专利名称：地效飞行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种飞行器，尤其是一种在地效飞行区内飞行的具 有高效动力增升效应的中型高速地效飞行器。
技术背景高效动力增升地效飞行器是一种高速运输工具，当飞行器贴近地面 或水面飞行时，除了产生常规意义上的升力外，因空气流经机翼与地面 或水面之间的狭窄通道还会产生附加升力。地效飞行器即是利用这种空 气动力地面效应原理而发展起来的一种新型掠地或掠海飞行的新型交 通运输工具。由于地效飞行器具有飞机一样的高速度，虽然在理论上它 可以贴地飞行，但实际上只能在没有表面障碍的江河湖海上掠水面飞 行，因此，地效飞行器又被称为地效翼船。地效飞行器其基本飞行原理 及设计制造技术主要属于航空技术，但其用途和使用环境涉及船舶及航 海技术领域。现有小型地效飞行器，如中国专利申请号02115191.1公开的小型地 效t行器，其吨位及尺度小(5吨级，翼展9.8米，全长16米)，航速 低(150公里/小时)，载客量小(仅十余人)，抗风浪能力低(起降浪高 不超过1米，巡航飞高不超过1.5米) 一般仅能在内河、内湖使用。 发明内容本实用新型的目的旨在提供一种能充分利用高效动力增升效应的 地效飞行器，使其具有能在贴近水面的空中稳定飞行，能使升力增加、 阻力降低的中型海上客货地效飞行器。为实现上述目的本实用新型采用如下技术方案 一种地效飞行器， 包括机身、机翼、尾翼和发动机，所述飞行器尾部设有巡航发动机，机 身头部两侧设有起飞发动机，机身中段两侧翼下设有增升气腔，该增升 气腔由机身中段下部、主翼下翼面、主翼两端下翼面的隔板及主翼后缘 下偏的襟翼构成封闭状的腔体组成。本实用新型所述起飞发动机设有使喷口上下偏转的驱动装置。 本实用新型所述襟翼、起飞发动机喷口和飞行器尾部的水平尾翼后 缘的升降舵偏转的驱动装置各自均设有按照电传操纵系统协调控制的 使三者同步偏转的液压舵机。本实用新型所述机翼为由小展弦比的主翼、大展弦比的外翼及二者 之间的过渡段组成的组合翼。本实用新型所述外翼、主翼及外翼过渡段均为梯形翼。 本实用新型所述飞行器尾部设有T形尾翼，所述T形尾翼由高置的 平尾和垂尾组成，平尾的后缘设有升降舵，垂尾的后缘设有方向舵。本实用新型所述机身由前机身，机身中段和后机身组成，所述机身 横剖面底部采用类似滑行艇的具有一定斜升角(X的折角形剖面，斜升角 从首部到尾部逐渐变小。本实用新型所述机身底部为多断阶布局，所述多断阶布局包括机身 前段的主断阶及设于主断阶之后的若干次断阶和艉断阶，主断阶与若干次断阶及艉断阶呈多断阶结构；并且各断阶尾缘分布在与水基准面呈一
定倾角的一条直线上。
本实用新型所述飞行器在全机重心处的机身底部设置了水橇装置， 水橇装置由水橇、两个缓冲作动筒和橡胶气囊组成。
本实用新型所述机身的机腹处前后分别设有可收放的简易起落架， 所述起落架由设在机身头部的前起落架和机身尾部的主起落架组成，所 述机翼隔板的腹部设有辅助滑轮。
本实用新型由于采用在机翼下方设计的增升气腔与起飞发动机转 向喷口之间合理的配置，将起飞发动机喷流通过转向喷口导入增升气 腔，并将气流的动能转化为压力能，以产生较大的垫升力。此外，在飞 行器尾部高置的T型尾翼设有巡航发动机；尾翼及设于尾翼平尾上带有 调整片的升降舵，既保证了攻角焦点与高度焦点之间合理的匹配，又保 证了长时间飞行时升降舵杆力的配平，实现了在纵向平面内的平衡和机 动，确保了飞行器能在贴近水面的空中稳定的飞行。
本实用新型所提供的中型海上客货地效飞行器通过设计合理气动配 置，能使飞行升力增加、阻力降低，充分利用高效动力增升效应的地效 飞行器具有能在贴近水面的空中稳定飞行的特点。
