CN109353499A - 一种水翼型水上飞机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水翼型水上飞机，属于水上飞机、水翼领域，本发明通过在机身下端设置有水翼装置，水翼装置包括前水翼和后水翼，前水翼位于机身下端的前部，后水翼位于机身下端的尾部；前水翼和后水翼均与水平面呈45°夹角；机身尾部设置有T型尾翼；机翼两端部设置有螺旋桨发动机，螺旋桨发动机为飞机提供动力；本发明综合了水上飞机、水翼船两者特性，使得水上飞机具有水翼艇一样的快速灵活的水面运动能力，所受水动阻力大大减少，发动机需用功率降低，能够在水面进行较长时间的飞行；此外可以采用重量更轻的发动机，从而提高了水上飞机的有效载荷。

Description

一种水翼型水上飞机

技术领域

本发明属于水上飞机、水翼领域，尤其涉及一种水翼型水上飞机。

背景技术

水上飞机是一种能够实现水面起降的飞机。目前，水上飞机为了能够实现水面滑行，通常机身底部设计有断阶型船身，以减小水面滑行时的巨大阻力，同时增强水上飞机水面运动的稳定性。

但是，现有技术中采用断阶型船身设计的水上飞机仍然面临巨大的水动阻力，水上飞机水面起飞时发动机需用功率也随之增大，在空中飞行时，发动机需用功率相比水面滑行时大大降低，这样容易导致发动机功率不匹配，同时增大了发动机的重量降低了飞机的有效载荷。

因此，传统水上飞机具有以下缺陷：1.水面起飞时阻力较大；2.传统水上飞机发动机功率不匹配，造成动力系统重量偏大；3.由于上述的缺陷，因此传统的水上飞机也不能长时间在水面滑行。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，公开了一种水翼型水上飞机，本发明的水上飞机综合了水上飞机、水翼船两者特性，在水上飞机上设置水翼装置，水翼型水上飞机在水面滑行时，水翼产生的升力可将机身抬离水面而不与水面接触，从而降低了整机的浸水面积减少了阻力，能够实现水上飞机水面运动减阻和水面快速运动功能，解决了现有技术的缺陷。

本发明是这样实现的：

一种水翼型水上飞机，包括机身，机身左右两侧的机翼，本发明中在机身下端设置有水翼装置，水翼装置包括前水翼和后水翼；前水翼位于机身下端的前部，后水翼位于机身下端的尾部；前水翼和后水翼均与水平面呈45°夹角。当飞机在水面滑行或者水面起飞时，前水翼和后水翼割划水面产生水动升力将机身抬离水面，从而降低了整机的浸水面积减少了阻力。

机身尾部设置有T型尾翼，T型尾翼可以调节飞机的横纵稳定性，同时用以控制飞机的俯仰、滚转和偏航运动。T型尾翼包括平尾，垂尾，方向舵和俯仰舵，所述的垂尾位于机身尾部上端，平尾位于垂尾上端；所述的方向舵位于垂尾后缘；所述的俯仰舵位于平尾上方；所述的机翼两端部设置有螺旋桨发动机，螺旋桨发动机为飞机提供动力。

进一步，所述的前水翼和后水翼均使用SIMPLE7翼型，该设计有利于前水翼和后水翼在水面工作时产生更小的波浪。

进一步，所述的两机翼中部下方分别安装有左浮筒和右浮筒，以机身中面为对称面对称分布。左浮筒和右浮筒能够增强水翼型水上飞机在水面漂浮时的稳定性。

进一步，所述的左右的两机翼上方后缘处分别设置有左副翼和右副翼。

本发明与现有技术的有益效果在于：

1)本发明与传统水上飞机相比，通过加装水翼装置降低水面起飞时的水动阻力；水翼产生升力的原理与机翼一致，但水的密度约为空气的800倍，因此较小的水翼浸水面积就能产生较大水动升力；水翼型水上飞机在水面滑行时，可以像水翼艇一样凭借水翼产生的升力将机身抬离水面而不与水面接触，从而降低了整机的浸水面积减少了阻力，降低了发动机的需用功率，因此与传统水上飞机相比可选用重量更轻的发动机，提高了整机的性能；

2)本发明使得水上飞机具有水翼艇一样的快速灵活的水面运动能力，所受水动阻力大大减少，发动机需用功率降低，因此相比于同等的水上飞机可以采用重量更轻的发动机，从而提高了水上飞机的有效载荷，本发明载运器兼具水上飞机、水翼艇的特性；

3)在军用方面，水翼型水上飞机凭借其快速的水面运动能力和水上起降能力，可执行水上救援，反潜，侦查和和舰艇快速打击能力；水翼型水上飞机因所受水动阻力小，能够在水面进行较长时间的飞行，所以可以执行掠海突袭作战；

