專利名稱：地效飛行器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種飛行器，尤其是一種在地效飛行區內飛行的具 有高效動力增升效應的中型高速地效飛行器。
技術背景高效動力增升地效飛行器是一種高速運輸工具，當飛行器貼近地面 或水面飛行時，除了產生常規意義上的升力外，因空氣流經機翼與地面 或水面之間的狹窄通道還會產生附加升力。地效飛行器即是利用這種空 氣動力地面效應原理而發展起來的一種新型掠地或掠海飛行的新型交 通運輸工具。由于地效飛行器具有飛機一樣的高速度，雖然在理論上它 可以貼地飛行，但實際上只能在沒有表面障礙的江河湖海上掠水面飛 行，因此，地效飛行器又被稱為地效翼船。地效飛行器其基本飛行原理 及設計制造技術主要屬于航空技術，但其用途和使用環境涉及船舶及航 海技術領域。現有小型地效飛行器，如中國專利申請號02115191.1公開的小型地 效t行器，其噸位及尺度小(5噸級，翼展9.8米，全長16米)，航速 低(150公里/小時)，載客量小(僅十余人)，抗風浪能力低(起降浪高 不超過1米，巡航飛高不超過1.5米) 一般僅能在內河、內湖使用。 發明內容本實用新型的目的旨在提供一種能充分利用高效動力增升效應的 地效飛行器，使其具有能在貼近水面的空中穩定飛行，能使升力增加、 阻力降低的中型海上客貨地效飛行器。為實現上述目的本實用新型采用如下技術方案 一種地效飛行器， 包括機身、機翼、尾翼和發動機，所述飛行器尾部設有巡航發動機，機 身頭部兩側設有起飛發動機，機身中段兩側翼下設有增升氣腔，該增升 氣腔由機身中段下部、主翼下翼面、主翼兩端下翼面的隔板及主翼后緣 下偏的襟翼構成封閉狀的腔體組成。本實用新型所述起飛發動機設有使噴口上下偏轉的驅動裝置。 本實用新型所述襟翼、起飛發動機噴口和飛行器尾部的水平尾翼后 緣的升降舵偏轉的驅動裝置各自均設有按照電傳操縱系統協調控制的 使三者同步偏轉的液壓舵機。本實用新型所述機翼為由小展弦比的主翼、大展弦比的外翼及二者 之間的過渡段組成的組合翼。本實用新型所述外翼、主翼及外翼過渡段均為梯形翼。 本實用新型所述飛行器尾部設有T形尾翼，所述T形尾翼由高置的 平尾和垂尾組成，平尾的后緣設有升降舵，垂尾的后緣設有方向舵。本實用新型所述機身由前機身，機身中段和后機身組成，所述機身 橫剖面底部采用類似滑行艇的具有一定斜升角(X的折角形剖面，斜升角 從首部到尾部逐漸變小。本實用新型所述機身底部為多斷階布局，所述多斷階布局包括機身 前段的主斷階及設于主斷階之后的若干次斷階和艉斷階，主斷階與若干次斷階及艉斷階呈多斷階結構；并且各斷階尾緣分布在與水基準面呈一
定傾角的一條直線上。
本實用新型所述飛行器在全機重心處的機身底部設置了水橇裝置， 水橇裝置由水橇、兩個緩沖作動筒和橡膠氣囊組成。
本實用新型所述機身的機腹處前后分別設有可收放的簡易起落架， 所述起落架由設在機身頭部的前起落架和機身尾部的主起落架組成，所 述機翼隔板的腹部設有輔助滑輪。
本實用新型由于采用在機翼下方設計的增升氣腔與起飛發動機轉 向噴口之間合理的配置，將起飛發動機噴流通過轉向噴口導入增升氣 腔，并將氣流的動能轉化為壓力能，以產生較大的墊升力。此外，在飛 行器尾部高置的T型尾翼設有巡航發動機；尾翼及設于尾翼平尾上帶有 調整片的升降舵，既保證了攻角焦點與高度焦點之間合理的匹配，又保 證了長時間飛行時升降舵桿力的配平，實現了在縱向平面內的平衡和機 動，確保了飛行器能在貼近水面的空中穩定的飛行。
