CN110775249B - 一种具有隐形双翼的飞机 - Google Patents

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Abstract

一种具有隐形双翼的飞机，包括一飞机本体及一对隐形双翼，该飞机本体两侧各具有一主翼，该主翼上方表面设有一容置空间；该隐形双翼供设置于上述主翼的容置空间中，包括一第一转轴、第二转轴、一连杆、第一机翼与第二机翼，其中该连杆两端连接该第一转轴与第二转轴，该第一转轴一端连接该第一机翼，该第二转轴另一端连接该第二机翼；该第一机翼封闭盖合于该主翼的容置空间的上方时，该第二机翼可受到该第一转轴、第二转轴的带动而容置于该容置空间的中间，而当第一机翼向上离开该容置空间转成为垂直尾翼功能并形成任一角度，该第二机翼可受到该第一转轴、第二转轴的带动而封闭盖合于该主翼的容置空间的上方，形成主翼一部分，保持翼面完整。

Description

一种具有隐形双翼的飞机
技术领域
本发明有关一种可提升雷达隐形、快速平稳变换飞行姿态操控与提高飞行安全的具有隐形双翼的飞机，特别适用在隐形战斗机(Stealthfighter)、隐形轰炸机(StealthBomber)、隐形侦察机(StealthReconnaissance)、隐形无人机(StealthUnmannedAerialVehicle(UAV))、隐形加油机(StealthTanker)、隐形攻击机(StealthAttacker)等军机。
背景技术
现今进行研发中的下一代未来军用飞机，最重要功能需求是雷达隐形，是通过许多方式降低雷达截面积（Radarcrosssection(RCS)）与雷达回波，来达到中、远端雷达隐形的效果。隐形军机除了在机身涂上能吸收雷达波的特殊隐形涂料外，军机外型设计可改采用飞行翼设计或机翼机身结合设计，整体外观最重要是取消传统飞行器的垂直尾翼与水平尾翼。
因目前飞行翼军机取消垂直尾翼设计，独特造型所导致有不稳定飞行姿态的缺点，虽然现代军用飞行电脑已能自动修正先进军机造型的不稳定飞行缺点，以电脑辅助是可弥补战斗机外型设计上问题，不过由于下一代雷达匿迹需求而取消垂直尾翼，实质所引发的飞行缺点就是不容易进行快速平稳变换姿态操控、影响超高速变换飞行器的运动、不利与敌军作战或是进行反制。
然而，目前这一类飞行翼与无尾翼飞机设计，如NorthropGrummanB-2Spirit轰炸机、LockheedMartinRQ-170Sentinel侦察机、NorthropGrummanX-47B无人机，必须在天候良好环境下，才能平稳与安全飞行，这势必影响隐形军机任务的执行与恶劣天气条件下的飞行安全性、如军机渗入敌境攻击或侦察以及航空母舰上的军机在海上执行起降作业。
但由于隐形军机任务与作战需求，都有可能面临天气转变，需在恶劣天候下必须升空起飞执行防卫任务，或是平日在巡航后因油料将尽，却遇到气候不佳影响而须强行降落，或是作战任务中突然遭遇到敌方军机群的空中拦截，遭遇各式防空飞弹突然攻击，甚至受到地面防空机炮击中损坏。
因为目前设计中的第六代隐形战机少了垂直尾翼设计，在飞行操作上为必须依靠推力矢量（Thrustvectoring）引擎喷嘴转向（thrustvectornozzles），并加上机翼上方两片扰流板升起进行调整上下左右方向，而这两种改变飞行方向的方式，飞行操控反应不似传统设计第五代隐形战机灵活，且机翼上扰流板偏向操作并不适合在高速中使用，这会使得第六代隐形战机，在真正的作战中，因无尾翼设计导致飞行运动性受限而不敏捷，甚至造成容易被击落或是产生飞行安全的问题。
发明内容
因此，如何能够有效的改善上述缺陷，以进一步的提高隐形飞机的飞行安全，一直为本发明人研究的方向。
本发明的主要目的在提供一种可提升雷达隐形、快速平稳变换姿态操控与提高飞行安全的具有隐形双翼的飞机。
