CN206318014U - 一种机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机翼尾缘，安装固定于飞机机翼尾部，所述机翼尾缘包括上高压气腔、下高压气腔、上喷气口、下喷气口和柯恩达型面，上高压气腔与上喷气口连通，下高压气腔与下喷气口连通，上喷气口与下喷气口之间设有柯恩达型面，柯恩达型面的凸出方向为远离高压气腔的方向。本实用新型的一种机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机取消了传统飞翼布局的机械式操纵舵面，空中飞行时通过位于机翼后缘的上、下喷气口喷气产生柯恩达效应，改变机翼的气动力分布，产生与舵面偏转相当的气动力效应，从而实现在无舵面偏转下对飞机的飞行控制，本实用新型具有气动效率高、隐身性能高、结构简单等优点。

Description

一种机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机

技术领域

本实用新型属于航空航天技术领域，尤其涉及一种机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机。

背景技术

航空发展百年，唯一没有变化的就是飞机上存在传统机械式操纵舵面，所谓舵面就是飞机的操纵面，对于常规飞机来说一般都是三个方向的操纵面。水平方向的叫升降舵，就是平尾，负责控制飞机升降；垂直方向的叫方向舵，一般在垂尾上面，负责控制飞机的航向；倾斜方向的叫副翼，一般在飞机机翼末端，负责控制飞机倾斜。虽然一般的操纵舵面基本能满足飞机的常规操纵需求，但普遍气动效率较低，且产生较大的附加阻力，尤其在低动压情况下，舵面效率严重不足，极大限制着飞机性能。而“飞翼”是有别于常规气动布局的一种飞行器气动布局方式。飞翼又称全翼机，是一种没有尾翼并且机身的主要部分隐藏在厚厚的机翼内的航空器。对任何飞机来说只有机翼是必需的，所以从理论上讲去除所有其他多余的部件在设计上是可行的。典型的飞翼布局的飞机便是美国的B-2隐形战略轰炸机，无疑这种飞翼布局是空气动力效率最高的布局，因为所有机身结构都是机翼，都是用于产生升力，而且最大程度的降低了阻力。空气阻力最小所以雷达波反射自然也是最小，所以飞翼布局也是隐身性能最好的气动布局。但是目前为止这种飞翼式飞机在机翼尾端还是设有舵面的以便能更好的控制飞机(如图5所示)，而驱动舵面的机构又置于机翼内部且非常复杂。

另外，在现代飞机设计中隐身要求的不断提高，以及微小型飞行器的快速发展的基础上，传统机械式舵面的缺点愈加明显，具体表现为：舵面偏转使得整机对雷达波的反射急剧上升，极大破坏隐身性；微小型飞行器尺寸小，采用传统舵面，结构复杂，舵面驱动机构不易实现。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机，解决低气压下舵面效率不足，或控制舵面的作动结构复杂，或舵面偏转破坏隐身性能的任一上述问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种机翼尾缘，安装固定于飞机机翼尾部，其特征在于：所述机翼尾缘包括上高压气腔、下高压气腔、上喷气口、下喷气口和柯恩达型面，上高压气腔与上喷气口连通，下高压气腔与下喷气口连通，上喷气口与下喷气口之间设有柯恩达型面，柯恩达型面的凸出方向为远离高压气腔的方向；上高压气腔和下高压气腔通过管道与用于产生高压气体的装置相连通。

进一步地，所述上高压气腔与下高压气腔关于轴线对称。

进一步地，所述上喷气口与下喷气口关于轴线对称。

进一步地，所述机翼尾缘与机翼为分体式，且机翼尾缘为模块化结构。

还提供了一种飞翼式飞机，包括偶数个如上述的机翼尾缘，沿飞机机身轴线对称安装于飞机机翼尾部。

本实用新型的一种机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机无传统飞翼布局的机械式操纵舵面，空中飞行时通过位于机翼后缘的上、下喷气口喷气产生柯恩达效应，改变机翼的气动力分布，产生与舵面偏转相当的气动力效应，从而实现在无舵面偏转下对飞机的飞行控制，本实用新型具有气动效率高、隐身性能高、结构简单等优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型一实施例的机翼尾缘的结构示意图；

图2-1为本实用新型的机翼尾缘上喷气口喷气时后缘的流线示意图；

图2-2为本实用新型的机翼尾缘下喷气口喷气时后缘的流线示意图；

图3为本实用新型一实施例的与机翼分体的机翼尾缘模块结构示意图；

图4为具有本实用新型机翼尾缘的飞翼式飞机示意图；

图5为现有技术的飞翼式飞机的机翼剖面图；

图6为具有本实用新型机翼尾缘的飞翼式飞机的机翼剖面图。

附图标记，1-上高压气腔，2-下高压气腔，3-上喷气口，4-下喷气口，5-柯恩达型面，6-轴线，10-机翼尾缘。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型的机翼尾缘包括上高压气腔1、下高压气腔2、上喷气口3、下喷气口4和柯恩达型面5；上高压气腔1与上喷气口3连通，下高压气腔2和下喷气口4连通，在上、下喷气口之间设有柯恩达型面5，柯恩达型面5的突出方向为远离上、下高压气腔的方向，之后上高压气腔1和下高压气腔2通过管道与用于产生高压气体的装置相连通。上、下高压气腔和上、下喷气口均关于轴线6对称。

