具有尾翼的飞机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有尾翼的飞机，包括机身，所述机身的两侧均设置有机翼，所述飞机的展弦比介于3到20之间，两个所述机翼上远离所述机身的一端均设置有尾翼，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角为锐角。本实用新型提供的飞机，机翼上设置有尾翼，且尾翼朝向机翼翼尖的方向倾斜，如此飞机机翼下方的气流通过翼尖翻滚到机翼上方上时，尾翼遮挡了气流使其无法在翼尖形成涡流，由此降低翼尖涡流对飞机升力的负面影响。
【专利说明】
具有尾翼的飞机
技术领域
[0001]本实用新型涉及飞行机械，具体涉及一种具有尾翼的飞机。
【背景技术】
[0002]航空飞行器设计中，升力是需要考虑的主要参数之一，为了获得较大的升力，有不少飞机采用了飞翼设计，也就是机身的长度和机翼的宽度相当的设计，如B2、全球鹰无人机等，如此，宽大的机翼具有大升力的优点。同步的，由于机翼的大面积导致的大升力，使得机翼的俯仰稳定性较差。
[0003]图1为现有技术中飞机的上升气流示意图，如图1所示，飞机的机翼2’产生升力的过程中，机翼2’的下方和上方之间的产生气压差，下方的气压高，而上方的气压小，这个压力差就形成升力。同时目前许多研究表明，例如NASA的实验，由于机翼2 ’下方的气压大，气流就就在翼尖2 ’处往上翻转，形成翼尖气流，翼尖气流翻滚形成翼尖涡流5 ’，这个翼尖涡流的形成，降低了机翼2’的升力。目前一些现有的减少翼尖涡流的办法是在翼尖加小翼，以减少翼尖涡流5，，增加升力，然而，翼尖小翼不能用于控制飞行状态。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种具有尾翼的飞机，以降低现有技术中翼尖涡流对飞机升力的负面影响。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种具有尾翼的飞机，包括机身，所述机身的两侧均设置有机翼，所述飞机的展弦比介于3到20之间，两个所述机翼上远离所述机身的一端均设置有尾翼，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角为锐角。
[0007]上述的飞机，所述机翼的后掠角介于10?80度之间。
[0008]上述的飞机，所述尾翼上背离机头的一端设置有尾舵。
[0009]上述的飞机，所述机翼上朝向机尾的一端设置有副翼。
[0010]上述的飞机，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角介于20?80度之间。
[0011]上述的飞机，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角为45度或者60度。
[0012]上述的飞机，
[0013]2<L/1<20；
[0014]上式中，L为所述尾翼的根部到所述机身的距离，I是所述尾翼的根部到所述机翼的翼尖的距离。
[0015]在上述技术方案中，本实用新型提供的飞机，机翼上设置有尾翼，且尾翼朝向机翼翼尖的方向倾斜，如此飞机机翼下方的气流通过翼尖翻滚到机翼上方上时，尾翼遮挡了气流使其无法在翼尖形成涡流，由此降低翼尖涡流对飞机升力的负面影响。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为现有技术中飞机的上升气流示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例提供的飞机的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例提供的飞机的上升气流示意图；
[0020]图4为本实用新型实施例提供的飞机的上升受力示意图；
