本實用新型涉及航空設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種浮升一體混合飛艇。
背景技術(shù):
現(xiàn)有的常規(guī)飛艇包括一橢球體外形的囊體,其內(nèi)填充有浮升氣體。常規(guī)飛艇僅依靠自身的浮力升空,由囊體、吊艙、推進裝置、飛行控制裝置以及壓力控制裝置等構(gòu)成實現(xiàn)飛行。常規(guī)飛艇依靠自身浮力飛行,由于囊體采用旋成體外形,其側(cè)向阻力系數(shù)較大,抵抗側(cè)風(fēng)能力普遍偏差,機動性能不高,飛行速度低。同時,常規(guī)飛艇依靠囊體的浮升氣體飛行,其航程、航時及有效載荷均受限。
因此,現(xiàn)亟需設(shè)計一種能提供較大升力的飛艇。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服上述缺陷,本實用新型旨在提供一種浮升一體混合飛艇,既能提供較大動升力,同時也能增加有效載荷。
一種浮升一體混合飛艇,其特征在于,包括:一艇體,其內(nèi)填充有浮升氣體;所述艇體包括一第一閉合基準線和一第二閉合基準線,所述第一閉合基準線為所述艇體的俯視外輪廓線,所述艇體具有一中心軸線,所述第二閉合基準線為垂直于所述中心軸線方向的所述艇體的側(cè)視外輪廓線,所述第一閉合基準線和所述第二閉合基準線均由多個橢圓弧首尾相切連接而成,所述第一閉合基準線圍成的形狀在平行于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第一長度,及在垂直于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第一寬度;所述第二閉合基準線圍成的形狀在平行于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第二長度,及在垂直于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第二寬度;所述第一長度和所述第二長度相等且等于所述艇體的長度,所述第二寬度小于所述第一寬度。
進一步地,所述第一寬度為所述第一長度的0.4-0.6倍。
進一步地,所述第二寬度為所述第二長度的0.2-0.3倍。
進一步地,所述第一閉合基準線包括兩端相互連接的第一1/2橢圓弧和第二1/2橢圓弧,所述第一1/2橢圓弧和所述第二1/2橢圓弧所對應(yīng)的橢圓共短軸。
進一步地,所述第一1/2橢圓弧所對應(yīng)橢圓的長軸的一半為所述艇體長度的0.3-0.4倍,第二1/2橢圓弧所對應(yīng)橢圓的長軸的一半為所述艇體長度的0.6-0.7倍。
進一步地,所述第一閉合基準線為軸對稱形狀,其對稱軸為所述中心軸線。
進一步地,所述第二閉合基準線包括首尾連接的第一1/4橢圓弧、第二1/4橢圓弧、第三1/4橢圓弧和第四1/4橢圓弧,且所述第一1/4橢圓弧、所述第二1/4橢圓弧、所述第三1/4橢圓弧及所述第四1/4橢圓弧所對應(yīng)的橢圓共中心。
進一步地,所述第一1/4橢圓弧和所述第二1/4橢圓弧位于所述艇體的上部且所對應(yīng)的橢圓共短軸,且其短軸的一半為所述艇體最大厚度的0.6-0.8倍;所述第三1/4橢圓弧和所述第四1/4橢圓弧位于所述艇體的下部且所對應(yīng)的橢圓共短軸,且其短軸的一半為所述艇體最大厚度的0.2-0.4倍。
進一步地,所述艇體還包括一第三閉合基準線,所述第三閉合基準線為所述艇體沿著所述中心軸線的側(cè)視外輪廓線,所述第三閉合基準線由第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧及第四圓弧首尾相連而成。
進一步地,所述第二圓弧和所述第四圓弧分別位于所述艇體的上部和下部且共圓心及半徑相等,所述第一圓弧和所述第三圓弧的半徑相等。
進一步地,所述第一圓弧和所述第三圓弧相對于經(jīng)過所述第二圓弧圓心的豎直線對稱設(shè)置。
進一步地,所述第三閉合基準線圍成的形狀在所述艇體的寬度方向上的最大尺寸為第三長度,所述第三閉合基準線圍成的形狀在所述艇體的厚度方向上的最大尺寸為第三寬度,且所述第三寬度等于所述第二寬度,所述第三長度等于所述第一寬度。
