附图说明

图1是本发明的：整机展开 斜视图一

图2是本发明的：整机折叠 斜视图一

图3是本发明的：整机折叠 斜视图二

图4是本发明的：复合翼飞行器

图5是本发明的：自供能复合动力复合辅翼

图6是本发明的：整机展开 侧视图

图7是本发明的：整机展开 前视图

图8是本发明的：整机展开 左视图

图9是本发明的：整机展开 俯视图

图10是本发明的：整机折叠 前视图。

图中：100、复合翼飞行器；101、机体；102、复合升力机翼；104、自封闭涵道风扇；105、垂直尾翼；1051.垂直舵翼；107、能量管理系统；1021、升力主翼；1022、水平升降舵翼；1023、平衡尾翼；1028、机翼铰链；1001、插座；1002、空腔；1003、固定孔；1006、电池/燃料；108、摄像机；1026、磁吸式自动互锁接口公头；1027、磁吸式自动互锁接口母头；300、自供能复合升力辅翼；800、自供能复合动力复合辅翼；830、发动机安装位；1060、辅翼推进器；700、雷达附加翼；711、下视雷达；10311、升力辅翼；10312、平衡辅尾翼；112、载人仓；1121、压缩式充气救生筏；1059、折叠铰链；912、伸缩探测雷达；913、内雷达。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图2所示，一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，其特征在于，

由复合翼飞行器（100）、自供能复合动力复合辅翼（800）、雷达附加翼（700）、伸缩探测雷达（912）、和载人仓（112）模块组成。模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，利用伸缩探测雷达（912）实现对空搜索，利用雷达附加翼（700）实现对地搜索，实现预警机的全方位无死角搜索，改善固定翼预警机固有缺点。整机采用了多个自封闭涵道风扇（104），组成垂直起降单元阵列；利用自封闭涵道风扇（104）下方的自封闭挡板，及水平推进器（1060），实现水平飞行时的乘波体飞行，起到类似滑翔机的翼面作用，结合自供能复合动力复合辅翼（800）的推进器（1060），从而实现预警机低功耗飞行；

利用水平升降舵翼（1022），实现水平滑翔飞行姿态可控。

作为本发明进一步的改进，复合升力机翼（102）通过折叠铰链（1059）可折叠的安装在机体（101）两侧。

作为本发明进一步的改进，伸缩探测雷达（912）为多层结构，内层还设有内雷达（913）；内雷达（913）可以在伸缩探测雷达（912）内层移动；内雷达（913）和伸缩探测雷达（912）均为相控阵雷达。

作为本发明进一步的改进，辅翼推进器1060为螺旋桨推进器、涵道风扇推进器、涡喷推进器、涡扇推进器等多种动力结构。

作为本发明进一步的改进，复合升力机翼102可分为升力主翼1021以及平衡尾翼1023两个部分，分别设置在复合升力机翼102的前后方；升力主翼与平衡尾翼之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼1022；其中，升力主翼内部至少安装有一个自封闭涵道风扇104。

作为本发明进一步的改进，自供能复合升力辅翼300可分为升力辅翼10311以及平衡辅尾翼10312两个部分，分别设置在自供能复合升力辅翼300的前后方；升力辅翼10311与平衡辅尾翼10312之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼1022；其中，升力辅翼10311内部至少安装有一个自封闭涵道风扇104。

作为本发明进一步的改进，雷达附加翼700通过机翼铰链与复合翼飞行器的复合升力机翼102或自供能复合动力复合辅翼800相连接。所述的雷达附加翼700内置下视雷达711；所述的下视雷达711为有源相控阵雷达。

作为本发明进一步的改进，复合升力机翼102前后方分别设置为磁吸式自动互锁接口公头1026和磁吸式自动互锁接口母头1027；所述的磁吸式自动互锁接口公头1026与磁吸式自动互锁接口母头1027尺寸匹配；所述的磁吸式自动互锁接口公头1026与磁吸式自动互锁接口母头1027能互相自吸；所述的磁吸式自动互锁接口公头1026与磁吸式自动互锁接口母头1027为锥形连接。

