[实用新型]一种基于高压捕获翼外形的高速飞行器

说明书

本实用新型涉及一种基于高压捕获翼外形的高速飞行器，包括机体，机体的下方设有下翼面，机体的上方设置有高压捕获翼，且下翼面的下方设置有吸气式发动机；水平投影上具有对称轴线，在对称轴线上，将高压捕获翼的最前端定义为A点，从A点开始沿着光滑曲线向两侧后掠，到达侧面的最远点B点，A点和B点之间的连线与水平线的夹角为α，30°<α<50°，高压捕获翼侧部从最远点B点沿着直线往后延伸至C点，对称轴线上的最末端点定义为D点，C点和D点之间的连线与对称轴线的夹角为β，45°<β<90°；本实用新型后掠程度相对于传统的超高声速飞行器的高压捕获翼较小，尾部燕尾形设计，尽可能多的利用高压区；将吸气式发动机结合到飞行器中，提升航速。

技术领域

本实用新型实施例涉及高速飞行器装置技术领域，具体涉及一种基于高压捕获翼外形的高速飞行器。

背景技术

高速飞行器主要指各类超音速或高超音速飞行器。通常把马赫数M为1.2～5.0的飞行称为超音速飞行；马赫数M大于5.0的飞行称为高超音速飞行。新型高速飞行器构型设计是目前飞行器研制的热点问题，尤其是带动力的高升阻比构型设计。

现有技术中，一类是无动力的滑翔飞行器，通过在飞行器上方布置上置式捕获翼，可以有效提升升阻比，例如CN103350750A，其在飞行器机体的上方设置有高压捕获翼；再比如CN104354852A公开了一种高速飞行器，其具有上置翼，其实质也是高压捕获翼。但上述专利的高压捕获翼基本为圆弧结构，不易安装固定，且易于变形，需要比较高的加工精度。另一类高速飞行器则主要配置发动机，然而发动机虽然能够提供动力，但是由于自重和体积较大，导致飞行器容量有限，难以满足远程、快速、大容量的运输需求。目前，还没有将高压捕获翼和吸气式发动机同时用于高速飞行器的研究，特别是对于吸气发动机的布置方式，对于整个飞行器的性能都有重要的影响。

另一方面，高压捕获翼本身的结构设计也直接影响着飞行器的性能，虽然其在一定条件下能够提供升力补偿，但同时也会使机体的阻力和重量增加。因此，高压捕获翼的翼型设计至关重要。实用新型人曾提出了一种捕获翼的构型，在学术论文“Hypersonic I-shaped aerodynamic configurations，Science China Physics，mechanics&Astronomy，vol.61 No.2，2018”的图1中，展示了一种捕获翼的大致形状，其前侧采用后掠式设计，尾部具有大的支撑面，而对于高速飞行器而言，高压捕获翼的尾部附近为低压区，不仅不能产生升力，还会由于自身的湿润面积带来一定的摩擦阻力，因此，其气动性能并不高。对于高超声速飞行器而言，由于强激波的存在，压差阻力急剧增加，导致升阻比性能下降，因此高速飞行器的机翼一般采用大后掠设计。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种基于高压捕获翼外形的高速飞行器，以解决现有技术中由于强激波的存在，导致升阻比性能下降的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于高压捕获翼外形的高速飞行器，包括机体，所述机体的下方设有下翼面，所述机体的上方设置有高压捕获翼，且所述下翼面的下方设置有吸气式发动机，所述吸气式发动机的前端设有进气口；所述高压捕获翼具有对称构型，其在水平面上的投影，沿着前后方向具有对称轴线，在所述对称轴线上，将高压捕获翼的最前端定义为A点，从A点开始沿着光滑曲线向两侧后掠，到达侧面的最远点B点，A点和B点之间的连线与水平线的夹角为第一夹角α，并且30°<α<50°。

进一步地，所述高压捕获翼的后部采用燕尾形的后掠式设计，高压捕获翼侧部从最远点B点沿着直线往后延伸至C点，对称轴线上的最末端点定义为D点，C点和D点之间的连线与对称轴线的夹角为第二夹角β，45°<β<90°。

进一步地，所述飞行器前端形成压缩激波，所述高压捕获翼的前端及进气口位于所述压缩激波之后。