進一步地,所述艇體包括一主囊體及連接于所述主囊體相對兩側(cè)的兩個側(cè)囊體,其中,所述第二圓弧、第四圓弧及第二閉合基準線為所述主囊體的輪廓線,所述第一圓弧和第三圓弧分別為所述兩個側(cè)囊體的輪廓線。
進一步地,所述側(cè)囊體的垂直于所述中心軸線的截面中,位于遠離所述主囊體一側(cè)的輪廓為圓弧形。
進一步地,所述浮升一體混合飛艇還包括一頭錐,設(shè)置于所述艇體的頭部。
進一步地,所述浮升一體混合飛艇還包括多個尾翼,所述尾翼包括安定面和設(shè)置于安定面后緣的舵面。
進一步地,所述浮升一體混合飛艇還包括一吊艙,所述吊艙兩側(cè)分別裝設(shè)有一推進器。
本實用新型浮升一體混合飛艇的所述艇體由于所述第一長度和所述第二長度相等且等于所述艇體的長度,所述第二寬度小于所述第一寬度,因此使所述艇體整體呈扁平形狀,除了其內(nèi)的浮升氣體提供升力外,此種外形本身也可使動升力大大提高,從而使所述浮升一體混合飛艇能實現(xiàn)大載荷運輸。
附圖說明
在結(jié)合以下附圖閱讀本實用新型公開的實施例的詳細描述之后,更能夠更好地理解本實用新型的上述特征和優(yōu)點。
圖1是本實用新型浮升一體混合飛艇的立體圖。
圖2是本實用新型浮升一體混合飛艇的俯視圖。
圖3是本實用新型浮升一體混合飛艇的側(cè)視圖。
圖4是本實用新型浮升一體混合飛艇的前視圖。
圖5是本實用新型浮升一體混合飛艇的后視圖。
艇體1 尾翼2 第一閉合基準線10 第一長度11 第一寬度12
第一1/2橢圓弧101 第二1/2橢圓弧102 中心軸線100
第二閉合基準線20 第二長度21 第二寬度22 第一1/4橢圓弧201
第二1/4橢圓弧202 第三1/4橢圓弧203 第四1/4橢圓弧204
第三閉合基準線30 第一圓弧301 第二圓弧302 第三圓弧303
第四圓弧304 第三長度31 第三寬度32
主囊體13 側(cè)囊體14
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作詳細描述。另外,以下結(jié)合附圖和具體實施例描述的諸方面僅是示例性的,而不應(yīng)被理解為對本實用新型的保護范圍進行任何限制。
如圖1所示,本實用新型浮升一體混合飛艇主要包括艇體1及多個尾翼2。
如圖1至圖3所示,所述艇體1大致呈扁平狀,其內(nèi)填充有浮升氣體(如氦氣)。所述艇體1沿長度方向具有一中心軸線100,所述艇體1是以三條閉合基準線掃描而成的中空結(jié)構(gòu),分別定義所述艇體1的俯視外輪廓線為第一閉合基準線10,定義垂直于所述中心軸線100方向的所述艇體1的外輪廓線為第二閉合基準線20,所述第一閉合基準線10和所述第二閉合基準線20均由多個橢圓弧首尾相切連接而成,定義所述艇體1的沿著所述中心軸線的側(cè)視外輪廓線為第三閉合基準線30。
如圖2所示,所述第一閉合基準線10圍成的形狀在平行于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第一長度11,及所述第一閉合基準線10圍成的形狀在垂直于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第一寬度12,所述第一長度11即為所述艇體1的長度L。所述第一閉合基準線10由第一1/2橢圓弧101和第二1/2橢圓弧102兩端相切連接而成,所述第一1/2橢圓弧101與所述第二1/2橢圓弧102所對應(yīng)橢圓共短軸,所述第一1/2橢圓弧101與所述第二1/2橢圓弧102所對應(yīng)橢圓的長軸的一半之和為所述艇體1的長度L,所述第一1/2橢圓弧101與所述第二1/2橢圓弧102所對應(yīng)橢圓的短軸為所述艇體1的寬度D,且寬度D的尺寸在0.4L-0.6L之間,在本實施例中,可優(yōu)選地將所述艇體1的寬度D定為長度的0.5倍。所述艇體1的寬度D即為所述第一寬度12。同時,所述第一1/2橢圓弧101所對應(yīng)橢圓的長軸的一半為0.3L-0.4L長,所述第二1/2橢圓弧102所對應(yīng)橢圓的長軸的一半為0.6L-0.7L長。