联合射流增升式地效飞行车制造技术

本实用新型专利技术公开了联合射流增升式地效飞行车，包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼，尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括机翼，其下底面为平底，中弧线呈S型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。本实用新型专利技术采用多重增升技术，使飞行车无需机翼或风扇即可悬浮飞行：设定飞行车工作于翼地效应区间，利用翼地效应使飞行车获得较大升阻力比；采用翼身融合布局方案，车体截面即为选定的翼型，增加升力面以增大升力，减小浸润面积以减小阻力；车体上表面设置联合射流增升装置，通过向流场注入动量，进一步提高升力，最终使得飞行车可以无机翼悬浮行驶。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种联合射流增升式地效飞行车，属于汽车设计领域。
技术介绍
目前，现有的飞行车通常有两种结构布局形式一，采用折叠或便携机翼的低空飞行器，如图1所示；二，采用旋转翼或风扇的飞行车，如图2所示。前者需要机翼，车体几何尺寸较大，不能常规停靠和在日常路面上使用；后者动力性要求较强，推进系统复杂，能耗较高。
技术实现思路
针对上述现有技术，本技术提供了一种无翼行驶的联合射流增升式地效飞行车，其融合了联合射流技术、地效增升技术及翼身融合布局，所需动力较小，推进系统简单， 能以常规尺寸悬浮行驶。本技术是通过以下技术方案实现的联合射流增升式地效飞行车，包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼， 尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括倒S型机翼，其下底面为平底，中弧线呈S 型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。所述小翼下缘距车体下表面的距离为车体长度的1%。所述尾翼高度为车体长度的50%，宽度为车体宽度的2/3，弦长为车体长度的 10%。所述螺旋桨包括两叶片，螺旋桨安装在竖直尾翼高度的50%处。所述吹气口位于弦长的7%处(从机翼前端起算)，吹气口高度为弦长的0.65% ； 所述吸气口位于弦长的83%处，吸气口高度为弦长的1.65% ；吹气口和吸气口形状均为长方形，且垂直于所在位置的切线方向。吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，组成射流气流循环系统；吹气口和吸气口的空气质量流量相等；吹气口和吸气口之间的部分仍为原始机翼形状。本技术通过采用多重增升技术，使飞行车无需机翼或风扇即可悬浮飞行设定飞行车工作于翼地效应区间，利用翼地效应使飞行车获得较大升阻力比；采用翼身融合布局方案，飞行车车身截面即为选定的翼型，增加升力面以增大升力，减小浸润面积以减小阻力；车身上表面设置联合射流增升装置，通过向流场注入动量，进一步提高飞行车的升力最终使得飞行车可以无机翼悬浮行驶。本技术飞行车的工作区间，即离地间隙为车长的10% 80%，此区间为翼地效应作用区间。在此区间，飞行车飞行时升力增加阻力减小，可以较小体积尺寸飞行。翼身融合是一种新的飞行器气动布局方案，是将机翼、机身、尾翼等融合成一个单一升力面布局的概念。这种布局的机身融合成机翼的一部分，也产生升力，而其总体浸润面3积显著减小，使飞行器获得更高的升阻比。飞行车车身采用翼身融合布局，以进一步增加升力减小阻力。联合射流装置就是在翼型的前缘开个槽，进行吹气，在翼型的后缘再开一个槽，进行吸气；吹气口和吸气口均通过气室与空气压缩机相联，组成射流气流循环系统；前缘吹气和后缘吸气的质量流量相等。研究表明，联合射流技术可使最大升力提高150%以上。吹气口位于7 %弦长处，此处车身上表面向内侧偏移0. 65 %弦长；吸气口位于83 %弦长处，车身上表面在此处向内侧偏移1.96%弦长；吹气口和吸气口之间的部分仍为原始翼型部分。 通过在车身上设置联合射流增升装置，增加升力，减小阻力。本技术具有如下有益效果(1)实现无机翼飞行联合射流增升式地效飞行可以使飞行车无机翼即可悬浮行驶。综合利用翼地效应、翼身融合、联合射流增升三种增升技术，使得飞行车以较小的外观尺寸便能悬浮飞行。(2)低功耗行驶在翼地效应区间行驶时可获得较高的升阻力比，翼身融合方案通过减小浸润面积以减小阻力，另外联合射流技术也可减小机身阻力，最终使得联合射流增升式地效飞行车的功耗较低，使用小尺寸推进系统即可正常行驶。