CN201980037U

CN201980037U - 联合射流增升式地效飞行车

Info

Publication number: CN201980037U
Application number: CN2011200752698U
Authority: CN
Inventors: 王增才; 罗志刚; 杜广生; 杨志宏; 孙岳; 黄启林; 姜俊金; 王绥远; 仲照琳
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-03-21

Abstract

本实用新型公开了联合射流增升式地效飞行车，包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼，尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括机翼，其下底面为平底，中弧线呈S型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。本实用新型采用多重增升技术，使飞行车无需机翼或风扇即可悬浮飞行：设定飞行车工作于翼地效应区间，利用翼地效应使飞行车获得较大升阻力比；采用翼身融合布局方案，车体截面即为选定的翼型，增加升力面以增大升力，减小浸润面积以减小阻力；车体上表面设置联合射流增升装置，通过向流场注入动量，进一步提高升力，最终使得飞行车可以无机翼悬浮行驶。

Description

联合射流增升式地效飞行车

技术领域

本实用新型涉及一种联合射流增升式地效飞行车，属于汽车设计领域。

背景技术

目前，现有的飞行车通常有两种结构布局形式：一，采用折叠或便携机翼的低空飞行器，如图1所示；二，采用旋转翼或风扇的飞行车，如图2所示。前者需要机翼，车体几何尺寸较大，不能常规停靠和在日常路面上使用；后者动力性要求较强，推进系统复杂，能耗较高。

发明内容

针对上述现有技术，本实用新型提供了一种无翼行驶的联合射流增升式地效飞行车，其融合了联合射流技术、地效增升技术及翼身融合布局，所需动力较小，推进系统简单，能以常规尺寸悬浮行驶。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

联合射流增升式地效飞行车，包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼，尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括倒S型机翼，其下底面为平底，中弧线呈S型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。

所述小翼下缘距车体下表面的距离为车体长度的1％。

所述尾翼高度为车体长度的50％，宽度为车体宽度的2/3，弦长为车体长度的10％。

所述螺旋桨包括两叶片，螺旋桨安装在竖直尾翼高度的50％处。

所述吹气口位于弦长的7％处(从机翼前端起算)，吹气口高度为弦长的0.65％；所述吸气口位于弦长的83％处，吸气口高度为弦长的1.65％；吹气口和吸气口形状均为长方形，且垂直于所在位置的切线方向。吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，组成射流气流循环系统；吹气口和吸气口的空气质量流量相等；吹气口和吸气口之间的部分仍为原始机翼形状。

本实用新型通过采用多重增升技术，使飞行车无需机翼或风扇即可悬浮飞行：设定飞行车工作于翼地效应区间，利用翼地效应使飞行车获得较大升阻力比；采用翼身融合布局方案，飞行车车身截面即为选定的翼型，增加升力面以增大升力，减小浸润面积以减小阻力；车身上表面设置联合射流增升装置，通过向流场注入动量，进一步提高飞行车的升力最终使得飞行车可以无机翼悬浮行驶。

本实用新型飞行车的工作区间，即离地间隙为车长的10％～80％，此区间为翼地效应作用区间。在此区间，飞行车飞行时升力增加阻力减小，可以较小体积尺寸飞行。

翼身融合是一种新的飞行器气动布局方案，是将机翼、机身、尾翼等融合成一个单一升力面布局的概念。这种布局的机身融合成机翼的一部分，也产生升力，而其总体浸润面积显著减小，使飞行器获得更高的升阻比。飞行车车身采用翼身融合布局，以进一步增加升力减小阻力。

联合射流装置就是在翼型的前缘开个槽，进行吹气，在翼型的后缘再开一个槽，进行吸气；吹气口和吸气口均通过气室与空气压缩机相联，组成射流气流循环系统；前缘吹气和后缘吸气的质量流量相等。研究表明，联合射流技术可使最大升力提高150％以上。吹气口位于7％弦长处，此处车身上表面向内侧偏移0.65％弦长；吸气口位于83％弦长处，车身上表面在此处向内侧偏移1.96％弦长；吹气口和吸气口之间的部分仍为原始翼型部分。通过在车身上设置联合射流增升装置，增加升力，减小阻力。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)实现无机翼飞行：联合射流增升式地效飞行可以使飞行车无机翼即可悬浮行驶。综合利用翼地效应、翼身融合、联合射流增升三种增升技术，使得飞行车以较小的外观尺寸便能悬浮飞行。

(2)低功耗行驶：在翼地效应区间行驶时可获得较高的升阻力比，翼身融合方案通过减小浸润面积以减小阻力，另外联合射流技术也可减小机身阻力，最终使得联合射流增升式地效飞行车的功耗较低，使用小尺寸推进系统即可正常行驶。

