宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构，采用折叠机翼的变体方式改变机翼掠向、展弦比和翼型，提高气动外形在宽飞行包线内的适应能力；本实用新型专利技术能够在飞行中改变气动外形,能在不同飞行状态下性能保持最佳状态；与常规固定布局飞机相比,本实用新型专利技术飞行包线更宽,作战效能更高,它能够根据飞行环境、飞行剖面以及作战任务等需要,自主地改变气动构型,优化其飞行性能。

【技术实现步骤摘要】
宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构
本技术涉及一种飞行器的机翼。
技术介绍
近年来，围绕着未来战斗机发展的各种可能性，人们进行了广泛的探索。主要方向之一有:更快的飞行速度，更高的飞行高度和无人化控制。要求其能够兼顾在各种高度、各种姿态下的飞行性能。更加注重超远程打击能力，突出超高速飞行，并进一步强化现代战斗机在中低空的亚声速机动性和超声速机动性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种能够根据飞行环境自主地改变气动构型、优化飞行性能的宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是:宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构，在低速模态或高速模态下工作或相互转换，包括机头和机身，所示机头的后部两侧有鸭翼，所述机身的两侧固定设有后掠内翼，所述后掠内翼的翼梢设有如掠折置外翼，所述机身的后部上方设有一对全动式垂直尾翼；所述后掠内翼的翼型为超临界翼型；所述前掠折叠外翼的翼型为“ Λ ”形弹翼；在低速模态下，所述前掠折叠外翼沿所述后掠内翼的翼梢展开；在高速模态下，所述前掠折叠外翼翻转并贴合在所述后掠内翼的底面，所述前掠折叠外翼的翼型变为低速模态翼型的倒置。作为优选的技术方案，所述前掠折叠外翼的前端相对所述后掠内翼更靠前，所述前掠折叠外翼和所述后掠内翼之间的缝隙相对靠后，而且所述前掠折叠外翼前半段的下弧线平直向下倾斜。作为优选的技术方案，所述前掠折叠外翼的最大厚度在翼弦68%处。作为优选的技术方案，所述后掠内翼具有4°的下反角。由于采用了上述技术方案，本技术采用折叠机翼的变体方式改变机翼掠向、展弦比和翼型，提高气动外形在宽飞行包线内的适应能力；本技术能够在飞行中改变气动外形，能在不同飞行状态下性能保持最佳状态。与常规固定布局飞机相比，本技术飞行包线更宽，作战效能更高，它能够根据飞行环境、飞行剖面以及作战任务等需要，自主地改变气动构型，优化其飞行性能。【附图说明】图1是本技术实施例前掠折叠外翼处于展开状态下的示意图；图2是图1的右视图；图3是本技术实施例前掠折叠外翼处于折叠状态下的立体图；图4是图3的右视图；图5是本技术实施例后掠内翼的翼型示意图；图6是本技术实施例前掠折叠外翼的翼型示意图；图7是本技术实施例前掠折叠外翼与后掠内翼的闭合翼型示意图；图8是本技术实施例闭合翼型的空气动压示意图，图中上翼面形成的空气动压，Nt为下翼面形成的空气动压，Ng为上、下翼面形成的空气动压合力，F#为Ng垂直于水平面的分量，FpfiS Ng平行于水平面的分量；图9是本技术实施例闭合翼型的激波示意图；图中:1-机头；2-机身；3-鸭翼；4_后掠内翼；5_前掠折叠外翼；6_垂直尾翼；7-前缘襟翼。【具体实施方式】为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本技术的【具体实施方式】。如图1、图2和图3所示，本实施例宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构包括机头I和机身2，所示机头I的后部两侧有鸭翼3，所述机身2的两侧固定设有后掠内翼4，所述后掠内翼4的翼梢设有前掠折叠外翼5，所述机身2的后部上方设有一对全动式垂直尾翼6。为了兼顾高超声速、超声速、亚声速和大迎角姿态，本实施例采用折叠机翼的变体方式(简称为折叠翼)将前掠翼与后掠翼、常规翼型与“ Λ ”形弹翼相结合，以优化全部飞行包线和所有飞行姿态下的飞行性能。本实施例的气动外形分为低速模态和高速模态，两个模态之间的变换是通过折叠机翼来实现的。它的机翼分为前掠折叠外翼5和后掠内翼4两段，前掠折叠外翼5大角度ill掠，后掠内翼4小角度后掠。后掠内翼4的翼型如图5所不，后掠内翼4翼型类似于拉长的超临界翼型；如掠折置外翼5的翼型如图6所不，而如掠折置外翼5的最大厚度在翼弦68%处，相对靠后。而且前掠折叠外翼5翼型前半段的上弧线十分平直地向上倾斜，外形类似于翻转的“Λ”形弹翼。