[实用新型]一种短距起飞垂直着陆飞行器

说明书

一种短距起飞垂直着陆飞行器,其包括机身、主发动机、垂尾、以及分别设置在机身两侧的主翼、上翼、端翼和鸭翼；在两个端翼的外侧均设置有延伸翼，两个延伸翼上均设置有副翼，两个上翼上均设置有升降舵；两个端翼的尾部均设置有方向舵；在两个端翼的下部分别设有前向伸出支撑结构，在每个前向伸出支撑结构上设置一台主发动机、主发动机螺旋桨以及螺旋桨倾角驱动装置；在每个端翼的下部设置可收放式主起落架；在垂尾后部设置向后伸出支撑结构，在该向后伸出支撑结构上安装有调姿发动机螺旋桨。本飞行器不仅具有短距起飞、垂直着陆性能，同时兼顾了高速、长航时、大航程等飞行性能。

技术领域

本实用新型属于飞行器设计领域，具体涉及一种具有优异气动性能的联结翼鸭式气动布局，能实现短距起飞、垂直着陆的飞行器。

背景技术

飞机具有速度快、机动性高等特点，不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔，无需像汽车和火车那样必须修建昂贵的公路或铁路。但是飞机也有自身的局限性，特别是起降场地有限制，飞机、尤其是大型固定翼飞机，必须依赖于机场跑道起降，机场跑道的建设规模大，一般长达2千米以上，而且占用空间大，在机场跑道数十千米范围内，不允许有高层建筑物或非航管空中飞行物，所以一个城市最多不过几个飞机场，而且机场多分布在远郊。

目前的飞机只适用于重量轻，时间要求紧急，航程又不能太近的运输。然而，高速铁路的发展，甚至也对飞机的这一功能发出了严重的挑战。所以，从飞机的长远发展来看，需要解决的关键问题是如何使飞机减轻、甚至摆脱对于机场跑道的依赖程度。

联结翼鸭式布局飞行器，综合运用气动/结构一体化设计技术，具有有效升力大、全机巡航升阻比高、机体重量轻、主体结构强、机内有效载荷空间大、留空时间长、低空/低速性能好、起降性能优等特点。

常规布局飞行器，主要依靠机翼产生全机飞行所需升力，机翼在产生升力的同时，还会附加产生一定的弯曲和扭转力矩，必须采用较强、较重的机翼结构承载，因此需要付出较大的结构重量。而采用联结翼鸭式布局，联结翼本身，既是飞机的升力面，又是升力面的承力框，可将机翼所产生的弯矩和扭矩，转化为对于端翼和垂尾的拉压应力，大大优化了机翼沿展向载荷分布，从而大大减轻了机翼的结构重量和全机重量。

常规布局飞行器，采用机翼和尾翼配合实现全机的纵向配平控制，因此在不同的重心条件下，为达到全机纵向配平，需要付出一定的升力损失。而采用联结翼鸭式布局飞行器，可利用三组升力面参与纵向配平控制，十分有利于减小纵向配平升力损失，甚至可以实现正向配平控制功能。

常规布局飞行器，采用垂直尾翼作为主要航向安定面，方向舵位于垂尾上，提高航向安定性与操纵性就需要更大的垂尾和方向舵，导致垂尾重量大、结构复杂。而采用联结翼鸭式布局飞行器，可综合利用端翼和安装在端翼上的方向舵实现飞行器航向操稳特性控制。

常规布局飞行器的副翼设置在主翼上，距离机身较近，若要提高滚转操纵效率，必须采用较大的副翼舵面。而采用联结翼鸭式布局飞行器，利用前掠延伸翼安装副翼，可在较小副翼操纵面积条件下，实现全机的高效横滚操纵。

常规布局的飞机，主要依靠机翼、尾翼等升力面来产生飞行所需升力，只有在飞行速度达到较大时，才能产生足以支撑飞机重量的升力，其结果，必然导致飞机的起、降滑跑距离较长。采用本布局的飞机，可以利用发动机倾转控制技术，通过动力倾转来产生一定的升力，相当于减轻了飞机的起降重量，可以大大降低飞机的起飞离地速度或着陆接地速度，大大缩短飞机的起降地面滑跑距离。

常规布局的飞机，起降时，主要靠舵面的气动效率来产生纵向控制力矩。而采用本布局的飞行器，却可以利用发动机倾转及控制技术，产生俯仰、横滚等控制力矩，特别是在飞机起降阶段，采用发动机的动力倾转及控制，可以产生大的抬头力矩，使得飞机在起降低速条件下，也能达到较大的可控迎角，十分有利于飞机在起飞阶段的大升力离地；也可以为飞机在着陆阶段，实现大迎角(临近失速迎角)、小速度(甚至是垂直向下)着陆接地创造条件。