以下结合附图详细说明本实用新型的结构及工作原理
图1为本实用新型的立体结构图。
图2-1、图2-2和图2-3分别为本实用新型的主视图、右视图和俯视图。
图3为本实用新型的立体分解结构示意图。
图4为本实用新型实施例1的全客型地效飞行器舱位佈置图。图4-1为图4的舱位布置平面图。图4-2、 4-3、 4-4为图4-1的C-C、 D-D、 E-E剖视图。 图4-5为图4 M-M面的局部向视图。 图4-6为图4 L-L面的局部向视图。图5为本实用新型实施例2的货运型地效飞行器舱位佈置图。 图5-l为图5的舱位布置平面图。 图5-2为图5-l的F-F剖视图。图6为本实用新型实施例3的搜索救援型地效飞行器舱位佈置图。 图6-l为图6的舱位布置平面图。 图6-2为图6-l的G-G的剖视图。图7为本实用新型实施例4的海关缉私型地效飞行器舱位佈置图。图7-l为图7的舱位布置平面图。图7-2、图7-3为图7-1的J-J、 K-K的剖视图。图8为本实用新型的起飞发动机喷流导入增升气腔的示意图。图9为本实用新型机身水撬装置结构图。图IO为本实用新型起落装置结构图。图10-1为图IO的局部I放大图。图10-2为图10-1的A-A剖视图。图10-3为机翼隔板的辅助滑轮结构图。图10-4为图IO的局部II放大图。图10-5为图10-4的B-B剖视图。
具体实施方式
如图1图2图3所示，本实用新型包括机身中段2、主翼6、巡航 发动机3、起飞发动机12及其喷口。所述机身中段2与主翼6及隔板 14、机翼后缘下偏的襟翼4形成封闭的增升气腔18。起飞发动机喷流导 入增升气腔18，气流在腔内受到阻滞，动能转变为压力能，作用在主翼 6下表面的附加压力产生附加的垫升升力。垫升升力可以将飞行器抬起， 减少了飞行器与水接触的面积，从而降低了飞行器滑行阻力。上述增升 气腔18为由机身中段2下部、主翼6下翼面、主翼6两端下面的隔板 14及主翼6后缘襟翼4组成的腔体，其中襟翼4设有可使其沿主翼6 后缘向下偏转的驱动装置。上述起飞发动机12设有使喷口上下偏转的 驱动装置，该巡航发动机13为涡轮螺旋桨发动机，设置在T型尾翼的 平尾8的中间位置上方。襟翼4和起飞发动机12的喷口偏转的同时，将引起全机纵向力矩 的变化，这时需要偏转中央水平翼7和水平尾翼外翼8后缘的升降舵11 以保持全机的纵向平衡。上述升降舵11设有使其上下偏转的驱动装置。 如图8所示上述襟翼4、起飞发动机12喷口和升降舵11偏转的驱动装 置均为各自的液压舵机，由驾驶员通过电传操纵系统统一控制，也即三 者的偏转是同步进行的。上述动力增升系统可以使地效飞行器顺利地离 水并过渡到巡航状态，整个过程操作简便、飞行姿态稳定。上述襟翼4 为矩形，其摆角为0—20。可调。如图2-l、图2-2和2-3所示，本实用新型地效飞行器的机翼为由小 展弦比的主翼6、大展弦比的外翼5及介于二者之间的过渡段19组成的 组合翼。主翼6、外翼5和过渡段19均为梯形翼。上述外翼5后缘设有可偏转的付翼15。这样的组合翼布局和几何参 数具有结构简单、地效作用强、匹配合理的特点。上述T型尾翼包括中央水平翼7、水平尾翼外翼8所组成的平尾和垂尾9。为减少机翼对尾 翼的洗流干扰，所述平尾采用高置且面积较大的设置。上述平尾后缘沿 左右设有一对用于控制纵向飞行姿态及实现纵向平衡的升降舵U，其舵 面设有调整片17。上述升降舵11主要提供纵向操纵力矩，保证高效动 力增升型地效飞行器纵向力矩平衡，实现高效动力增升型地效飞行器在 纵向平面内的机动。与一般飞行器不同，高效动力增升型地效飞行器在 地效区内飞行时，有两个焦点，即攻角焦点和高度焦点。