为达上述的目的，本发明所设的一种具有隐形双翼的飞机，包括一飞机本体及一对隐形双翼，该飞机本体两侧各具有一主翼，该主翼上方表面设有一容置空间；该隐形双翼（stealthdoublewings）供设置于上述主翼的容置空间中，其包括一第一转轴、第二转轴、一连杆、第一机翼（垂直尾翼与部分主翼面功能）与第二机翼（部分主翼面功能），其中该连杆两端连接该第一转轴与第二转轴，而该第一转轴一端则连接该第一机翼，该第二转轴另一端则连接该第二机翼。
借此，该第一机翼封闭盖合于该主翼的容置空间的上方时，该第二机翼可受到该第一转轴、第二转轴的带动而容置于该容置空间的中间，而当第一机翼向上离开该容置空间转成为垂直尾翼功能并形成任一角度时，该第二机翼可受到该第一转轴、第二转轴的带动而封闭盖合于该主翼的容置空间的上方。其目的是第一机翼上升为垂直尾翼是增加隐形飞机的操控性与稳定安全性，在空中做出许多特定动作，第二机翼升起或第一机翼降下时，具有保持主翼面完整，维持原有的升浮力与流体力学。
实施时，该隐形双翼的第一转轴、第二转轴通过一控制系统的控制，而可带动该第一机翼与第二机翼的位移。
实施时，该主翼于该容置空间的内壁面设有一突出部，该突出部可与该第一机翼的端面贴合。
实施时，该第二机翼的一端端面，设有一可与该主翼内壁面的突出部相契合的凹陷部，使得该第二机翼向上位移至该主翼表面后，可受到该突出部的阻挡，使得该第二机翼平整盖合于该主翼的容置空间的上。
为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合说明书附图、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。
附图说明
图1A~图1E为根据本发明的隐形双翼用于隐形战斗机0°、37°、70°、90°各种角度升起的示意图。
图2A为一种无垂直尾翼的隐形战斗机左侧视示意图。
图2B为图2A的收折侧视图。
图2C为战斗机隐形双翼0°收折时的正向示意图。
图2D为图2C的正向剖面图。
图2E为图2D的局部剖面放大图。
图3A为隐形双翼37°升起的正向示意图。
图3B为隐形双翼37°升起的左侧视图。
图3C为隐形双翼37°升起左正向剖面图。
图3D为图3C中的局部剖面放大图。
图4A为隐形双翼70°升起的正向示意图。
图4B为隐形双翼70°升起的左侧视图。
图4C为隐形双翼70°升起的左正向剖面图。
图4D为图4C中的局部剖面放大图。
图5A为隐形双翼90°升起的正向示意图。
图5B为隐形双翼90°升起的左侧视图。
图5C为隐形双翼90°升起的左正向剖面图。
图5D为图5C中的局部剖面放大图。
图6A为斜度机翼的隐形双翼升起的左正向示意图。
图6B为斜度机翼的隐形双翼的左正向剖面图。
图7A为Stealth:FlyingInvisible隐形双翼0°收折的隐形战斗机正向视图。
图7B为图7A的战斗机左侧视图。
图7C为Stealth:Fight隐形双翼37°升起战斗机正向视图。
图7D为图7C的战斗机左侧视图。
图8A为Stealth:FightTakeOff/Landing隐形双翼70°升起战斗机正向视图。
图8B为图8A的战斗机左侧视图。
图8C为Emergency隐形双翼90°收折战斗机正向视图。
图8D为图8C的战斗机左侧视图。
图9A为一战斗机正向示意图。
图9B为图9A第一机翼4种角度示意图。
图9C为一战斗机左侧示意图。
图9D为图9C第一机翼4种角度示意图。
图10A为气流通过隐形战斗机的俯视图。
图10B为收折隐形双翼后，机翼通过气流剖面示意图。
图11A为气流通过一隐形三角翼无人机的俯视图。
图11B为收折隐形双翼后，机翼通过气流剖面示意图。
图12A~图12D为隐形战斗机升起隐形双翼飞行时的各种战斗飞行示意图。
图13为装置隐形双翼的第六代隐形战斗机的示意图。
