專利名稱：一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局的制作方法
技術領域：
本發明屬于無人機設計技術領域，涉及一種能充分利用空氣靜浮力和動升力的超長航時臨近空間升浮一體飛行器。
背景技術：
當前臨近空間低速飛行器分為兩大類太陽能無人機和臨近空間飛艇，其發展目標都是實現高空長航時(數周、數月至一兩年)的高空飛行，以便實現對地低成本高精度的定點觀測、偵察、通信中繼等軍事或民用目標。從偵察監視精準度來看，由于飛行高度大致在20-30km，如攜帶同樣的載荷設備，其偵察監視分辨效果要優于衛星，因此，它們無疑是對某一區域進行長期偵察監視的優秀平臺。但這兩大類飛行器各自有其優勢和不足。太陽能無人機相對成本較低、部署靈活、可控性好，但是其有效載荷小，飛行到指定空域耗時長，升空過程經過對流層易由于氣彈問題發生危險。臨近空間飛艇有效載荷大，升空相對容易，但其存在可控性差、成本高、體積龐大等缺點。升浮一體飛行器的研究，國外雖然起步很晚，但已經制定了相應的發展計劃。美國防高級研究計劃局(DARPA)已制定開發并評估一種大型空運飛行器概念“海象”飛艇，它是一種“混合”式飛機，通過綜合運用空氣動力學、推力矢量和空氣浮力的產生與管理產生升力來保障飛行，計劃旨在驗證大型升力飛行器能將陸軍作戰部隊及其裝備從駐防區運送至戰區的可行性及生存力。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，使得飛行器能很好的利用空氣的靜浮力和飛行的動升力，兼具飛艇和太陽能無人機的優勢，從而實現該飛行器超長航時飛行和操控特性良好的特點。本發明的技術解決方案是一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，包括機身、機翼、垂直尾翼、水平尾翼和旋槳；所述的機身為通過兩個橢圓組合為控線旋轉而成的低阻外形，機身內部前半部分和后半部分下方分別安裝氣囊，囊內氣體密度小于懸浮飛行高度空氣密度，每個氣囊與機身底部之間設置充放氣孔。所述的機身為單個或者多個；單個機身時，機翼為梯形中單翼，平直尾翼位于機身后體兩側，一個垂直尾翼位于機身后體背部；多個機身時，各機身并排排列，各機身之間通過平直中單翼連接，機身外側為梯形中單翼，各機身后體之間設有水平尾翼，每個機身背部
有一個垂直尾翼。所述的平直中單翼采用矩形機翼。所述的梯形中單翼的梢根比為O. 3-0. 8之間，1/4弦線后掠角為O度。所述的機身為低阻高容積面積比機身，其控線通過兩個橢圓組合而成，橢圓方程
分別為如半部分，~
權利要求
1.一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局,包括機身、機翼、垂直尾翼、水平尾翼和螺旋槳；其特征在于所述的機身為通過兩個橢圓組合為控線旋轉而成的低阻外形，機身內部前半部分和后半部分下方分別安裝氣囊，囊內氣體密度小于懸浮飛行高度空氣密度，每個氣囊與機身底部之間設置充放氣孔。
2.根據權利要求I所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，其特征在于所述的機身為單個或者多個；單個機身時，機翼為梯形中單翼，平直尾翼位于機身后體兩側，一個垂直尾翼位于機身后體背部；多個機身時，各機身并排排列，各機身之間通過平直中單翼連接，機身外側為梯形中單翼，各機身后體之間設有水平尾翼，每個機身背部有一個垂直尾翼。
3.根據權利要求2所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，其特征在于所述的平直中單翼采用矩形機翼。
4.根據權利要求2所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，其特征在于所述的梯形中單翼的梢根比為O. 3-0. 8之間，1/4弦線后掠角為O度。
5.根據權利要求I或2所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，其特征在于所述的機身為低阻高容積面積比機身，其控線通過兩個橢圓組合而成，橢圓方程分別為前半部分
6.根據權利要求I所述的一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，其特征在于所述的機翼采用大展弦比機翼，其展弦比為15-20之間。
全文摘要
一種臨近空間升浮一體飛行器氣動布局，包括機身、機翼、垂直尾翼、水平尾翼和螺旋槳；所述的機身為通過兩個橢圓組合為控線旋轉而成的低阻外形，機身內部前半部分和后半部分下方分別安裝氣囊，囊內氣體密度小于懸浮飛行高度空氣密度，每個氣囊與機身底部之間設置充放氣孔。本發明綜合飛艇和太陽能飛機特點，通過利用靜浮力解決了太陽能無人機留空時間短的問題，通過利用動升力解決了飛艇控制特性差，響應速度慢的問題。
文檔編號B64C39/00GK102910280SQ20121038857
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者石永彬, 白鵬, 陳廣強 申請人:中國航天空氣動力技術研究院