CN111572756A - 一种涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器 - Google Patents

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杨小川
毛仲君
汪华松
罗巍
魏建烽
何炬恒
姜久龙
刘瑞
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/001—Shrouded propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00—Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plant in aircraft; Aircraft characterised thereby
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plant
    • B64D27/04—Aircraft characterised by the type or position of power plant of piston type

Abstract

本发明涉及飞行器技术领域，公开了一种涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，包括机身、机翼，机身靠近尾部的位置设置有涵道风扇，涵道风扇与机身同轴设置。本发明采用涵道风扇与机身同轴设置，涵道风扇与机身融为一体，减小迎风面积，且半径较螺旋桨小，转速高，适用于高速飞行，相较于活塞发动机‑螺旋桨布局飞行器能显著提高速度；涵道风扇与活塞发动机搭配的高速布局，依靠活塞发动机低耗油特点，能达到高速飞行且显著减小飞行器装载燃油的重量，以降低全机重量并降低成本；同等燃油重量情况下较喷气动力工作时间更长，提高航时。

Description

一种涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器。
背景技术
在航空飞行器领域，低成本高速长航时飞行器是一类概念先进的飞行器，对于未来飞行器创新发展具有重要意义，在军用与民用领域都有很大的应用前景。但该类飞行器技术难度高，存在飞行器的高速飞行与成本低、重量轻、航时长等指标矛盾问题突出。目前国内外相关研究较少，因此解决高速飞行与成本低、重量轻、航时长特点之间的矛盾问题是发展这类飞行器的关键因素。
现有的低成本飞行器多采用电动动力布局，存在飞行速度较慢、航时较短等问题；采用活塞发动机-螺旋桨推进动力布局的飞行器则存在飞行速度相对较慢等问题，而达到高速构型的飞行器，在布局设计上多采用涡喷/涡扇动力布局，虽然能满足飞行速度高的要求，但存在航时短且重量大、成本较高的缺点。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，采用涵道风扇与机身同轴设置，涵道风扇与机身融为一体，减小迎风面积，且半径较螺旋桨小，转速高，适用于高速飞行，相较于活塞发动机-螺旋桨布局飞行器能显著提高速度；涵道风扇与活塞发动机搭配的高速布局，依靠活塞发动机低耗油特点，能达到高速飞行且显著减小飞行器装载燃油的重量，以降低全机重量并降低成本；同等燃油重量情况下较喷气动力工作时间更长，提高航时。
为解决以上技术问题，本发明提供了包括机身、机翼，机身靠近尾部的位置设置有涵道风扇，涵道风扇与机身同轴设置。
进一步地，涵道风扇的进口端与出口端沿涵道风扇的径向均设置有多个支撑杆，支撑杆一端固定于涵道风扇的内壁，另一端固定于机身上实现涵道风扇与机身的同轴固定；涵道风扇的出口端环向对称设置有可控制飞行器偏转的滑流舵，滑流舵铰接于涵道风扇出口端的支撑杆上且远离涵道风扇叶片的一侧，滑流舵由舵机拉杆驱动偏转。
进一步地，用于铰接滑流舵的支撑杆数量为四个，四个支撑杆呈十字交叉结构沿涵道风扇径向分布，其中两个支撑杆位于竖直方向，另外两个支撑杆位于水平方向上。
进一步地，涵道风扇的驱动机构为活塞发动机。
进一步地，机翼采用后掠翼。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明采用涵道风扇与机身同轴设置，涵道风扇与机身融为一体，减小迎风面积，且半径较螺旋桨小，转速高，适用于高速飞行，相较于活塞发动机-螺旋桨布局飞行器能显著提高速度；
2)涵道风扇与活塞发动机搭配的高速布局，依靠活塞发动机低耗油特点，能达到高速飞行且显著减小飞行器装载燃油的重量，以降低全机重量并降低成本；同等燃油重量情况下较喷气动力工作时间更长，提高航时；
3)减少了外露部件，迎风面积小，能适用于高速布局构型。
