一种可纵横变向飞行的飞机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于飞行器设计领域，涉及一种可在空中实现纵向、横向变向飞行的飞机。
【背景技术】
[0002]飞机在执行不同的飞行任务时对飞行性能有不同的要求，而飞行性能与飞机的布局形式密切相关。以一种固定的布局形式适应各种飞行任务，则飞机在某一特定任务中通常不能实现最优的飞行性能。一个典型的性能需求差异是:执行巡航任务，要满足大航程的要求，飞机应具备高的升阻比；而执行突防任务，要满足大速度的要求，飞机应具备小的阻力。在一种固定布局的飞机上，高的升阻比和小的阻力通常是存在根本矛盾的。因此，一类可在飞行过程中改变布局形式的飞机被设计出来解决这种矛盾。
[0003]目前，这类飞机中最为普遍应用的是变后掠翼飞机，即在飞行过程中根据任务需要改变机翼的后掠角，例如美国的F-14舰载战斗机和俄罗斯的图-160战略轰炸机等。变后掠翼飞机在机翼根部这一载荷最大位置布置转轴和作动机构，付出了较大的重量和空间代价，抵消了一大部分由改变布局形式所带来的收益。
[0004]另一种出现过的应用是折叠机翼飞机，即在飞行过程中根据任务需要改变机翼外段的上反角，例如美国的XB - 70轰炸机。折叠机翼飞机在机翼中部设置转轴并将内外段机翼断开，一方面影响机翼内部整体油箱的布置，降低了飞机载油量，另一方面破坏了机翼表面的连续性，不利于飞机隐身的实现。
[0005]近年来出现的智能变体飞机方案多采用智能结构材料和微驱动技术，旨在使飞机在飞行过程中连续的改变飞机外形。但这种技术所依赖的结构材料和驱动器仍处于探索阶段，多在小尺寸验证飞机上试验性应用，尚无法满足实际尺寸飞机的承力、寿命和可维护性要求。
【发明内容】
[0006]为解决高升阻比远程巡航和小阻力高速突防的矛盾，本实用新型提出一种可在空中实现纵向、横向变向飞行的飞机，以低的设计代价和良好的工程实现性获得由飞行中改变布局形式带来的飞行性能提高。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种可纵横变向飞行的飞机，飞机由可绕法向轴相对旋转90°的上下两部分组成，上部分包括推进舱和垂尾，下部分为翼身整合体，通过相对旋转改变上部分纵轴与下部分横轴的几何相对关系实现横向飞行和纵向飞行。
[0009]飞机远程巡航时采用横向飞行，上部分纵轴与下部分横轴垂直，飞机布局具有大的展弦比。飞机高速突防时采用纵向飞行，上部分纵轴与下部分横轴平行，飞机布局具有小的横载面积。
[0010]所述推进舱的外形为六面体，横截面为上窄下宽等腰梯形，前后端面平行后掠，前端面布置进气格栅，内部安装喷气发动机，下部通过环型座圈与所述翼身整合体连接并相对转动。
[0011]所述垂尾位于推进舱后上部，包括对称外倾的左垂尾和右垂尾，左垂尾和右垂尾采用后掠的前缘与后缘，并在后缘布置方向舵。
[0012]所述翼身整合体的平面形状为前后窄左右宽的四角形前后切尖，前后左右镜面对称，在前端布置横飞前升降舵并在其外侧布置纵飞左全动翼尖，在后端布置横飞后升降舵并在其外侧布置纵飞右全动翼尖，在左端布置纵飞后升降舵并在其外侧布置横飞左全动翼尖，在右端布置纵飞前升降舵并在其外侧布置横飞右全动翼尖。
[0013]飞机横向飞行时由横飞前升降舵和横飞后升降舵控制俯仰姿态，由横飞左全动翼尖和横飞右全动翼尖控制滚转姿态，由方向舵控制偏航姿态。
[0014]飞机纵向飞行时由纵飞前升降舵和纵飞后升降舵控制俯仰姿态，由纵飞左全动翼尖和纵飞右全动翼尖控制滚转姿态，由方向舵控制偏航姿态。
[0015]本实用新型的有益效果是，使用现有飞机材料和工艺即可实现在飞行中根据任务需要改变布局形式，获得更优的远程巡航和高速突防飞行性能，重量和空间代价小，未破坏表面连续性，便于内部布置，有利于隐身的实现。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]图1是本实用新型的横向飞行立体视图。
[0018]图2是本实用新型的纵向飞行立体视图。
[0019]图3是本实用新型的横向飞行前视图。
[0020]图4是本实用新型的横向飞行左视图。
[0021]图5是本实用新型的横向飞行底视图。
[0022]图6是本实现新型的纵向、横向飞行转换驱动体系。
【具体实施方式】
[0023]在图1中，飞机由可绕法向轴6相对旋转90°的上下两部分组成，上部分包括推进舱I和垂尾2，下部分为翼身整合体3，通过相对旋转改变上部分纵轴5与下部分横轴4的几何相对关系实现横向飞行和纵向飞行。
[0024]如图1所示，飞机远程巡航时采用横向飞行，上部分纵轴5与下部分横轴4垂直，飞机布局具有大的展弦比，从而获得高的升阻比。如图2所示，飞机高速突防时采用纵向飞行，上部分纵轴5与下部分横轴4平行，飞机布局具有小的横载面积，从而获得小的阻力。