本實用新型所提供的中型海上客貨地效飛行器通過設計合理氣動配 置，能使飛行升力增加、阻力降低，充分利用高效動力增升效應的地效 飛行器具有能在貼近水面的空中穩定飛行的特點。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的結構及工作原理
圖1為本實用新型的立體結構圖。
圖2-1、圖2-2和圖2-3分別為本實用新型的主視圖、右視圖和俯視圖。
圖3為本實用新型的立體分解結構示意圖。
圖4為本實用新型實施例1的全客型地效飛行器艙位佈置圖。圖4-1為圖4的艙位布置平面圖。圖4-2、 4-3、 4-4為圖4-1的C-C、 D-D、 E-E剖視圖。 圖4-5為圖4 M-M面的局部向視圖。 圖4-6為圖4 L-L面的局部向視圖。圖5為本實用新型實施例2的貨運型地效飛行器艙位佈置圖。 圖5-l為圖5的艙位布置平面圖。 圖5-2為圖5-l的F-F剖視圖。圖6為本實用新型實施例3的搜索救援型地效飛行器艙位佈置圖。 圖6-l為圖6的艙位布置平面圖。 圖6-2為圖6-l的G-G的剖視圖。圖7為本實用新型實施例4的海關緝私型地效飛行器艙位佈置圖。圖7-l為圖7的艙位布置平面圖。圖7-2、圖7-3為圖7-1的J-J、 K-K的剖視圖。圖8為本實用新型的起飛發動機噴流導入增升氣腔的示意圖。圖9為本實用新型機身水撬裝置結構圖。圖IO為本實用新型起落裝置結構圖。圖10-1為圖IO的局部I放大圖。圖10-2為圖10-1的A-A剖視圖。圖10-3為機翼隔板的輔助滑輪結構圖。圖10-4為圖IO的局部II放大圖。圖10-5為圖10-4的B-B剖視圖。
具體實施方式
如圖1圖2圖3所示，本實用新型包括機身中段2、主翼6、巡航 發動機3、起飛發動機12及其噴口。所述機身中段2與主翼6及隔板 14、機翼后緣下偏的襟翼4形成封閉的增升氣腔18。起飛發動機噴流導 入增升氣腔18，氣流在腔內受到阻滯，動能轉變為壓力能，作用在主翼 6下表面的附加壓力產生附加的墊升升力。墊升升力可以將飛行器抬起， 減少了飛行器與水接觸的面積，從而降低了飛行器滑行阻力。上述增升 氣腔18為由機身中段2下部、主翼6下翼面、主翼6兩端下面的隔板 14及主翼6后緣襟翼4組成的腔體，其中襟翼4設有可使其沿主翼6 后緣向下偏轉的驅動裝置。上述起飛發動機12設有使噴口上下偏轉的 驅動裝置，該巡航發動機13為渦輪螺旋槳發動機，設置在T型尾翼的 平尾8的中間位置上方。襟翼4和起飛發動機12的噴口偏轉的同時，將引起全機縱向力矩 的變化，這時需要偏轉中央水平翼7和水平尾翼外翼8后緣的升降舵11 以保持全機的縱向平衡。上述升降舵11設有使其上下偏轉的驅動裝置。 如圖8所示上述襟翼4、起飛發動機12噴口和升降舵11偏轉的驅動裝 置均為各自的液壓舵機，由駕駛員通過電傳操縱系統統一控制，也即三 者的偏轉是同步進行的。上述動力增升系統可以使地效飛行器順利地離 水并過渡到巡航狀態，整個過程操作簡便、飛行姿態穩定。上述襟翼4 為矩形，其擺角為0—20。可調。如圖2-l、圖2-2和2-3所示，本實用新型地效飛行器的機翼為由小 展弦比的主翼6、大展弦比的外翼5及介于二者之間的過渡段19組成的 組合翼。主翼6、外翼5和過渡段19均為梯形翼。上述外翼5后緣設有可偏轉的付翼15。這樣的組合翼布局和幾何參 數具有結構簡單、地效作用強、匹配合理的特點。上述T型尾翼包括中央水平翼7、水平尾翼外翼8所組成的平尾和垂尾9。為減少機翼對尾 翼的洗流干擾，所述平尾采用高置且面積較大的設置。上述平尾后緣沿 左右設有一對用于控制縱向飛行姿態及實現縱向平衡的升降舵U，其舵 面設有調整片17。上述升降舵11主要提供縱向操縱力矩，保證高效動 力增升型地效飛行器縱向力矩平衡，實現高效動力增升型地效飛行器在 縱向平面內的機動。與一般飛行器不同，高效動力增升型地效飛行器在 地效區內飛行時，有兩個焦點，即攻角焦點和高度焦點。