[发明专利]带有可变几何形状的飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的带有用于匹配飞行特性的可变几何形状的飞行器和此外这种飞行器的使用或用于在飞行期间改变飞行器的几何形状的方法。

背景技术

由现有技术此类飞机已知为所谓变几何形状的飞机，简称“变掠翼飞机(Schwenkfluegler)”(例如“Grumman F-14 Tomcat”、“Mikojan-Gurewitsch MiG-23和Mig-17”等)。

这种已知的飞行器包括机身(Rumpf)，机身带有从两侧在横向上伸出的成对的机翼，机翼相应具有关于机身静止布置的内部机翼段和联接在其处的、围绕摆动轴线可摆动的外部机翼段，其中，摆动轴线大致在飞行器的竖直方向上定向。

对于这种变掠翼飞机，借助于外部机翼段的可摆动性，机翼的掠形(Pfeilung)和由此几何形状(“构造”)在飞行期间可有利地被改变以匹配飞行特性(空气阻力、升力、机动性等)，以便因此考虑例如在不同的飞行情况中(例如起飞和着陆、巡航、军事战斗任务等)的各个要求。众所周知，较小的掠形例如对于在更大的距离上的高能量效率的飞行(巡航)是有利的，相反较大的掠形尤其对于在特别快速飞行时降低空气阻力带来优点。

但是已知的变几何形状的飞机也具有缺点。除了必须安装用于机翼摆动并且由此提高重量的偏差驱动之外，例如在军事领域中提出越来越高的关于“弱雷达标记的(radarsignaturarm)形状”的要求，以便避免飞行器被雷达截获和/或侦测或至少使变得困难。此外，在该应用领域中还要求，在飞行任务中，如对于战斗飞机应使不仅高能量效率的巡航、而且机动且灵活的飞行特性成为可能。针对满足这些要求的飞行器的设计目标是互补的(komplementaer)。特别高能量效率的巡航仅仅利用大伸展的机翼(细长翼)是可能的。但这种机翼由于例如围绕飞行器的纵轴的相对大的惯性矩而降低了机动性。此外，细长的机翼使合适的摆动运动学的构造(针对给定的机翼面积)变得困难。

发明内容

本发明的目的在于给出一种针对带有可变几何形状的飞行器的替代方案，借助于该方案使“摆动驱动”的简化成为可能，且上述的目标冲突可更好地处理，以便因此扩大例如飞行器的应用领域。

在本发明中，以这种类型的飞行器为出发点的目的由此实现，即，摆动轴线定向在与飞行器的纵向(对应于飞行方向)偏离最大40°、优选地最大20°的方向上。

例如，摆动轴线因此可大致在飞行器的纵向上定向。由此，尤其被认为是与飞行器的纵向偏离最大20°、优选地最大10°的定向。

如果摆动轴线并非精确地在纵向上定向，则根据优选的实施形式设置成摆动轴线关于水平面的倾斜角小于关于由纵向和竖直方向展开(aufspannen)的竖直平面的倾斜角。

通过外部机翼段围绕或多或少在纵向中定向的摆动轴线的可摆动性，有利地可能的是，利用同一飞行器完成否则至少需要两种不同的飞机构造的飞行任务。一方面，高能量效率的构造带有未摆动的外部机翼段和由此“伸展的”机翼，而另一方面(至少一个)机动的构造带有摆动的外部机翼段和这里“有效变短”的机翼。

本发明的另外的特别的优点在于，飞行器可设计有微弱的雷达标记(尤其还在机翼的摆动的状态下)，且摆动机构不必具有自身设置用于摆动的摆动驱动。而摆动可在充分利用空气动力学的力的情况下完成，该力在飞行期间作用于外部机翼段处。

“内部”(机翼段)与“外部”(机翼段)的概念涉及在未摆动状态下的布置，在其中外部机翼段在横向上观察处于比内部机翼段更外面。为了简单起见，针对两个不同机翼段的称呼也用于摆动的状态，尽管该称呼就此而言那么并非完全符合，即“外部机翼段”在摆动的状态下在横向上观察可与“内部机翼段”大致布置在相同的位置。

“机身”概念在本发明的意义中可非常广泛地理解为飞行器的在横向上观察的中央区域。在一个实施形式中，飞行器包括以下意义中的“传统的机身”，即它可清晰地与从两侧伸出的机翼划分开和/或区分开(对此典型的例子是在纵向上大致“雪茄形”地长形延伸的机身)。在另一实施形式中(其在专业领域中已知为“全翼式飞机构造”)，飞行器不包括证实地和/或清晰地可与从两侧伸出的机翼划分开的机身。在这种情况下，机身与机翼之间存在流线的过渡，或者机身在极端情况下由内部机翼段的在横向上观察的内部的端部自身形成。对于后者“全翼式飞机类型”，在横向上观察的飞行器中部可被视作机身。

这种新式方案尤其还适合于军事应用，它可作为无人驾驶的飞行器或作为有人驾驶的飞行器。