一种飞行器机翼上表面涡流调控装置的制作方法

1.本实用新型涉及飞行器领域，尤其涉及一种飞行器机翼上表面涡流调控装置。


背景技术：

2.飞行器通常需要在空气中飞行，当空气发生较大范围的剧烈运动时会产生许多不规则运动，比如：飞行器局部升降涡旋。不规则的空气流动在空气动力学上通常被称为扰动气流或者乱流，当飞行器在飞行过程中遇到扰动气流时，就会产生震颤、摇晃或者抛掷等问题，从而增加飞机操控难度及不安定性。
3.中国专利文献公开号cn107054645b一种羽翼变形仿生无人飞行器及变形控制方法，该飞行器由螺旋桨、翼身融合翼段、伸缩翼段、折叠羽翼控制段、仿生羽翼和稳定尾翼大功能部件构成；通过伸缩翼段的伸缩和仿生羽翼的折叠两种基本变形仿生组合来模拟鸟儿翱翔时的气动构型。这种飞行器通过模拟鸟儿羽翼而降低乱流，但这种飞机对加工要求复杂且不易扩展飞机功能。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种飞行器机翼上表面涡流调控装置，通过使得机翼上表面的气流涡产生明显的加速，进而产生黑洞效应，吸走机翼上表面的气流涡并从机尾泄出，从而不仅提升了飞行器的最大升力系数，也改善了飞行器的纵向操纵品质和方向安定性。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种飞行器机翼上表面涡流调控装置，包括机身、两对称分布的鸭翼、两对称分布的水平尾翼、两侧板以及两机翼，两个所述侧板对称固定在所述机身的两侧，两个机翼分别固定在机身的两侧，每个所述侧板位于与之相对应的所述机翼的上方，且沿所述机翼的长度方向延伸，每个所述侧板的前端与之相对应的所述鸭翼相连，所述侧板的尾端与之相对应的所述水平尾翼相连，使得所述机身一侧的所述鸭翼、所述侧板以及所述水平尾翼处于同一平面，所述侧板与所述机翼之间的空隙配置为开放式通道。
7.本实用新型的进一步地技术方案在于，从所述开放式通道的前端至所述开放式通道的尾端，所述开放式通道的高度先由高变低再由低变高。
8.本实用新型的进一步地技术方案在于，所述开放式通道的最大宽度为所述鸭翼的翼展长度的10％～100％。
9.本实用新型的进一步地技术方案在于，所述开放式通道的高度为所述开放式通道的宽度的20％～100％。
10.本实用新型的进一步地技术方案在于，还包括侧鳍，每个所述水平尾翼的一端与所述机身的尾部一侧壁相连，所述侧鳍固定在所述水平尾翼的另一端端面上。
11.本实用新型的进一步地技术方案在于，所述侧鳍的宽度为所述水平尾翼宽度的10％～80％。
12.本实用新型的进一步地技术方案在于，所述水平尾翼与所述侧鳍之间具有下反角，所述下反角的取值范围为20
°
～80
°
。
13.本实用新型的进一步地技术方案在于，所述水平尾翼的另一端具有翼端面，所述侧鳍的端部固定在一部分所述翼端面上，并靠近所述水平尾翼的尾部，靠近所述翼端面一端的所述侧鳍的端弦长占所述水平尾翼外侧的端弦长的50％～80％。
14.本实用新型的进一步地技术方案在于，所述水平尾翼的宽度为所述侧板宽度的1
‑
3倍。
15.本实用新型的有益效果为：
16.本实用新型提供的飞行器机翼上表面涡流调控装置，在机身两侧机翼上方设置了开放式通道，其可以使机翼上表面的气流涡沿翼根明显加速，从而产生黑洞效应吸引扰流以改善机翼上表面的复杂扰流，从而极大降低扰流对飞行器正常飞行的干扰，提升了飞行器飞行的安全性。水平尾翼的一端设置有具有一定折角的侧鳍，侧鳍会使得气流涡沿机身后下方泻出。本技术提供的飞行器机翼上表面涡流调控装置不仅能够提升飞行器的最大升力系数，改善了飞行器的纵向操纵品质和方向安定性，而且缩短了飞行器起降时的滑跑距离，使飞行器的低速机动性能和大迎角飞行能力明显改善，大幅降低扰流对飞行的干扰。
附图说明
17.图1是本实用新型具体实施方式中提供的飞行器的立体图；
18.图2是本实用新型具体实施方式中提供的飞行器的俯视图；
19.图3是本实用新型具体实施方式中提供的飞行器的侧视图。
20.图中：
21.1、机身；2、侧板；3、机翼；4、开放式通道；5、鸭翼；6、水平尾翼；61、水平尾翼；62、侧鳍；611、翼端面。
具体实施方式
22.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
