[实用新型]一种利用翼面弦向吹气实现垂直起降和飞行的变流式航空器

说明书

本实用新型公开一种利用翼面弦向吹气实现垂直起降和飞行的变流式航空器，属于航空技术领域。包括支撑机构、机身、机翼、驱动装置和操控机构，若干驱动装置排列固定设置于机翼前缘上方，机翼预设满足航空器向后飞行的迎角直接固定在机身上，机翼或机身上铰接水平尾翼；由驱动装置将高速气流沿弦向吹送到机翼上表面，使之快速流经机翼上表面，利用流过机翼上表面和下表面的空气的流速差，形成机翼升力；通过调整水平尾翼的迎角β，从而改变高速气流相对机身的吹送方向，配合驱动装置功率的增减，实现航空器的垂直起降、悬停、向前飞行或者向后飞行等。具有可兼垂直起降和高速飞行两种飞行工况，飞行效率高，结构简单、操控直观、安全可靠等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种航空器，尤其是一种利用翼面弦向吹气实现垂直起降和飞行的变流式航空器，属于航空器技术领域。

背景技术

载人航空器可分为固定翼和旋转翼两大类，固定翼常见于水平起降航空器（如喷气式客机），而旋转翼常见于垂直起降航空器（如直升机）。就现有技术水平来说，固定翼航空器可以高速飞行，操作简便，但需依托跑道起降。旋转翼航空器可以垂直起降，不需依托跑道起降，适应性强，但是机理失调，操控复杂，飞行速度慢，燃油效率低。

目前，垂直起降航空器还存在一些无法克服的固有缺陷。一是效率太低，现在使用的垂直起降航空器推重比普遍等于甚至大于1，飞行效率低下，与固定翼航空器普遍小于0.5的推重比相比差距十分明显；二是受翼尖绝对速度必须小于音速的限制，旋转翼航空器的理论速度不能超过420公里/小时，飞行速度有极限；三是旋翼桨叶的挥舞产生机械振动，增加了铰链的磨损使可靠性总是不如固定翼航空器，可靠性低；四是两侧旋翼升力不均匀会导致旋转翼航空器发生横滚，在几秒钟内就会倾覆失控，横滚稳定性差；五是直升机的旋翼既提供了飞行的机动性，同时也造成了飞行操控的复杂性，操控复杂，使得操控负荷远远大于固定翼飞机，加大了人为失误的概率；六是旋翼直径和转速受到翼尖速度不能超过音速的限制，旋翼直径一般最大就是十几米，航空器尺寸受限，无法做大；七是直升机虽然发展了近70年，但飞行机理内在的协调性差，充满了先天性的矛盾，飞行机理失调；八是很多新型复合式垂直起降航空器尝试采用固定翼，但是面临小面积固定翼效果有限而大面积固定翼会对垂直起降时的下洗气流造成遮挡的矛盾。

总之，垂直起降航空器的上述缺陷来源于机翼既要兼顾垂直起降又要满足水平飞行两种飞行模式而产生的矛盾。而利用翼面的滑流升力实现垂直起降能够很好兼容垂直起降和水平飞行两种飞行模式，是垂直起降航空器新的发展方向。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有垂直起降航空器飞行效率不高和飞行操控复杂的弊端，提出一种利用翼面弦向吹气实现垂直起降和飞行的变流式航空器，使航空器能够兼容垂直起降和高速飞行两种飞行工况，简化飞行操控，提高航空器的飞行效率，航空器的推重比可以减少至0.2以下，比现有的垂直起降航空器提高5倍以上。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种利用翼面弦向吹气实现垂直起降和飞行的变流式航空器，包括支撑机构1、机身3、机翼5、驱动装置7和操控机构8，若干驱动装置7排列固定于航空器机翼5前缘上方，驱动装置7的喷气口朝向机翼上表面从而可将高速气流沿弦向吹送到机翼上表面，机翼5通过预设一个满足航空器向后飞行的迎角直接固定在机身3上，机翼5或机身3上铰接水平尾翼6；由驱动装置7将高速气流沿弦向吹送到机翼上表面，使之快速流经机翼上表面，利用流过机翼上表面和下表面的空气的流速差，形成机翼升力；通过调整水平尾翼的迎角β，从而改变高速气流相对机身的流动方向，配合驱动装置功率的增减，使机翼升力S和驱动装置的拉力F在水平方向的合力相互抵消而在垂直方向的合力大于、等于或小于航空器的重力W和阻力Z之和从而实现航空器的垂直起降或者悬停，使机翼升力S和驱动装置的拉力F在垂直方向的合力等于航空器的重力W而在水平方向的合力大于或小于航空器的阻力Z从而实现航空器的向前飞行或者向后飞行。