CN115636079A - 一种超高升阻比的高空长航时无人机布局 - Google Patents
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Abstract
一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,属于飞行器设计技术领域。本发明提出一种既具有超长的滞空时间,可具有较高的飞行速度的无人机布局用以满足全域覆盖的条件下缩减飞行编队内的装备数量。本发明的机身通过层流挂架与机翼搭接,机身尾部布置层流短舱,层流短舱内设置有动力系统,机身底部布置机身起落架,机翼翼尖布置有翼尖起落架配合完成起降工作,层流短舱两侧布置有尾翼,机身采用吊舱式层流隐身化机身,机身起落架采用自行车式起落架,尾翼为可收放尾翼,动力系统采用超大涵道比动力系统,机翼为可变斜掠翼。本发明的无人机布局实现高空长航时无人机综合性能的跨代提升。
Description
技术领域
本发明属于飞行器设计技术领域,尤其涉及飞行器设计的气动布局设计,具体为一种超高升阻比的高空长航时无人机布局。
背景技术
以网络化、信息化、智能化为代表的作战体系变革对于新一代航空武器装备发展具有重要的指导作用。以情报、监视、侦察为主要任务的长航时无人机凭借滞空时间长、飞行高度大、作战成本低等诸多优势,成为在防区外提供战略预警的重要支撑装备。
当前主要长航时无人机装备各有侧重,但总体而言,受制于动力系统等因素限制,制空时间、飞行速度都与国外相关装备存在明显的差异;
结合未来无人机飞行器设计技术发展,亟需一种具有超长的滞空时间之外,还应具有较高的飞行速度,以在满足全域覆盖的条件下缩减飞行编队内的装备数量。
发明内容
本发明研发目的是提出一种既具有超长的滞空时间,可具有较高的飞行速度的无人机布局用以满足全域覆盖的条件下缩减飞行编队内的装备数量,在下文中给出了关于本发明的简要概述,以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分,也不是意图限定本发明的范围。
本发明的技术方案:
一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,包括机身、翼尖起落架、机身起落架、尾翼、层流短舱、层流挂架和机翼,机身通过层流挂架与机翼搭接,机身尾部布置层流短舱,层流短舱内设置有动力系统,机身底部布置机身起落架,机翼翼尖布置有翼尖起落架配合完成起降工作,层流短舱两侧布置有尾翼,机身采用吊舱式层流隐身化机身,机身起落架采用自行车式起落架,尾翼为可收放尾翼,动力系统采用超大涵道比动力系统,机翼为可变斜掠翼。
进一步的,所述机身长度范围在5m~12m之间,机身宽度范围在1.2m~2.5m之间,机身起落架的前后轮距为机身的0.7倍~0.8倍。
进一步的,所述尾翼单侧垂直安定面面积范围在0.2m2~0.6m2之间,尾翼单侧水平安定面面积范围在0.2m2~0.4m2之间,尾翼单侧翼尖可转垂直翼面面积范围在0.2m2~0.5m2之间。
进一步的,所述机翼的翼展在平直状态时在25m~40m范围内,机翼面积为30m2~60m2范围内,机翼旋转角度范围在0°~25°范围内。
进一步的,所述机翼起降时处于平直状态,机翼在巡航时沿顺时针旋转8°~15°至中间状态,机翼沿顺时针旋转20°~35°至斜掠状态。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明一种超高升阻比的高空长航时无人机布局基于可变斜掠翼思想,结合层流技术,充分发挥可变斜掠翼高升阻比优势,能够显著提高巡航飞行速度和巡航飞行效率,增大航程及巡航半径,实现高空长航时无人机综合性能的跨代提升;
2、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的机翼采用可变斜掠翼,一方面消除左右机翼前缘掠角不一致产生的能量损失,另一方面能够根据飞行速度随时调整机翼掠角,保证最佳的巡航效率,实现无人飞行器可快可慢、持久巡航的目标;
3、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的机身采用吊舱式层流隐身化机身,前机身通过顺压设计尽可能实现机身层流流动的最大化,后机身通过与动力系统的一体化设计一方面通过吸入边界层减小压差阻比,另一方面通过能量注入减小尾迹的能量损失;
4、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的机翼与机身通过层流挂架连接,尽可能降低机翼机身的相互干扰,也降低了机翼掠角变化对机身的不利影响;
