[发明专利]一种变体隐身飞机及其变体方法和应用

说明书

本发明提出了一种变体隐身飞机及其变体方法和应用。该飞机按隐身要求设计，采用升力体边条翼变构型气动布局方案，包括两个可收放式全动鸭翼和两个可偏转式全动尾翼。可收放式鸭翼在飞机巡航或高速平飞时收进机身，从而降低雷达散射截面，提高隐身性。可偏转式全动尾翼则在不同飞行状态下可偏转到不同角度，从而作为V形尾、平尾或腹鳍。以此实现该飞机气动布局的变换，包括鸭式布局、无尾式布局和三翼面布局。三种气动布局的切换能够将这三者的优势相结合，更好地满足各飞行剖面和飞行状态下对飞机机动性和隐身性的要求。该变体飞机可作为一种高升阻比、高机动性、隐身性好的新一代有人及无人空中作战平台，用于执行空中优势作战任务。

技术领域

本发明为一种变体隐身飞机及其变体方法和应用，属于航空技术领域飞行器气动与总体设计方向。

背景技术

变体飞机能够改变其外形以适应不同的飞行环境（不考虑只在地面进行变体的飞机，如航空母舰上可折叠机翼的飞机），目前已有的变体方案主要是变机翼后掠角（如F-111、F-14、B-1、Tu-160等），用于兼顾亚音速和超音速的飞行性能。前苏联的图-114超音速客机则具有可偏转的鸭翼，用于改善起降性能，超音速飞行时，鸭翼偏转与机身融为一体，降低波阻。

飞机的气动布局包括正常式布局、鸭式布局、无尾式布局（飞翼式布局）、三翼面布局。其中正常式布局较为常见，无尾式布局的飞机隐身性能好，而鸭式布局和三翼面布局的飞机机动性能好。

隐身战斗机以美国的第五代战斗机F-22和F-35为代表。具有隐身、超音速巡航和超音速机动等能力，都采用正常式布局或鸭式布局，隐身能力与机动能力都没有达到最优。目前还没有三翼面布局或无尾式布局的隐身战斗机。而对于第六代战斗机，各国都在探索中，目前没有统一的标准。

目前尚无成熟的无人战斗机，而现有的无人作战飞机基本上采用飞翼布局，具有较好的隐身性，但其机动性较差，主要用于渗透打击地面和水面目标等，还不具备打击空中目标或与有人驾驶的战斗机进行空中近距格斗的能力。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种采用升力体边条翼变构型气动布局的变体隐身飞机，可作为下一代战斗机的一种设计方案，相比于已有的第五代战斗机，该变体隐身飞机具有更好的隐身能力和机动能力，能更好的适应各种飞行环境。

该变体隐身飞机整体按隐身要求设计，由机身、起落架、动力装置、机载设备，机翼、可收放式全动鸭翼、可偏转式全动尾翼等组成。

其中机身为升力体，主机翼和边条翼与机身采用翼身融合设计，主机翼前缘安装有机动襟翼，后缘安装有襟副翼，主机翼前有边条翼，鸭翼位于边条翼前部，所有可动舵面的左右翼面都可差动。机头两侧为DSI进气口及S型进气道。机身腹部和两侧拥有内置弹舱。其动力装置具有矢量喷口。

通过可收放式全动鸭翼和可偏转全动尾翼实现飞机气动布局的变换，包括鸭式布局，无尾式布局和三翼面布局。

在飞机起飞及着陆阶段，鸭翼放出，尾翼为垂尾或V尾，气动布局形式为鸭式布局，具有较高的升力系数和较好的航向稳定性。

在巡航或高速平飞阶段，鸭翼收进机身，尾翼偏转至水平位置，与主机翼融为一体，形成无尾式（飞翼式）布局，从而降低雷达散射截面，提高隐身能力。此时的襟副翼还起到升降舵的作用。

在近距空中格斗、规避导弹或航炮威胁或进行高机动飞行动作时，鸭翼放出，两个尾翼则根据机动飞行状态和飞行员操纵要求而偏转到不同角度，在垂尾、V形尾、平尾、腹鳍四种形式间进行切换，形成鸭式布局或三翼面布局。切换为三翼面布局时，可采用直接力进行操纵。

鸭翼、机翼和尾翼的平面形状包括多种不同形式，如附图9所示，平面形状的主要几何特征为：机翼的前缘后掠角、机翼翼根部位后缘后掠角与鸭翼和尾翼的前缘后掠角相同，机翼翼梢部位后缘和尾翼翼梢部位后缘前掠角与鸭翼的后缘后掠角相同。