按高效动力增 升型地效飞行器纵向运动稳定性判断，只有当攻角焦点、高度焦点和地 效飞行器的重心位置合理配置时，高效动力增升型地效飞行器的纵向运 动才是稳定的。而采用高置的T型尾翼与其它部件的合理配置，可在规 定的速度范围内具有良好的稳定性，保证攻角焦点与高度焦点的合理匹 配。上述垂尾9后缘设有可偏转的方向舵10。前机身l，机身中段2和后机身3组成机身。所述机身横剖面底部 采用类似滑行艇的具有一定斜升角ct的折角形剖面。斜升角从首部到尾 部逐渐变小。所述机身底部为多断阶布局。所述多断阶布局包括机身前 段的主断阶112及设于主断阶112之后的若干次断阶111和艉断阶1B。 主断阶112与若干次断阶111及艉断阶113呈多断阶结构，并要求各断 阶尾缘分布在与水平基准面呈一定倾角的一条直线上。这样布局，滑水 面将沿纵向分成多个滑水面，增加了滑水面的展弦比，减少了摩擦阻力，
提高了水动力性能，增强了运动稳定性；采用多断阶，出现多个滑水面， 将水动力对结构的冲击分散，改善了结构受力状态；采取多断阶，确保 地效飞行器以各断阶尾缘连线倾角相同的俯仰角离水，为地效飞行器向 巡航状态过渡飞行提供了有利条件。隔板14底部滑水面的外形类似于机身底部。隔板14滑水面除起着 与机身滑水面相同的作用外，由于它在主翼两端距机身较远，还起着大 幅度提高本实用新型地效飞行器滑水航行时横向稳定性的作用。如图4、 5、 6、 7所示上述机身滑行体底部及隔板底部横截面呈带 有横向斜升角oc的折角形剖面。机身及隔板14底部合理的底部横向斜 升角，使得当高效动力增升型地效飞行器处于滑行状态时左右滑行面产 生适当的扶正力矩，保证高效动力增升型地效飞行器具有良好的横向滑 行稳定性。如图4、 4-1所示，为本实用新型实施例1的客运型舱位布置图， 在机舱内，分布有一排三个座位，座位设置为机舱内的一边有一个，另 一边设有两个，在机舱的尾部设有厕所；如图5、 5-1所示，为本实用 新型实施例2的货运型舱位布置图，在机舱内为放置货物的机舱，在机 舱的一侧，设有大型货物装卸的舱门，在机身前端，设有随机工作人员 休息的休息室；如图6、图6-l所示，为本实用新型实施例3的搜索救 援型舱位布置图，在机舱内，设有急救用的急救用品，在受伤人员伤势 严重的情况下，机舱内还设有用做简单手术的手术台，在机头部分的顶 部，设有提供实际监控的观察室，与船舶救援或直升S机救援相比，该 救援型地效飞行器可抵抗风浪，稳定性高，减少救援时风浪造成的无法 实施救援的情况出现， ，如图7、图7-1所示，为本实用新型实施例4的海关缉私型舱位布置图，在机舱内设有办公桌椅，在机身的顶部，设有 云梯，提供缉私人员快速上船进行査封，在机身顶部装有雷达，提供对 走私船只的追踪，与现有的缉私船相比，该地效飞行器在拦截走私船只 上，具有较高的机动性能，并且不会有风浪的影响，节省巡逻时间，扩 大巡逻范围，有效打击走私活动。 当地效飞行器降落水面时，波浪对地效飞行器的冲击力能够大到自身重量的数倍。如图3、图9所示，为了减缓着水时水动力载荷对地效 飞行器结构的冲击，在全机重心处的机身底部设置了水橇装置16。水橇 装置16由水橇20、两个缓冲作动筒21和一些橡胶气囊22组成。橡胶 气囊22位于机身结构和水橇结构之间，起着避免二者直接接触的缓冲 和密封作用。缓冲作动筒21具有收放水橇20使其处于收起或打开位置 以及吸收水动载荷冲击能量的作用。在水橇20触水时，缓冲作动筒21 将水橇20受到的水动力冲击载荷快速地吸收进来，在地效飞行器降落 后的漂浮状态中，缓冲作动筒21再将储存的能量缓慢释放出来，这样 就大大地减轻了水动力载荷对结构的冲击。水橇20外形类似于宽度很 小的滑水平板。着水时要将水橇20放下到打开位置，使其均匀着水。 水橇20外形使水动力冲击载荷主要作用在连接缓冲作动筒21的支柱附 近，同时保持飞行器在水橇20着水后、机身和隔板14尚未触水的滑行 阶段稳定地航行，并使机身和隔板14底部滑水面均匀地着水。水橇20 先着水也延后了隔板14和机身触水的时间，降低了隔板14和机身触水 时的速度，减少了水动力载荷的冲击。
