可短距/垂直起降的飞翼布局飞机

1.一种飞翼布局飞机，其特征在于包括：
融为一体机身(1)和机翼(2)，
位于机翼(2)外段的副翼(3)，用于平飞时的滚转控制，
位于机身(1)最后方的升降舵(5)，用于平飞时的俯仰控制，
位于机身(1)的后方的双垂尾(4)，用于增强平飞时的航向安定性，
横穿机身(1)套筒(8)，
位于机身(1)两侧、机翼(2)前方的两个前螺旋桨(7)的吊舱(23)，其与所述套筒(8)固连，
位于双垂尾(4)下方的后螺旋桨(6)，
其中
所述两个前螺旋桨(7)的动力倾转通过套筒(8)的转动实现，
水平飞行时，前螺旋桨(7)桨盘竖直，提供向前的拉力，
垂直起降时，前螺旋桨(7)的桨盘面与飞机平面水平，提供向上的推力，该推力与后螺旋桨(6)产生的升力共同承担飞机向下的重力，
短距起降时，前螺旋桨(7)偏转状态介于垂直起降和水平前飞时的偏转状态之间，推力矢量指向前上方，后螺旋桨(6)推力依然保持向上，当滑跑速度达到一定程度，前螺旋桨(7)、后螺旋桨(6)和融为一体机身(1)和机翼(2)所产生的升力大于飞机重力时，飞机即可离地。
2.根据权利要求1的飞翼布局飞机，其特征在于进一步：
位于机身(1)的后方的双垂尾(4)没有任何活动舵面。
3.根据权利要求1或2的飞翼布局飞机，其特征在于进一步：
对称放置于机身内部的两台活塞式发动机(14)，
第一齿轮组(15)，用于同时将两台活塞式发动机(14)的动力传递给第一轴(13)，所述第一轴(13)，用于通过第二齿轮组(9)将动力传给套筒(8)内的第二轴(10)，所述第二齿轮组(9)，
所述第二轴(10)，用于通过第三齿轮组(11)驱动第三轴(12)，
所述第三齿轮组(11)，
所述第三轴(12)，用于驱动前螺旋桨(7)转动，
离合器(16)，第一轴(13)向后通过离合器(16)驱动第四轴(17)，
所述第四轴(17)，用于依次通过第四齿轮组(18)、第五轴(19)、第五齿轮组(20)、第六轴(21)和第六齿轮组(22)将动力传递给后螺旋桨(6)，
所述第四齿轮组(18)、第五轴(19)、第五齿轮组(20)、第六轴(21)和第六齿轮组(22)，
其中
短距或垂直起降时，离合器(16)收紧，发动机(14)动力被传递给后螺旋桨(6)，水平飞行时，离合器(16)松开，切断发动机(14)推力的向后螺旋桨(6)的传输。
4.根据权利要求3的飞翼布局飞机，其特征在于进一步：
在水平飞行时，尾部螺旋桨(6)停止转动，并顺着气流方向收纳于垂尾(4)下方，以避免对气流的不利干扰。
5.根据权利要求4的飞翼布局飞机，其特征在于进一步：
舵面(24)位于螺旋桨(6)的下方滑流中，可通过对滑流进行偏转实现垂直起降过程中的航向控制。

可短距/垂直起降的飞翼布局飞机\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种可短距/垂直起降的飞翼飞机，属于航空飞行器中固定翼飞机设计技术领域。\n背景技术\n[0002] 由于优异的气动及结构重量特性、良好的隐身性能和较大的内部空间，在军用领域，飞翼式布局获得了成熟的应用，如美国B-2幽灵隐形轰炸机，且目前各国诸多正在研究开发的无人作战或侦查飞机均采用了飞翼式布局，使得飞翼式布局成为军用飞机领域的研究热点。\n[0003] 但是，在通用航空领域，飞翼式布局并未得到广泛应用，主要原因在于常规飞翼式布局固有的稳定性和操纵性上的不利因素。这些不利因素进一步导致其起降性能较差，起降滑跑距离长，对场地要求较高。操纵上的不利因素一方面增强了对飞行员水平的要求，另一方面也大大增加了起飞着陆过程中飞行员的工作负荷，降低了飞行的可靠性，这就进一步限制了该布局的应用。\n发明内容\n[0004] 本发明针对以上所述的缺陷，设计了一种新型的飞翼布局飞机。该布局采用新颖的动力布局设计，可实现短距/垂直起降。\n[0005] 本发明的平面布局为常规飞翼布局，宽机身，后掠机翼，翼身融合，机身尾部为两个并列垂直尾翼。宽机身和翼身融合的机翼的升力体设计使得该布局具有优异的气动特性。机翼后掠和双垂尾保证了良好的横测稳定性。其垂尾分为上下两部分，上面部分面积较大没有活动部件，为垂直安定面，下面部分面积较小，为全动舵面。\n[0006] 为了具有垂直起降能力，在机身的周围布置了四个螺旋桨，由两台发动机驱动。