作为本发明进一步的改进，复合升力机翼102上设置有电池/燃料1006；所述的自供能复合动力复合辅翼800上设置有电池/燃料；所述的自供能复合武器辅翼600上设置有电池/燃料1006。

对比现有技术，发明具有以下的主要特点：

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，其特征在于，由复合翼飞行器（100）、自供能复合动力辅翼（800）、雷达附加翼（700）、伸缩探测雷达（912）、和载人仓（112）组成；

其中，所述的复合翼飞行器（100）包括机体（101）、安装在机体（101）两侧复合升力机翼（102）；其中，其中，所述的机体（101）设置为甲板平台；所述的复合升力机翼（102）内置自封闭涵道风扇（104），复合升力机翼（102）外侧设计有机翼铰链（1028）；

所述的自供能复合动力复合辅翼（800）上方为内置自封闭涵道风扇（104）的自供能复合升力辅翼（300），下方设置有辅翼推进器（1060）作为动力，自供能复合动力复合辅翼的一侧或两侧设置有电液气接口（1036）和机翼铰链（1028），并通过机翼铰链（1028）与复合升力机翼（102）活动连接；电液气接口（1036）带有盖子（10361）；

所述的载人仓（112）安装在机体（101）的下方；载人仓（112）的下方安装有压缩式充气救生筏（1121）；

所述的伸缩探测雷达（912）安装在载人仓（112）的后方。

2.根据权利要求1所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机 ，其特征在于，所述的复合升力机翼（102）通过折叠铰链（1059）可折叠的安装在机体（101）两侧。

3.根据权利要求1所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机 ，其特征在于，所述的伸缩探测雷达（912）为多层结构，内层还设有内雷达（913）；内雷达（913）可以在伸缩探测雷达（912）内层移动；内雷达（913）和伸缩探测雷达（912）均为相控阵雷达。

4.根据权利要求1或2所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，其特征在于，所述的辅翼推进器（1060）为螺旋桨推进器、涵道风扇推进器、涡喷推进器、涡扇推进器等多种动力结构。

5.根据权利要求1或2所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，其特征在于，所述的复合升力机翼（102）可分为升力主翼（1021）以及平衡尾翼（1023）两个部分，分别设置在复合升力机翼（102）的前后方；升力主翼（1021）与平衡尾翼（1023）之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼（1022）；其中，升力主翼（1021）内部至少安装有一个自封闭涵道风扇（104）。

6.根据权利要求1或2所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机，其特征在于，所述的自供能复合升力辅翼（300）可分为升力辅翼（10311）以及平衡辅尾翼（10312）两个部分，分别设置在自供能复合升力辅翼（300）的前后方；升力辅翼（10311）与平衡辅尾翼（10312）之间预留有空间，空间内设置有水平升降舵翼（1022）；其中，升力辅翼（10311）内部至少安装有一个自封闭涵道风扇（104）。

7.根据权利要求1所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机 ，其特征在于，所述的雷达附加翼（700）通过机翼铰链（1028）与复合翼飞行器（100）的复合升力机翼（102）或自供能复合升力辅翼（300）相连接。所述的雷达附加翼（700）内置下视雷达（711）；所述的下视雷达（711）为有源相控阵雷达。

8.根据权利要求1所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机 ，其特征在于，所述的复合升力机翼（102）前后方分别设置为磁吸式自动互锁接口公头（1026）和磁吸式自动互锁接口母头（1027）；所述的磁吸式自动互锁接口公头（1026）与磁吸式自动互锁接口母头（1027）尺寸匹配。所述的磁吸式自动互锁接口公头（1026）与磁吸式自动互锁接口母头（1027）为锥形连接。

9.根据权利要求1所述的一种模块化舰载可折叠超机动垂直起降可变功率预警机 ，其特征在于，所述的复合升力机翼上设置有电池/燃料（1006）；所述的自供能复合升力辅翼（300）上设置有电池/燃料（1006）。