附图说明图1是折叠翼飞行车示意图；图2是风扇垂直起降飞行车示意图；图3是本技术的联合射流增升式地效飞行车结构示意图；图4是采用翼身融合布局的车体示意图；图5是车体所用联合射流翼型示意图；图6是联合射流装置示意图；图7是在翼地效应区间行驶的机翼流线图；图8是在翼地效应区间的联合射流机翼流线图；图9是联合射流增升式地效飞行车流线图；图10是联合射流增升式地效飞行车前视图；图11是联合射流增升式地效飞行车俯视图；图12是联合射流增升式地效飞行车侧视图。其中，1、车体；101、机翼；2、小翼；3、吹气口 ；4、吸气口 ；5、螺旋桨；6、尾翼；7、空气压缩机。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。联合射流增升式地效飞行车，包括采用翼身融合布局的车体1、螺旋桨5、尾翼6， 如图3所示，其中，车体1两侧设有小翼2，使飞行车在地效飞行时气垫不漏气；尾翼6设在车体1后端，螺旋桨5设在尾翼6上；车体1包括倒S型机翼，其下底面为平底，中弧线呈S 型，机翼前端设有吹气口 3，后端设有吸气口 4，吹气口 3和吸气口 4分别通过气室与空气压缩机7相联，空气压缩机7置于机翼内。所述小翼2下缘距车体1下表面的距离为车体长度的1%。所述尾翼为T型布局，翼型选为NACA0012，其高度为车体长度的50%，宽度为车体宽度的2/3，弦长为车体长度的10%。所述螺旋桨5包括两叶片的小尺寸结构，螺旋桨安装在竖直尾翼高度的50%处。本技术的翼身融合布局的车体1如图4所示，车身的联合射流翼型如图5所示。本技术所用机翼101是倒S型机翼，下底面含有平底部分，中弧线呈S型，研究表明，这种翼型在地效区间工作时可有效增加机身的方向稳定性。联合射流增升装置如图6所示，吹气口 3位于弦长的7 %，吹气口高度为弦长的 0. 65% ；吸气口 4位于弦长的83%，吸气口高度为弦长的1.65% ；吹气口和吸气口形状均为长方形，且垂直于所在位置的切线方向；吹气口 3和吸气口 4均通过气室与空气压缩机7 相联，组成射流气流循环系统；吹气口 3和吸气口 4的空气质量流量相等；吹气口 3和吸气口 4之间的部分仍为原始机翼形状。在0°攻角下，非联合射流机翼的翼地效应CFD仿真结果如图7所示，联合射流机翼的翼地效应CFD仿真结果如图8所示。对比可以看出，联合射流机翼上表面的流线明显变少，且速度梯度较大，这说明联合射流有效地改变了流场，并向流场注入了动量，使得机翼上表面的气流运动加速，从而增加了升力。本技术的3维CFD仿真如图9所示。本技术飞行车的前视图如图10所示，由于本技术工作在地效区间，高度方向的稳定性差，为此设置了较高的尾翼6，尾翼高度为车长的50%。推进系统选用螺旋桨 5，螺旋桨5为两叶片的小尺寸结构，螺旋桨5安装在竖直尾翼6上。俯视图如图11所示， T型尾翼6位于车体1后端，尾翼宽度为车宽的2/3，尾翼弦长为车长的10%。侧视图如图 12所示，螺旋桨5安装高度为竖直尾翼6的50%处。车体1两侧的小翼2下缘距车体下表面为车长的1%。权利要求1.联合射流增升式地效飞行车，其特征在于包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼，尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括倒S型机翼，其下底面为平底， 中弧线呈S型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。2.根据权利要求1所述的联合射流增升式地效飞行车，其特征在于所述小翼下缘距车体下表面的距离为车体长度的1%。3.根据权利要求1所述的联合射流增升式地效飞行车，其特征在于所述尾翼高度为车体长度的50%，宽度为车体宽度的2/3，弦长为车本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．联合射流增升式地效飞行车，其特征在于：包括车体、螺旋桨、尾翼，其中，车体两侧设有小翼，尾翼设在车体后端，螺旋桨设在尾翼上；车体包括倒Ｓ型机翼，其下底面为平底，中弧线呈Ｓ型，机翼前端设有吹气口，后端设有吸气口，吹气口和吸气口分别通过气室与空气压缩机相联，空气压缩机置于机翼内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王增才，罗志刚，杜广生，杨志宏，孙岳，黄启林，姜俊金，王绥远，仲照琳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88