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第三届创新杯飞行器设计大赛获奖作品--分体式高速经济型飞行器

2017-11-30 21:33| 发布者: dymodel| 查看: 326| 评论: 0|原作者: 红乌鸦

摘要: 第三届创新杯飞行器设计大赛获奖作品--分体式高速经济型飞行器分体式高速经济型飞行器分体式高速经济型飞行器分体式高速经济型飞行器分体式高速经济型飞行器  分体式高速经济型飞行器  目前飞机存在两个问题:第 ...

第三届创新杯飞行器设计大赛获奖作品--分体式高速经济型飞行器

分体式高速经济型飞行器



分体式高速经济型飞行器

分体式高速经济型飞行器

分体式高速经济型飞行器

  分体式高速经济型飞行器

  目前飞机存在两个问题:第一是高速性能与低速性能受气动外形影响不能兼顾。第二是能源消耗很大。模块化飞机可以解决这些问题。

  它分为三部分:第一部分是承载主要大负荷的主飞行器,第二部分是帮助起飞降落的飞翼机,第三部分是磁悬浮轨道以及轨道车。

  主飞行器主要用于高速巡航,故它的布局采用典型的切尖三角翼布局。由于展弦比低,这种外形有效地降低了风阻并延迟了激波的产生,从而可以实现超音速飞行。飞机采用变循环发动机,以保障超音速巡航性能。尾部采用环形翼,发动机进气道的激波打在环翼下表面,形成局部乘波构型,在高速下可以产生较大升力,同时有利于提高机体横向稳定性的提高。在主飞行器的主翼与起降服务机结合的时候,环翼还能起到作水平尾翼的作用

  飞翼机大规模使用复合材料制造,采用飞翼结构有助于提高低速飞行的可操作性。飞翼机采用涡扇发动机,以便提供优良的低速性能。飞翼机上表面有固定机构,可以与主飞行器牢固连接。它们连接起来的时候总体外形和普通客机外形基本类似。

  飞翼机没有驾驶室,是全自动电脑控制飞行姿态。地面塔台和空中的飞机都可以发指令遥控它的飞行。

  磁悬浮轨道上有轨道车,轨道车与飞翼机对接,供飞机起飞和降落用。轨道在飞机起飞的时候提供动力,在降落的时候提供电阻制动,同时将动能转换为电能存储起来备用。

  工作方式:

  在地面状态下,飞机、飞翼和轨道车三者组合起来,此时飞机的外形就像普通客机一样。

  起飞时,轨道车在磁悬浮轨道上启动,带动飞机加速。普通飞机在起飞的时候发动机处于非经济运行工况,耗油率很高。而加速轨道由地面提供能源供飞机加速起飞,所以可以减少飞机携带的燃油载重量,相应的提高人员或者货物的有效载重量。轨道车与轨道之间采用磁悬浮的方式,这样轨道车不仅能在起飞提供较高的速度,也可以在降落时通过非接触磁层减少着陆的冲击力。

  在轨道车的速度加速到起飞速度的时候,飞机和飞翼机作为一个整体与轨道车分离。由飞翼机做主动力带动飞机加速到高速巡航速度。然后飞翼机与主飞行器分离,减少主飞行器的重量和风阻。

  加速达到一定航速后,主飞行器启动自身的冲压发动机,飞机做高速巡航,同时起降服务机返回轨道待命。

  要降落时,起降服务机从轨道起飞,到空中与主飞行器对接锁定,然后下滑至轨道,与轨道器对接锁定。对接完毕后飞行器在轨道上滑行,轨道将飞机的动能转换成电能存储起来,供下次起飞时使用。这样也节约了能源。整个对接的过程都由机载计算机统一自动化控制。

  图5:起飞过程

  这种飞行器的好处就是在巡航的时候大幅度减少了不必要的负荷,同时提供了高速巡航的性能,对于飞行的各方面要求均得到了满足。


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