CN109606676A - 一种串列翼式水陆两栖飞机 - Google Patents

一种串列翼式水陆两栖飞机 Download PDF

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刘涛
曹楷
王丽丽
蒋荣
吴彬
李新颖
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C35/00—Flying-boats; Seaplanes
    • B64C35/008—Amphibious sea planes

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  • Tires In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种串列翼式水陆两栖飞机，包括机身、外翼、地效翼和主翼；外翼将地效翼与主翼连接，并在地效翼、主翼、机身之间形成一个左右封闭的环行结构；机身的前体具有多舭线弧形滑行面，机身的后体具有融合式滑行面。本发明通过前体横向弯曲滑行面设计，能够有效降低高速滑行阻力，并且降低喷溅，后体前半段横向弯曲滑行面顺利过渡前体弯曲滑行面，后体后半段V型滑行面增加抗浪能力；本发明的重载串列翼式水陆两栖飞机具有大载重量，抗浪能力强，能较好的适应恶劣的海洋环境，可用于水上运输等需求。

Description

一种串列翼式水陆两栖飞机
技术领域
本发明属于水陆两栖飞机、高性能船的设计领域，具体涉及一种串列翼式水陆两栖飞机。
背景技术
飞机的气动布局通常是指其不同的气动力承受面的形式。在提高水陆两栖飞机抗浪能力研究方面，主要集中在低喷溅、高抗能性船体研究，对于水陆两栖飞机气动布局研究较少，一般采用“常规式”(即后尾式，水平尾翼在机翼的后面)布局，非常规最具代表性的是“里海怪物”地效翼水陆两栖飞机，日本US系列水陆两栖飞机通过机翼喷气增升技术大大提高了抗浪能力。串列翼布局(tandem wing configuration)属于鸭式布局的一种，有两个翼面，其前翼可以看作面积加大、展弦比增加的鸭翼，但鸭翼主要用于产生配平和俯仰控制力矩，升力贡献不大，而串列翼布局前翼除配平后翼升力外，自身也产生相当部分的升力。对于重载型水陆两栖飞机，机体在高速滑行时水动载荷较大，船体选型范围较少，利用串列翼式布局可以在低雷诺数下可提供足够升力，并具备良好的升阻特性，且在有限空间约束下串列翼布局方案相比常规布局可能达到的性能更好。目前串列翼在军用应用中主要应用于无人机、巡飞器、巡飞弹，在大型重载水陆两栖飞机现有机型中并未出现串列翼构型。
发明目的
为解决上述技术问题，本发明提供了一种能满足未来重载运输需求并能在复杂海况条件下具有较高出勤率的重载水陆两栖飞机。
发明技术解决方案
为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：
一种串列翼式水陆两栖飞机，包括机身、外翼、下置地效翼和上置主翼；主翼和地效翼一上一下，然后经过外翼连接形成环行结构，在地效翼两侧下方设置端板，与地效翼形成地效区。整体机翼连接结构形成串列翼式机翼形式。机身的前体底部滑行面具有多舭线弧形滑行面，机身的后体底部具有融合式滑行面。
优选的，多舭线弧形滑行面的结构为：前体的左半部与右半部分别采用两段弧形滑行面连接，位于中部的两弧形滑行面相接处形成一条龙骨线。
优选的，位于龙骨线同侧的两段弧形滑行面的两个端点连线长度相等，位于机身外侧的弧形滑行面两个端点连线与水平面夹角大于内侧弧形滑行面两个端点连线与水平面夹角。
优选的，后体前部底部具有多舭线结构，后体后半段横剖面为V型。
优选的，后体前部弧形滑行面从断阶处逐渐收缩至后体中部，后体两侧舭线逐渐收缩至与龙骨线交合后与后体后半段V型滑行面光顺过渡连接。
优选的，地效翼两侧设置端板，端板底部具有V型滑行面，与地效翼形成地效区。
本发明的优点
本发明的优点在于：
该发明通过前体横向弯曲滑行面设计，能够有效降低高速滑行阻力，并且降低喷溅，后体前半段横向弯曲滑行面顺利过渡前体弯曲滑行面，后体后半段V型滑行面增加抗浪能力；通过外翼将地效翼与主翼连接，形成串列翼气动构型，该气动构型结合了陆上飞机串列翼构型能提高升力系数的优点，并融合了水上飞机通过地效翼增加升力来提高抗浪能力的优势，通过外翼的优化连接，进一步增加整体飞机构型的气动升力，对水上飞机而言，提高气动升力就是减少其水上离水速度，缩短起飞距离，从而变相的提高其抗浪能力；该发明的重载串列翼式水陆两栖飞机具有大载重量，抗浪能力强，能较好的适应恶劣的海洋环境，可用于水上运输等需求。
附图说明
图1为本发明的一种串列翼式水陆两栖飞机的前视图。
图2为本发明的一种串列翼式水陆两栖飞机的后视图。
图3为本发明的一种串列翼式水陆两栖飞机的侧视图。
图中：1-多舭线弧形滑行面，2-融合式滑行面，3-地效翼，4-主翼，5-外翼，6-断阶，7-端板。
具体实施方式
结合发明内容概述和附图，详细说明本发明的具体实施方式。
一种串列翼式水陆两栖飞机，包括机身、外翼5、地效翼3和主翼4，主翼4在上，地效翼3在主翼4下方；地效翼3两侧设置端板7，端板7底部具有V型滑行面，与地效翼3形成地效区，外翼5将地效翼3与主翼4连接，并在地效翼3、主翼4、机身之间形成一个左右封闭的环行结构，即形成了串列翼式机翼构型；机身的前体底面具有多舭线弧形滑行面1，多舭线弧形滑行面1的结构为：前体的左半部与右半部分别采用两段弧形滑行面相接形成双舭线横向弯曲滑行面，位于中部的两弧形滑行面相接处形成一条龙骨线，龙骨线两侧分别设置2条舭线，共4条舭线。位于龙骨线同侧的两段弧形滑行面的两个端点连线长度相等，位于机身外侧的弧形滑行面两个端点连线与水平面夹角大于内侧弧形滑行面两个端点连线与水平面夹角。机身的后体底部具有融合式滑行面2，融合式滑行面2结构为：后体前部具有多舭线结构，后体后半段横剖面为V型。后体前部横向弯曲面从断阶6处逐渐收缩至后体中部，后体两侧舭线逐渐收缩至与龙骨线交合后与后体后半段V型滑行面光顺过渡连接。
工作原理如下：
该串列翼式水陆两栖飞机是一种新型的水陆两栖飞机，是一种将串列翼与高抗浪、低喷溅高抗浪性船体相结合的产物。
该串列翼式水陆两栖飞机前体船体剖面是双舭线横向弯曲滑行面，后体船体剖面是横向弯曲与V型滑行面相结合。前体通过双舭线横向弯曲曲面可以在高速滑行时减小两侧喷溅，高速滑行阻力相应降低，后体前段采取弯曲多舭线滑行面，与前体顺畅结合，在高速滑行时，增加后体断阶处离水吸气效果，进一步减小高速滑行阻力，后体后段采用常规V型滑行面，在高速滑行阶段，相对于其他形式剖面船体具有较好的耐波性。机身采用外翼5将地效翼3与常规机翼连接形成串列翼形式气动构型，结合了地效翼低喷溅、增升作用，以及与常规机翼连接后形成串列翼气动构型，进一步增加整体机翼气动升力，能够减小离水速度，从而提高抗浪能力。
当串列翼船体低速航行在水面时，两侧端板7保持横向稳定性，逐渐航行加速后，地效翼3发挥作用，起到抑制喷溅并形成与水面的地效翼效果，从而提高升力，随着航行到高速度，姿态角增大，地效翼3作用逐渐减弱，串列翼构型逐渐发挥作用，在大攻角状态下，地效翼与主翼在外翼连接下，形成串列翼气动效果，进一步在高速阶段增加升力。在飞机水上降落过程中，串列翼构型提供的升力使得船体具有缓冲效果，使得飞机能够平稳降落。

