气动定翼飞机的制作方法

1.本发明涉及一种气动定翼飞机(pneumatic fixed wing aircraft)，以下简称“定翼直升机(fixed wing helicopter)”，属于飞机结构的基础发明。


背景技术：

2.传统的固定翼飞机，只有当机翼相对于空气高速流动时，才能被动产生足够的升力，支持飞机正常飞行。被动产生升力是传统固定翼飞机天生的缺陷，造成了传统固定翼飞机使用过程的危险、艰难及操纵复杂的后果，尤其在起飞及降落过程中更加突出，是名符其实的闯鬼门关：长长的助跑距离、高高的起飞速度、惊心动魄的降落过程、提心吊胆的滑跑体验、手忙脚乱疲于应对的飞行员，再加上不时发生的惨烈的飞行事故，警示我们必须从根本上改变这种状况。由被动产生升力改变为自主控制升力，是实现了人类飞翔自由的关键。


技术实现要素：

3.本发明的创新思想是：采用了申请号202111195261.x的发明“配备喷气装置的机翼”——简称自主喷气机翼的技术，变传统的空气不动让机翼运动产生升力的被动模式，创造性的改变为机翼不动，通过主动控制机翼上表面空气流动的主动产生升力模式，实现了自主控制飞机的升力和推力，达到了飞翔自由的目的。
4.本发明的工作原理是：发动机与压气机组件对空气做功，通过管道与对接装置在机翼前端或机身前端的进气口吸入空气，并从机翼前端上部的排气口向后沿机翼表面高速喷出，在主动产生升力的同时也产生了向前的推力。
5.本发明的目的是：提供一种气动定翼飞机。实现直升机一样灵活的起飞和降落、更有传统固定翼飞机高速飞行和操纵简单的优点的新型飞机——定翼直升机。它摒弃了传统直升机异常复杂和灵敏的机械装置，克服了传统固定翼飞机起飞与降落过程的艰难与危险；具有传统直升机和传统固定翼飞机的所有优点。
6.本发明是用以下技术方案来实现上述目的的。
7.本发明气动定翼飞机，简单可靠，性能稳定。只要发动机连续运转，就能持续不断地产生升力和推力。这样在飞机起飞之前就能得到足够大的升力，完成垂直起飞过程。因此也很容易实现悬停或降落的飞行过程。受控产生升力保证了定翼直升机不会发生失速事故。
8.本发明气动定翼飞机，其机体、操纵系统、动力装置的机械结构和尺寸以及整体布局与传统固定翼飞机基本相同，仅仅对机翼做了相应的完善与改进、对发动机与压气机组件做了适当改造与调整、并且配置了相应的连通管道与对接装置。发动机与压气机组件对空气做功，通过管道与对接装置在机翼前端或机身前端的进气口吸入空气，并从机翼前端上部的排气口向后沿机翼表面高速喷出，在主动产生升力的同时也产生了向前的推力。从而提高了飞机的性能。对于没有提及的部件与装置，依常规处理。
9.本发明气动定翼飞机相比传统固定翼飞机改进分述如下：
10.1、采用了“自主喷气机翼”技术，见申请号202111195261.x的发明“配备喷气装置的机翼”。发动机与压气机组件对空气做功，通过管道与对接装置使大量的气流在配备喷气装置的机翼上部的排气口沿机翼表面高速向后喷出，在主动产生升力的同时也产生了向前的推力，并且减小了飞行时机翼的阻力。
11.2、发动机与压气机组件安装在机身内合适位置，通过管道及对接装置与自主喷气机翼上的对接口相连通。发动机与压气机组件和自主喷气机翼分开布置，特别有利于飞机的整体布局。最好使用发动机与压气机合为一体的大涵道涡轮风扇飞机发动机。
12.3、自主喷气机翼的进气、排气方式与飞机机身的进气、排气方式，通过管道与对接装置在发动机与压气机组件对空气做功的作用下，形成多种组合方案，产生多种作用和效果，可以满足不同飞行任务的需要。机翼、机身使用又窄又长的吸气口与排气口时，应当使用支撑隔板。
13.4、可采用单发动机压气机组件的机身中置方案，也可采用双发、多发动机压气机组件的机身两侧对称方案。
14.5、本发明定翼直升机可分为三大类型：高速运输型；低速吊运、水上型；翼身融合隐身型。
15.高速运输型：机身前端吸气、机翼上表面向后喷气、机翼中置、发动机与压气机组件内置在机身的合适位置。
16.低速吊运、水上型：机翼前端吸气、机翼上表面向后喷气、机翼上置、发动机与压气机组件内置在机身的合适位置。
17.翼身融合隐身型：机翼前端吸气、机翼上表面向后喷气、翼身融合、发动机与压气机组件内置在机身的合适位置。
18.6、本发明定翼直升机，没有外露的螺旋桨或旋翼等高速旋转部件，因而特别安全，绝不会发生螺旋桨或旋翼伤人、螺旋桨或旋翼被外力损毁的事故。
19.自主喷气机翼和飞机机身通过管道与对接装置在大涵道涡轮风扇飞机发动机对空气做功的作用下，连通方式的结构分类简述如下：