23.如图1至3所示，本实用新型提供的一种飞行器机翼上表面涡流调控装置，包括机身1、两个对称分布的鸭翼5、两个对称分布的水平尾翼61、两个侧板2以及两个机翼3，两个侧板2对称固定在机身1的两侧，两个机翼3分别固定在机身1的两侧，每个侧板2位于与之相对应的机翼3的上方，且沿机翼3的长度方向延伸，每个侧板2的前端与之相对应的鸭翼5相连，侧板2的尾端与之相对应的水平尾翼61相连，使得机身1一侧的鸭翼5、侧板2以及水平尾翼61处于同一平面，侧板2与机翼3之间的空隙配置为开放式通道4。侧板2的前端与之相对应的鸭翼5相连，侧板2的前端也即靠近鸭翼5的一端，这种连接方式使得侧板2的前端与之相对应的鸭翼5连为一体，不仅适当延长开放式通道4，并使得侧板2与鸭翼5及机身1连为一体且易于加工。同理侧板2的尾端与之相对应的水平尾翼61相连，侧板2的尾端也即靠近水平尾翼61的一端，这种连接方式使得侧板2的尾端与之相对应的水平尾翼61连为一体，同样利于延长开放式通道4，并能更好泄流至水平尾翼61的下方。本实施例的开放式通道4是由侧板2、机身1的侧壁以及机翼3的上表面三个主要曲面围成的，其剩余一个面是开放的，故称为能够便于气流通过的开放式通道4，开放式通道4为一种开放式狭长通道，其可以使机
翼上表面的气流涡沿翼根明显加速，从而产生黑洞效应对机身1周围的扰流进行吸引以改善机翼上表面的复杂扰流，从而极大降低扰流对飞行器正常飞行的干扰，提升了飞行器飞行的安全性。
24.从开放式通道4的前端至开放式通道4的尾端，开放式通道4的高度先由高变低再由低变高。开放式通道4的高度先由高变低能够使得机翼上表面的气流涡沿翼根明显加速，从而产生黑洞效应更好地对机身1周围的扰流进行吸引，开放式通道4的高度再由低变高能够使得开放式通道4与侧鳍62转折相呼应，起到更好的泄压效果。进一步优选地，通过风动试验可知，侧板2的宽度与鸭翼5的翼展长度是相关联的，开放式通道4的宽度又是由侧板2的宽度决定，开放式通道4的最大宽度为鸭翼5的翼展长度的10％～100％，优选地，当鸭翼5的翼展长度较小时，侧板2的宽度与鸭翼5的翼展长度可以是等长的，也即开放式通道4的最大宽度为鸭翼5的翼展长度的100％。此外，当开放式通道4的最大宽度小于鸭翼5的翼展长度的10％时，就无法起到明显的调控作用。从而有效限定开放式通道4的宽度范围。进一步优选地，开放式通道4的高度是指侧板2距离机翼3的高度，这个高度是可以依据风动试验结果合理设定的，开放式通道4的高度为开放式通道4的宽度的20％～100％，当侧板2距离机翼3的高度最小时，开放式通道4的气压最低，由于压力低会形成由侧板2上表面到下表面的附体涡，所以开放式通道4的高度与开放式通道4的宽度相关联，从而可以通过合理调整开放式通道4内的气压而产生良好的黑洞吸引效应，20％～100％这一数据范围是基于这一原理通过风动试验得到的优选范围。
25.为了便于开放式通道4形成的气流涡沿机身后下方泻出，进一步地，飞行器机翼上表面涡流调控装置还包括侧鳍62，每个水平尾翼61的一端与机身1的尾部一侧壁相连，侧鳍62固定在水平尾翼61的另一端端面上，侧鳍62的导流作用会使得气流涡沿机身后下方泻出。优选地，通过预设不同用途的飞行器的风洞试验可知，侧鳍62的宽度为水平尾翼61宽度的10％～80％，水平尾翼61是水平的，其与侧鳍62之间具有下反角，下反角即水平尾翼61与侧鳍62之间的夹角，下反角的取值范围为20
°
～80
°
。水平尾翼61的宽度为侧板2宽度的1
‑
3倍，优选地，水平尾翼61的宽度比侧板2更宽，通常会超过侧板2一倍以上，通常为3倍宽左右。进一步优选地，水平尾翼61的另一端具有翼端面611，侧鳍62的端部固定在一部分翼端面611上，并靠近水平尾翼61的尾部，靠近翼端面611一端的侧鳍62的端弦长占水平尾翼61的端弦长的50％～80％。
26.综上所述，本技术提供的飞行器机翼上表面涡流调控装置在机身1两侧机翼3上方设置了开放式通道4且在水平尾翼61的一端设置有具有一定折角的侧鳍62，不仅能够提升飞行器的最大升力系数，改善了飞行器的纵向操纵品质和方向安定性，而且缩短了飞行器起降时的滑跑距离，使飞行器的低速机动性能和大迎角飞行能力明显改善，大幅降低扰流对飞行的干扰。
27.本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本技术的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。