Claims (6)

1.一种串列翼式水陆两栖飞机，其特征在于：包括机身、外翼(5)、地效翼(3)和主翼(4)；外翼(5)将地效翼(3)与主翼(4)连接，并在地效翼(3)、主翼(4)、机身之间形成一个左右封闭的环行结构；机身的前体底部滑行面具有多舭线弧形滑行面(1)，机身的后体底部具有融合式滑行面(2)。
2.如权利要求1所述的一种串列翼式水陆两栖飞机，其特征在于：多舭线弧形滑行面(1)的结构为：前体的左半部与右半部分别采用两段弧形滑行面连接，位于中部的两弧形滑行面相接处形成一条龙骨线。
3.如权利要求2所述的一种串列翼式水陆两栖飞机，其特征在于：位于龙骨线同侧的两段弧形滑行面的两个端点连线长度相等，位于机身外侧的弧形滑行面两个端点连线与水平面夹角大于内侧弧形滑行面两个端点连线与水平面夹角。
4.如权利要求2所述的一种串列翼式水陆两栖飞机，其特征在于：后体前部底部具有多舭线结构，后体后半段横剖面为V型。
5.如权利要求4所述的一种串列翼式水陆两栖飞机，其特征在于：后体前部弧形滑行面从断阶(6)处逐渐收缩至后体中部，后体两侧舭线逐渐收缩至与龙骨线交合后与后体后半段V型滑行面光顺过渡连接。
6.如权利要求1所述的一种串列翼式水陆两栖飞机，其特征在于：地效翼(3)两侧设置端板(7)，端板(7)底部具有V型滑行面，与地效翼(3)形成地效区。
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