[发明专利]一种超音速飞机布局的飞机

说明书

技术领域

本发明涉及飞机气动布局设计技术领域，具体而言，涉及一种超音速飞机布局的飞机。

背景技术

对于飞机设计而言，超音速巡航具有速度快、节省时间的优点，而超音速巡航飞机往往需要飞机具有大后掠角；高亚音速飞行具有速度较快、航程远的优点，而高亚音速巡航飞机往往需要飞机具有小后掠角；此外，飞机在低速起降时后掠角越小，越有利于提高飞机的低速起降性能。为了兼顾超音速、高亚音速、低速起降等性能，出现了以B-1B和Tu-160飞机为代表的变后掠翼飞机，然而变后掠翼飞机存在以下不足：

一是受到变后掠形式的限制，机翼根部存在超过45％的机翼面积不可转动，这在很大程度上限制了变后掠翼所带来的气动力的收益；

二是目前的变后掠翼机翼只有一个自由度，需要普通尾翼。普通尾翼在进行飞机操纵时，存在如下不足，由于舵面面积有限，需要较大的舵偏角对飞机实现有效操纵，这时会产生较大的阻力，会降低气动效率，尤其是飞机速度较低时，飞机需要大迎角，此时垂尾的舵面上偏至最大，会产生较大的阻力。此外，飞机从亚音速加速至超音速时，平尾操纵舵面的效率会明显降低，甚至出现舵效不足的情况；

三是由于超音速飞机的飞行速域广，焦点位置变化范围大，因此目前现有的变后掠翼飞机为了实现不同速度下焦点与重心的匹配，对飞机的重心控制要求很高，给飞机重心控制带来较大困难。

现在亟需解决的技术问题是如何设计一种超音速飞机布局的飞机，该超音速飞机布局的飞机能够克服上述现有技术中的不足。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种结构合理的超音速飞机布局的飞机。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种超音速飞机布局的飞机，包括机身，机翼、垂尾、方向舵，其中，机身两侧对称设置有机翼，机身的尾部对称设置有尾翼，尾翼上设置有方向舵，机身上设置有发动机，机身的头部为尖状；机翼为双自由度机翼，机翼通过球形铰链与所述机身连接，机翼上设置有机翼舵面；机翼舵面通过作动轴与机翼轴动连接；发动机为涡喷发动机，设置于机身的后部。

上述方案中优选的是，机翼设置有机翼大梁，球形铰链设置有球形铰链转轴，机翼大梁一端设置有套环，套环的内径尺寸与球形铰链转轴的直径相等，机翼大梁套在球形铰链转轴上实现机翼大梁与球形铰链转轴轴动连接。通过球形铰链连接轴与机翼大梁的连接，使机翼大梁可绕球形铰链连接轴转动。

上述任一方案中优选的是，机翼大梁的套环的外侧中部沿套环周向设置有环形凹槽。在机翼大梁的套环上设置环形凹槽的目的是，可在凹槽内设置传动带，通过传动带来带动机翼大梁绕球形铰链连接轴转动。

上述任一方案中优选的是，球形铰链转轴通过机体连接轴与机体加强框轴动连接，机体连接轴与球形铰链连接轴的连接处设置有第一滚动轴承。

上述任一方案中优选的是，在机体连接轴上、与机体加强框连接处设置有第二滚动轴承，第一滚动轴承的轴线与第二滚动轴承的轴线垂直。第一滚动轴承与第二滚动轴承垂直设置的目的是使机翼可在多角度范围内进行转动。

上述任一方案中优选的是，机体连接轴与第二滚动轴承之间设置有第二止动垫圈。第二止动垫圈的作用是防止机体连接轴与第二滚动轴承产生相对位移。

上述任一方案中优选的是，机翼大梁的套环内侧设置有第一止动垫圈，第一止动垫圈置于机翼大梁的套环内侧与球形铰链连接轴之间，防止机翼大梁的套环与第一滚动轴承产生相对位移。

上述任一方案中优选的是，机体连接轴上长度的中部、沿机体连接轴周向设置有齿轮，通过齿轮与动力驱动机构配合连接，实现对机体连接轴的驱动。

本发明所提供的超音速飞机布局的飞机的有益效果在于，采用双自由度机翼，实现了全机翼的可变后掠，可良好地兼顾低速、亚音速、超音速飞行。可根据飞机不同的飞行状态的需要，通过对机翼的双自由度控制，实现飞机的高效，安全控制，稳定性高、安全可靠。

附图说明

图1是按照本发明的超音速飞机布局的飞机的一优选实施例的示意简图，其中，超音速飞机布局的飞机处于低速起降飞行状态；

图2是按照本发明的超音速飞机布局的飞机的图1所示实施例机翼与机身连接的结构示意图；

图3是按照本发明的超音速飞机布局的飞机的图1所示实施例的机翼与机身连接结构爆炸图；

图4是按照本发明的超音速飞机布局的飞机的图1所示实施例机翼与机身连接的剖面结构示意图；

图5是按照本发明的超音速飞机布局的飞机的图1所示实施例亚音速巡航状态的示意图；