傾轉雙涵道風扇單人垂直起降飛行器

單人垂直起降飛行器採用雙涵道風扇作為動力裝置,具有直徑小、所占空間少、氣動效率非常高、結構簡單重量輕、堅固耐用等優點,並且兩副風扇的扭轉力矩相互抵消,非常適用於單人垂直起降飛行器。

該飛行器既能夠垂直起降,又可以水平高速飛行。當垂直起降時,開裂/複合扇形翼面從主機翼向下開裂,隨涵道風扇一起傾轉,風扇的動力噴流吹向下方,產生向上的動升力,使飛行器完成垂直起降、空中懸停及前飛、倒飛等機動飛行;向水平飛行過渡時,開裂/複合扇形翼面又隨涵道風扇一起向前傾轉,重新複合回主機翼當中,與之構成完整的一體,這時風扇的動力噴流吹向後方,從而使涵道風扇完全變成一副推力器, 推動飛行器水平高速飛行。由於此時大翼展的主機翼承擔了整個機體的重量,發動機功率就可以大幅度地降低,那么長時間平飛就能夠大大地增加航程。

採用開裂/複合翼結構的顯著優點是:

①兩個涵道風扇儘可能靠近機身的縱軸線,保證它們的外界流場幾乎完全相同,最大程度消除了不平衡擾動力矩,保障了飛行器垂直起降時的橫向穩定性和高速平飛時的方向穩定性。

②涵道風扇的動力升力作用線正好通過飛行器的重心,並且在縱向方向上,重心、升力中心、及焦點的位置可以做到最佳匹配,有利於飛行器的總體配平。

③保證全部的風扇動力噴流都吹向下方,從而獲得最大的動升力。

④不限制機翼翼展的大小,而具有高升阻比特性的大翼展是飛行器穩定性、安全性、經濟性,及其它一些重要飛行品質的根本保障。外翼段始終都處在平滑穩定的層流當中,這對過渡飛行極為重要。

這種巧妙的開裂/複合翼結構最大程度地兼顧了垂直起降和高速平飛兩種飛行狀態,而由它帶來的高升阻比大翼展則是亞音速飛行的基石。由於扇形翼面始終處在風扇的高速動力噴流當中,其上下表面的氣流流速遠遠大於它的迎風氣流速度,況且過渡飛行速度最大也只有120千米/小時左右,迎風作用完全可以忽略不計。

為了能在垂直起降、懸停和過渡飛行狀態下,及時有效地控制飛行器的姿態,保持平衡,特地加裝了一套類似於英國“鷂”式戰鬥機上使用的 “噴氣反作用控制系統”,氣源來自於發動機廢氣渦輪增壓器引出的少部分壓縮空氣。

除可隨時隨地垂直起降和水平高速飛行外,還可以在水上漂浮和實現水平重載起飛;高升阻比的大翼展機翼具有良好的滑翔迫降能力,還裝備有一副可緊急彈出的救生降落傘,真正成為一種機動靈活、輕小實用和安全的“空中摩托” 。利用其獨有的開裂/複合翼結構,動力裝置改為渦輪軸發動機,還能衍生髮展成運輸型、艦載型、無人駕駛型等,在軍事、警用和民用領域具有極高的套用價值和廣闊的市場前景。

基本性能參數:機高1.9米,翼展7.6米 (外翼段摺疊時3.4米),機長4米,涵道風扇直徑1.3米,發動機功率150馬力,空重200千克,垂直起飛重量350千克,水平重載起飛重量450千克,正常載荷(垂直起飛,不包括飛行員)70千克,最大平飛速度400千米/小時,巡航速度>300千米/小時,過渡飛行速度120千米/小時,平飛升限4 000米,航程800千米,留空時間2.5小時。

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