后掠内翼4融合连接在机身2上,而后掠内翼4与如掠折置外翼5通过绞链连接，前掠折叠外翼5可在飞行时绕后掠内翼4翼梢旋转184°，如图4所示。本实施例由低速模态变高速模态时，前掠折叠外翼5由张开状态向内旋转184°从而与后掠内翼4相贴合，与后掠内翼4形成新的如图7所示的闭合翼型，具体请参见图3。由高速模态变低速模态时程序相反。折叠翼的铰链式变换结构是比较简单的机械结构，而且其折叠的变换方式相对其它方式的变机翼，具有便于维护、造价低、特别是占用空间小等优点。本实施例不仅结构简单而作用强大，既可以改变飞行器的气动布局，又可以改变飞行器的翼型。折叠翼的实质是在前掠翼布局和后掠翼布局之间切换，同时改变翼展和展弦比。图9为前掠翼和后掠翼的气动效率随速度的变化曲线。从图中可以看出，前掠翼在亚声速时的气动效率大幅高于后掠翼。而在超声速后，后掠翼逐渐开始占优势。折置翼使本实施例在低速t旲态时如掠折置外翼5如掠翼，亚声速时拥有非常高的大迎角性能和机动性。而在高速模态使本实施例变为后掠翼，大幅度降低高超声速飞行时的阻力。折叠翼通过改变机翼的掠向，从而使机翼在所有飞行包线内保持最佳气动效率。众所周知，小展弦比、大后掠角的飞行器适于高速飞行，但低速飞行时性能不佳。而大展弦比、小后掠角的飞行器适合低速飞行，其亚声速升阻比较大，但不适合高速飞行。由于折叠翼的作用，当本实施例由低速模态变为高速模态时，其展弦比由2.49变为0.79，机翼后掠角由19.8°变为56.3°。从而使本实施例在低速飞行和高速飞行时都能够保持最好的飞行性能。由折叠翼的变换方式知，由低速模态变为高速模态后，前掠折叠外翼5与后掠内翼4相贴合，而且前掠折叠外翼5上下翻转，其翼型变为低速模态翼型的倒置。如图3所示，由于前掠折叠外翼5相对后掠内翼4更靠前，所以此时闭合翼型的前端即为前掠折叠外翼5的前端，闭合翼型前半段的下部为前掠折叠外翼5。这使得后掠内翼4和内前掠折叠外翼5之间的缝隙相对靠后，而且翼型前半段的下弧线平直向下倾斜。高超声速飞行时的空气动压非常大，而且机翼前端会产生斜激波。如图8所示，闭合翼型前半段的下弧线平直向下倾斜使它能够像“Λ”形弹翼一样，下斜的翼面在对空气压缩产生向后的力的同时也产生向上的力，从而利用空气动压产生升力。其前部形成的斜激波能进一步强化这种压缩升力。高超声速飞行时，这种依靠空气动压提供压缩升力方式，较常规翼型拥有更高的效率。由图8可以看出，上翼面也会产生空气动压，它导致翼型的升力减小阻力增加。上翼面空气动压的大小主要取决于闭合翼型上翼面的平直程度，而正是后掠内翼4的存在使闭合翼型的上翼面向上凸出。为了减小后掠内翼4凸出程度,本实施例将后掠内翼4翼型设计为中段较平直的超临界翼型，使闭合翼型上翼面尽量平直的同时，还可以延迟高亚声速时激波的出现，减小附面层分离的程度，增加临界马赫数和阻力发散马赫数之间的马赫数增量。因此可以获得较好的高亚声速和跨声速飞行性能。另外，由图中可以看出，本实施例将后掠内翼4部分嵌入了翻转的前掠折叠外翼5，使后掠内翼4、前掠折叠外翼5更加紧密的贴合，也进一步优化了闭合翼型的上下翼面，使之过渡更为平滑，上翼面更为平直，提高了升阻比。其次，后掠内翼4的前缘襟翼7的调节能够使后掠内翼4、前掠折叠外翼5贴合更加紧密。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构，在低速模态或高速模态下工作或相互转换，其特征在于：包括机头和机身，所示机头的后部两侧有鸭翼，所述机身的两侧固定设有后掠内翼，所述后掠内翼的翼梢设有前掠折叠外翼，所述机身的后部上方设有一对全动式垂直尾翼；所述后掠内翼的翼型为超临界翼型；所述前掠折叠外翼的翼型为“∧”形弹翼；在低速模态下，所述前掠折叠外翼沿所述后掠内翼的翼梢展开；在高速模态下，所述前掠折叠外翼翻转并贴合在所述后掠内翼的底面，所述前掠折叠外翼的翼型变为低速模态翼型的倒置。

【技术特征摘要】
1.宽飞行包线飞行器的折叠机翼式变体结构，在低速模态或高速模态下工作或相互转换，其特征在于:包括机头和机身，所示机头的后部两侧有鸭翼，所述机身的两侧固定设有后掠内翼，所述后掠内翼的翼梢设有前掠折叠外翼，所述机身的后部上方设有一对全动式垂直尾翼；所述后掠内翼的翼型为超临界翼型；所述前掠折叠外翼的翼型为“Λ”形弹翼；在低速模态下，所述前掠折叠外翼沿所述后掠内翼的翼梢展开；在高速模态下，所述前掠折叠外翼翻转并贴合在所述后掠内翼的底面，所述前掠折叠外翼的翼型变为...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯加伟，
申请(专利权)人：冯加伟，
类型：新型
国别省市：山东;37