[0025]如图2所示，所述推进舱I的外形为六面体，前端面布置进气格栅7，下部通过环型座圈8与所述翼身整合体3连接并相对转动。如图3所示，推进舱(I)的横截面为上窄下宽等腰梯形。如图4所示，推进舱I的前后端面平行后掠，内部安装喷气发动机9。
[0026]如图2所示，所述垂尾2位于推进舱I后上部，包括对称外倾的左垂尾和右垂尾，左垂尾和右垂尾采用后掠的前缘与后缘。如图4所示，在后缘布置方向舵10。
[0027]如图5所示，所述翼身整合体3的平面形状为前后窄左右宽的四角形前后切尖，前后左右镜面对称，在前端布置横飞前升降舵11并在其外侧布置纵飞左全动翼尖12，在后端布置横飞后升降舵15并在其外侧纵飞右全动翼尖16，在左端布置纵飞后升降舵13并在其外侧布置横飞左全动翼尖14，在右端布置纵飞前升降舵17并在其外侧布置横飞右全动翼尖18。
[0028]如图5所示，飞机横向飞行时由绕横飞前升降舵转轴19上下偏转的横飞前升降舵11和绕后升降舵转轴23上下偏转的横飞后升降舵15控制俯仰姿态，由绕横飞左全动翼尖转轴22上下偏转的横飞左全动翼尖14和绕横飞右全动翼尖转轴26上下偏转的横飞右全动翼尖18控制滚转姿态，由方向舵10控制偏航姿态。飞机纵向飞行时由绕纵飞前升降舵转轴25上下偏转的纵飞前升降舵17和绕纵飞后升降舵转轴21上下偏转的纵飞后升降舵13控制俯仰姿态，由绕纵飞左全动翼尖转轴20上下偏转的纵飞左全动翼尖12和绕纵飞右全动翼尖转轴24上下偏转的纵飞右全动翼尖16控制滚转姿态，由方向舵10控制偏航姿态。
[0029]如图6所示，飞机纵向飞行与横向飞行的转换由喷气发动机9输出轴功率，驱动旋转作动轴27驱动所述推进舱I与翼身整合体3通过环型座圈8绕法向轴6相对旋转90°实现。
【主权项】
1.一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，飞机由可绕法向轴相对旋转90°的上下两部分组成，上部分包括推进舱和垂尾，下部分为翼身整合体，通过相对旋转改变上部分纵轴与下部分横轴的几何相对关系实现横向飞行和纵向飞行。
2.如权利要求1所述的一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，飞机远程巡航时采用横向飞行，上部分纵轴与下部分横轴垂直，飞机布局具有大的展弦比；飞机高速突防时采用纵向飞行，上部分纵轴与下部分横轴平行，飞机布局具有小的横载面积。
3.如权利要求2所述的一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，所述推进舱的外形为六面体，横截面为上窄下宽等腰梯形，前后端面平行后掠，前端面布置进气格栅，内部安装喷气发动机，下部通过环型座圈与所述翼身整合体连接并相对转动。
4.如权利要求2所述的一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，所述垂尾位于推进舱后上部，包括对称外倾的左垂尾和右垂尾，左垂尾和右垂尾采用后掠的前缘与后缘，并在后缘布置方向舵。
5.如权利要求2所述的一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，所述翼身整合体的平面形状为前后窄左右宽的四角形前后切尖，前后左右镜面对称，在前端布置横飞前升降舵并在其外侧布置纵飞左全动翼尖，在后端布置横飞后升降舵并在其外侧布置纵飞右全动翼尖，在左端布置纵飞后升降舵并在其外侧布置横飞左全动翼尖，在右端布置纵飞前升降舵并在其外侧布置横飞右全动翼尖。
6.如权利要求1-5之一所述的一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，飞机横向飞行时由横飞前升降舵和横飞后升降舵控制俯仰姿态，由横飞左全动翼尖和横飞右全动翼尖控制滚转姿态，由方向舵控制偏航姿态。
7.如权利要求1-5之一所述的一种可纵横变向飞行的飞机，其特征是，飞机纵向飞行时由纵飞前升降舵和纵飞后升降舵控制俯仰姿态，由纵飞左全动翼尖和纵飞右全动翼尖控制滚转姿态，由方向舵控制偏航姿态。
【专利摘要】本实用新型属于飞行器设计领域，涉及一种可在空中实现纵向、横向变向飞行的飞机。一种可纵横变向飞行的飞机，飞机由可绕法向轴相对旋转90°的上下两部分组成，上部分包括推进舱和垂尾，下部分为翼身整合体，通过相对旋转改变上部分纵轴与下部分横轴的几何相对关系实现横向飞行和纵向飞行。本实用新型的有益效果是，使用现有飞机材料和工艺即可实现在飞行中根据任务需要改变布局形式，获得更优的远程巡航和高速突防飞行性能，重量和空间代价小，未破坏表面连续性，便于内部布置，有利于隐身的实现。
【IPC分类】B64C1-00
【公开号】CN204310029
【申请号】CN201420760684
【发明人】史文卿, 张雷, 孙学柳, 金曦, 崔军
【申请人】成都飞机设计研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月5日