如图10、图10-1至10-5所示，本实用新型地效飞行器采用三点式 起落架设置，在机身头部和尾部机腹对称面处分别设置了可收放的简易起落装置，前起落架711和主起落架712。前起落架711设有使其绕自 身轴线偏转的转向机构以控制地效飞行器在地面滑行时转弯。前起落架 711和主起落架712均设有使其收起和放下的收放机构。前起落架711 上设有一个滑行转向轮体713，主起落架712上设有两个滑行轮体714， 在机身的机腹处，设有供起落架收放的腔体llll、 1112，腔体外两边设 有可开启和关闭的起落架舱门715、 716，当轮体713、 714放下时，起 落架舱门715、 716同时打开。在正常飞行和滑水状态下，前起落架和 主起落架均处于收起位置。仅当地效飞行器由滑水状态转入上岸滑行坡 道时，才将前起落架和主起落架放下，依靠发动机推力自行滑行上岸进 入停靠基地，在机翼隔板14的腹部设有辅助滑轮717。本实用新型的实际操作过程是这样实现的地效飞行器停靠在类似 航空港的专用客、货两用码头完成客、货上机后，启动巡航发动机B， 飞行器沿坡道下滑入水。滑行过程中，用前起落架转向控制转弯。地效 飞行器入水后，前起落架和主起落架均收起，同时，启动起飞发动机， 飞行器进入滑水状态，可用左、右起飞发动机的"推力差"控制转弯。 飞行器首先在港湾内专用滑行道起飞。如果港湾滑行道长度不足或条件 不允许，亦可滑行至外海专门划定的位置起飞。在滑行过程中，水橇20 处于收起位置。开始起飞后，巡航发动机13和起飞发动机12均开车至 最大状态。同时，襟翼4向下偏转，起飞发动机12喷口转向，将发动 机喷流引向翼下以产生垫升升力。当地效飞行器加速至离水速度，机体
抬出水面。完成过渡飞行状态后，起飞发动机12关闭，襟翼4收起， 转入地效高度内的巡航飞行状态。在地效飞行器从起飞到转入巡航飞行的整个过渡飞行阶段，驾驶员通过电传操纵系统对起飞发动机12转向喷口、襟翼4和升降舵11的液压舵机实施协调一致的同步操作，可使地效飞行器顺利地从起飞状态过 渡到巡航飞行状态，整个过程操作简便、可靠。在飞行过程中，若遇障碍，地效飞行器可以爬高飞出地效区至150 米高度越过障碍。当到达目的地后，放下襟翼4，地效飞行器减速，同时放下水橇20。 当飞行器速度降至着水速度，水橇20首先撞击水面，吸收撞击能力， 机体逐步没入水中，进入着水滑行阶段。当水橇20触水后，襟翼4即 逐步收起，由巡航发动机13进入慢车状态将飞行器滑行至上岸坡道， 水橇4收起，同时放下前起落架和主起落架，飞行器自行沿坡道滑行至 停靠码头。本实用新型地效飞行器，能在贴近水面的空中稳定飞行，能使升力 增加、阻力降低。其最大起飞重量可达19吨，载客量45人，巡航速度 为200—290公里/小时，能在浪高1.25—1.6米海情下起降，特别适合 于600公里内的沿海航线使用。
权利要求1.一种地效飞行器，包括机身、机翼、尾翼和发动机，其特征在于所述飞行器尾部设有巡航发动机(13)，机身头部两侧设有起飞发动机(12)，机身中段(2)两侧翼下设有增升气腔(18)，该增升气腔(18)由机身中段(2)下部、主翼(6)下翼面、主翼(6)两端下翼面的隔板(14)及主翼(6)后缘下偏的襟翼(4)构成封闭状的腔体组成。
2. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述起飞发动机(12)设有使喷口上下偏转的驱动装置。
3. 根据权利要求1或2所述的地效飞行器，其特征在于所述襟翼(4)、 起飞发动机(12)喷口和飞行器尾部的水平尾翼后缘的升降舵(11) 偏转的驱动装置各自均设有按照电传操纵系统协调控制的使三者同 步偏转的液压舵机。
4. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述机翼为由小展弦比的主翼(6)、大展弦比的外翼(5)及二者之间的过渡段(19) 组成的组合翼。
5. 根据权利要求4所述的地效飞行器，其特征在于所述外翼(5)、 主翼(6)及外翼过渡段(19)均为梯形翼。
6. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述飞行器尾部 设有T形尾翼，所述T形尾翼由高置的平尾(8)和垂尾(9)组成， 平尾(8)的后缘设有升降舵(11 )，垂尾(9)的后缘设有方向舵(10)。
7. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述机身由前机 身(1)，机身中段(2)和后机身(3)组成，所述机身横剖面底部 采用类似滑行艇的具有一定斜升角(X的折角形剖面，斜升角从首部 到尾部逐渐变小。
8. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述机身底部为多断阶布局，所述多断阶布局包括机身前段的主断阶(112)及设于 主断阶(112)之后的若干次断阶(111)和艉断阶(113)，主断阶 (112)与若干次断阶(111)及艉断阶(113)呈多断阶结构；并且 各断阶尾缘分布在与水基准面呈一定倾角的一条直线上。
9. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述飞行器在全机重心处的机身底部设置了水橇装置(16)，水橇装置(16)由水橇 (20)、两个缓冲作动筒(21)和橡胶气囊(22)组成。
10. 根据权利要求1所述的地效飞行器，其特征在于所述机身的机腹处前后分别设有可收放的简易起落架，所述起落架由设在机身头部的前起落架(711)和机身尾部的主起落架(712)组成，所述机翼 隔板(14)的腹部设有辅助滑轮(717)。
专利摘要本实用新型公开了一种在地效飞行区内飞行的中型地效飞行器。本实用新型包括机身、机翼、尾翼和发动机，所述飞行器尾部设有巡航发动机，机身头部两侧设有起飞发动机，机身中段两侧翼下设有增升气腔，该增升气腔由机身中段下部、主翼下翼面、主翼两端下面的隔板及主翼后缘下偏的襟翼构成封闭状的腔体组成。本实用新型将起飞发动机喷流通过转向喷口导入增升气腔，并将气流的动能转化为压力能，以产生较大的垫升力；在飞行器尾部高置的T型尾翼设有巡航发动机；在尾翼及设于尾翼平尾上带有调整片的升降舵，既保证了攻角焦点与高度焦点之间合理的匹配，又保证了长时间飞行时升降舵杆力的配平，实现了在纵向平面内的平衡和机动，确保飞行器在贴近水面的空中稳定飞行。
文档编号B64C35/00GK201023656SQ20072011879
公开日2008年2月20日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者伏·赫·基里诺维赫, 伏·赫·布洛欣, 勃·马·拉里兹赫, 宋明德, 崔尔杰, 李先达, 李洪畴, 格·波·库兹涅佐夫, 阿·依·普里瓦洛夫, 陈洪若, 韩光维, 顾诵芬 申请人:广州天象地效飞行器股份有限公司