在本實施例中,優(yōu)選所述第一1/2橢圓弧101所對應(yīng)橢圓的長軸的一半為0.35L長,所述第二1/2橢圓弧102所對應(yīng)橢圓的長軸的一半為0.65L長。換個角度講,具有較短長軸的所述第一1/2橢圓弧101在前(所述浮升一體混合飛艇前飛方向為前),而具有較短長軸的所述第二1/2橢圓弧102在后(與所述浮升一體混合飛艇前飛方向相反的方向為后),這樣的構(gòu)造可使所述浮升一體混合飛艇具有很好氣動效果。所述第一閉合基準線10為軸對稱形狀,其對稱軸為所述中心軸線100。俯視來看,所述艇體1即為相對于所述中心軸線100對稱的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示,所述第二閉合基準線20圍成的形狀在平行于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第二長度21,及所述第二閉合基準線20圍成的形狀在垂直于所述中心軸線方向上的最大尺寸為第二寬度22,所述第二長度21也為所述艇體1的長度L。所述第二閉合基準線20由第一1/4橢圓弧201、第二1/4橢圓弧202、第三1/4橢圓弧203及第四1/4橢圓弧204首尾相切連接而成。所述第一1/4橢圓弧201、所述第二1/4橢圓弧202、所述第三1/4橢圓弧203及所述第四1/4橢圓弧204所對應(yīng)的橢圓分別具有不同尺寸的長短軸,具體地,所述第一1/4橢圓弧201和所述第四1/4橢圓弧204所對應(yīng)的橢圓共長軸,且其長軸的一半為0.3L-0.4L。所述第二1/4橢圓弧202和所述第三1/4橢圓弧203所對應(yīng)的橢圓共長軸,且其長軸的一半為0.6L-0.7L。所述艇體1的最大厚度為H,且最大厚度H的尺寸在0.2L-0.3L之間,在本實施例中,所述艇體1的最大厚度優(yōu)選為0.25L。所述第一1/4橢圓弧201和所述第二1/4橢圓弧202位于所述艇體1的上部且所對應(yīng)的橢圓共短軸,且其短軸的一半為0.6H-0.8H。另外,所述第三1/4橢圓弧203和所述第四1/4橢圓弧204位于所述艇體的下部且所對應(yīng)的橢圓共短軸,其短軸的一半為0.2H-0.4H。本實施例中,所述第一1/4橢圓弧201和所述第二1/4橢圓弧202所對應(yīng)的橢圓的短軸的一半優(yōu)選為0.7H,同時所述第三1/4橢圓弧203和所述第四1/4橢圓弧204所對應(yīng)的橢圓的短軸的一半優(yōu)選為0.3H,使所述艇體1呈現(xiàn)一種上厚下窄的構(gòu)造,也能很好地改善所述浮升一體混合飛艇的氣動能力。所述第二寬度22即為所述艇體1的厚度H,在本實施例中,所述第二長度21等于所述第一長度11,且所述第二寬度22小于所述第一寬度12,因此使所述艇體1的整體外形呈現(xiàn)扁平的形狀,此種形狀本身就大大增大了所述浮升一體混合飛艇的動升力,從而使之實現(xiàn)大載荷運輸。
如圖4所示,所述第三閉合基準線30是由第一圓弧301、第二圓弧302、第三圓弧303及第四圓弧304首尾相連而成,當然在具體實施時,會在交匯處設(shè)計圓滑過渡線。所述第二圓弧302和所述第四圓弧304分別位于所述艇體的上部和下部且共圓心及半徑相同,所述第一圓弧301和所述第三圓弧303相對于經(jīng)過所述第二圓弧302圓心的豎直線對稱設(shè)置。并且,所述第一圓弧301和所述第三圓弧303的圓心連線與經(jīng)過所述第二圓弧302圓心的豎直線的交點位于所述第二圓弧302的圓心下方。另外,所述第二圓弧302所對應(yīng)圓的直徑2R即為所述艇體1的厚度H。所述第一圓弧301和所述第三圓弧303具有相同的半徑r,r<R且r的值在0.1D-0.2D之間。所述第三閉合基準線30圍成的形狀在所述艇體的寬度方向上的最大尺寸為第三長度31,所述第三閉合基準線圍成的形狀在所述艇體的厚度方向上的最大尺寸為第三寬度32,所述第三寬度32等于所述第二寬度22,即為所述艇體1的厚度H;所述第三長度31等于所述第一寬度12,即為所述艇體1的寬度D。因此所述第三閉合基準線30所圍成的面即為所述艇體1在豎直方向的最大橫截面。
