專利名稱：一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無人機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能充分利用空氣靜浮力和動(dòng)升力的超長(zhǎng)航時(shí)臨近空間升浮一體飛行器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前臨近空間低速飛行器分為兩大類太陽能無人機(jī)和臨近空間飛艇，其發(fā)展目標(biāo)都是實(shí)現(xiàn)高空長(zhǎng)航時(shí)(數(shù)周、數(shù)月至一兩年)的高空飛行，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)地低成本高精度的定點(diǎn)觀測(cè)、偵察、通信中繼等軍事或民用目標(biāo)。從偵察監(jiān)視精準(zhǔn)度來看，由于飛行高度大致在20-30km，如攜帶同樣的載荷設(shè)備，其偵察監(jiān)視分辨效果要優(yōu)于衛(wèi)星，因此，它們無疑是對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)期偵察監(jiān)視的優(yōu)秀平臺(tái)。但這兩大類飛行器各自有其優(yōu)勢(shì)和不足。太陽能無人機(jī)相對(duì)成本較低、部署靈活、可控性好，但是其有效載荷小，飛行到指定空域耗時(shí)長(zhǎng)，升空過程經(jīng)過對(duì)流層易由于氣彈問題發(fā)生危險(xiǎn)。臨近空間飛艇有效載荷大，升空相對(duì)容易，但其存在可控性差、成本高、體積龐大等缺點(diǎn)。升浮一體飛行器的研究，國(guó)外雖然起步很晚，但已經(jīng)制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃。美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)已制定開發(fā)并評(píng)估一種大型空運(yùn)飛行器概念“海象”飛艇，它是一種“混合”式飛機(jī)，通過綜合運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)、推力矢量和空氣浮力的產(chǎn)生與管理產(chǎn)生升力來保障飛行，計(jì)劃旨在驗(yàn)證大型升力飛行器能將陸軍作戰(zhàn)部隊(duì)及其裝備從駐防區(qū)運(yùn)送至戰(zhàn)區(qū)的可行性及生存力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，使得飛行器能很好的利用空氣的靜浮力和飛行的動(dòng)升力，兼具飛艇和太陽能無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)該飛行器超長(zhǎng)航時(shí)飛行和操控特性良好的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，包括機(jī)身、機(jī)翼、垂直尾翼、水平尾翼和旋槳；所述的機(jī)身為通過兩個(gè)橢圓組合為控線旋轉(zhuǎn)而成的低阻外形，機(jī)身內(nèi)部前半部分和后半部分下方分別安裝氣囊，囊內(nèi)氣體密度小于懸浮飛行高度空氣密度，每個(gè)氣囊與機(jī)身底部之間設(shè)置充放氣孔。所述的機(jī)身為單個(gè)或者多個(gè)；單個(gè)機(jī)身時(shí)，機(jī)翼為梯形中單翼，平直尾翼位于機(jī)身后體兩側(cè)，一個(gè)垂直尾翼位于機(jī)身后體背部；多個(gè)機(jī)身時(shí)，各機(jī)身并排排列，各機(jī)身之間通過平直中單翼連接，機(jī)身外側(cè)為梯形中單翼，各機(jī)身后體之間設(shè)有水平尾翼，每個(gè)機(jī)身背部
有一個(gè)垂直尾翼。所述的平直中單翼采用矩形機(jī)翼。所述的梯形中單翼的梢根比為O. 3-0. 8之間，1/4弦線后掠角為O度。所述的機(jī)身為低阻高容積面積比機(jī)身，其控線通過兩個(gè)橢圓組合而成，橢圓方程
分別為如半部分，~
權(quán)利要求
1.一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局,包括機(jī)身、機(jī)翼、垂直尾翼、水平尾翼和螺旋槳；其特征在于所述的機(jī)身為通過兩個(gè)橢圓組合為控線旋轉(zhuǎn)而成的低阻外形，機(jī)身內(nèi)部前半部分和后半部分下方分別安裝氣囊，囊內(nèi)氣體密度小于懸浮飛行高度空氣密度，每個(gè)氣囊與機(jī)身底部之間設(shè)置充放氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，其特征在于所述的機(jī)身為單個(gè)或者多個(gè)；單個(gè)機(jī)身時(shí)，機(jī)翼為梯形中單翼，平直尾翼位于機(jī)身后體兩側(cè)，一個(gè)垂直尾翼位于機(jī)身后體背部；多個(gè)機(jī)身時(shí)，各機(jī)身并排排列，各機(jī)身之間通過平直中單翼連接，機(jī)身外側(cè)為梯形中單翼，各機(jī)身后體之間設(shè)有水平尾翼，每個(gè)機(jī)身背部有一個(gè)垂直尾翼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，其特征在于所述的平直中單翼采用矩形機(jī)翼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，其特征在于所述的梯形中單翼的梢根比為O. 3-0. 8之間，1/4弦線后掠角為O度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，其特征在于所述的機(jī)身為低阻高容積面積比機(jī)身，其控線通過兩個(gè)橢圓組合而成，橢圓方程分別為前半部分
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，其特征在于所述的機(jī)翼采用大展弦比機(jī)翼，其展弦比為15-20之間。
全文摘要
一種臨近空間升浮一體飛行器氣動(dòng)布局，包括機(jī)身、機(jī)翼、垂直尾翼、水平尾翼和螺旋槳；所述的機(jī)身為通過兩個(gè)橢圓組合為控線旋轉(zhuǎn)而成的低阻外形，機(jī)身內(nèi)部前半部分和后半部分下方分別安裝氣囊，囊內(nèi)氣體密度小于懸浮飛行高度空氣密度，每個(gè)氣囊與機(jī)身底部之間設(shè)置充放氣孔。本發(fā)明綜合飛艇和太陽能飛機(jī)特點(diǎn)，通過利用靜浮力解決了太陽能無人機(jī)留空時(shí)間短的問題，通過利用動(dòng)升力解決了飛艇控制特性差，響應(yīng)速度慢的問題。
文檔編號(hào)B64C39/00GK102910280SQ20121038857
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者石永彬, 白鵬, 陳廣強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院