CN117799834A - 一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器设计技术领域，公开了一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，包括机身、机翼和尾翼；机身包括左机身、右机身以及两个吊挂动力舱，机翼由中段机翼、左侧外翼、右侧外翼组成，中段机翼连接于左机身与右机身的上部；左侧外翼连接在中段机翼的左端，右侧外翼连接在中段机翼的右端；尾翼为水平尾翼，其左右两端分别对应连接左机身与右机身的尾部；两个吊挂动力舱的尾部与中段机翼相连接；左机身、右机身以及两个吊挂动力舱内各自安装有一台动力装置。本发明有效提升了固定翼飞机的动力转换效率，提高了飞行器的机动性，使飞行器地面滑行方向控制更加高效容易；并且采用双机身布局，增加了结构强度和功能仓空间，分散了受力面积。

Description

一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机

技术领域

本发明涉及飞行器设计技术领域，更具体地说，涉及一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机。

背景技术

固定翼飞机是指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器，主要由机翼、机身、尾翼、起落架、操纵装置组成。

固定翼飞机主要涉及到升力、重力、阻力和推力的平衡与控制。首先是升力的产生。固定翼飞机通过翼面的形状和机翼的倾斜角度，利用来流空气的作用，在机翼的上表面和下表面形成了不同的气压分布。根据伯努利定律，气流在快速流过的翼面上产生了低气压，而在上表面和下表面之间形成了一个气流速度差，进而产生了向上的升力。接下来是重力的作用。飞机在空中需要克服地球引力的作用，以保持平稳飞行。重力的作用是始终垂直向下的，通过调整机身的倾斜角度和机翼的升降舵，飞行员可以使飞机在空中产生一个与重力相等并相反方向的力，从而保持在空中飞行。阻力是固定翼飞机前进过程中需要克服的力量。阻力包括气动阻力、摩擦阻力和重力分力。为了减小阻力，飞机的机身通常采用流线型设计，翼面也会采用光滑的外表面。最后是推力的提供。推力是固定翼飞机前进的动力源，通常由发动机提供。发动机通过燃料的燃烧产生高温高压的气流，然后通过喷射或螺旋桨的方式将气流向后排出，产生推力。固定翼飞机通过控制升力、重力、阻力和推力的平衡，实现了在空中的平稳飞行。通过控制机翼的倾斜角度和升降舵的操作，飞行员可以改变飞机的姿态、升降和滚转，实现各种飞行动作和机动。

但是，目前现有的固定翼飞机其动力装置的布置相对集中，导致动力的转换效率不高，而且一般的固定翼飞机也都没有配置偏航动力，导致飞机的机动性差，地面滑行时方向难以控制。

因此，有必要尝试开发出一种新型结构的固定翼飞机，以解决上述现有技术中存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其具体技术方案如下：

一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，包括机身、机翼和尾翼；所述机身包括左机身、右机身以及两个吊挂动力舱，所述左机身与所述右机身左右并排对称布置，所述机翼由中段机翼、左侧外翼、右侧外翼组成，所述中段机翼的左右两侧分别对应连接于所述左机身与所述右机身的上部，且所述中段机翼整体水平安装在所述左机身与所述右机身的中部靠前位置；所述左侧外翼连接在所述中段机翼的左端，所述右侧外翼连接在所述中段机翼的右端；所述尾翼为水平尾翼，其左右两端分别对应连接所述左机身与所述右机身的尾部；两个所述吊挂动力舱左右并排设于所述左机身与所述右机身的前端机头之间，所述吊挂动力舱的尾部与所述中段机翼相连接；所述左机身、所述右机身以及两个所述吊挂动力舱内各自安装有一台动力装置。

优选地，所述中段机翼、所述水平尾翼均通过固定螺丝与所述左机身、所述右机身的对应位置固连；所述左侧外翼、所述右侧外翼分别通过固定螺丝与所述中段机翼的左右端固连；两个所述吊挂动力舱的尾部均通过固定螺丝与所述中段机翼的对应位置固连。