4)在民用方面，水翼型水上飞机兼具水上飞机和水翼艇的功能，适用于海上观光，岛屿间交通运输以及飞行体验，适用范围广。

附图说明

图1是水翼型水上飞机轴侧视图；

图2是水翼型水上飞机前视图；

图3是水翼型水上飞机左视图；

图4是水翼型水上飞机俯视图；

图中，1-左浮筒，2-前水翼，3-右浮筒，4-螺旋桨发动机，5-机翼，6-平尾，7-垂尾，8-机身，9-方向舵，10-后水翼，11-右副翼，12-俯仰舵，13-左副翼。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～4所示，本发明的水翼型水上飞机在机身8下端设置有水翼装置，水翼装置主要由前水翼2和后水翼10组成，前水翼2安装在机身8下端的前部，后水翼10安装在机身8下端的尾部。前水翼2和后水翼10均使用SIMPLE7翼型，有利于前水翼2和后水翼10在水面工作时产生更小的波浪，前水翼2和后水翼10均与水平面呈45°夹角。

当飞机在水面滑行或者水面起飞时，前水翼2和后水翼10割划水面产生水动升力将机身8抬离水面，从而降低了整机的浸水面积减少了阻力。动力由螺旋桨发动机4提供。

本实施例中，如图1所示，图1为水翼型水上飞机轴侧视图，其主要特征是水翼型水上飞机依靠螺旋桨发动机提供动力，尾翼采用T型尾翼，T型尾翼由平尾6，垂尾7，方向舵9和俯仰舵12组成，T型尾翼可以调节飞机的横纵稳定性，同时用以控制飞机的俯仰、滚转和偏航运动。左右的两机翼上方后缘处分别设置有左副翼13和右副翼11。

如图2所示，图2为水翼型水上飞机主视图，其主要特征为翼展长15.484m，左浮筒1和右浮筒3安装在机翼5中部下方，以机身8中面为对称面对称分布。左浮筒1和右浮筒3能够增强水翼型水上飞机在水面漂浮时的稳定性。本发明的水翼型水上飞机能够实现水上快速低阻起降，水面长时滑行。综合了水上飞机和水翼艇特性。

图3为水翼型水上飞机左视图，其主要特征为平尾6距离机身8底部4.057m，前水翼2安装在机身8前部，后水翼10安装在机身8尾部，垂尾7上安装有方向舵9。

图4为水翼型水上飞机俯视图，其主要特征为机身长度为11.982m，机翼5上安装有左副翼13和右副翼11，平尾6上安装有俯仰舵12。

飞机水面航行进行航向操纵时，通过方向舵9和左副翼13和右副翼11的联动来实现左右偏航：方向舵9向左偏转，左副翼13向上偏转同时右副翼11向下偏转则飞机向左偏航；方向舵9向右偏转，左副翼13向下偏转同时右副翼11向上偏转则飞机向右偏航。飞机水面航行进行俯仰操纵时，通过控制俯仰舵12来实现，俯仰舵12往下偏转则飞机低头，俯仰舵12往上偏转则飞机抬头。飞机水面航行进行滚转操纵时，通过控制左副翼13和右副翼11的联动来实现，左副翼13向下偏转同时右副翼11向上偏转，飞机顺时针滚转，左副13翼向上偏转同时右副翼11向下偏转，飞机逆时针滚转。

飞机空中飞行时偏航、俯仰及滚转运动与水面滑行时工作原理一致。此时，前水翼2和后水翼10也能产生一定的附加升力。

通过仿真计算对本发明水翼型水上飞机的性能进行测试，得出如下表一的性能参数；

表一水翼型水上飞机性能参数

长×宽×高	12×2.5×4m
		翼展	15m
空重	3.5吨
		最大起飞重量	4.5吨
单位时间耗油率	0.274kg/kW·h
		动力系统	510kW×2
螺旋桨桨叶片数	4
		最大速度	360km/h
巡航速度	310km/h
		爬升率	7.2m/s
起飞着陆距离	200m
		航程	3000千米

从上表的数据可以得出：水翼型水上飞机具有比传统水上飞机更短的起降距离，同时，水翼的附加升力使得水翼型水上飞机与传统水上飞机相比拥有更佳的空中飞行性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种水翼型水上飞机，包括机身（8），机身（8）两侧的机翼（5），其特征在于，所述的机身（8）下端设置有水翼装置，水翼装置包括前水翼（2）和后水翼（10）；所述的前水翼（2）位于机身（8）下端的前部，所述的后水翼（10）位于机身（8）下端的尾部；所述的前水翼（2）和后水翼（10）均与水平面呈45°夹角；

所述的机身（8）尾部设置有T型尾翼，所述的T型尾翼包括平尾（6），垂尾（7），方向舵（9）和俯仰舵（12），所述的垂尾（7）位于机身（8）尾部上端，平尾（6）位于垂尾（7））上端；所述的方向舵（9）位于垂尾（7）后缘；所述的俯仰舵（12）位于平尾（6）上方；

所述的机翼（5）两端部设置有螺旋桨发动机（4），螺旋桨发动机（4）为飞机提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种水翼型水上飞机，其特征在于，所述的前水翼（2）和后水翼（10）均使用SIMPLE7翼型。

3.根据权利要求1所述的一种水翼型水上飞机，其特征在于，所述的两机翼（5）中部下方分别安装有左浮筒（1）和右浮筒（3），以机身（8）中面为对称面对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种水翼型水上飞机，其特征在于，所述的左右的两机翼（5）上方后缘处分别设置有左副翼（13）和右副翼（11）。