電動低噪短距起降連翼飛機制造技術

本發明專利技術提供了一種電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于包括：機身（1）；前翼（2），其為平直梯形翼，位于機身上方；后翼（4），其為前掠上反機翼，位于機身下方；端板（3），其將前翼（2）和后翼（4）的翼尖連在一起，構成盒型結構；垂尾（5）。本發明專利技術的優點和有益效果包括：繼承了連翼式飛機優秀的結構性能；通過滑流偏轉動力增升實現了短距起降能力；電動螺旋槳推力裝置和置于機尾內部的發電機組有效降低了飛機整體的噪音水平；動力系統的備份設計使得飛機具有極高的可靠性，保證了短距起降和巡航時的安全。本發明專利技術所采用的各項技術均具有較高的成熟度，且整體上較為簡單，容易實現，建造和使用成本低廉。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電動低噪短距起降連翼飛機，屬于航空飛行器中固定翼飛機設計

技術介紹
連翼布局飛機在氣動和結構上均有明顯優勢。氣動特性看，連翼布局有效的減弱了飛機誘導阻力，往往具有很高的升阻比，因此能獲得高效的巡航性能，節省燃油或增加航程。結構上看，連翼布局的盒型結構整體強度好，降低了對局部結構強度的要求，大大節省了結構質量，從而增加有效載荷。但是，對于常規飛機來說，氣動和結構性能可以通過其他方式得到提升，而在更為重要的起降性能和噪音控制上，連翼布局并未給出更好的解決方案，因此在民用和軍用領域連翼布局并未得到廣泛使用。
技術實現思路
本專利技術針對以上所述弱點，提供了一種電動低噪短距起降連翼飛機的技術方案，在連翼布局的基礎上綜合了獨特的動力系統和滑流偏轉動力增升技術。本專利技術的連翼布局設計中，前翼為平直梯形機翼，后翼為前掠，前翼和后翼在翼尖處通過一個端板連接，圓形機身位于前翼和后翼構成的盒形空間的中間。前翼前緣安裝四臺電動螺旋槳，左右各兩臺，螺旋槳的滑流覆蓋大部分的前翼翼面和前翼后緣的全翼展襟翼，螺旋槳的高速滑流可有效提高機翼和襟翼的效能，即動力增升，從而實現短距起降能力。為了降低艙內艙外噪音，本專利技術的動力系統采用四個電動機螺旋槳和兩組活塞發動機發電的形式，相比直接采用四個活塞發動機驅動螺旋槳，可明顯降低飛機整體噪音水平，且活塞發動機可至于機身尾部并通過機艙隔斷進一步降低艙內噪音。此外這種形式也降低了飛機隊燃油的要求，不必局限于航空汽油。本專利技術在繼承連翼布局飛機氣動和結構優勢的同時，有效降低了噪音水平和并實現了短距起降能力，總體方案可靠性高，技術成熟，容易實現，建造和使用成本低廉，有利于該布局的推廣。根據本專利技術的一個方面，提供了一種電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于包括:機身；前翼，其為平直梯形翼，位于機身上方；后翼，其為前掠上反機翼，位于機身下方；端板，其將前翼和后翼的翼尖連在一起，構成盒型結構；垂尾。附圖說明圖1是根據本專利技術的一個實施例的電動低噪短距起降連翼飛機的整體布局示意圖。圖2是根據本專利技術的一個實施例的電動低噪短距起降連翼飛機的動力系統示意圖。具體實施例方式如圖1的整體布局示意圖所示，根據本專利技術的一個實施例的電動低噪短距起降連翼飛機包括機身(I )，前翼(2),端板(3),后翼(4)和垂尾(5)。前翼(I)為平直梯形翼，位于機身上方，后翼(4)為前掠上反機翼，位于機身下方。前翼(2)和后翼(4)的翼尖由端板(3)連在一起，構成盒型結構，具有很好的結構強度，整體結構質量較輕，此外這種布置也使得電動機(10)和螺旋槳(11)高置，使得該布局可作為水陸兩棲布局，機身(I)下部葉相應改為船底形式。飛機的操縱舵面包括:位于垂尾(5)后緣的方向舵(6)，用于航向控制；位于后翼后緣的一對副翼(8)和一對升降舵(7)，分別用于滾轉控制和俯仰控制。如圖1所示，前翼(2)、襟翼(9)和電動機(10)、螺旋槳(11)共同構成滑流偏轉動力增升系統，用于實現短距起降能力。總共四臺電動機(10)被布置于前翼(2)前緣，各驅動一個大尺寸螺旋槳(11)。螺旋槳(11)的高速滑流將覆蓋前翼(2)大部分機翼面積和前翼(2)后緣的全翼展襟翼(9)，有效提升了機翼和襟翼的性能，大幅提高升力系數。此外，當滑流流過下偏的襟翼(9)時，由于附壁效應氣流方向也隨之下偏，從而使螺旋槳(11)拉力產生向上的分量，提供直接升力。如圖2所示意顯示的根據本專利技術的一個實施例的電動低噪短距起降連翼飛機的動力系統中，放置于機身(I)尾部艙內的兩套活塞發動機(16)、發電機(15)組產生的電力通過電纜(14)傳送給電力分流器(13)，分流器(13)則將電力通過四根電纜(12)傳送給四臺電動機(10)，并驅動螺旋槳(11)轉動。