[发明专利]用于改进盒式机翼飞行器概念的方法以及对应的飞行器构造

说明书

通过应用下面的方法步骤以改进传统的盒式机翼飞行器概念的飞行器构造：将后掠前翼和前掠后翼分成根段和梢段，其中前翼的梢段(34)比根段(37)更后掠，并且后翼的梢段(35)比根段(38)更前掠。优选实施例包括：移动前翼至机首并朝向长机身的后端移动后翼；增加中翼并由此以三分之一的程度减小了翼展；将中翼分成后掠的根段(28)和两个梢段(29、30)，一个前掠并且另一个后掠。在每一侧上的四个翼尖通过翼尖翼刀(26)互连，获得了七个闭合的框架结构以及七个用于流动的空气动力通道。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月25日提交的、具有OHIM/OAMI参考号“StratosLiner”的RCD EM 002544510-0001和002544510-0002申请的优先权，并且同时要求于2015年3月16日提交的、名称为“在十边形盒式机翼构造中的后掠和前掠的飞行器机翼段”的美国专利申请号29520505的优先权。

技术领域

本发明涉及盒式机翼飞行器设计领域，着重于一些特征的新颖的改进以及为在该领域中的现有技术增加新的元素。本发明构成在更宽的分类非平面飞行器机翼中的闭合机翼(盒式机翼、环形机翼、连接机翼)内新的子分类。

背景技术

常规的、传统的盒式机翼构造由窄而后掠的前翼、相似的窄而前掠的后翼和连接翼尖之间的无升力翼尖翼刀、侧翼组成。前翼根部连接机身的下部，并且后翼根部连接机身的上部，或者后翼根部使用竖直稳定器(vertical stabilizer，垂直尾翼)或两个V形尾翼翼片(用于与机身的结构连接)被升高到机身的尾部之上。

具有追求良好的空气动力性能的雄心的大多数现代的盒式机翼飞行器设计具有长而窄的机翼，例如WO 2004/074093 A1或BG 65998 B1。一些设计者通过在根部使用较小的后缘掠角加强了薄而窄的前翼的根部，例如BG 65998 B1。其它设计者采用沿着前翼的内侧后缘的一半的额外的三角形区域，以容易地安装襟翼，例如DE 201 11 224 U1。WO 2004/074093 A1的权利要求书重点在于尾翼翼片和后翼之间的空气动力通道。有一种盒式机翼设计，其中后翼的内侧部是下反角的并且外侧部是反角的，即WO 88/06551 A1。另一种设计(WO 03/059736 A2)具有三对机翼，追求使用康达效应(Coanda effect)。

所引用的现有技术中没有一篇看起来示出或建议了前翼和后翼的不同掠变段的组合。这些专利文献中没有一篇在讨论当使用窄机翼时减小盒式机翼概念的翼展的问题。它们中没有一篇在讨论机翼的横截面积与掠角之间的联系，也没有面积律方法的应用以通过引入具有不同掠角的机翼段在机身中进行更好的燃油存储。现有技术看起来没有关注翼尖翼刀的长度和用于盒式机翼构造的结构加强的新颖的选择方案。

相比于具有相同重量的单翼机飞行器，盒式机翼飞行器的窄的前翼和后翼必须一起提供足够的机翼面积。由此，该盒式机翼飞行器的翼展与单翼机飞行器的翼展相似。出于种种原因考虑，较小的翼展常常是优选的。非常大型的客机应当具有小的翼展以易于为我们的机场管理。期望客机承载多于一千名旅客，但是由于大的翼展很难设计这样的单翼机。

该大型飞行器也不像盒式机翼双翼机那样容易设计。翼展仍然较大并且薄的机翼承受弯曲和扭转，特别是在翼尖处。翼尖翼刀的长度是用于结构计算的重要参数。可以证实的是，前翼和后翼的闭合的框架结构不够牢固和坚硬。存在这样的风险，即常规的、传统的盒式机翼构造的翼尖翼刀必须被强化许多并且因此可能太重。

使用薄而窄的机翼背后的总体思路之一是较好的空气动力性能。但是对于长距离飞行，客机必须在巨型机翼中承载大量燃油。在盒式机翼飞行器的薄机翼中没有太多地方存放燃油。