其中，机翼前方，机身两侧各一个螺旋桨，机身后部，垂尾和下舵面之间各装有一个螺旋桨。为应对发动机停车问题，两个个发动机通过轴进行联动，避免单发失效而引起升力或力矩突变。垂直起降时的滚转控制通过机翼前方的两个螺旋桨的变距实现，这两个螺旋桨的间距较远，控制能力较强，航向控制则由位于机尾两个螺旋桨下方的活动舵面的偏转实现。\n[0007] 机翼前方的两个螺旋桨盘面可倾转，垂直起降时，盘面水平，螺旋桨推动气流向下，产生向上的升力。水平飞行时，盘面垂直于飞机平面，提供向前的拉力。短距起降时，盘面的偏转角介于二者之间，具体数值取决于飞行场地的实际情况。尾部的螺旋桨在非工作状态时，可收纳于垂尾内，有效降低平飞阻力。\n[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种飞翼布局飞机，其特征在于包括：融为一体机身和机翼；位于机翼外段的副翼，用于平飞时的滚转控制；位于机身最后方的升降舵，用于平飞时的俯仰控制；位于机身的后方的双垂尾，用于增强平飞时的航向安定性。\n附图说明\n[0009] 图1是根据本发明的一个实施例的飞翼布局飞机的平面布局示意图。\n[0010] 图2是根据本发明的一个实施例的飞翼布局飞机的动力系统传动示意图。\n[0011] 图3是根据本发明的一个实施例的飞翼布局飞机的飞机尾部布置示意图。\n具体实施方式\n[0012] 图1所示的根据本发明的一个实施例的飞翼布局飞机包括融为一体机身（1）和机翼（2），其具有优异的气动性能。副翼（3）位于机翼（2）外段，用于平飞时的滚转控制。升降舵（5）位于机身（1）最后方，用于平飞时的俯仰控制。双垂尾（4）位于机身（1）的后方，用于增强平飞时的航向安定性，没有任何活动舵面。套筒（8）横穿机身（1），并和位于机身（1）两侧、机翼（2）前方的两个螺旋桨（7）的吊舱（23）固连。前发的动力倾转通过套筒（8）的转动实现。水平飞行时，前螺旋桨（7）桨盘竖直，如图2所示前螺旋桨（7）状态，提供向前的拉力。垂直起降时，如图1前螺旋桨（7）的桨盘面与飞机平面水平，提供向上的推力，与位于垂尾（4）下方的螺旋桨（4）产生的升力共同承担飞机向下的重力。短距起降时，前螺旋桨（7）偏转状态介于垂直起降和水平前飞之间，推力矢量指向前上方，后螺旋桨（6）推力依然保持向上，当滑跑速度达到一定程度，前螺旋桨（7）、后螺旋桨（6）和翼身融合体（1、2）产生的升力大于飞机重力时，飞机即可离地。\n[0013] 图2所示的根据本发明的一个实施例的飞翼布局飞机的动力系统中，两台对称放置于机身内部的活塞式发动机（14）通过第一齿轮组（15）同时将动力传递给第一轴（13），这种“连轴”设计可避免某一发动机失效带来的危险后果，大大提高飞机的可靠性。第一轴（13）向前通过第二齿轮组（9）将动力传给套筒（8）内的第二轴（10），第二轴（10）通过第三齿轮组（11）驱动第三轴（12），轴（12）驱动前螺旋桨（7）转动。第一轴（13）向后通过离合器（16）驱动第四轴（17），第四轴（17）依次通过第四齿轮组（18）、第五轴（19）、第五齿轮组（20）、第六轴（21）和第六齿轮组（22）将动力传递给后螺旋桨（6）。短距或垂直起降时，离合器（16）收紧，发动机（14）动力将传递给后螺旋桨（6），水平飞行时，离合器（16）松开，切断发动机（14）推力向后传输。\n[0014] 图3所示的根据本发明的一个实施例的飞翼布局飞机的飞机尾部布置示意图中，第六轴（21）通过第六齿轮组（22）驱动位于垂尾（4）下部的螺旋桨（6）。如图3中所示，在水平飞行时，尾部螺旋桨（6）停止转动，并顺着气流方向收纳于垂尾（4）下方，避免了对气流的不利干扰。舵面（24）位于螺旋桨（6）的下方滑流中，可通过对滑流进行偏转实现垂直起降过程中的航向控制。\n[0015] 本发明的优点和有益效果包括\n[0016] —翼身融合技术继承了飞翼优异的气动特性，并且提供了较大的内部空间，且重量分布更合理，结构更轻，有利于增加载荷和航程。\n[0017] —发动机内置、倾转前螺旋桨和固定且可收于垂尾的后螺旋桨在实现短距/垂直起降能力的同时，极大的降低了对飞机整体气动外形的干扰。\n[0018] —发动机之间的连轴设计大大提高了动力系统的可靠性，避免了一发失效的危险情况，保证了短距/垂直起降时的飞行安全。