CN105564638A - 一种特种飞机气动布局 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种特种飞机气动布局，其特征在于，包括机身[1]、前内翼段[2]、前外翼段[3]、前掠后翼[4]、V型尾翼[5]：前内翼段[2]和前外翼段[3]组合形成前翼设置于机身[1]中部；V型尾翼[5]设置于机身[1]尾部，发动力喷口两侧；前掠后翼[4]采用下反式结构，前掠后翼[4]的前端与前外翼段[3]中部相连接，后端与V型尾翼[5]顶部相连接，形成M型空间连翼结构。

Description

一种特种飞机气动布局

技术领域

本发明涉及一种侦察监视类特种飞行器，特别是涉及一种侦察监视类特种飞行器非常规气动布局。

背景技术

在以网络中心战为核心的现代信息化战争中，军队对于侦察/监视类特种飞机的巡航高度、滞空时间、探测范围、探测精度、综合隐身能力等战术技术指标的要求越来越高。恰当且良好的气动布局设计是实现上述战技指标的关键基础。

高高空巡航(18000m以上)和长滞空时间(24h以上)要求飞行器具有很高的升阻比，还要有良好的高空低雷诺数升力特性。因此，现役高空长航时侦察监视类特种飞机通常采用超大展弦比低雷诺数高升力机翼，如RQ-4A“全球鹰”采用了展弦比达25的高升力机翼。这种机翼对机翼材料及加工技术提出了十分严苛的要求，除美国外，其它各国暂难以突破。且飞行过程中存在的机翼变形量过大以及由其引发的颤振等问题，导致难以在机翼上布设高精度传感器天线，不能充分利用有效孔径，限制了传感器探测能力的充分发挥。也有少量高空长航时侦察机采用盒式连翼布局，如我国的翔龙无人机，虽然可在保证有效展弦比的前提下从一定程度上改善了机翼受力特性，但由于其在空间布局上属不稳定的平行四边形结构，飞行时仍存在变形量过大的问题，不便于布置高精度传感器。且其翼尖连接端板和高大的垂尾尾翼都是雷达波强散射源，不便于实现雷达隐身设计。

欲实现高高空巡航、长滞空、广域高精度探测及综合隐身，需采用有效展弦比大、机翼刚度好、综合隐身性能好的气动布局。

发明内容

为侦察、监视、电子情报、察打一体化等高亚音速特种飞行器，提供一种巡航升阻比高、结构特性好且易于实现综合隐身设计的气动布局形式。

本发明采取的技术方案

本发明提供了一种特种飞机气动布局，其特征在于，包括机身[1]、前内翼段[2]、前外翼段[3]、前掠后翼[4]、V型尾翼[5]：

前内翼段[2]和前外翼段[3]组合形成前翼设置于机身[1]中部；

V型尾翼[5]设置于机身[1]尾部，发动力喷口两侧；

前掠后翼[4]采用下反式结构，前掠后翼[4]的前端与前外翼段[3]中部相连接，后端与V型尾翼[5]顶部相连接，形成M型空间连翼结构。可以在保证超大有效展弦比的前提下，改善机翼传力形式，减小机翼承受的弯矩及导致的变形和颤振，便于布置高精度传感器，且降低对材料的性能要求及加工难度。此外，前后多翼面的布局形式还便于在前后缘布设360°全方位天线阵列；

进一步的，前内翼段[2]为梯形翼，前后缘交叉平行。一方面可以增大内翼段面积及内部容积，并便于设置内侧襟翼，改善起降能力；另一方面，可将雷达波强散射角域集中于一个固定的角度附近，利于实现雷达隐身设计；

进一步的，前外翼段[3]为等弦长大展弦比小后掠机翼，展弦比12～20，前缘后掠角18～30°。既保证有效展弦比，又适当控制阻力发散马赫数。

进一步的，前掠后翼[4]为等弦长大展弦比机翼，展弦比10～16。通过与前翼的配合使飞机达到所需的展弦比，确保飞机基本续航性能；

进一步的，V型尾翼[5]为小展弦比梯形翼，外倾角24～35°。可在保证航向稳定性与操纵性的前提下有效降低侧向雷达散射面积；

进一步的，前外翼段[3]分为左前外翼段[3-1]和右前外翼段[3-2]，前掠后翼[4]分为左前掠后翼[4-1]和右前掠后翼[4-2]，左前外翼段[3-1]和右前掠后翼[4-2]前后缘水平投影相互平行，右前外翼段[3-1]和左前掠后翼[4-1]前后缘水平投影相互平行。前/后机翼前/后缘交叉平行可以最大限度的将强雷达散射区集中于一个狭窄的角域；

进一步的，V型尾翼[5]分为左尾翼[5-1]和右尾翼[5-2]，左尾翼[5-1]的前缘水平投影与左前外翼段[3-1]的前缘水平投影相互平行，右尾翼[5-2]的前缘水平投影与右前外翼段[3-2]的前缘水平投影相互平行。如此以来，全机所有翼面的前/后缘均相互平行或交叉平行，易于实现雷达隐身设计；

进一步的，还包括背负式进气道和背负式尾喷口[7]分别位于机身[1]上部和V型尾翼[5]中间。进气道[6]由机身[1]和前内翼[2]进行遮挡，尾喷口由机身[1]和V型尾翼[5]进行遮挡，既利于实现雷达隐身也便于红外及噪声综合隐身设计。