正常情況下，發動機(16)的額定功率只能提供兩臺電動機(10)所需功率，但是其最大功率可同時驅動四臺電動機(10)，但是最大功率下不能做長時間運轉。如果某一側的活塞發動機(16)或發電機(15)失效，則分流器(13)可對稱切斷一組電動機(10)，保持其他兩臺電動機(10)的正常運轉，該應急方式適用于巡航飛行階段，或者可以將另一側發動機(10)調至最大功率，保證四臺電動機(10)的運轉，該應急方式適用于短距起降飛行階段，可避免升力的突變。如果某一側的某一個電動機(10)或螺旋槳(11)失效，則可通過調整分流器(13)的輸出來切斷另一側對稱位置的電動機(10)，避免不利的偏航力矩。整體上看，該動力系統的結構簡單，發動機(16)內置于機身，電動機(10)較小的尺寸都有效減少了動力系統對氣動外形的干擾，電動機(10)和發動機(16)的備份設計使得系統可靠性更高，飛行也更加安全，電動推力裝置也使得控制更加簡單敏捷。此外，電動機(10)本身較小的噪音，以及發動機(16)內置于機身都有效降低了飛機整體的噪音水平。本專利技術的優點和有益效果包括:一繼承了連翼式飛機優秀的結構性能。一通過滑流偏轉動力增升實現了短距起降能力。一電動螺旋槳推力裝置和置于機尾內部的發電機組有效降低了飛機整體的噪音水平。一動力系統的備份設計使得飛機具有極高的可靠性，保證了短距起降和巡航時的安全。一本專利技術所采用的各項技術均具有較高的成熟度，且整體上較為簡單，容易實現，建造和使用成本低廉。權利要求1.電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于包括: 機身(1)， 前翼(2)，其為平直梯形翼，位于機身上方， 后翼(4)，其為前掠上反機翼，位于機身下方， 端板(3),其將如翼(2)和后翼(4)的翼尖連在一起，構成盒型結構， 垂尾(5)。2.根據權利要求1的電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于進一步包括: 位于垂尾(5)后緣的方向舵(6)，用于航向控制； 位于后翼(4)后緣的一對副翼(8)，分別滾轉控制， 位于后翼(4)后緣的一對升降舵(7)，用于俯仰控制， 設置在前翼(2)后緣的全翼展襟翼(9)。3.根據權利要求2的電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于進一步包括: 被布置于前翼(2)前緣的四臺電動機(10)，各驅動一個大尺寸螺旋槳(11)， 所述四個螺旋槳(11 )，其產生的高速滑流覆蓋前翼(2)大部分機翼面積和全翼展襟翼(9),從而有效提升機翼和襟翼的性能，提聞升力系數。4.根據權利要求1一 3之一的電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于: 電動機(10)和螺旋槳(11)高置，且機身(I)下部葉具有船底形式，使得該電動低噪短距起降連翼飛機可作為水陸兩棲飛機。5.根據權利要求4的電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于: 前翼(2)、襟翼(9)和電動機(10)、螺旋槳(11)共同構成滑流偏轉動力增升系統，用于實現短距起降能力，其中，當滑流流過下偏的襟翼(9)時，由于附壁效應氣流方向也隨之下偏，從而使螺旋槳(11)拉力產生向上的分量，提供直接升力。6.根據權利要求1一 3之一的電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于進一步包括: 放置于機身(I)尾部艙內的兩套活塞發動機(16)， 由所述兩套活塞發動機(16)分別驅動的兩臺發電機(15)， 電力分流器(13)，其通過第一電纜(14)接收兩臺發電機(15)所產生的電力，并通過四根第二電纜(12)把電力分別傳送給本文檔來自技高網...

【技術保護點】
電動低噪短距起降連翼飛機，其特征在于包括：機身（1），前翼（2），其為平直梯形翼，位于機身上方，后翼（4），其為前掠上反機翼，位于機身下方，端板（3），其將前翼（2）和后翼（4）的翼尖連在一起，構成盒型結構，垂尾（5）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王維軍，劉江濤，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：