本实用新型的机翼尾缘工作时的具体原理为：高压气体(冷喷流)流经机翼内部供气管道，内部供气管道与高压气腔连通，高压气体从机翼后缘上(或下)喷口喷出，再经柯恩达型面5形成柯恩达效应，改变机翼的表面压力分布，从而产生相应的控制力矩。具体为上喷气口3喷气时，后缘驻点下移，机翼升力增大，如图2-1所示，图中气流流向为从左到右；下喷气口4喷气时，后缘驻点上移，机翼升力减小，如图2-2所示，图中气流流向为从左到右。进而通过左(右)机翼的上、下喷气口组合产生全机纵向、横向操纵力矩，此方法产生的操作力矩与设置于常规飞机机翼后缘的舵面产生的操作力矩具有相同的控制效果。需要说明的是，根据控制飞机所需的控制力矩(或操作力矩)的大小来进一步确定高压气腔的容积、喷气口的开口大小和柯恩达型面5的曲率等重要参数。

所谓柯恩达效应(Coanda Effect)又称康达效应、附壁效应，是流体射流具有绕其附近固体表面流动的趋势的特性，其具体物理原理为：射流对其周围流体的卷吸作用，当射流遇到固体表面时，由于壁面的限制，射流无法从壁面侧卷吸流体，导致该侧压力降低，射流因此绕壁面进行流动。

图3为本实用新型一实施例的与机翼分体的机翼尾缘模块结构示意图，从图中右侧可以更加直观、清晰的的看到上高压气腔1、下高压气腔2、上喷气口3、下喷气口4和柯恩达型面5，而上、下高压气腔还连通着内部供气管道(图中未画出)。如图4所示，将机翼尾缘模块6固定安装于飞翼式飞机的机翼后缘位置，使距离机翼尾缘模块6的柯恩达型面的上下两个表面与机翼进行无缝连接，并且根据飞机需要适应性调整机翼尾缘模块的数量，图中仅示意性的在左右机翼上各布置了3个机翼尾缘模块6。在飞翼式飞机工作时，高压气体通过机翼尾缘的上、下喷气口喷出即可改变飞机机翼表面压力分布，从而产生操作力矩实现飞机的控制，而这种机翼尾缘的布局结构形式可以与常规舵面控制的结构形式产生相同的控制效果。

如图4所示为采用本实用新型机翼尾缘的飞翼式飞机，在本实施例中机翼尾缘10共用了6个，对称的设置于飞翼式飞机机身轴线的两侧，偶数的机翼尾缘目的是使机身两侧因机翼尾缘10收到的力均等。

相比目前的飞翼式飞机，本实用新型的机翼尾缘及具有其的飞翼式飞机具有如下显著性的优点：

a)取消飞机舵面并使机翼尾缘与机翼成为一体(如图6所示)，提高了机翼的面积，从而提高了低动压下舵面的气动效率；

b)取消了舵面的作动结构，可以使飞机做的更加小巧、便捷；

c)避免了舵面偏转使得全机雷达散射面积急剧增大，从而对飞翼布局隐身特性的破坏，在一定程度上提高了飞翼式飞机的隐身能力。

以上所述，仅为本实用新型的最优具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种机翼尾缘，安装固定于飞机机翼尾部，其特征在于：所述机翼尾缘为一体成型，其包括上高压气腔(1)、下高压气腔(2)、上喷气口(3)、下喷气口(4)和柯恩达型面(5)，上高压气腔(1)与上喷气口(3)连通，下高压气腔(2)与下喷气口(4)连通，上喷气口(3)与下喷气口(4)之间设有柯恩达型面(5)，柯恩达型面(5)的凸出方向为远离高压气腔的方向；上高压气腔(1)和下高压气腔(2)通过管道与用于产生高压气体的装置相连通。

2.根据权利要求1所述的机翼尾缘，其特征在于，所述上高压气腔(1)与下高压气腔(2)关于轴线(6)对称。

3.根据权利要求2所述的机翼尾缘，其特征在于，所述上喷气口(3)与下喷气口(4)关于轴线(6)对称。

4.根据权利要求1所述的机翼尾缘，其特征在于，所述机翼尾缘与机翼为分体式，且机翼尾缘为模块化结构。

5.一种飞翼式飞机，其特征在于，包括偶数个如权利要求1至4任一项所述的机翼尾缘(10)，沿飞机机身轴线对称安装于飞机机翼尾部。