5、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局采用后置超大涵道比动力系统,一方面通过机身动力一体化设计降低机身阻力,另一方面在机身尺寸受限的情况下布置燃油效率较高的超大涵道比发动机;
6、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局采用带有可收放尾翼的层流短舱,一方面减小巡航阶段的机体浸润面积,另一方面增加布局在特殊飞行条件下的操稳控制能力;
7、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的机身起落架采用自行车式起落架,实现机身起落架的轻量化设计;
8、本发明的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的机翼上设置有翼尖起落架,安装翼尖起落架的垂直翼面能够辅助进行航向姿态控制,翼尖起落架既能够避免起降时翼尖触地,也能够增加机翼的振动阻尼,提高结构稳定性。
附图说明
图1是一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的俯视图;
图2是一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的侧视图;
图3是一种超高升阻比的高空长航时无人机布局的整体结构示意图;
图4是层流短舱、动力系统和尾翼的局部示意图;
图5是机翼处于三种状态的示意图。
图中1-机身,2-翼尖起落架,3-机身起落架,4-尾翼,5-层流短舱,6-层流挂架,7-机翼,8-平直状态,9-中间状态,10-斜掠状态,11-动力系统。
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了,下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接,所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式,所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式,未明确限定具体连接方式时,默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能,本领域技术人员可根据需要自行选择。例如:固定连接选择焊接连接,可拆卸连接选择铰链连接。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1,结合图1-图5说明本实施例,本实施例的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,包括机身1、机翼7、层流短舱5、翼尖起落架2、机身起落架3、层流挂架6、动力系统11、尾翼4。机身1采用吊舱式层流隐身化外形,通过层流挂架6与机翼7连接。机翼7能够相对机身转动来改变机翼掠角,起降及低速状态时机翼7处于平直状态8,随着飞行速度增加,机翼7旋转至中间状态9,在最大飞行速度时,机翼7旋转至斜掠状态10。机身1尾部布置层流短舱5,短舱内布置动力系统11,层流短舱5两侧安装尾翼4。尾翼4缩进状态完全藏入层流短舱5内,尾翼4伸展状态包括水平和垂直安定面,能够增强布局的操稳控制能力。机身1底部布置机身起落架3,机翼7两侧翼尖下方布置翼尖起落架2,翼尖起落架2在着陆时能够防止翼尖触地,在飞行时能够在机翼振动时起到增加阻尼的作用。对于小型无人机,机身1长度为5m,机身1宽度为1.2m,机翼7在平直状态8的翼展为25m,机翼7面积为30m2,中间状态9通常相对平直状态8旋转8°,斜掠状态10相对平直状态8旋转20°,机身起落架3前后轮距为3m,尾翼4的单侧垂直安定面面积为0.2m2,尾翼4的单侧水平安定面面积为0.2m2,翼尖起落架2单侧垂直翼面面积为0.2m2。
