[发明专利]具有集成的空气动力构型的飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及一种以超音速和亚音速的飞行速度在大范围的飞行高度内操作的多模式的飞行器。本发明特别地能应用在能够以超音速巡航并且具有低雷达信号的多模式的超机动的飞行器中。

背景技术

对于能够在大范围的高度和飞行速度内执行任务、显示出超机动性并且同时具有低雷达信号的飞行器的设计是困难的技术挑战。

飞行器的空气动力构型应当在亚音速和超音速的飞行速度下提供最大的空气动力效率(增大升力分量并且减小阻力分量)，并且在超低的飞行速度下保证可控性。机体的外部形状应当提供减小的雷达信号。全部这些要求是矛盾的，对满足这些需要的飞行器的设计要折衷考虑。

最相关的飞行器结合了具有超机动性和低雷达信号的多模式的超音速飞行器的特征。根据标准平衡方案将飞行器构造成具有用于在全部飞行模式中对飞行器进行纵轴控制(俯仰控制)的全动式水平尾翼。除纵轴控制以外，全动式水平尾翼用于在超音速的飞行模式中通过不同的偏转对飞行器进行侧滚控制。

锥形的机翼具有向后缘的扫掠，其允许根部中的大的翼弦长度值，以在具有高的绝对机翼厚度的区域中减小相对机翼厚度。所述解决方案的目的在于在跨音速和超音速的飞行速度下减小波阻并且在于同时增加机翼油箱中的燃料负载。

机翼前缘设备包括适合的机翼前缘襟翼，其用于在超音速巡航中增大空气动力效率、在高攻角下改进机翼上的流、以及改进机动性能。

后缘设备包括：

襟副翼，所述襟副翼用于在起飞和降落时的升降控制，以及用于在跨音速和超音速的飞行中的侧滚控制；

副翼，所述副翼用于在起飞和降落时的侧滚控制。

两个垂直尾翼翼板，其由尾翼翅片和方向舵组成，提供定向轴稳定性和控制以及空气制动。定向轴控制通过方向舵的同步偏转来提供，而空气制动通过方向舵的不同偏转来提供。垂直尾翼翼板的翼弦面垂直地成锐角地偏转，由此减小飞行器在横向半球中的雷达信号。

发动机进气口安置在机身的侧部上。进气口的入口的平面在两个平面中倾斜，由此在包括以高攻角飞行的全部的飞行模式中提供进入到发动机中的稳定的空气流。

飞行器发动机彼此靠近地安置在机尾部段中，使得进气口在机身侧部上的位置容许进气口管道的弯曲形状。在前半球中由于通过进气口管道的结构来屏蔽发动机压缩器，所以该解决方案用于降低发动机的雷达信号，并且因此总体上降低飞行器的雷达信号。能够在垂直平面中偏转的“平面的”尾喷口的通道容许推力矢量控制，其又能够实现在低速飞行模式中对飞行器的俯仰轴控制，并且与全动式水平尾翼一起在超临界的攻角下提供负的俯仰力矩的界限。该解决方案提供超机动性(Lockheed Martin F/A-22Raptor(洛克希德马丁的F/A-22猛禽)：Steelth Fighter(隐形战斗机)，Jay Miller，2005年)。

然而，该飞行器具有以下缺点：

-侧滚和偏航轴控制在低速飞行中是不可行的，因为发动机彼此靠近并且该情形阻止了足够的控制力矩的提供；

-发动机彼此靠近的设置使得不可能在机身中设置货物舱；

-进气口管道的弯曲形状需要增加它们的长度，从而增加了飞行器的重量；

-在发动机的尾喷口的控制系统失效时，不可能保证飞行器从超临界的攻角的“恢复”；

-对带有方向舵的固定翅片的使用要求增大必要的垂直尾翼面积，以在超音速飞行模式中提供定向稳定性，其又导致增大尾翼的重量，并且结果总体上增大飞行器的重量以及增大阻力。

发明内容

通过本发明要实现的技术效果是提供一种飞行器，该飞行器具有低雷达信号、在高攻角下的超机动性、在超音速下的高的空气动力效率，同时在亚音速模式中保持高的空气动力效率，以及在内部舱中容纳超大货物的可能性。

所述技术效果通过集成的空气动力构型的飞行器来实现，该飞行器包括机身、带有平滑地合成到机身中的翼板的机翼、水平和垂直尾翼，和双发动机动力装置，其中，机身包括：边条，所述边条安置在发动机进气口的入口上方并且具有可控的枢转部段；中部机身，所述中部机身是平整的并且由一组空气动力型面纵向地形成；发动机短舱，所述发动机短舱彼此水平地间隔开，以及发动机的中心线相对于飞行器在飞行方向上的对称平面成锐角地定向。

此外，垂直尾翼是全动式、能够同步地和不同地偏转的尾翼。

此外，全动式的垂直尾翼安装在外挂架上，所述外挂架安置在机身的侧尾梁上，同时用于吹扫发动机室和空气调节系统的热交换器的进气口安置在外挂架的前部上。

此外，水平尾翼是全动式、能够同步地和不同地偏转的尾翼。