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倾转双涵道风扇单人垂直起降飞行器

倾转双涵道风扇单人垂直起降飞行器

这种单人垂直起降飞行器采用双涵道风扇作为动力装置,具有直径小、所占空间少、气动效率非常高、结构简单重量轻、坚固耐用等优点,并且两副风扇的扭转力矩相互抵消,非常适用于单人垂直起降飞行器。

该飞行器既能够垂直起降,又可以水平高速飞行。当垂直起降时,开裂/复合扇形翼面从主机翼向下开裂,随涵道风扇一起倾转,风扇的动力喷流吹向下方,产生向上的动升力,使飞行器完成垂直起降、空中悬停及前飞、倒飞等机动飞行;向水平飞行过渡时,开裂/复合扇形翼面又随涵道风扇一起向前倾转,重新复合回主机翼当中,与之构成完整的一体,这时风扇的动力喷流吹向后方,从而使涵道风扇完全变成一副推力器, 推动飞行器水平高速飞行。由于此时大翼展的主机翼承担了整个机体的重量,发动机功率就可以大幅度地降低,那么长时间平飞就能够大大地增加航程。

采用开裂/复合翼结构的显著优点是:

①两个涵道风扇尽可能靠近机身的纵轴线,保证它们的外界流场几乎完全相同,最大程度消除了不平衡扰动力矩,保障了飞行器垂直起降时的横向稳定性和高速平飞时的方向稳定性。

②涵道风扇的动力升力作用线正好通过飞行器的重心,并且在纵向方向上,重心、升力中心、及焦点的位置可以做到最佳匹配,有利于飞行器的总体配平。

③保证全部的风扇动力喷流都吹向下方,从而获得最大的动升力。

④不限制机翼翼展的大小,而具有高升阻比特性的大翼展是飞行器稳定性、安全性、经济性,及其它一些重要飞行品质的根本保障。外翼段始终都处在平滑稳定的层流当中,这对过渡飞行极为重要。

这种巧妙的开裂/复合翼结构最大程度地兼顾了垂直起降和高速平飞两种飞行状态,而由它带来的高升阻比大翼展则是亚音速飞行的基石。由于扇形翼面始终处在风扇的高速动力喷流当中,其上下表面的气流流速远远大于它的迎风气流速度,况且过渡飞行速度最大也只有120千米/小时左右,迎风作用完全可以忽略不计。

为了能在垂直起降、悬停和过渡飞行状态下,及时有效地控制飞行器的姿态,保持平衡,特地加装了一套类似于英国“鹞”式战斗机上使用的 “喷气反作用控制系统”,气源来自于发动机废气涡轮增压器引出的少部分压缩空气。

除可随时随地垂直起降和水平高速飞行外,还可以在水上漂浮和实现水平重载起飞;高升阻比的大翼展机翼具有良好的滑翔迫降能力,还装备有一副可紧急弹出的救生降落伞,真正成为一种机动灵活、轻小实用和安全的“空中摩托” 。利用其独有的开裂/复合翼结构,动力装置改为涡轮轴发动机,还能衍生发展成运输型、舰载型、无人驾驶型等,在军事、警用和民用领域具有极高的应用价值和广阔的市场前景。

基本性能参数:机高1.9米,翼展7.6米 (外翼段折叠时3.4米),机长4米,涵道风扇直径1.3米,发动机功率150马力,空重200千克,垂直起飞重量350千克,水平重载起飞重量450千克,正常载荷(垂直起飞,不包括飞行员)70千克,最大平飞速度400千米/小时,巡航速度>300千米/小时,过渡飞行速度120千米/小时,平飞升限4 000米,航程800千米,留空时间2.5小时。