CN204473134U - 箭式飞机 - Google Patents

Abstract

箭式飞机：在机身左右两侧对称设置后掠机翼；在机身上下对称设置后掠鳍；机翼尾部和鳍尾部依次用一号板、二号板、三号板、四号板联接形成一个菱形框，一号板、二号板、三号板、四号板截面均为流线性；在机翼上分别设置左副翼、右副翼，在鳍上分别设置上舵、下舵；或者，只在机翼上分别设置左副翼、右副翼；或者，在一号板、二号板、三号板、四号板相应设置一号操作面、二号操作面、三号操作面、四号操作面；在菱形框的左右角处联接一号腿，在菱形框的前后角处联接二号腿；动力装置设置在机身，或者设置在机翼，或者在机身和机翼均设置动力装置。箭式飞机机尾部菱形框结构，能极大地增强机翼和鳍的刚度；箭式飞机兼备直升机和固定翼飞机功效。

Description

箭式飞机

技术领域

本实用新型涉及航空飞行器技术，特别是一种箭式飞机。

背景技术

迄今，有许多种垂直起降飞行器，直升机是其之一种，但直升机飞行速度慢，为了克服此缺陷，工程师们设计研制了多种垂直起降飞行器，美国V-22倾转翼飞机就是典例。但是，V-22倾转翼飞机，在垂直升起时，其固定机翼翼面风阻很大，而且其螺旋桨的涡旋下洗流，有不少部分直接吹压在其固定机翼上面形成乌龙阻力。现有的直升机升起时也有不小的乌龙阻力。所以，V-22倾转翼飞机和现有的直升机，垂直升起时，能耗很大。而且V-22倾转翼飞机不能象直升机那样在任意高度灵活地任意移动。所以，目前尚无能很好兼备直升机和固定翼飞机功效的飞行器。

发明内容

为了克服现有垂直起降飞机和现有的直升机的上述缺陷，本实用新型设计一种能很好兼备直升机和固定翼飞机功效的箭式飞机。

本实用新型通过下述技术方案实现。

如图1至图3示，在机身1的左右两侧对称设置后掠机翼2；在机身1的上下(从图3看，从图1看是前后)对称设置后掠鳍3；机翼2的尾部和鳍3的尾部依次用一号板4、二号板9、三号板11、四号板13联接形成一个菱形框(从图3看)，一号板4、二号板9、三号板11、四号板13截面均为流线性；在机翼2上分别设置左副翼8、右副翼5，在鳍3上分别设置上舵10、下舵12；或者，只在机翼2上分别设置左副翼8、右副翼5；或者，在一号板4、二号板9、三号板11、四号板13相应设置一号操作面4-1、二号操作面9-1、三号操作面11-1、四号操作面13-1。在菱形框的左右角处联接一号腿6，在菱形框的前后(从图1看，从图3看是上下)角处联接二号腿7；动力装置(图中未画)设置在机身1，或者设置在机翼2，或者在机身1和机翼2均设置动力装置。

一、不设置所述操作面，而设置副翼和舵的箭式飞机运动的操控

在图1所示状态(落地静止状态)，启动动力装置达到一定速度，箭式飞机将垂直升起，到达某高度，操纵左副翼8和右副翼5同时逐渐向下(向纸内)翻，起到升降舵的作用，使飞机慢慢低头，逐渐过渡到平飞状态时操纵左副翼8和右副翼5复原位，然后可象固定翼飞机一样飞行。显然，箭式飞机飞行时的俯仰运动、侧倾、滚转，通过操纵左副翼8和右副翼5实现。

如果鳍3上分别设置有上舵10、下舵12，箭式飞机飞行方向的控制，靠同时操纵上舵10、下舵12，鳍3起稳定航向的作用，而箭式飞机的转弯运动，靠联合操纵上舵10、下舵12、左副翼8或右副翼5实现，这和普通飞机及其相似。如果鳍3上不设置上舵10、下舵12，箭式飞机飞行方向的控制，全靠操纵左副翼8和右副翼5也能实现，因为事实上，普通飞机的方向控制靠操纵左副翼和右副翼也能实现。

