[发明专利]一种具有高压捕获翼的吸气式高速飞行器在审

专利信息
申请号: 201910688619.9 申请日: 2019-07-29
公开(公告)号: CN110341933A 公开(公告)日: 2019-10-18
发明(设计)人: 崔凯;李广利 申请(专利权)人: 中国科学院力学研究所
主分类号: B64C3/14 分类号: B64C3/14;B64C30/00;B64D27/02
代理公司: 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390 代理人: 胡剑辉
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 吸气式发动机 高速飞行器 捕获 第二段部 第一段部 吸气式 飞行器 进气口 快速运输 顺次连接 逐渐减小 逐渐扩大 逐渐增加 升阻比 下翼面 有效地 下翼 航程 燃料
【说明书】:

本发明涉及一种具有高压捕获翼的吸气式高速飞行器,包括机体,机体的下方设有下翼面,下翼面的宽度从前端到后端逐渐扩大,机体包括前后顺次连接的第一段部和第二段部,第一段部的前端至后端高度逐渐增加,第二段部的前端至后端高度逐渐减小,机体的上方设置有高压捕获翼,高速飞行器还包括吸气式发动机,吸气式发动机的前端设有进气口,本发明通过将吸气式发动机和高压捕获翼结合起来运用到高速飞行器中,一方面,由于安装了高压捕获翼提升了飞行器的升阻比,从而使得大尺寸高速飞行器的设计成为可能,以安装吸气式发动机以及燃料;另一方面,吸气式发动机的安装又有效地提升了飞行器的速度和航程,从而满足了对远程快速运输的需求。

技术领域

本发明实施例涉及高速飞行器装置技术领域,具体涉及一种具有高压捕获翼的吸气式高速飞行器。

背景技术

高速飞行器主要指各类超音速或高超音速飞行器。通常把马赫数M为1.2~5.0的飞行称为超音速飞行;马赫数M大于5.0的飞行称为高超音速飞行。新型高速飞行器构型设计是目前飞行器研制的热点问题,尤其是带动力的高升阻比构型设计。

现有技术当中,一类是无动力的滑翔飞行器,通过在飞行器上方布置上置式捕获翼,可以有效提升升阻比,例如CN103350750A,其在飞行器机体的上方设置有高压捕获翼;再比如CN104354852A公开了一种高速飞行器,其具有上置翼,其实质也是高压捕获翼。但上述专利的高压捕获翼基本为圆弧结构,不易安装固定,且易于变形,需要比较高的加工精度。另一类高速飞行器则主要配置发动机,然而发动机虽然能够提供动力,但是由于自重和体积较大,导致飞行器容量有限,难以满足远程、快速、大容量的运输需求。目前,还没有将高压捕获翼和吸气式发动机同时用于高速飞行器的研究,特别是对于吸气发动机的布置方式,对于整个飞行器的性能都有重要的影响。

另一方面,高压捕获翼本身的结构设计也直接影响着飞行器的性能,虽然其在一定条件下能够提供升力补偿,但同时也会使机体的阻力和重量增加。因此,高压捕获翼的翼型设计至关重要。发明人曾提出了一种捕获翼的构型,在学术论文“Hypersonic I-shapedaerodynamic configurations,Science China Physics,mechanics&Astronomy,vol.61No.2,2018”的图1中,展示了一种捕获翼的大致形状,其前侧采用后掠式设计,尾部具有大的支撑面,而对于高速飞行器而言,高压捕获翼的尾部附近为低压区,不仅不能产生升力,还会由于自身的湿润面积带来一定的摩擦阻力,因此,其气动性能并不高。对于高超声速飞行器而言,由于强激波的存在,压差阻力急剧增加,导致升阻比性能下降,因此高速飞行器的机翼一般采用大后掠设计。

发明内容

为此,本发明提供一种具有高压捕获翼的吸气式高速飞行器,以解决现有技术中由于强激波的存在,导致升阻比性能下降的问题。

为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:

一种具有高压捕获翼的吸气式高速飞行器,包括机体,所述机体的下方设有下翼面,所述下翼面的宽度从前端到后端逐渐扩大,所述机体包括前后顺次连接的第一段部和第二段部,所述第一段部的前端至后端高度逐渐增加,所述第二段部的前端至后端高度逐渐减小,其特征在于:所述机体的上方设置有高压捕获翼,所述高速飞行器还包括吸气式发动机,所述吸气式发动机的前端设有进气口。

进一步的,垂直于所述高压捕获翼前后轴线方向的纵截面的外接矩形宽度为W,高度为H,其中0<H/W≤0.25。

进一步的,所述高压捕获翼的翼面呈光滑的过度曲线,高压捕获翼的翼面从中心向两侧渐渐弯曲。

进一步的,所述飞行器前端形成压缩激波,所述吸气式发动机的进气口位于所述压缩激波之后。

进一步的,所述吸气式发动机安装在飞行器的机体内部;所述吸气式发动机的进气口位于机体的第一段部的前端,机体的第二段部的后端设有排气系统。

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