[发明专利]一种飞翼型飞机的增升方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空飞行器中固定翼飞机设计技术领域，尤其适用于小型飞翼布局飞机短距起落技术领域。

背景技术

翼身融合体是指机翼和机身融合成一体，而不像通常飞机的机身和机翼有明显的界限。这样的融合使机身作为机翼的一部分来产生升力。

飞翼布局大多采用翼身融合和无尾设计，具有如下优点：

-一体化最佳气动布局设计；气动效率高，阻力小，升阻比高；

-结构重量好，刚性好，载荷分布沿翼展方向分布达到最佳；

-对大型民用飞机而言，飞翼布局能增大机舱容积；对于军用飞机而言，具有良好的隐身性能。

缺点是：

-操纵舵面距离重心近，舵面效率低，起飞降落性能差，为减小配平损失造成一定稳定性不足。

-由于没有平尾升降舵的力矩配平作用，飞翼布局飞机无法采用常规飞机的前缘、后缘等气动增升装置，致使其可用最大升力系数很低，配平升力线斜率较小，因此在需要增升的起降和低速飞行阶段性能较差。

飞机机翼的气动设计，一方面要考虑高速飞行和机动性要求，另一方面在起飞和着陆时，又要尽可能降低飞行速度，缩短滑跑距离，以最小的巡航性能损失来达到要求的起降场域性能，对于固定翼飞机通常意味着在着陆时应有比巡航飞行高很多的升力系数和阻力系数，而起飞时要求有很高的升力系数和高的升阻比。因此需要在巡航构型的机翼上采用各种活动面增升装置以满足高升力系数的需求。

常规飞翼不使用增升装置。原因有两方面：1，升降舵面操纵效率低，难以配平由于增升装置使用所带来的俯仰力矩变化。2，常规飞机上主要的增升装置——后缘襟翼的位置，在飞翼布局中往往用作升降配平和操纵的舵面使用，仅有部分后掠较大的飞翼靠翼尖后缘的升降副翼操纵(但也难以配平襟翼增升带来的力矩变化)，因此，难以再将内侧机翼后缘用作襟翼偏转，否则配平和操纵将部分或全部失效。

综上所述，常规的飞翼由于舵面效率低，为避免出现较大的力矩难以配平，考虑到起飞和着陆，构型无法像常规飞机一样使用增升装置，从而决定了起飞着陆时只能采用小的升力系数，即采用小于常规飞机的翼载。

发明内容

本发明针对飞翼的弱点，提出了一种飞翼飞机的增升方法，即重心前矢量力和常规增升装置的组合，该方法对于飞翼而言，能够满足起飞降落阶段对升力的需求，能够满足力矩配平要求，并且能够提高纵向操纵效率，改善稳定性，同时减小一定的气动升力负担。如果设计合理，甚至能够实现飞翼布局的短距起降能力。

根据本发明的一个方面，提供了一种飞翼型飞机的增升方法，所述飞翼型飞机包括：

飞翼机身，

机翼，

主发动机，

其特征在于

利用常规气动增升装置满足起飞降落阶段对升力系数和阻力系数的要求，利用一个法向矢量力产生装置，产生法向矢量力，所述法向矢量力能够平衡飞翼型飞机的一部分重量，并产生俯仰力矩，配平增升装置产生的俯仰力矩。

附图说明

图1显示了常规增升装置的作用效果。

图2是根据本发明的一个实施例的引入矢量力的无人飞翼整体示图。

图3显示了根据本发明的一个实施例的增升装置——后缘简单襟翼示图。

图4显示了根据本发明的一个实施例的增升装置——前缘襟翼示图。

具体实施方式

根据本发明的一个实施例，如图2所示，在飞翼布局中引入矢量力，该矢量力可以由多种动力装置提供，力的方向可以变化也可以固定，但需要保证重心(3)前升力方向有该力的分量(1)。在图2所示的本发明的实施例中，该矢量力是由涵道风扇(2)提供的。该涵道风扇(2)固定在飞翼机身(8)上，并位于飞翼机身(8)的纵向对称面上，全机重心(3)的前面。法向矢量力(1)的作用体现为：

-作为升力，它能够平衡一部分重量；

-位于重心(3)前面，该矢量力(1)能够产生相对重心(3)的抬头力矩，该力矩能够平衡起飞、着陆时前缘襟翼(5)和后缘襟翼(9)等气动增升装置打开时产生的低头力矩。

在本发明的一个实施例中，采用了简单式的前缘襟翼(5)，如图4所示，该前缘襟翼(5)位于机翼(4)的前缘；当前缘襟翼(5)下偏时，与机翼(4)之间通过关节段(11)实现曲面过渡连接。后缘襟翼(9)采用简单襟翼，如图3所示，能够相对机翼(4)实现偏转。