按高效動力增 升型地效飛行器縱向運動穩定性判斷，只有當攻角焦點、高度焦點和地 效飛行器的重心位置合理配置時，高效動力增升型地效飛行器的縱向運 動才是穩定的。而采用高置的T型尾翼與其它部件的合理配置，可在規 定的速度范圍內具有良好的穩定性，保證攻角焦點與高度焦點的合理匹 配。上述垂尾9后緣設有可偏轉的方向舵10。前機身l，機身中段2和后機身3組成機身。所述機身橫剖面底部 采用類似滑行艇的具有一定斜升角ct的折角形剖面。斜升角從首部到尾 部逐漸變小。所述機身底部為多斷階布局。所述多斷階布局包括機身前 段的主斷階112及設于主斷階112之后的若干次斷階111和艉斷階1B。 主斷階112與若干次斷階111及艉斷階113呈多斷階結構，并要求各斷 階尾緣分布在與水平基準面呈一定傾角的一條直線上。這樣布局，滑水 面將沿縱向分成多個滑水面，增加了滑水面的展弦比，減少了摩擦阻力，
提高了水動力性能，增強了運動穩定性；采用多斷階，出現多個滑水面， 將水動力對結構的沖擊分散，改善了結構受力狀態；采取多斷階，確保 地效飛行器以各斷階尾緣連線傾角相同的俯仰角離水，為地效飛行器向 巡航狀態過渡飛行提供了有利條件。隔板14底部滑水面的外形類似于機身底部。隔板14滑水面除起著 與機身滑水面相同的作用外，由于它在主翼兩端距機身較遠，還起著大 幅度提高本實用新型地效飛行器滑水航行時橫向穩定性的作用。如圖4、 5、 6、 7所示上述機身滑行體底部及隔板底部橫截面呈帶 有橫向斜升角oc的折角形剖面。機身及隔板14底部合理的底部橫向斜 升角，使得當高效動力增升型地效飛行器處于滑行狀態時左右滑行面產 生適當的扶正力矩，保證高效動力增升型地效飛行器具有良好的橫向滑 行穩定性。如圖4、 4-1所示，為本實用新型實施例1的客運型艙位布置圖， 在機艙內，分布有一排三個座位，座位設置為機艙內的一邊有一個，另 一邊設有兩個，在機艙的尾部設有廁所；如圖5、 5-1所示，為本實用 新型實施例2的貨運型艙位布置圖，在機艙內為放置貨物的機艙，在機 艙的一側，設有大型貨物裝卸的艙門，在機身前端，設有隨機工作人員 休息的休息室；如圖6、圖6-l所示，為本實用新型實施例3的搜索救 援型艙位布置圖，在機艙內，設有急救用的急救用品，在受傷人員傷勢 嚴重的情況下，機艙內還設有用做簡單手術的手術臺，在機頭部分的頂 部，設有提供實際監控的觀察室，與船舶救援或直升S機救援相比，該 救援型地效飛行器可抵抗風浪，穩定性高，減少救援時風浪造成的無法 實施救援的情況出現， ，如圖7、圖7-1所示，為本實用新型實施例4的海關緝私型艙位布置圖，在機艙內設有辦公桌椅，在機身的頂部，設有 云梯，提供緝私人員快速上船進行査封，在機身頂部裝有雷達，提供對 走私船只的追蹤，與現有的緝私船相比，該地效飛行器在攔截走私船只 上，具有較高的機動性能，并且不會有風浪的影響，節省巡邏時間，擴 大巡邏范圍，有效打擊走私活動。 當地效飛行器降落水面時，波浪對地效飛行器的沖擊力能夠大到自身重量的數倍。如圖3、圖9所示，為了減緩著水時水動力載荷對地效 飛行器結構的沖擊，在全機重心處的機身底部設置了水橇裝置16。水橇 裝置16由水橇20、兩個緩沖作動筒21和一些橡膠氣囊22組成。橡膠 氣囊22位于機身結構和水橇結構之間，起著避免二者直接接觸的緩沖 和密封作用。緩沖作動筒21具有收放水橇20使其處于收起或打開位置 以及吸收水動載荷沖擊能量的作用。在水橇20觸水時，緩沖作動筒21 將水橇20受到的水動力沖擊載荷快速地吸收進來，在地效飛行器降落 后的漂浮狀態中，緩沖作動筒21再將儲存的能量緩慢釋放出來，這樣 就大大地減輕了水動力載荷對結構的沖擊。水橇20外形類似于寬度很 小的滑水平板。著水時要將水橇20放下到打開位置，使其均勻著水。 水橇20外形使水動力沖擊載荷主要作用在連接緩沖作動筒21的支柱附 近，同時保持飛行器在水橇20著水后、機身和隔板14尚未觸水的滑行 階段穩定地航行，并使機身和隔板14底部滑水面均勻地著水。水橇20 先著水也延后了隔板14和機身觸水的時間，降低了隔板14和機身觸水 時的速度，減少了水動力載荷的沖擊。