图14A~图14C为装置隐形双翼的第六代隐形战斗机的左侧示意图、俯视图、正向视图，其中整体机翼宽幅与美国海军BoeingF/A-18E相同。
图15A~图15C左上为NorthropGrummanX-47B无人机的俯视图，左下为改良装置隐形双翼的隐形无人机，右中间为相同比例美国海军BoeingF/A-18E轮廓比较。
图16A~图16C为模组化隐形双翼，上为NorthropGrummanX-47A箭形无人机设计，下为为装置隐形双翼可改变飞行器朝大型化设计的俯视图，中为相同比例美国海军BoeingF/A-18E轮廓。
图16D~图16E上为DassaultnEUROn无人机，下为装置隐形双翼可改变飞行器朝大型化设计的俯视图。
图17A~17C为模组化隐形双翼，左上为LockheedMartinMQ-25AStingrayunmannedcarrieraviationairsystem(UCAAS)加油机，左下方为其他飞行翼加油机设计，右为相同比例美国海军BoeingF/A-18E轮廓。
图18A~图18C为模组化隐形双翼，左右各为不同第六代隐形战斗机，中间为相同比例美国海军F/A-18E轮廓。
图19A~图19C为模组化隐形双翼，上为B-2轰炸机，下为B-21轰炸机，右下为相同比例美国海军F/A-18E轮廓。
图20A为Probe-and-droguesystem隐形无人加油机左侧示意面。
图20B为隐形无人加油机收起隐形双翼的左侧示意图。
图20C为Grappled-linelooped-hose隐形无人加油机左侧示意面。
附图标记说明
1：飞机本体
11：主翼
111：突出部
12：容置空间
13：控制系统
2：隐形双翼
21：第一转轴
22：第二转轴
23：连杆
24：第一机翼
25：第二机翼
251：凹陷部。
具体实施方式
请参阅图1A-6B，其为本发明一种具有隐形双翼的飞机的一最佳实施例，包括一飞机本体1及一隐形双翼2。
该飞机本体1两侧各具有一主翼11，该主翼11上方表面设有一容置空间12，该主翼11于该容置空间12的内壁面设有一突出部111。
该隐形双翼2（stealthdoublewings）供设置于上述主翼11的容置空间12中，其包括一第一转轴21、第二转轴22、一连杆23、第一机翼24与第二机翼25，其中，该连杆23两端连接该第一转轴21与第二转轴22，而该第一转轴21一端则连接该第一机翼24，该第二转轴22另一端则连接该第二机翼25。该第一转轴21、第二转轴22通过一设置于飞机本体1内的控制系统13的控制，而可带动该第一机翼24与第二机翼25的位移。同时，上述的突出部111可与该第一机翼24的端面贴合（如图2D所示），该第二机翼25的一端端面，设有一可与该主翼11内壁面的突出部111相契合的凹陷部251，使得该第二机翼25向上位移至该主翼11表面后，可受到该突出部111的阻挡，使得该第二机翼25平整盖合于该主翼11的容置空间12之上（如图3C、图4C、图5C所示）。其目的是第一机翼24是增加隐形飞机的操控性与稳定安全性，在空中做出许多特定动作，第二机翼25升起或第一机翼24降下时，具有保持主翼11面完整，维持原有的升浮力与流体力学。
实施时，当该第一机翼24封闭盖合于该主翼11的容置空间12之上时，该第二机翼25可受到该第一转轴21、第二转轴22的带动而容置于该容置空间12中，且该第一机翼24的端面可与该主翼11突出部111相紧靠贴合，使得该主翼11表面维持一平整性（如图2A~图2E所示），而当第一机翼24通过该控制系统13控制而向上离开该容置空间12，转成为垂直尾翼功能并形成任一角度时（如图3A~6B所示），该第二机翼25可受到该第一转轴21、第二转轴22的带动向上位移，直到该第二机翼25一端端面的凹陷部251抵靠该突出部111而停止，进而形成该第二机翼25封闭盖合于该主翼11的容置空间12的上方，而维持该主翼11表面维持一平整性。