在箭式飞机垂直升起时，如图8示，若鳍3上分别设置有上舵10、下舵12，操纵右副翼5向上翻，同时操纵上舵10向右翻，图中带中心点小圆表示气流从纸内冲出向着我们冲击右副翼5和上舵10，图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面(指副翼和舵)不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机垂直升起。由于右副翼5顺着机翼2后掠，在气流的冲击下，右副翼5对机头产生力矩，其部分效果相当于机头受到一个上提力和一个偏右力；同理，上舵10对机头产生力矩，也相当于机头受到一个上提力和一个偏右力。两个上提力之合力A与个偏右力之合力B对机头产生合力C，所以飞机将向右上方飞，操纵右副翼5和上舵10以不同的翻转角度，合力C将得到不同的斜度，因而飞机将以对应的斜度向右上方运动。同理，要使箭式飞机沿水平方向向右下方、左上方、左下方运动，即要使箭式飞机向任意斜上方运动，操纵相应的副翼和舵向不同的方向翻转某大小的角度就可实现。如果箭式飞机的动力装置带有螺旋桨，那么飞机在空中悬停时，进行前述操纵(螺旋桨的后向滑流会冲击副翼和舵)，箭式飞机将能沿水平方向任意移动。若图8中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，且在此若看成表示实际上箭式飞机水平前飞，以上所述操纵，就能使箭式飞机前飞的同时向任意方向斜飞。

二、不设置舵，只设置副翼的箭式飞机运动的操控

在箭式飞机垂直升起时，如图9示，若鳍3上不设置上舵10、下舵12，操纵右副翼5向上翻，图中带中心点小圆表示气流从纸内冲出向着我们冲击右副翼5，图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面(指副翼和舵)不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机垂直升起。在气流的冲击下，右副翼5对机头产生的力矩，其部分效果相当于机头受到一个上提力D和一个偏右力E。同时，右副翼5向上翻，导致右侧机翼上面气流平均速度减小，因而右侧机翼上面的压力大于下面的压力，所以，使机身1受到一个顺时针转矩M。转矩M可用作用于机头正上方某距离处的力F等效。力F与力E之合力为力G，而力G与力D之合力为力H，所以飞机将向右上方飞，操纵右副翼5以不同的翻转角度，合力H将得到不同的斜度，因而飞机将以对应的斜度向右上方运动。同理，要使箭式飞机沿水平方向向右下方、左上方、左下方运动，即要使箭式飞机向任意斜上方运动，操纵相应的副翼不同的方向翻转某大小的角度就可实现。如果箭式飞机的动力装置带有螺旋桨，那么飞机在空中悬停时，进行前述操纵(螺旋桨的后向滑流会冲击副翼)，箭式飞机将能沿水平方向任意移动。若把图9中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面(指副翼和舵)不翻转时离开我们垂直扎入之内，且在此看成表示实际上箭式飞机水平前飞，以上所述操纵，就能使箭式飞机前飞的同时向任意方向斜飞。

若要使所述箭式飞机从平飞状态转变为空中浮停，如图10示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面(指副翼和舵)不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，操纵右副翼5和左副翼8上翻，使飞机慢慢仰头，逐渐过渡到垂直状态并保持动力装置的速度。

三、不设置副翼和舵，而设置所述操作面的箭式飞机运动的操控

在图1所示状态(落地静止状态)，启动动力装置达到一定速度，所述箭式飞机将垂直升起，达到某高度，如图12示，操纵操作面11-1和操作面13-1逐渐向下翻，图中带中心点小圆表示气流从纸内冲出向着我们冲击操作面11-1和操作面13-1，从而产生使机身1的头部向下的合力矩，如图12中箭头示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机垂直升起)，而操作面11-1和操作面13-1受气流冲击，在其它方向上产生的分力矩互相抵消。此时操作面11-1和操作面13-1起到升降舵的作用，使飞机慢慢低头，逐渐过渡到平飞状态时操纵操作面11-1和操作面13-1复原，然后可象固定翼飞机一样飞行。平飞时，一号板4、二号板9、三号板11、四号板13及相应的一号操作面4-1、二号操作面9-1、三号操作面11-1、四号操作面13-1一块起到普通飞机水平尾翼的作用，而鳍3起到普通飞机垂直尾翼的作用。

如图13示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，当飞机平飞时，要使机头向左微偏调整航向，操纵操作面11-1向下翻，同时操纵操作面9-1向上翻就可实现。如图14示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，当飞机平飞时，要使机头向右微偏调整航向，操纵操作面13-1向下翻，同时操纵操作面4-1向上翻就可实现。

箭式飞机左转弯飞行的控制，如图19示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，操纵操作面11-1向下翻、操作面9-1向上翻使机头产生左偏力矩I，同时操纵操作面4-1和操作面13-1下翻(相当于普通飞机的副翼下翻)，板4和板13分别增加了升力K和升力J，K、J之合力为L，L使飞机左倾，I和L联合实现了飞机左转弯飞行，就像普通飞机用方向舵和副翼联合实现转弯飞行一样。至于气流对操作面4-1和操作面13-1的冲击力，由此对机头的力矩相互抵消了。同理，图20示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，说明实现飞机右转弯飞行的原理。