实施例2,结合图1-图5说明本实施例,本实施例的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,包括机身1、机翼7、层流短舱5、翼尖起落架2、机身起落架3、层流挂架6、动力系统11、尾翼4。机身1采用吊舱式层流隐身化外形,通过层流挂架6与机翼7连接。机翼7能够相对机身转动来改变机翼掠角,起降及低速状态时机翼7处于平直状态8,随着飞行速度增加,机翼7旋转至中间状态9,在最大飞行速度时,机翼7旋转至斜掠状态10。机身1尾部布置层流短舱5,短舱内布置动力系统11,层流短舱5两侧安装尾翼4。尾翼4缩进状态完全藏入层流短舱5内,尾翼4伸展状态包括水平和垂直安定面,能够增强布局的操稳控制能力。机身1底部布置机身起落架3,机翼7两侧翼尖下方布置翼尖起落架2,翼尖起落架2在着陆时能够防止翼尖触地,在飞行时能够在机翼振动时起到增加阻尼的作用。对于中型无人机,机身1长度为8m,机身1宽度为1.6m,机翼7在平直状态8的翼展为36m,机翼7面积为50m2,中间状态9通常相对平直状态8旋转12°,斜掠状态10相对平直状态8旋转30°,机身起落架3前后轮距为3.5m,尾翼4的单侧垂直安定面面积为0.4m2,尾翼4的单侧水平安定面面积为0.3m2,翼尖起落架2单侧垂直翼面面积为0.4m2。
实施例3,结合图1-图5说明本实施例,本实施例的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,包括机身1、机翼7、层流短舱5、翼尖起落架2、机身起落架3、层流挂架6、动力系统11、尾翼4。机身1采用吊舱式层流隐身化外形,通过层流挂架6与机翼7连接。机翼7能够相对机身转动来改变机翼掠角,起降及低速状态时机翼7处于平直状态8,随着飞行速度增加,机翼7旋转至中间状态9,在最大飞行速度时,机翼7旋转至斜掠状态10。机身1尾部布置层流短舱5,短舱内布置动力系统11,层流短舱5两侧安装尾翼4。尾翼4缩进状态完全藏入层流短舱5内,尾翼4伸展状态包括水平和垂直安定面,能够增强布局的操稳控制能力。机身1底部布置机身起落架3,机翼7两侧翼尖下方布置翼尖起落架2,翼尖起落架2在着陆时能够防止翼尖触地,在飞行时能够在机翼振动时起到增加阻尼的作用。对于大型无人机,机身1长度为12m,机身1宽度为2.5m,机翼7在平直状态8的翼展为40m,机翼7面积为60m2,中间状态9通常相对平直状态8旋转15°,斜掠状态10相对平直状态8旋转35°,机身起落架3前后轮距为3.6m,尾翼4的单侧垂直安定面面积为0.6m2,尾翼4的单侧水平安定面面积为0.4m2,翼尖起落架2单侧垂直翼面面积为0.5m2。
本实施例只是对本专利的示例性说明,并不限定它的保护范围,本领域技术人员还可以对其局部进行改变,只要没有超出本专利的精神实质,都在本专利的保护范围内。
Claims (5)
1.一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,其特征在于:包括机身(1)、翼尖起落架(2)、机身起落架(3)、尾翼(4)、层流短舱(5)、层流挂架(6)和机翼(7),机身(1)通过层流挂架(6)与机翼(7)搭接,机身(1)尾部布置层流短舱(5),层流短舱(5)内设置有动力系统(11),机身(1)底部布置机身起落架(3),机翼(7)翼尖布置有翼尖起落架(2)配合完成起降工作,层流短舱(5)两侧布置有尾翼(4),机身(1)采用吊舱式层流隐身化机身,机身起落架(3)采用自行车式起落架,尾翼(4)为可收放尾翼,动力系统(11)采用超大涵道比动力系统,机翼(7)为可变斜掠翼。
2.根据权利要求1所述的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,其特征在于:所述机身(1)长度范围在5m~12m之间,机身(1)宽度范围在1.2m~2.5m之间,机身起落架(3)的前后轮距为机身(1)的0.7倍~0.8倍。
3.根据权利要求1所述的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,其特征在于:所述尾翼(4)单侧垂直安定面面积范围在0.2m2~0.6m2之间,尾翼(4)单侧水平安定面面积范围在0.2m2~0.4m2之间,尾翼(4)单侧翼尖可转垂直翼面面积范围在0.2m2~0.5m2之间。
4.根据权利要求1所述的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,其特征在于:所述机翼(7)的翼展在平直状态(8)时在25m~40m范围内,机翼(7)面积为30m2~60m2范围内,机翼(7)旋转角度范围在0°~25°范围内。
5.根据权利要求4所述的一种超高升阻比的高空长航时无人机布局,其特征在于:所述机翼(7)起降时处于平直状态(8),机翼(7)在巡航时沿顺时针旋转8°~15°至中间状态(9),机翼(7)沿顺时针旋转20°~35°至斜掠状态(10)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230124 |
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