借此，如图7A-图20C所示，无论是应用在任何机型，飞行员与电脑可依据不同飞行任务需求，人工或自动调整升起该隐形双翼2的第一机翼24成为垂直尾翼功能，增加飞行器操控性，或是降下隐形双翼2进行隐藏，让第一机翼24成为主翼的一部分，不论是收折或是升起该隐形双翼2，该第一机翼24与该第二机翼25都能够维持飞行器主翼11表面平整的气压平均分布，所以不会影响流体力学，达到飞行更加稳定与保持升浮力，让飞机整体具有绝佳的灵活操控和提升性能。
因此，通过上述的设计，本发明具有以下的优点：
雷达隐形与战斗飞行兼具；本发明隐形双翼的设计，具备各种任务执行需求，雷达匿踪效果与提升飞行操控性，具有第四代战斗机飞行性能与第五代隐形战斗机优点，以达到第六代隐形战斗机与各种隐形军机目的。
多种角度的垂直尾翼调整与维持主要机翼效应；本发明隐形双翼的隐形垂直尾翼为可调整多种角度，让飞行器视任务与飞行需求，调整保持最佳飞行效能，并维持机翼完整效应。
解决无垂直尾翼战斗机的超音速飞行问题；无垂直尾翼战斗机一直存在无法安全超音速飞行问题，隐形双翼可提升增加超音速飞行稳定性，节省油料并增加航程。
提升无垂直尾翼飞行器的起飞降落操控安全；隐形双翼设计可提高无垂直尾翼战斗机从基地起飞和降落安全性，并适用在航空母舰的无垂直尾翼的舰载隐形战斗机，能在恶劣天候下提高操控性，确保飞行员与军机安全。
提升空中作战灵活度与具高难度战斗飞行；由于增加隐形垂直尾翼与翼面设计，除了提升操控稳定与灵活度性，更可达到战场高生存率与任务执行达成率。
改变未来隐形军机的设计；能提升下一代无垂直尾翼飞行器的设计合理性，适用不同理念的雷达隐匿的无垂直尾翼飞行器，并加大飞行器的体积与载运量。
隐形双翼的模组化设计；隐形双翼可为模组化设计，适用在不同无垂直尾翼的军用飞行器上。
增加空中加油的稳定与安全性；隐形双翼可增加空中加油时飞行稳定与安全,并运用设计为隐形无人加油机。或其他飞行翼加油机设计（如图7A-图7D、图10A和图10B所示）。
可搭配前翼的功能，进阶提升飞行；隐形双翼可以搭配隐形战斗机的前翼foreplane/canard功能，配合组成更灵活空中操作。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种具有隐形双翼的飞机，其特征在于，包括：
一飞机本体，其两侧各具有一主翼，该主翼表面设有一容置空间；以及
一对隐形双翼，设置于上述主翼上方的容置空间中，其包括一第一转轴、第二转轴、一连杆、第一机翼与第二机翼，其中该连杆两端分别连接该第一转轴与第二转轴，而该第一转轴一端则连接该第一机翼，该第二转轴另一 端则连接该第二机翼，以轨道辅助连动；
借此，该第一机翼封闭盖合于该主翼的容置空间的上时，该第二机翼可受到该第一转轴、第二转轴的带动而容置于该容置空间中，而当第一机翼向上离开该容置空间转成为垂直尾翼功能并形成任一角度时，该第二机翼能够受到该第一转轴、第二转轴的带动而封闭盖合于该主翼的容置空间的上方，让主翼面保持完整，以便维持原有的升浮力和流体力学效果。
2.如权利要求1所述的一种具有隐形双翼的飞机，其特征在于，该隐形双翼的第一转轴、第二转轴通过一控制系统的控制，而能够带动该第一机翼与第二机翼的位移。
3.如权利要求1所述的一种具有隐形双翼的飞机，其特征在于，该主翼于该容置空间的内壁面设有一突出部，该突出部能够与该第一机翼的端面贴合。
4.如权利要求3所述的一种具有隐形双翼的飞机，其特征在于，该第二机翼的一端端面，设有一能够与该主翼内壁面的突出部相契合的凹陷部，使得该第二机翼向上位移至该主翼表面后，能够受到该突出部的阻挡，使得该第二机翼平整盖合于该主翼的容置空间之上。
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