[0021 ]图5为本实用新型一个实施例提供的飞机的分解示意图；
[0022]图6为本实用新型一个实施例提供的飞机的主视图；
[0023]图7为本实用新型另一个实施例提供的机体和机身的分解示意图；
[0024]图8为本实用新型另一个实施例提供的飞机的主视图。
[0025]附图标记说明:
[0026]现有技术:
[0027]I’、机身;2’、机翼;3’、高压区;4’、低压区；5’、翼尖涡流。
[0028]本实用新型:
[0029]1、机身；2、机翼;3、高压区；4、低压区；5、翼尖涡流;6、尾翼;7、尾舵;8、副翼;9、右外侧升力中心；10、左外侧升力中心；11、机翼升力中心；12、重心;Fl、重力;F2、机翼升力；F3、右外侧升力;F3、左外侧升力;L1、前抬举力臂;L2、后抬举力臂;L3、滚转力臂。
【具体实施方式】
[0030]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
[0031]如图1-3所示，本实用新型实施例提供的一种具有尾翼的飞机，包括机身I，机身I的两侧均设置有机翼2，飞机的展弦比介于3到20之间，两个机翼2上远离机身I的一端均设置有尾翼6，尾翼6背离机身I的侧面与机翼2的夹角为锐角。
[0032]具体的，飞机包括机身I和机翼2，其中，展弦比为机翼2的翼展与平均几何弦的比例，展弦比大于等于3而小于等于20使得飞机的翼展较大，从而使得飞机的诱导阻力处于较低水平，从而提高飞机的机动性，为降低机翼2大带来的翼尖涡流的负面影响，在机翼2上远离机身I的一端设置尾翼6，且机翼2背离机身I的侧面与机翼2的夹角为锐角，即两个尾翼6呈V形布置，如此，如图3所示，从机翼2下高压区往机翼2上低压区的翼尖气流，在被尾翼6遮挡后继续向背离机翼2的方向溢出，而不会在翼尖区域形成涡流。由此方便飞机的左右平衡保持，抵抗飞机的左右侧倾，提供左右滚转的稳定性。而且此时翼尖气流的升力是斜向上的，也增加了飞机的升力。
[0033]同时，如图4所示，当飞机平飞，机翼2处于水平状态，由于外侧机翼2没有提供或者提供极小的升力，全机翼2的总的升力中心主要是落在机翼2的升力中心。而在飞机抬头时，机翼2形成一定的迎角，左右外侧的V尾翼6较快的增加了升力，由于力臂比较大，从而为后方提供抬起力矩，使得全机翼2的总升力中心向后偏移，使得飞机重新达到新的稳定平衡，提供俯仰稳定性。如此，本实施例提供的机翼2实现了升力中心根据飞行姿态自动动态调整的性能，并且具备收敛的稳定性，这样的出人意料的效果。
[0034]本实施例提供的具有尾翼6的飞机可适用于玩具飞机、航模、无人机以及其它的现有飞机类型。
[0035]本实施例提供的飞机，机翼2上设置有尾翼6，且尾翼6朝向机翼2翼尖的方向倾斜，如此飞机机翼2下方的气流通过翼尖翻滚到机翼2上方上时，尾翼6遮挡了气流使其无法在翼尖形成涡流，由此降低翼尖涡流对飞机升力的负面影响。
[0036]本实施例中，优选的，机翼2的后掠角介于10?80度之间，优选的，后掠角为30度，
通过合理角度的后掠角布置，进一步提升飞机翻滚时的稳定性能。
[0037]本实施例中，进一步的，尾翼6上背离机头的一端设置有尾舵7，尾舵7的摆动可以控制气流的流向，从而起到控制飞行姿态的左右。当左尾舵7、右尾舵7—起同时向机身I方向摆动相同的角度，飞机尾部向下偏转，飞机抬头。当左尾舵7、右尾舵7—起同时向外摆动相同的角度，飞机尾部向上偏转，飞机低头，如此起到控制飞机俯仰的作用。当左尾舵7往内摆动较大角度，右尾舵7往内摆动较小的角度，飞机一边向左侧倾，一边向左转弯；当左尾舵7往内摆动较小角度，右尾舵7往内摆动较大的角度，飞机一边向右侧倾，一边向右转弯，如此起到控制飞行方向的左右。
[0038]本实施例中，更进一步的，机翼2上朝向机尾的一端设置有副翼8，通过副翼8的上下翻动，控制气流的流向，从而为飞机的飞行提供辅助，如当右副翼8向上摆动，左副翼8向下摆动，可以控制飞机的左右滚转等。
