[发明专利]一种采用混合翼身的飞行器气动外形

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器设计领域，具体是一种采用混合翼身的飞行器气动外形。

背景技术

随着20世纪80年代翼身融合飞翼布局的巨型战略轰炸机B2的首次试飞，人们对此类外形应用于民航旅客机或运输机的可能性产生了浓厚兴趣和探讨。波音从20世纪90年代初开始研究翼身融合体外形的技术上和商业上的可行性和概念设计研究，随后欧洲、俄罗斯和日本等也相继开展类似的研究。相对于常规布局，翼身融合布局的优点主要表现在以下几点，采用翼身融合无尾布局，大大减小了浸湿面积，具备了较高的气动效率；由于气动效率的提高，减小了燃油消耗，并降低了氮氧化物的排放，具有较高的环境优势；宽大的中央机体具备了装载空间大和结构效率高优点；将发动机置于宽大机体上表面，有效屏蔽了发动机噪音同时避免了噪音被机翼下表面反射，有利于减小噪音水平。但，翼身融合布局也有相应缺陷，如专利US-20090152392A1所描述的翼身融合布局，较厚的中央机体和过渡段在跨声速飞行时易产生激波；外翼段后掠角较大，气动效率较低且不利于纵向平衡控制，限制翼身融合布局气动性能的进一步提高，中央机体较短，无法布置更多的逃逸舱门，难于满足适航要求。

发明内容

为克服现有翼身融合布局技术中存在的气动效率和纵向操纵能力的不足，本发明提出了一种采用混合翼身的飞行器气动外形。

以所述混合翼身飞行器一侧气动外形为例，沿机体展向分别为中央机体、过渡段和外翼段，并且所述的过渡段位于中央机体与外翼段之间，并且中央机体、过渡段和外翼段的面积比为1∶0.350∶0.554；

a.中央机体采用前加载后卸载翼型；中央机体包括中央机体根部控制面、中央机体中部控制面、中央机体梢部控制面；中央机体的平面形状为梯形；中央机体的投影面积为全机半模投影面积的52.5％；中央机体前缘后掠角α为65°；中央机体根部控制面弦长L₄＝38m；中央机体梢部控制面距中央机体根部控制面的展向距离S_6-4＝6.8342m，中央机体梢部控制面前缘顶点的坐标为(15.0740m，6.8341m，0.7000m)，中央机体梢部控制面弦长L₆＝20.7739m；中央机体中部控制面距中央机体根部控制面的展向距离S5-4＝3.4171m；中央机体中部控制面的弦长为29.3869m，中央机体中部控制面前缘顶点的坐标为(7.5370m，3.4171m，0.3500m)；

中央机体根部控制面的翼型的前缘顶点与中央机体根部控制面前缘顶点重合，并将所述中央机体根部控制面的翼型的横坐标x和纵坐标y均放大38倍，得到中央机体根部控制面的截面形状；

中央机体中部控制面的翼型的前缘顶点与中央机体中部控制面前缘顶点重合，并将所述中央机体中部控制面的翼型的横坐标x放大29.3869倍，纵坐标y放大31.0119倍，得到中央机体中部控制面的截面形状；

中央机体梢部控制面的翼型的前缘顶点与中央机体梢部控制面前缘顶点重合，并将所述中央机体梢部控制面的翼型的横坐标x放大20.7739倍，纵坐标y放大22.9655倍，得到中央机体梢部控制面的截面形状；

b.过渡段包括中央机体梢部控制面、过渡段中部控制面、过渡段梢部控制面；过渡段的平面形状为梯形，且中央机体梢部控制面即为过渡段的根部；过渡段的投影面积为全机半模投影面积的18.4％；过渡段前缘后掠角β为50°；过渡段梢部控制面距中央机体梢部控制面的展向距离S_8-6＝4.8464m，过渡段梢部控制面前缘顶点的坐标为(20.6963m，11.6804m，1.4000m)，过渡段梢部控制面弦长L₈＝8.3942m；

过渡段中部控制面距中央机体梢部控制面的展向距离S_7-6＝2.4232m；通过以上几何关系确定过渡段中部控制面的弦长为14.5841m，过渡段中部控制面前缘顶点的坐标为(17.8851m，9.2572m，1.0500m)；

过渡段中部控制面的翼型采用前加载后卸载翼型；过渡段中部控制面的翼型的前缘顶点与过渡段中部控制面前缘顶点重合，并将翼型的横坐标x放大14.5841倍，纵坐标y放大14.6570倍，得到过渡段中部控制面的截面形状；