附图说明
图1为实施例中无尾带滑流舵的涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器示意图；
图2为实施例中无尾带滑流舵的涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器的正视图；
图3为实施例中涵道风扇内滑流舵的安装示意图；
其中：1、机身；2、机翼；3、滑流舵；4、涵道风扇；5、支撑杆；6、舵机拉杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
参见图1-3，一种涵道风扇4动力低成本高速长航时布局的飞行器，包括机身1、机翼2，机身1靠近尾部的位置设置有涵道风扇4，涵道风扇4与机身1同轴设置。
在本实施例中，涵道风扇4与机身1同轴设置，涵道风扇4与机身1融为一体，减小迎风面积，且半径较螺旋桨小，转速高，适用于高速飞行，相较于活塞发动机-螺旋桨布局飞行器能显著提高速度；
本实施例中涵道风扇4的驱动机构为活塞发动机。机身1内置活塞发动机，为涵道风扇4提供动力，涵道风扇4与活塞发动机搭配的高速布局，依靠活塞发动机低耗油特点，能达到高速飞行且显著减小飞行器装载燃油的重量，相比于现有的采用涡喷/涡扇发动机的动力布局，能显著降低飞行器重量和成本；同等燃油重量情况下较喷气动力工作时间更长，提高航时。
机翼2采用后掠翼，能减小飞行阻力，利于飞行器实现高速飞行；综上，本实施例中的飞行器能更好的解决高速飞行与航时长、重量轻、成本低之间的矛盾问题。
本实施例采用去掉传统的V型尾翼而采用涵道风扇4内置有滑流舵3的气动布局，去掉尾翼的滑流舵3操纵，能显著减小飞行器阻力，提高飞行速度和飞行时间，减小结构重量。
此外，本实施例中的涵道风扇4的进口端与出口端沿涵道风扇4的径向均设置有多个支撑杆5，支撑杆5一端固定于涵道风扇4的内壁，另一端固定于机身1上实现涵道风扇4与机身1的同轴固定；涵道风扇4的出口端环向对称设置有可控制飞行器偏转的滑流舵3，滑流舵3铰接于涵道风扇4出口端的支撑杆5上且远离涵道风扇4叶片的一侧，滑流舵3由舵机拉杆6驱动偏转。
用于铰接滑流舵3的支撑杆5数量为四个，四个支撑杆5呈十字交叉结构沿涵道风扇4径向分布，其中两个支撑杆5位于竖直方向，另外两个支撑杆5位于水平方向上。因此本实施例中的滑流舵3为四片，分别分布在上下左右，其后视图呈十字，详细分布如图3所示。
滑流舵3三通道分别控制，通过铰链铰接于支撑杆5上实现偏转：
俯仰：图3中水平方向的两片滑流舵3同时向下偏，飞机低头，机头向下；水平方向的两片滑流舵3同时向上偏，飞机抬头，机头向上偏。
偏航：图3中垂直方向的两片滑流舵3往左偏，机头左偏，飞机左偏航；垂直方向的两片滑流舵3往右偏，机头右偏，飞机右偏航。
滚转：图3中可通过两片滑流舵3或四片滑流舵3同时偏转实现控制。左边滑流舵3下偏，右边滑流舵3上偏，飞机右滚转。同时还可以四个滑流舵3差动偏转，加大滚转力度。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，包括机身(1)、机翼(2)，其特征在于：所述机身(1)靠近尾部的位置设置有涵道风扇(4)，所述涵道风扇(4)与所述机身(1)同轴设置。
2.根据权利要求1所述的涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，其特征在于：所述涵道风扇(4)的进口端与出口端沿涵道风扇(4)的径向均设置有多个支撑杆(5)，所述支撑杆(5)一端固定于涵道风扇(4)的内壁，另一端固定于机身(1)上实现涵道风扇(4)与机身(1)的同轴固定；所述涵道风扇(4)的出口端环向对称设置有可控制飞行器偏转的滑流舵(3)，所述滑流舵(3)铰接于涵道风扇(4)出口端的支撑杆(5)上且远离涵道风扇(4)叶片的一侧，所述滑流舵(3)由舵机拉杆(6)驱动偏转。
3.根据权利要求2所述的涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，其特征在于：用于铰接所述滑流舵(3)的支撑杆(5)数量为四个，四个支撑杆(5)呈十字交叉结构沿所述涵道风扇(4)径向分布，其中两个支撑杆(5)位于竖直方向，另外两个支撑杆(5)位于水平方向上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，其特征在于：所述涵道风扇(4)的驱动机构为活塞发动机。
5.根据权利要求4所述的涵道风扇动力低成本高速长航时布局的飞行器，其特征在于：所述机翼(2)采用后掠翼。
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