如圖10、圖10-1至10-5所示，本實用新型地效飛行器采用三點式 起落架設置，在機身頭部和尾部機腹對稱面處分別設置了可收放的簡易起落裝置，前起落架711和主起落架712。前起落架711設有使其繞自 身軸線偏轉的轉向機構以控制地效飛行器在地面滑行時轉彎。前起落架 711和主起落架712均設有使其收起和放下的收放機構。前起落架711 上設有一個滑行轉向輪體713，主起落架712上設有兩個滑行輪體714， 在機身的機腹處，設有供起落架收放的腔體llll、 1112，腔體外兩邊設 有可開啟和關閉的起落架艙門715、 716，當輪體713、 714放下時，起 落架艙門715、 716同時打開。在正常飛行和滑水狀態下，前起落架和 主起落架均處于收起位置。僅當地效飛行器由滑水狀態轉入上岸滑行坡 道時，才將前起落架和主起落架放下，依靠發動機推力自行滑行上岸進 入停靠基地，在機翼隔板14的腹部設有輔助滑輪717。本實用新型的實際操作過程是這樣實現的地效飛行器停靠在類似 航空港的專用客、貨兩用碼頭完成客、貨上機后，啟動巡航發動機B， 飛行器沿坡道下滑入水。滑行過程中，用前起落架轉向控制轉彎。地效 飛行器入水后，前起落架和主起落架均收起，同時，啟動起飛發動機， 飛行器進入滑水狀態，可用左、右起飛發動機的"推力差"控制轉彎。 飛行器首先在港灣內專用滑行道起飛。如果港灣滑行道長度不足或條件 不允許，亦可滑行至外海專門劃定的位置起飛。在滑行過程中，水橇20 處于收起位置。開始起飛后，巡航發動機13和起飛發動機12均開車至 最大狀態。同時，襟翼4向下偏轉，起飛發動機12噴口轉向，將發動 機噴流引向翼下以產生墊升升力。當地效飛行器加速至離水速度，機體
抬出水面。完成過渡飛行狀態后，起飛發動機12關閉，襟翼4收起， 轉入地效高度內的巡航飛行狀態。在地效飛行器從起飛到轉入巡航飛行的整個過渡飛行階段，駕駛員通過電傳操縱系統對起飛發動機12轉向噴口、襟翼4和升降舵11的液壓舵機實施協調一致的同步操作，可使地效飛行器順利地從起飛狀態過 渡到巡航飛行狀態，整個過程操作簡便、可靠。在飛行過程中，若遇障礙，地效飛行器可以爬高飛出地效區至150 米高度越過障礙。當到達目的地后，放下襟翼4，地效飛行器減速，同時放下水橇20。 當飛行器速度降至著水速度，水橇20首先撞擊水面，吸收撞擊能力， 機體逐步沒入水中，進入著水滑行階段。當水橇20觸水后，襟翼4即 逐步收起，由巡航發動機13進入慢車狀態將飛行器滑行至上岸坡道， 水橇4收起，同時放下前起落架和主起落架，飛行器自行沿坡道滑行至 停靠碼頭。本實用新型地效飛行器，能在貼近水面的空中穩定飛行，能使升力 增加、阻力降低。其最大起飛重量可達19噸，載客量45人，巡航速度 為200—290公里/小時，能在浪高1.25—1.6米海情下起降，特別適合 于600公里內的沿海航線使用。
權利要求1.一種地效飛行器，包括機身、機翼、尾翼和發動機，其特征在于所述飛行器尾部設有巡航發動機(13)，機身頭部兩側設有起飛發動機(12)，機身中段(2)兩側翼下設有增升氣腔(18)，該增升氣腔(18)由機身中段(2)下部、主翼(6)下翼面、主翼(6)兩端下翼面的隔板(14)及主翼(6)后緣下偏的襟翼(4)構成封閉狀的腔體組成。
2. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述起飛發動機(12)設有使噴口上下偏轉的驅動裝置。
3. 根據權利要求1或2所述的地效飛行器，其特征在于所述襟翼(4)、 起飛發動機(12)噴口和飛行器尾部的水平尾翼后緣的升降舵(11) 偏轉的驅動裝置各自均設有按照電傳操縱系統協調控制的使三者同 步偏轉的液壓舵機。
4. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述機翼為由小展弦比的主翼(6)、大展弦比的外翼(5)及二者之間的過渡段(19) 組成的組合翼。
5. 根據權利要求4所述的地效飛行器，其特征在于所述外翼(5)、 主翼(6)及外翼過渡段(19)均為梯形翼。
6. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述飛行器尾部 設有T形尾翼，所述T形尾翼由高置的平尾(8)和垂尾(9)組成， 平尾(8)的后緣設有升降舵(11 )，垂尾(9)的后緣設有方向舵(10)。
7. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述機身由前機 身(1)，機身中段(2)和后機身(3)組成，所述機身橫剖面底部 采用類似滑行艇的具有一定斜升角(X的折角形剖面，斜升角從首部 到尾部逐漸變小。
8. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述機身底部為多斷階布局，所述多斷階布局包括機身前段的主斷階(112)及設于 主斷階(112)之后的若干次斷階(111)和艉斷階(113)，主斷階 (112)與若干次斷階(111)及艉斷階(113)呈多斷階結構；并且 各斷階尾緣分布在與水基準面呈一定傾角的一條直線上。
9. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述飛行器在全機重心處的機身底部設置了水橇裝置(16)，水橇裝置(16)由水橇 (20)、兩個緩沖作動筒(21)和橡膠氣囊(22)組成。
10. 根據權利要求1所述的地效飛行器，其特征在于所述機身的機腹處前后分別設有可收放的簡易起落架，所述起落架由設在機身頭部的前起落架(711)和機身尾部的主起落架(712)組成，所述機翼 隔板(14)的腹部設有輔助滑輪(717)。
專利摘要本實用新型公開了一種在地效飛行區內飛行的中型地效飛行器。本實用新型包括機身、機翼、尾翼和發動機，所述飛行器尾部設有巡航發動機，機身頭部兩側設有起飛發動機，機身中段兩側翼下設有增升氣腔，該增升氣腔由機身中段下部、主翼下翼面、主翼兩端下面的隔板及主翼后緣下偏的襟翼構成封閉狀的腔體組成。本實用新型將起飛發動機噴流通過轉向噴口導入增升氣腔，并將氣流的動能轉化為壓力能，以產生較大的墊升力；在飛行器尾部高置的T型尾翼設有巡航發動機；在尾翼及設于尾翼平尾上帶有調整片的升降舵，既保證了攻角焦點與高度焦點之間合理的匹配，又保證了長時間飛行時升降舵桿力的配平，實現了在縱向平面內的平衡和機動，確保飛行器在貼近水面的空中穩定飛行。
文檔編號B64C35/00GK201023656SQ20072011879
公開日2008年2月20日 申請日期2007年3月2日 優先權日2007年3月2日
發明者伏·赫·基里諾維赫, 伏·赫·布洛欣, 勃·馬·拉里茲赫, 宋明德, 崔爾杰, 李先達, 李洪疇, 格·波·庫茲涅佐夫, 阿·依·普里瓦洛夫, 陳洪若, 韓光維, 顧誦芬 申請人:廣州天象地效飛行器股份有限公司