20.第1类：机身前端或机翼前端吸进空气、外涵道高速冷空气从机翼前端上部的排气口喷出、内涵道高温高速气流由机身的尾喷口喷出。
21.第2类：机身前端或机翼前端吸进空气、内外涵道热冷混合气从机翼前端上部的排气口高速喷出。可消除排气的红外特性，适合翼身融合隐身飞机使用。
22.采用普通发动机与压气机组件时，不需要尾喷管装置，高速冷空气从机翼前端上部的排气口喷出。参照上述连通结构方法处理。
23.本发明定翼直升机具有如下的优点和效果：
24.1、该定翼直升机具有传统直升机和传统固定翼飞机的所有优点：速度快、操纵灵活、性能稳定、耗油少、噪音小、载重大，起飞和降落几乎不需要场地，并且具有非常好的滑翔能力，即使发动机熄火，也能滑翔降落，特别安全。因为没有外露的螺旋桨或旋翼等高速旋转部件，绝不会发生螺旋桨或旋翼伤人、螺旋桨或旋翼被外力损毁的事故。
25.2、结构简单，运行可靠，寿命长。
26.3、技术成熟，制造和运行成本低，易于推广。
27.4、应用范围广，作用大，能适应各种严苛的环境使用，也能制造成各种用途的专业
飞机，满足人们不同的需要。比如：水上飞机、高原飞机、舰载飞机、吊运飞机、翼身融合隐身飞机等。也适用于潜水器。尤其遇到掉深或受困时，通过在潜水器的上表面的高速向后射流，提供额外的上浮推力及向前的推力，主动完成脱困过程，避免了浪费宝贵的高压空气资源。
附图说明
28.图1：单发动机、高速运输型气动定翼飞机的结构示意简图；
29.图2：单发动机、低速吊运、水上型气动定翼飞机的结构示意简图；
30.图3：双发动机、翼身融合隐身型气动定翼飞机的结构示意简图。
31.图4：内外涵道独立喷气的涡扇发动机与管道及连接装置结构示意简图。
32.图5：内外涵道混合喷气的涡扇发动机与管道及连接装置结构示意简图。
33.以上是优选的三大类型定翼直升机在使用大涵道推力向量涡扇发动机时，发动机、自主喷气机翼或机身与管道及连接装置的结构示意简图，只显示有关改进部位结构，其它部分按常规处理。
34.图中：1、涡扇发动机的吸气口
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2、涡扇发动机外涵道的排气口
35.3、涡扇发动机内涵道的排气口
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4、自主喷气机翼的吸气对接口
36.5、自主喷气机翼的排气对接口
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6、自主喷气机翼的吸气口
37.7、机身的吸气口
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8、自主喷气机翼的排气口
38.9、机身的尾喷口
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10、连通管道及对接装置
39.11、内外涵道独立喷气的涡扇发动机
40.12、内外涵道混合喷气的涡扇发动机
41.13、涡扇发动机内外涵道混合排气口
具体实施方式
42.为了使本发明的技术方案更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明作详细说明。此处的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
43.该定翼直升机，其机体、操纵系统、动力装置的机械结构和尺寸以及整体布局与传统固定翼飞机基本相同，仅仅对机翼做了相应的完善与改进，采用了“自主喷气机翼”技术；又使用了成熟的大涵道涡轮风扇飞机发动机和连通管道及对接装置技术，将此涡轮风扇飞机发动机11或12安装在机身内部的合适位置，其吸气口1通过管道及对接装置10与自主喷气机翼的吸气对接口4连通或其吸气口1直接作为机身吸气口7；其外涵道大量的高速冷气流经排气口2通过管道及对接装置10与自主喷气机翼的排气对接口5连通从自主喷气机翼前端上部的的排气口8高速喷出，其内涵道的高温高速气流及部分外涵道中的冷空气经内涵道排气口3利用机身的引射喷管装置从尾喷口9喷出；或者摒弃机身的引射喷管装置让内外涵道的热冷混合气经混合排气口13通过管道及对接装置10与自主喷气机翼的排气对接口5连通，并从自主喷气机翼前端上部的排气口8高速喷出。其余部件与装置，按常规处理。
44.以上所述仅是本发明的优选实施方式，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所述的范围内，本领域技术人员不经过创造性劳动即可做出的各种修改和变形，仍属于本专利的保护范围。