如圖2至圖5所示,通過對所述第一閉合基準線10、所述第二閉合基準線20及所述第三閉合基準線30掃描或掃掠而得到所述艇體1的近似扁平狀的流體結(jié)構(gòu),除了通過所述艇體1內(nèi)的浮升氣體提供一定升力以外,所述艇體1這種扁平狀的外形結(jié)構(gòu)也能大大提高動升力,從而實現(xiàn)大載荷運輸。從整個外形來看,所述艇體1包括一主囊體13和兩個分別連接于所述主囊體13相對兩側(cè)的側(cè)囊體14,其中,所述第二圓弧302、第四圓弧304及第二閉合基準線20為所述主囊體13的輪廓線,所述第一圓弧301和第三圓弧303分別為所述兩個側(cè)囊體14的輪廓線。所述側(cè)囊體14的垂直于所述中心軸線100的截面中,位于遠離所述主囊體13一側(cè)的輪廓為圓弧形。所述主囊體13和所述側(cè)囊體14的外形均由多條蒙皮通過高頻或熱壓焊接而成,所述側(cè)囊體14與所述主囊體13之間通過拉條連接,氣體相通的同時對所述艇體1的保形起了重要作用。所述主囊體13的內(nèi)側(cè)下表面還設(shè)置有副氣囊(未圖示),所述副氣囊(未圖示)用來容納壓縮空氣,可在所述浮升一體混合飛艇飛行過程中,通過改變所述副氣囊(未圖示)中的部分空氣量,來補償所述艇體1氣體體積的變化。具體來講,通過調(diào)節(jié)所述副氣囊(未圖示)中的空氣,如增加所述副氣囊(未圖示)中的空氣或排出副氣囊(未圖示)中的空氣,以保持所述艇體1的恒定壓力,進而保持所述艇體1的結(jié)構(gòu)形狀。
所述艇體1的頭部設(shè)置一頭錐(未圖示),用以錨泊于地面錨泊設(shè)備(未圖示)。
如圖5所示,所述艇體1的尾部設(shè)有多個尾翼2,所述尾翼2包括一安定面(未標示)及固定于所述安定面的舵面(未標示),用以對所述浮升一體混合飛艇進行方向的操縱控制。
所述艇體1的下方還連接一吊艙(未圖示),所述吊艙(未圖示)內(nèi)載荷有動力和控制設(shè)備。進一步,所述吊艙的兩側(cè)設(shè)置有推進器(未圖示),為所述浮升一體混合飛艇提供前飛的動力。
本實用新型實施例的技術(shù)效果如下:
(1)所述第二長度21等于所述第一長度11,且所述第二寬度22小于所述第一寬度12,因此使所述艇體1的整體外形呈現(xiàn)扁平的形狀,除了通過所述艇體1內(nèi)的浮升氣體提供一定升力以外,所述艇體1這種扁平狀的外形結(jié)構(gòu)也能大大提高動升力,從而使所述浮升一體混合飛艇實現(xiàn)大載荷運輸。
(2)具有較短長軸的所述第一1/2橢圓弧101在前(所述浮升一體混合飛艇前飛方向為前),而具有較短長軸的所述第二1/2橢圓弧102在后(與所述浮升一體混合飛艇前飛方向相反的方向為后),這樣的構(gòu)造可使所述浮升一體混合飛艇具有很好氣動效果。
(3)所述第一1/4橢圓弧201和所述第二1/4橢圓弧202所對應(yīng)的橢圓的短軸的一半為0.6H-0.8H,同時所述第三1/4橢圓弧203和所述第四1/4橢圓弧204所對應(yīng)的橢圓的短軸的一半為0.2H-0.4H,使所述艇體1呈現(xiàn)一種上厚下窄的構(gòu)造,也能很好地改善所述浮升一體混合飛艇的氣動能力。
(4)所述主囊體13的內(nèi)側(cè)下表面還設(shè)置有副氣囊(未圖示),所述副氣囊(未圖示)用來容納壓縮空氣,可在所述浮升一體混合飛艇飛行過程中,通過改變所述副氣囊(未圖示)中的部分空氣量,來補償所述艇體1氣體體積的變化。
提供之前的描述是為了使本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員均能夠?qū)嵺`本文中所描述的各種方面。但是應(yīng)該理解,本實用新型的保護范圍應(yīng)當以所附權(quán)利要求為準,而不應(yīng)被限定于以上所解說實施例的具體結(jié)構(gòu)和組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的精神和范圍內(nèi),可以對各實施例進行各種變動和修改,這些變動和修改也落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。