如图15示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，操纵操作面9-1和操作面4-1上翻，同时操纵操作面13-1下翻，操作面9-1和操作面4-1对机头产生合力矩Q，操作面13-1和操作面4-1对机头产生合力矩R，力矩Q与力矩R对机头产生合力矩S，所以飞机将向右上方飞，操纵操作面9-1、操作面4-1、操作面13-1以不同的翻转角度，合力矩S将得到不同的斜度，因而飞机将以对应的斜度向右上方飞。同理，图16至图18分别说明了箭式飞机向左上方、左下方、右下方的飞行原理。

箭式飞机左转弯飞行的控制，如图19示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，操纵操作面11-1向下翻、操作面9-1向上翻使机头得到左偏力I，同时操纵操作面4-1和操作面13-1下翻(相当于普通飞机的副翼下翻)，板4和板13分别增加了升力J和升力K，J、K之合力为L，L使飞机左倾，I和L联合实现了飞机左转弯飞行，就像普通飞机用方向舵和副翼联合实现转弯飞行一样。至于气流对操作面4-1和操作面13-1的冲击力，由此对机头的力矩相互抵消了。同理，图20示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操纵面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，说明实现飞机右转弯飞行的原理。

若要使所述箭式飞机从平飞状态转变为空中浮停，如图11示(图中里边带叉的小圆表示机身1的头部在各操作面不翻转时离开我们垂直扎入之内，在此看成表示实际上箭式飞机平飞)，操纵操作面9-1和操作面4-1上翻，使飞机慢慢仰头，逐渐过渡到垂直状态并保持动力装置的速度。

若将图8至图20看成箭式飞机垂直运动时的仰视示意图，那么，通过操纵不同的操作面(指副翼、舵、操作面)以不同的翻转，箭式飞机能像现有直升机一样，能在任意高度灵活地任意移动。在此过程中，机身轴线不垂直但不碍事，机头移动到位后，重力使机身轴线立即垂直。这种移动在执行空中移动调运物资、拍照、检测、救援是必需的。

鳍3起到普通飞机垂直尾翼的作用。箭式平飞时，后掠机翼2在一定程度上具有普通飞机机翼上反角的功能。所以，箭式飞机平飞时是稳定的。

飞机要降落，可以先从平飞状态转变为垂直状态，然后逐渐减小动力装置的速度，靠重力缓慢垂直落地。

还要指出：当所述箭式飞机只在机身1的前部设置前螺旋桨动力装置，或者只在机身1的后部设置后螺旋桨动力装置，是通过偏移发动机及螺旋桨的轴线(所谓的右拉线或左拉线)克服飞机的反转扭矩的；为了克服单螺旋桨的进动效应给机头造成的抬头力矩，还须使发动机及螺旋桨的轴线向下偏移一角度(所谓的下拉线)。这些均继承传统的单螺旋桨飞机。

本实用新型有益的效果：

1、兼备直升机和固定翼飞机功效，即能垂直起降和较快速(相对直升机而言)飞行，而且能在空中浮停、任意移动。

2、垂直起飞阻力比现有的直升机、V-22倾转翼飞机小得多。

3、设置的鳍，似普通飞机的垂直安定面，但因沿纵向的长度更长又胜过，所以飞行更稳定。

4、机尾部的菱形框结构，能极大地增强机翼和鳍的刚度，这样可减少和减轻机翼和鳍的结构材料。

5、无水平尾翼，但用副翼或所述操作面带以实现其功能，从而简化了飞机结构。

附图说明

图1是所述箭式飞机的主视示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的仰视图；

图4是在机身前后设置螺旋桨动力装置的所述箭式飞机的示意图；

图5是在机翼设置螺旋桨动力装置的所述箭式飞机的示意图；

图6是在机身前后、在机翼均设置螺旋桨动力装置的所述箭式飞机的示意图；

图7是在机身、在机翼均设置涡轮喷气或涡扇喷气的动力装置的所述箭式飞机的示意图；

图8是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵右副翼5和舵10时机头将右上偏的示意图；

图9是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵右副翼5时机头将右上偏的示意图；

图10是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵右副翼5和副翼8时机头将上偏的示意图；

图11是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面4-1和操作面9-1时机头将上偏的示意图；

图12是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面11-1和操作面13-1时机头将下偏的示意图；

图13是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面11-1和操作面9-1时机头将左偏的示意图；

图14是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面4-1和操作面13-1时机头将右偏的示意图；

图15是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面9-1、操作面4-1、操作面13-1时机头将右上偏的示意图；

图16是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面4-1、操作面9-1、操作面11-1时机头将左上偏的示意图；

图17是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面9-1、操作面11-1、操作面13-1时机头将左下偏的示意图；

图18是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面4-1、操作面13-1、操作面11-1时机头将右下偏的示意图；

图19是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面4-1、操作面9-1、操作面11-1、操作面13-1时飞机将左转弯的示意图；

