一种采用大展弦比双机身飞翼布局的飞行器的制作方法

本发明涉及空气动力学领域，具体涉及到一种采用大展弦比双机身飞翼布局的飞行器。

背景技术：

飞行器是现代国防的中坚力量，也是大国经济实力、科技实力以及基础工业等综合实力的象征。在飞行器设计的复杂系统工程中，气动布局设计是先行官，是重中之重，直接关系到所有子系统的布置和设计，同时也是各系统能否发挥其潜能的关键因素。对于大展弦比飞行器而言，目前比较常见的气动布局方案有常规布局、三角翼布局、飞翼布局和翼身融合布局。要想充分发挥外形布局气动效率和结构效率，这些布局均仍具有一定提升的潜力，例如太阳能飞行器对机翼面积、展弦比、升阻比和结构强度要求高。在低速飞行状态，飞行器的气动效率主要由全机展弦比决定，采用常规布局机体结构强度较高，但气动效率较低；采用三角翼布局机体结构强度高，但气动效率低；采用飞翼和翼身融合布局机体结构强度较高，但受限于结构强度及重量限制，展弦比较小，低速气动效率较低。

技术实现要素：

本发明在现有技术的基础上提出一种大展弦比双机身飞翼布局的飞行器，实现提高飞行器机体强度、提高飞行器展弦比、提高飞行器低速气动效率的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用大展弦比双机身飞翼布局的飞行器，包括两个对称设置的机身，通过平直翼将两个机身连接为一个翼身融合的整体，每个机身的外侧各自连接一个翼身融合的外侧机翼。

在上述技术方案中,所述两个机身之间的平直翼后掠角为0°。

在上述技术方案中,所述平直翼的长度占整个飞行器展长的5%～15%。

在上述技术方案中,两个机身轴线之间的间距占整个飞行器展长的10%～30%。

在上述技术方案中,所述外侧机翼后掠角为10°～30°。

在上述技术方案中,所述外侧机翼稍根比为0.2～0.8。

在上述技术方案中,平直翼的弦长为外侧机翼根部弦长的1～2倍。

在上述技术方案中,所述外侧机翼翼尖设置有翼尖垂尾。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过平直翼进行双机身布局，平直翼和双机身形成一个整体，提高大展弦比飞行器结构强度，使大展弦比飞行器结构重量更轻；

本发明通过平直翼进行双机身布局，能提高全机展弦比，使得飞行器气动效率更高，飞行阻力更小，能量消耗更低；

本发明通过双机身飞翼布局，能提供全机升力的面积比例，即全机表面提供升力的面积更大，产生阻力的区域更小，飞行升阻比更高，飞行时间更长。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1大展弦比双机身飞翼布局示意图；

图2是本发明的一种实施示意图；

其中：1是平直翼，2是内侧翼身融合段，3是机身，4是外侧机翼（后掠翼），5是外侧翼身融合段，6是翼尖垂尾。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

本实施例采用两个对称设置的机身3，从平面投影的角度看，如图1所示，两个机身3成对称分布，采用在同一水平面相互平行设置。平直翼1用于连接两个机身3，平直翼1的两端分别通过一个内侧翼身融合段2连接到一个机身3上，在每个机身3的外侧通过外侧翼身融合段5连接一个外侧机翼4。

相比现有的单机身布局，本实施的机身布局，因为采用了双机身和平直翼，使得两个机身的内部空间增大，因此整体结构布置更为方便，两者形成的整体结构效率相比现有的单机身布局更高。

对于本实施例为了实现平直翼加工制造方便,机翼承力结构简单,使得机翼不受复杂形面约束,有利于与机身对接,平直翼的后掠角设置为0°。

本实施例中,为了减小平直翼在空气中的阻力,增加升力面积,平直翼与机身之间进行翼身融合。

在整个飞行器展长一定的情况下，如果平直翼占总长度的比例过小，会使得平直翼和内侧翼身融合段升力面积减小，且外侧机翼的升力面积大幅增加，导致外侧机翼的结构更为复杂；而平直翼占总长度的比例过大，会使得平直翼结构强度要求增加，对应的外侧机翼面积大幅减小，从而使外侧机翼的气动效率得不到充分发挥，升阻比减小。因此平直翼在本实施例中长度占全机展长的0.05～0.15，两个机身的轴线间距占全机展长的0.1～0.3。

如果平直翼、内侧翼身融合段和两个机身形成一个整体，整体结构可以增加飞行器的主承力结构强度，可以减小整体飞行器的空机重量，从而增加全机的有效载荷。因此本实施例中，各个部件之间的连接均采用机身融合段进行连接。

外侧机翼后掠角的大小对全机性能影响显著，如果后掠角过小，全机俯仰通道操纵力臂过短，全机稳定性下降从而增加飞行控制难度，导致安全性降低；如果后掠角过大，俯仰通道稳定性大幅上升，导致全机的配平阻力增加，升阻比下降。因此本实施例中后，掠翼5的后掠角为10°～30°。

如果后掠翼的稍根比过小，在外侧机翼面积一定的情况下，会导致展长过大，从而使得外侧机翼结构复杂；而稍根比过大，在外侧机翼面积一定的情况下，会导致展长过小，诱导阻力增大，升阻比下降。因此本实施例中，后掠翼的梢根比为0.2～0.8。

如果平直翼的弦长与外侧机翼的根部弦长的比值过小，平直翼的结构强度会下降，导致平直翼和机身之间结构复杂且重量增加；如果比值过大，平直翼、内侧翼身融合段和两个机身形成的整体的升阻比下降。因此本实施例中，平直翼的弦长为后掠翼的根部弦长的1～2倍。

实施例二

如图2所示，在实施例一的基础上，在外侧机翼4的翼尖增加了翼尖垂尾6，其目的是增加航向稳定性。

对于发动机的如何布局在上述的两种实施例上，可以采用如下内置和外置两种不同的布置方式：

发动机内置：在两个机身内分别设置一个发动机，利用发动机实现后推式推进。

发动机外置：

第一种，在两个机身上的外部悬挂发动机，可以设置在机身上方、也可以设置在机身下方，利用发动机实现后推式推进。

第二种，发动机悬挂在平直翼的中心位置，可以在平直翼的上方，也可以在平直翼的下方，而机身上不再设置发动机。

上述的发动机可以采用喷气式发动机，也可以采用常规的活塞或涡轴发动机带动螺旋桨进行推进。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种采用大展弦比双机身飞翼布局的飞行器，包括两个对称设置的机身，通过平直翼将两个机身连接为一个翼身融合的整体，每个机身的外侧各自连接一个翼身融合的外侧机翼。本发明通过平直翼进行双机身融合布局，平直翼和双机身形成一个整体，提高大展弦比飞行器结构强度，使大展弦比飞行器结构重量更轻；能提高全机展弦比，使得飞行器气动效率更高，飞行阻力更小，能量消耗更低；能提供全机升力的面积比例，即全机表面提供升力的面积更大，产生阻力的区域更小，飞行升阻比更高，飞行时间更长。

技术研发人员：杨小川;刘刚;毛仲君;汪华松;叶德章;贾涛;刘进;罗巍;魏建烽;何炬恒;姜久龙;徐海航;黄平;方桂才;马跃;洪俊武;孟德虹;孙岩;李伟
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所
技术研发日：2019.06.18
技术公布日：2019.08.20