优选地，所述中段机翼、所述左侧外翼、所述右侧外翼的机翼横截面均为前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面水平。

优选地，所述左机身、所述右机身与所述吊挂动力舱上均对应设置有货舱，同时还各自对应安装有电池和机载设备。

优选地，所述左侧外翼、所述右侧外翼的后缘各设有一个副翼。

优选地，所述水平尾翼的后缘设有升降舵。

优选地，所述中段机翼安装在所述左机身与所述右机身对应起落架位置的上顶面上。

优选地，在飞行器做偏航运动的过程中，前方四台所述动力装置会产生速度差，偏航内侧动力减小，偏航外侧动力加大，四台所述动力装置所提供的总动力不变。

相较于现有技术，本发明一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机具有以下有益效果：

1、本发明机型采用了四动力舱布局(即四通道前拉动力布局)，分散了动力拉力，增加了螺旋桨扫掠面积；同时提高了螺旋桨的拉力轴线，加大了机翼上下的空气流速差，从而提升了动力转换效率。

2、本发明四动力舱布局的优势还体现在偏航动力分配上，即在飞行器做偏航运动的过程中前方四台动力装置会产生速度差，偏航内侧动力减小，偏航外侧动力加大，四台动力装置所提供的总动力不变。相较于传统无偏航动力配置的飞行器，本发明这种带有偏航动力配置的飞行器，第一，能减小转弯半径，进而提高飞行器的机动性；第二，地面滑行方向控制更加高效容易。

3、本发明机型采用了双机身布局，增加了结构强度和功能仓空间，且分散了受力面积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机的正视图。

图2为本发明一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机的俯视图。

图3为本发明一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机的结构爆炸视图。

图4为本发明机翼、机身的装配过程图。

图中：1-左机身，2-右机身，3-吊挂动力舱，4-中段机翼，5-左侧外翼，6-右侧外翼，7-水平尾翼，8-固定螺丝。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：

如图1-图4所示，本发明一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，包括机身、机翼和尾翼。

具体的，

机身包括左机身1、右机身2以及两个吊挂动力舱3，左机身1与右机身2左右并排对称布置。

机翼由中段机翼4、左侧外翼5、右侧外翼6组成，中段机翼4的左右两侧分别对应连接于左机身1与右机身2的上部，且中段机翼4整体水平安装在左机身1与右机身2的中部靠前位置；左侧外翼5连接在中段机翼4的左端，右侧外翼6连接在中段机翼4的右端。

尾翼为水平尾翼7，其左右两端分别对应连接左机身1与右机身2的尾部。

两个吊挂动力舱3左右并排设于左机身1与右机身2的前端机头之间，吊挂动力舱3的尾部与中段机翼4相连接。

左机身1、右机身2以及两个吊挂动力舱3内各自安装有一台动力装置。

进一步的，本发明中中段机翼4、水平尾翼7均通过固定螺丝8与左机身1、右机身2的对应位置固连；左侧外翼5、右侧外翼6分别通过固定螺丝8与中段机翼4的左右端固连；两个吊挂动力舱3的尾部则均通过固定螺丝8与中段机翼4的对应位置固连。

具体的装配步骤为：

1.将水平尾翼安置于左右机身上并用固定螺丝固定；

2.将中段机翼安置于左右机身上并用固定螺丝固定；

3.将2个吊挂动力舱置于中段机翼对应位置并用固定螺丝固定；

4.将左右侧外翼对接至中段机翼并用固定螺丝固定。

本发明中，中段机翼4、左侧外翼5、右侧外翼6组成整体的机翼，而且中段机翼4、左侧外翼5、右侧外翼6的机翼横截面一般为前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面较平。当等质量空气同时通过机翼上表面和下表面时，会在机翼上下方形成不同流速。空气通过机翼上表面时流速大，压强较小；通过下表面时流速较小，压强大，因而此时飞机会有一个向上的合力，即向上的升力，由于升力的存在，使得飞机可以离开地面，在空中飞行。飞机飞行速度越快、机翼面积越大，所产生的升力就越大。