图20是从所述箭式飞机的机尾向机头看，操纵操作面4-1、操作面9-1、操作面11-1、操作面13-1时飞机将右转弯的示意图。

具体实施方式

实施例1：如图4示，所述箭式飞机的动力装置如此布置：在机身1的前部、后部分别设置一号前螺旋桨动力装置14、一号后螺旋桨动力装置15，一号前螺旋桨动力装置14和一号后螺旋桨动力装置15共轴线，或者只在机身1的前部设置一号前螺旋桨动力装置14，或者只在机身1的后部设置一号后螺旋桨动力装置15。

实施例2：如图5示，所述箭式飞机的动力装置如此布置：在左机翼设置一号左螺旋桨动力装置16，在右机翼设置一号右螺旋桨动力装置17，一号左螺旋桨动力装置16和一号右螺旋桨动力装置17以机身1的纵向对称面对称。

实施例3：如图6示，所述箭式飞机的动力装置如此布置：在机身1的前部、后部分别设置二号前螺旋桨动力装置18、二号后螺旋桨动力装置19，二号前螺旋桨动力装置18和二号后螺旋桨动力装置19共轴线，或者只在机身1的前部设置二号前螺旋桨动力装置18，或者只在机身1的后部设置二号后螺旋桨动力装置19；在左机翼设置二号左螺旋桨动力装置20，在右机翼设置二号右螺旋桨动力装置21，二号左螺旋桨动力装置20和二号右螺旋桨动力装置21以机身1的纵向对称面对称。

实施例4：如图7示，所述箭式飞机的动力装置如此布置：在机身1的前部或后部分别设置涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置(图中未画)；在左机翼设置左涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置22，在右机翼设置右涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置23，左涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置22和右涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置23以机身1的纵向对称面对称。

Claims (5)

1.箭式飞机，其特征是：

在机身(1)的左右两侧对称设置后掠机翼(2)；在机身(1)的上下对称设置后掠鳍(3)；机翼(2)的尾部和鳍(3)的尾部依次用一号板(4)、二号板(9)、三号板(11)、四号板(13)联接形成一个菱形框，一号板(4)、二号板(9)、三号板(11)、四号板(13)截面均为流线性；在机翼(2)上分别设置左副翼(8)、右副翼(5)，在鳍(3)上分别设置上舵(10)、下舵(12)；或者，只在机翼(2)上分别设置左副翼(8)、右副翼(5)；或者，在一号板(4)、二号板(9)、三号板(11)、四号板(13)相应设置一号操作面(4-1)、二号操作面(9-1)、三号操作面(11-1)、四号操作面(13-1)；在菱形框的左右角处联接一号腿(6)，在菱形框的前后角处联接二号腿(7)；动力装置设置在机身(1)，或者设置在机翼(2)，或者在机身(1)和机翼(2)均设置动力装置。

2.根据权利要求1所述箭式飞机，其特征是：

所述箭式飞机的动力装置如此布置：所述箭式飞机的动力装置如此布置：在机身(1)的前部、后部分别设置一号前螺旋桨动力装置(14)、一号后螺旋桨动力装置(15)，一号前螺旋桨动力装置(14)和一号后螺旋桨动力装置(15)共轴线，或者只在机身(1)的前部设置一号前螺旋桨动力装置(14)，或者只在机身(1)的后部设置一号后螺旋桨动力装置(15)。

3.根据权利要求1所述箭式飞机，其特征是：

所述箭式飞机的动力装置如此布置：在左机翼设置一号左螺旋桨动力装置(16)，在右机翼设置一号右螺旋桨动力装置(17)，一号左螺旋桨动力装置(16)和一号右螺旋桨动力装置(17)以机身1的纵向对称面对称。

4.根据权利要求1所述箭式飞机，其特征是：

所述箭式飞机的动力装置如此布置：在机身(1)的前部、后部分别设置二号前螺旋桨动力装置(18)、二号后螺旋桨动力装置(19)，二号前螺旋桨动力 装置(18)和二号后螺旋桨动力装置(19)共轴线，或者只在机身(1)的前部设置二号前螺旋桨动力装置(18)，或者只在机身(1)的后部设置二号后螺旋桨动力装置(19)；在左机翼设置二号左螺旋桨动力装置(20)，在右机翼设置二号右螺旋桨动力装置(21)，二号左螺旋桨动力装置(20)和二号右螺旋桨动力装置(21)以机身(1)的纵向对称面对称。

5.根据权利要求1所述箭式飞机，其特征是：

所述箭式飞机的动力装置如此布置：在机身(1)的前部或后部分别设置涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置；在左机翼设置左涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置(22)，在右机翼设置右涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置(23)，左涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置(22)和右涡轮喷气动力装置或涡扇动力装置(23)以机身(1)的纵向对称面对称。