本发明产生的积极效果

本发明的优点：有效展弦比大、巡航升阻比高，利于高空长航时飞行；结构强度、刚度、颤振特性好，对材料性能及加工要求低，还利于布置各类高精度传感器天线阵列；易于实现电磁、红外和静音综合隐身设计。可广泛应用于侦察、监视、电子情报、察打一体化等高亚音速特种飞机，对于降低该类飞机的生产和使用成本，提高可靠性和综合使用效能有积极作用。

附图说明

图1为本发明气动布局示意图，其中，1：机身，2：前翼内段，3：前翼外段，4：后翼，5：V型尾翼，6：背负式进气道，7：背负式尾喷口；

图2为本发明气动布局补充示意图，其中，3-1：左侧前外翼段，3-2：右侧前外翼段，4-1：左侧后翼，4-2：右侧后翼，5-1：左侧尾翼，5-2：右侧尾翼；

图3为本发明气动布局俯视图。

具体实施方式

一种特种飞机气动布局，其特征在于，包括机身1、前内翼段2、前外翼段3、前掠后翼4、V型尾翼5：

前内翼段2和前外翼段3组合形成前翼设置于机身1中部；

V型尾翼5设置于机身1尾部，发动力喷口两侧；

前掠后翼4采用下反式结构，前掠后翼4的前端与前外翼段3中部相连接，后端与V型尾翼5顶部相连接，形成M型空间连翼结构。可以在保证超大有效展弦比的前提下，改善机翼传力形式，减小机翼承受的弯矩及导致的变形和颤振，便于布置高精度传感器，且降低对材料的性能要求及加工难度。此外，前后多翼面的布局形式还便于在前后缘布设360°全方位天线阵列；

前内翼段2为梯形翼，前后缘交叉平行。一方面可以增大内翼段面积及内部容积，并便于设置内侧襟翼，改善起降能力；另一方面，可将雷达波强散射角域集中于一个固定的角度附近，利于实现雷达隐身设计；

前外翼段3为等弦长大展弦比小后掠机翼，展弦比12～20，前缘后掠角18～30°。既保证有效展弦比，又适当控制阻力发散马赫数。

前掠后翼4为等弦长大展弦比机翼，展弦比10～16。通过与前翼的配合使飞机达到所需的展弦比，确保飞机基本续航性能；

V型尾翼5为小展弦比梯形翼，外倾角24～35°。可在保证航向稳定性与操纵性的前提下有效降低侧向雷达散射面积；

前外翼段3分为左前外翼段3-1和右前外翼段3-2，前掠后翼4分为左前掠后翼4-1和右前掠后翼4-2，左前外翼段3-1和右前掠后翼4-2前后缘水平投影相互平行，右前外翼段3-1和左前掠后翼4-1前后缘水平投影相互平行。前/后机翼前/后缘交叉平行可以最大限度的将强雷达散射区集中于一个狭窄的角域；

V型尾翼5分为左尾翼5-1和右尾翼5-2，左尾翼5-1的前缘水平投影与左前外翼段3-1的前缘水平投影相互平行，右尾翼5-2的前缘水平投影与右前外翼段3-2的前缘水平投影相互平行。如此以来，全机所有翼面的前/后缘均相互平行或交叉平行，易于实现雷达隐身设计；

还包括背负式进气道和背负式尾喷口7分别位于机身1上部和V型尾翼5中间。进气道6由机身1和前内翼2进行遮挡，尾喷口由机身1和V型尾翼5进行遮挡，既利于实现雷达隐身也便于红外及噪声综合隐身设计。

Claims (8)

1.一种特种飞机气动布局，其特征在于，包括机身[1]、前内翼段[2]、前外翼段[3]、前掠后翼[4]、V型尾翼[5]：

前内翼段[2]和前外翼段[3]组合形成前翼设置于机身[1]中部；

V型尾翼[5]设置于机身[1]尾部，发动力喷口两侧；

前掠后翼[4]采用下反式结构，前掠后翼[4]的前端与前外翼段[3]中部相连接，后端与V型尾翼[5]顶部相连接，形成M型空间连翼结构。

2.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，前内翼段[2]为梯形翼，前后缘交叉平行。

3.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，前外翼段[3]为等弦长大展弦比小后掠机翼，展弦比12～20，前缘后掠角18～30°。

4.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，前掠后翼[4]为等弦长大展弦比机翼，展弦比10～16。

5.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，V型尾翼[5]为小展弦比梯形翼，外倾角24～35°。

6.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，前外翼段[3]分为左前外翼段[3-1]和右前外翼段[3-2]，前掠后翼[4]分为左前掠后翼[4-1]和右前掠后翼[4-2]，左前外翼段[3-1]和右前掠后翼[4-2]前后缘水平投影相互平行，右前外翼段[3-1]和左前掠后翼[4-1]前后缘水平投影相互平行。

7.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，V型尾翼[5]分为左尾翼[5-1]和右尾翼[5-2]，左尾翼[5-1]的前缘水平投影与左前外翼段[3-1]的前缘水平投影相互平行，右尾翼[5-2]的前缘水平投影与右前外翼段[3-2]的前缘水平投影相互平行。

8.根据权利要求1所述的特种飞机气动布局，其特征在于，还包括背负式进气道[6]和背负式尾喷口[7]分别位于机身[1]上部和V型尾翼[5]中间。