同时，左侧外翼5、右侧外翼6的后缘各设有一个副翼，通过舵机控制副翼进行滚转操纵。此处所说的副翼属于常规技术，故对其结构不再进行详细描述。

本发明中，吊挂动力舱3、左机身1、右机身2均归属于机身，左机身1、右机身2与吊挂动力舱3上均对应设置有货舱，机身主要用来装载货物、电池和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。而且本发明机型上，还将动力装置装在了机身内。

本发明中，水平尾翼7水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。水平尾翼7后缘设有升降舵，通过舵机控制升降舵进行俯仰操纵。此处所说的升降舵属于常规技术，故对其结构不再进行详细描述。

如图4所示，在进一步的具体实施例中，中段机翼4安装在左机身1与右机身2对应起落架位置的上顶面上。

本发明机型采用了四动力舱布局(即四通道前拉动力布局)，分散了动力拉力，增加了螺旋桨扫掠面积；同时提高了螺旋桨的拉力轴线，加大了机翼上下的空气流速差，从而提升了动力转换效率。

四动力舱布局的优势还体现在偏航动力分配上，即在飞行器做偏航运动的过程中前方四台动力装置会产生速度差，偏航内侧动力减小，偏航外侧动力加大，四台动力装置所提供的总动力不变。相较于传统无偏航动力配置的飞行器，本发明这种带有偏航动力配置的飞行器，不仅能减小转弯半径，进而提高飞行器的机动性；而且地面滑行方向控制更加高效容易。

另外，本发明机型采用了双机身布局，增加了结构强度和功能仓空间，且分散了受力面积。

总体来说，本发明采用前置4动力，对称双机身，大展弦比上单翼，后置水平尾翼的布局，使得整体气动布局具有了迎面阻力较小，线条流畅，升阻比大的特点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，包括机身、机翼和尾翼；其特征在于，所述机身包括左机身、右机身以及两个吊挂动力舱，所述左机身与所述右机身左右并排对称布置，所述机翼由中段机翼、左侧外翼、右侧外翼组成，所述中段机翼的左右两侧分别对应连接于所述左机身与所述右机身的上部，且所述中段机翼整体水平安装在所述左机身与所述右机身的中部靠前位置；所述左侧外翼连接在所述中段机翼的左端，所述右侧外翼连接在所述中段机翼的右端；所述尾翼为水平尾翼，其左右两端分别对应连接所述左机身与所述右机身的尾部；两个所述吊挂动力舱左右并排设于所述左机身与所述右机身的前端机头之间，所述吊挂动力舱的尾部与所述中段机翼相连接；所述左机身、所述右机身以及两个所述吊挂动力舱内各自安装有一台动力装置。

2.根据权利要求1所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，所述中段机翼、所述水平尾翼均通过固定螺丝与所述左机身、所述右机身的对应位置固连；所述左侧外翼、所述右侧外翼分别通过固定螺丝与所述中段机翼的左右端固连；两个所述吊挂动力舱的尾部均通过固定螺丝与所述中段机翼的对应位置固连。

3.根据权利要求1所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，所述中段机翼、所述左侧外翼、所述右侧外翼的机翼横截面均为前端圆钝、后端尖锐，上表面拱起、下表面水平。

4.根据权利要求1所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，所述左机身、所述右机身与所述吊挂动力舱上均对应设置有货舱，同时还各自对应安装有电池和机载设备。

5.根据权利要求1所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，所述左侧外翼、所述右侧外翼的后缘各设有一个副翼。

6.根据权利要求1所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，所述水平尾翼的后缘设有升降舵。

7.根据权利要求1所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，所述中段机翼安装在所述左机身与所述右机身对应起落架位置的上顶面上。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种四动力舱复合功能舱的固定翼飞机，其特征在于，在飞行器做偏航运动的过程中，前方四台所述动力装置会产生速度差，偏航内侧动力减小，偏航外侧动力加大，四台所述动力装置所提供的总动力不变。