附图说明

图1是折叠翼飞行车示意图；

图2是风扇垂直起降飞行车示意图；

图3是本实用新型的联合射流增升式地效飞行车结构示意图；

图4是采用翼身融合布局的车体示意图；

图5是车体所用联合射流翼型示意图；

图6是联合射流装置示意图；

图7是在翼地效应区间行驶的机翼流线图；

图8是在翼地效应区间的联合射流机翼流线图；

图9是联合射流增升式地效飞行车流线图；

图10是联合射流增升式地效飞行车前视图；

图11是联合射流增升式地效飞行车俯视图；

图12是联合射流增升式地效飞行车侧视图。

其中，1、车体；101、机翼；2、小翼；3、吹气口；4、吸气口；5、螺旋桨；6、尾翼；7、空气压缩机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

联合射流增升式地效飞行车，包括采用翼身融合布局的车体1、螺旋桨5、尾翼6，如图3所示，其中，车体1两侧设有小翼2，使飞行车在地效飞行时气垫不漏气；尾翼6设在车体1后端，螺旋桨5设在尾翼6上；车体1包括倒S型机翼，其下底面为平底，中弧线呈S型，机翼前端设有吹气口3，后端设有吸气口4，吹气口3和吸气口4分别通过气室与空气压缩机7相联，空气压缩机7置于机翼内。

所述小翼2下缘距车体1下表面的距离为车体长度的1％。

所述尾翼为T型布局，翼型选为NACA0012，其高度为车体长度的50％，宽度为车体宽度的2/3，弦长为车体长度的10％。

所述螺旋桨5包括两叶片的小尺寸结构，螺旋桨安装在竖直尾翼高度的50％处。

本实用新型的翼身融合布局的车体1如图4所示，车身的联合射流翼型如图5所示。

本实用新型所用机翼101是倒S型机翼，下底面含有平底部分，中弧线呈S型，研究表明，这种翼型在地效区间工作时可有效增加机身的方向稳定性。

联合射流增升装置如图6所示，吹气口3位于弦长的7％，吹气口高度为弦长的0.65％；吸气口4位于弦长的83％，吸气口高度为弦长的1.65％；吹气口和吸气口形状均为长方形，且垂直于所在位置的切线方向；吹气口3和吸气口4均通过气室与空气压缩机7相联，组成射流气流循环系统；吹气口3和吸气口4的空气质量流量相等；吹气口3和吸气口4之间的部分仍为原始机翼形状。

在0°攻角下，非联合射流机翼的翼地效应CFD仿真结果如图7所示，联合射流机翼的翼地效应CFD仿真结果如图8所示。对比可以看出，联合射流机翼上表面的流线明显变少，且速度梯度较大，这说明联合射流有效地改变了流场，并向流场注入了动量，使得机翼上表面的气流运动加速，从而增加了升力。

本实用新型的3维CFD仿真如图9所示。

本实用新型飞行车的前视图如图10所示，由于本实用新型工作在地效区间，高度方向的稳定性差，为此设置了较高的尾翼6，尾翼高度为车长的50％。推进系统选用螺旋桨5，螺旋桨5为两叶片的小尺寸结构，螺旋桨5安装在竖直尾翼6上。俯视图如图11所示，T型尾翼6位于车体1后端，尾翼宽度为车宽的2/3，尾翼弦长为车长的10％。侧视图如图12所示，螺旋桨5安装高度为竖直尾翼6的50％处。车体1两侧的小翼2下缘距车体下表面为车长的1％。

Claims

1.联合射流增升式地效飞行车，其特征在于：包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼，尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括倒S型机翼，其下底面为平底，中弧线呈S型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。

2.根据权利要求1所述的联合射流增升式地效飞行车，其特征在于：所述小翼下缘距车体下表面的距离为车体长度的1％。

3.根据权利要求1所述的联合射流增升式地效飞行车，其特征在于：所述尾翼高度为车体长度的50％，宽度为车体宽度的2/3，弦长为车体长度的10％。

4.根据权利要求1所述的联合射流增升式地效飞行车，其特征在于：所述螺旋桨包括两叶片，螺旋桨安装在竖直尾翼高度的50％处。

5.根据权利要求1所述的联合射流增升式地效飞行车，其特征在于：所述吹气口位于弦长的7％处，吹气口高度为弦长的0.65％；所述吸气口位于弦长的83％处，吸气口高度为弦长的1.65％；吹气口和吸气口形状均为长方形，且垂直于所在位置的切线方向。