專利名稱：矩形翼飛機的制作方法
技術領域：
本發明屬于飛行器裝置，具體是一種矩形翼飛機。
背景技術：
目前使用的民用客貨飛機均采用類似鳥類的，翼展較長的外形，在遇到氣旋時，容易調節飛機的姿態，安全平穩。但現有的民用長翼飛機也存在很大的不合理性，以干線客機為例，其載重量約30t，但自身重量高達110t，其中機翼約占30噸，也就是說，它的有效載荷僅約1/5，僅僅機翼的重量就等于有效載荷，需要提高效益。經查閱各種飛機論文及專利，未發現在機翼方面有本質創新的報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種對飛機機翼進行改進的總體方案，即所述的機翼在橫向縮短，在同樣機翼面積，產生同樣升力時，可以將機翼的重量由現在的約30t降低到約10t，從而可以顯著降低飛機重量及能耗。它是一種通用的飛機總體設計方案，既適合短程飛機，亦適合洲際飛機，既適合民用飛機，亦適合軍用飛機。
本發明的采用的技術方案是這樣的即一種矩形翼飛機，包括飛機機體，發動機，飛控計算機系統及機翼，其特征在于飛機機翼為沿機身分布的矩形，其長度接近機身的長度。
所述矩形翼飛機由飛控計算機控制飛行姿態，矩形翼飛機還包括一對位于機身前端的矩形前翼和一對位于機身后端的水平尾翼控制飛機飛行的迎角。由矩形前翼和水平尾翼的相互轉角差控制飛機飛行的側向傾斜度。由方向舵控制飛機飛行的方向。
本發明的優點是當本矩形翼飛機主機翼的面積等于現有飛機主機翼的面積時，兩者產生的上升力相等，但上升力作用在機翼上的力矩最小，因而可以顯著降低主機翼的平均厚度和重量，可將矩形機翼的翼根厚度降低5倍，可將主機翼重量降低3倍。
圖1為現有干線客機機翼的示意圖，為圖3的A-A截面圖；圖2為本發明圖4的B-B截面圖；圖3為現有干線客機的外觀頂視圖。
圖4為矩形翼飛機的外觀頂視圖。
圖5為矩形翼飛機總體結構的側視圖。
圖6為矩形翼飛機總體結構的頂視圖，它亦是圖5的C向視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
圖1及圖3為現有干線客機的外觀圖，它的兩個主翼翼展的總寬度接近機身的長度，由于機翼較長，當遇到旋轉氣流后，兩個較長的機翼控制力乘上較大的與機身的距離，能產生很大的控制力矩，將飛機的傾斜操縱回來，因而飛機的飛行較為安全，而得到了肯定。但這種機翼的布局，也存在很大的缺點，即機翼上所受的均布上升力，由于相距機身較遠，會對機翼造成較大的積分力矩，使機翼越近機身部分，其彎曲力矩越大，從而導致機翼的平均厚度及機翼重量的增加。鑒于近年來，計算機控制技術的進步；只要機翼有微小的傾斜，計算機控制硬、軟件系統，均能在毫秒甚至微秒級的時間內，就能測量出來，發出調整指令，并由執行機構調整回來，遠比人工操作快捷和精確。因此，飛機已沒必要用那么長的機翼了。
流體力學表明，在其它條件相同的情況下，托起飛機的升力與機翼的面積有關，問題是怎么安排機翼的面積，以達到最輕、最節能的目標。由圖4可知，飛機的特征是重量沿機身軸線分布的線載荷，因此，應將機翼面積沿機身最近的方案分布，得到如圖4的矩形機翼方案，即機翼的長度接近飛機的長度，機翼的寬度越小越好，可按與圖3機翼面積相等求出。圖2示圖4的橫向截面，由圖看出，上升力最接近機身，因此，產生的附加彎曲力矩最小，機翼最薄，重量最輕，最節能。
圖5及圖6為矩形翼飛機的總體布局圖，飛機總體包括機身3、主機翼4、后起落架5、發動機6、前起落架7。附圖中，主機翼4與水平線之間具有迎角θ；機身前端具有一對迎角可調的前翼8；機身的后端具有一對與水平面夾角可調的水平尾翼2及可左右調節角度的方向舵1。
上述矩形翼飛機在巡航飛行時，由主翼4迎角θ產生的空氣上升力平衡飛機的主要重量，水平尾翼2承擔少量飛機重量，達到飛機垂直方向的平衡。由發動機6推動飛機前進。在起飛或要求飛機增大迎角θ向上飛行時，可調節前翼8及水平尾翼2，飛機向下飛行時亦由上述方法控制。在飛機出現側向傾斜，或需在此方向調節時，可由飛控計算機根據實際傾斜度測量值及調整程序，指令左、右前翼8轉動不同的角度，同時，指令左、右水平尾翼2轉動不同的角度，由此產生的轉矩將飛機扭轉回來。當飛機需要轉向時，可調節方向舵1。
根據初步的結構計算，干線飛機的機翼改為矩形機翼后，主機翼的重量可由30t減少為10t，相當于將飛機有效載荷由30t增加到50t，因而具有巨大的經濟效益。
權利要求
1.一種矩形翼飛機，包括飛機機體，發動機，飛控計算機系統及機翼，其特征在于飛機機翼為沿機身分布的矩形，其長度接近機身的長度。
2.根據權利要求1所述的矩形翼飛機，其特征在于主機翼(4)與水平線之間具有迎角。；機身的后端具有一對與水平面夾角可調的水平尾翼2及可左右調節角度的方向舵1。
3.根據權利要求1所述的矩形翼飛機，其特征在于機身前端具有一對迎角可調的前翼(8)。
4.根據權利要求1所述的矩形翼飛機，其特征在于機身的后端具有一對與水平面夾角可調的水平尾翼(2)及可左右調節角度的方向舵(1)。
5.根據權利要求1所述的矩形翼飛機，其特征在于由飛控計算機控制飛行姿態，即由一對前翼和一對水平尾翼控制飛機的向上或向下飛行；由一對前翼的轉角差及一對水平尾翼的轉角差控制飛機的側向傾斜度；由方向舵控制飛機的飛行方向。
全文摘要
一種本發明提出了一種機翼長度接近機身長度的矩形主翼的矩形翼飛機。它的優點是在與現有飛機機翼面積相等、產生托起飛機重量的上升力相等的前提下，上升力作用在機翼上的力矩最小，因而可以顯著降低主機翼的平均厚度和重量。據初步計算，干線客機的自重約110t，其中主機翼約30t，有效載重約30t，采用本矩形機翼后，主機翼重量可減至10t，飛機的有效載重量可由30t增加到50t，因而具有節能效果好，經濟效益好的優點。
文檔編號B64C3/14GK1562703SQ20041002210
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月23日 優先權日2004年3月23日
發明者梁錫昌 申請人:重慶大學