[0039]本实施例中，优选的，尾翼6背离机身I的侧面与机翼2的夹角介于20?80度之间，如45度或者60度，该角度过小对气流的遮挡效果较弱，角度过大则气流对飞机的升力助力较小，20?80度能够较好的中和二者，其中，以45度和60度为较典型的角度。
[0040]本实施例中，优选的，2<171<20;
[0041]上式中，L为尾翼6的根部到机身I的距离，I是尾翼6的根部到机翼2的翼尖的距离。即尾翼6离翼尖较近，离机身I较远，如此便于遮挡翼尖处的翻滚气流。
[0042]本实施例提供的具有尾翼6的飞机，可适用于各类现有飞行机械，如图5和6所示，为一手抛航模，通过板材(如钣金或者泡沫板)制作出一体式的机身I和机翼2的外形，再在机翼2上切出副翼8，使用胶布贴好，使得副翼8可以方便调整。另外，再在板材上切出两个尾翼6和尾舵7，尾翼6和尾舵7之间，用胶布贴好，以便V尾舵7可以方便调整，最后切出一个长方形的板作为机身I额外贴于机体上。如此把板材做成一个手抛飞翼，简单容易动手，而且飞行稳定，可以通过调整尾舵7和副翼8改变飞行姿态，适合作为少年儿童教学用具，也可以做成玩具。
[0043]本实施例提供的具有尾翼6的飞机，如图7和8所示，为一电动遥控飞机，机翼2有后掠，后掠角30度，制作一具有图示外形的机身1、机翼2、尾翼6、尾舵7及副翼8，同时，在机身I的尾部安装电机驱动螺旋桨推进器，在机身I的内部安装电池以提供电力，重心设置在内侧机翼2的压力重心稍后位置。当电机驱动螺旋桨推进器推动飞机往前飞行的时候，飞机具有极好的稳定性，并在在使用尾舵7操纵飞行的时候有极好的操控性。由于机身I全重比较轻，可以不安装起落架，在草地上降落。也可以加装起落架，在平地降落。
[0044]最终做出来的样机，使用泡沫板和翼长40cm左右的情况下，重量大概在100克，此时，飞行速度在每秒8米的时候就可以平稳地平飞，容易操控，适于刚入门的航模爱好者飞行，适合作为练习机使用。
[0045]本实施例提供的具有尾翼6的飞机，还可应用于小型载人客机上，或者载货运输机上，在翼展11.2米，机翼2面积32平方米左右，假设运输机的翼载荷为0.15吨每平方米，最大起飞重量达4.5吨，具有很好的运载能力，而且本实施例的应用使得飞翼型机身I具有很好的稳定性，因而具有很好的应用前景。
[0046]以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
【主权项】
1.一种具有尾翼的飞机，包括机身，所述机身的两侧均设置有机翼，其特征在于，所述飞机的展弦比介于3到20之间，两个所述机翼上远离所述机身的一端均设置有尾翼，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角为锐角。2.根据权利要求1所述的飞机，其特征在于，所述机翼的后掠角介于10?80度之间。3.根据权利要求2所述的飞机，其特征在于，所述尾翼上背离机头的一端设置有尾舵。4.根据权利要求2所述的飞机，其特征在于，所述机翼上朝向机尾的一端设置有副翼。5.根据权利要求1所述的飞机，其特征在于，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角介于20?80度之间。6.根据权利要求5所述的飞机，其特征在于，所述尾翼背离所述机身的侧面与所述机翼的夹角为45度或者60度。7.根据权利要求1所述的飞机，其特征在于， 2<L/1 <20； 上式中，L为所述尾翼的根部到所述机身的距离，I是所述尾翼的根部到所述机翼的翼尖的距离。
【文档编号】B64C3/58GK205469774SQ201620238816
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】陈俏钢
【申请人】深圳市彦亨航模科技有限公司