专利名称：一种喷气式飞机的制作方法
技术领域：
本发明属于航空技术领域，特别涉及一种机身为扁平矩形而各纵剖面和侧面为标准飞机机翼剖面形状的飞机。
背景技术：
现有的客货运输机在世界经济和国际交往中发挥着巨大的作用，随着全球经济一体化和国际社会交流进一步发展，航空客货运输量与日俱增，要求更多的飞机投入营运。但现在世界各地很多国际大都市机场的空运量已趋饱和，有的机场已经每隔2分钟就有一架飞机起落，仅靠增加航班来满足不断扩展的航空市场要求已受到限制，因此世界几大飞机制造厂商正在研究新一代大型和超大型客货运输机。
从《航空知识》和《国际航空》等杂志获悉，他们研究的飞机方案大致二种，“美国波音公司”推出一种全飞翼型飞机，飞行性能有所改善，油耗也有所降低，其800座客机平面尺寸已达75×75m2，另外制造工艺较复杂。“欧洲空中客车公司”的方案和“俄罗斯”在最近一次莫斯科国际航空展览会推出的方案，基本是将现有飞机的机身长度、直径和翼展同时放大，客舱由一层改二层，其它与现有飞机一样，没什么改进。“欧洲空中客车公司”800座客机平面尺寸更是达80×80m2。俄罗斯方案860座，其翼展却达88m，这些大型飞机的一个主要缺点就是翼展太大，而翼展大势必要求现有各国的国际机场跑道的宽度和长度、跑道承载力、停机坪和飞机维修库都要扩大，所以当前很多国际机场无法满足这些特大型飞机起降和营运要求。
那么造成现有飞机如此设计的原因何在？下面我们从现有飞机内部结构进行研究来寻找答案。
现有飞机机身断面为圆形，客舱在上半圆，约占全断面60～65％，机身断面下半圆约占25～35％，由于下半圆的底面是圆柱曲面，必须再设地板才能堆放少量货物。这种细长圆柱状机身存在以下缺点(1)细长圆柱状机身从空气动力学分析，机身丝毫不会产生任何升力，其作用纯粹是载人载物的容器，飞机自身重量和客货重量，全靠机翼在发动机推动前飞时机翼上下压力差而产生升力来承受，因此机翼面积要足够大，导致机翼悬挑很长，翼尖挠度大，也易产生低频翼尖振荡。(2)这种机身断面的圆形设计，使现有飞机为了承载更多的乘客或货物，机身直径和长度不断加大，另外从现有的客货运输机平面看，机身与机翼垂直相交成很单瘦的“十字形”，即机身长细比达10∶1～11∶1，而客舱的长细比也达6∶1～7∶1左右，客舱内象一长廊，空中小姐服务距离很长。由于机身长而承担飞机总重约80％的主起落架必须设在飞机总重心即机身中段处，因此飞机起飞大迎角冲上天空时，机尾几乎擦地。为此机身尾部只好做成上翘式，使机尾那一部分空间也不好使用。(3)细长圆柱状机身的设计，对机翼的设计也有要求，使现有飞机机翼也是扁而长，一般平均长宽比也在10∶1～11∶1，扁平机翼根部与圆断面在机身中段相交，此处是全机重心位置，然而支撑飞机至少需三个起落架，机身直径相对全机尺寸较小，不能安二个主起落架，二个主起落架只好安放在机翼下靠翼根部、主起落架从二侧向机身中段收起所到的主起落架舱位于机身中段下半圆处，故此处不得不加大空间来容纳起落架的轮胎，从而突破了机身园断面和翼根的标准机翼剖面的标准尺寸，破坏了机身圆断面从头到尾的连续性，增加了前进的阻力，也使翼根部向下凸出减少了升力。由于此处结构复杂，整体强度受影响，制造工艺复杂。另外，扁长机翼悬挑长度很大，翼尖挠度大，也易产生低频翼尖振荡。
从以上分析可知现有飞机机身断面的圆形设计是造成飞机翼展大，机翼扁长、机身长，机身下部空间及机尾空间不好使用，飞机起落架设计结构复杂及制造工艺复杂的根本原因。
发明内容
本发明的目的在于克服上述标准飞机机身断面为圆形设计所带来的翼展大、机翼扁长、机身长、飞机起落架设计结构及制造工艺复杂等不足之处，而设计一种机身平面为扁平矩形而各纵剖面和侧面为标准飞机机翼剖面形状的一种喷气式飞机。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种喷气式飞机，它包括机身4、机翼27、喷气发动机6、驾驰舱1、垂尾11、平尾12、30和起落架15，机身4二边安装机翼27，喷气发动机6安装在机翼27上，机身前面居中突出布置驾驰舱1，机身4后部二个垂尾11支承平尾12、30，它的特殊之处在于所述机身4的平面形状为扁平矩形，机身4各纵剖面和侧面是标准机翼剖面形状，矩形机身4底部的四角布置安放起落架15的起落架舱24。
扁平矩形机身4的长宽比一般控制在1.5∶1～3∶1之间为宜，最佳选择方案是长宽比约为2.5∶1左右。
由于扁平矩形机身面积大，且其各纵剖面是标准机翼断面形状，机身会产生很大的升力，因此机翼面积可减少，其翼展之间的长度(飞机的宽度)与机身4长度大约相当，其翼展长度约是现有飞机的60％。也有利旅客的进出和紧急疏散。
机翼27安装在机身4顶部的机顶支架5两边，机身4侧面开设舱门19和舱窗21，且舱门19和舱窗21在机翼27下方，这样不会阻拦乘客视线，使乘客能充分观赏机外美景。
机身纵剖面中部比旅客舱8净高多余的机身顶空间作机顶支架5，同时机顶支架5可作为机顶整体油箱，其纵剖面形状也近似机翼标准剖面，正好利用作为机翼27的支承结构。由于机身侧面也是平面，因此机翼27翼根与机身自然平整对接，结构简单，也不破坏机身和翼根在此处的标准形状，因此飞行时阻力较小，制造工艺也相对现有飞机翼根与机身交界处简单许多，有利减少结构自重和制造成本。机顶支架5的空间很大，可为飞机装载足够多的燃油。
机翼27和喷气发动机6之间，以及固定平尾30和喷气发动机6之间安装有可使发动机6转动的转轴7；使喷气发动机6既可水平向后喷气，也可转至垂直位置向下喷气，对于只有两个发动机的本发明飞机在飞机垂直降落时为平衡飞机，机身4后部安装有一个调平涡轮风扇10，用以平衡机身前后倾转的扭矩。
机身4和机翼27的上表面有若干个弹射降落伞舱35，每个舱内安放有可控气动弹射串联降落伞38，同时机身4底板17前后缘和机翼27两端有一排微调平喷气嘴34，这些装置为紧急救护及垂直降落所用装置。
同现有的客货运输机的结构和性能相比，本发明具有如下优点(1).由于扁平矩形翼形机身飞行中可产生升力，在同等载容量或载货量条件下，本发明飞机的长、宽和高都可减少约40％左右，飞机停放时占地面积约减少50％，节约燃油约15％。
(2).四个起落架直接承受飞机总重，受力均匀，充分利用标准机翼断面前缘和后缘比人矮的空间做起落架舱，起落架舱没破坏机身和机翼的标准外形，制造工艺简单，飞行阻力小。
(3).机身底板平整，很好安排旅客座位和堆放货物，矩形客舱宽畅实用，空姐服务半径短，服务效率高。机身底板平整，在飞机降落时，可获得较大的地效，有利飞机起飞增加升入，也有利飞机降落时减速、缩短滑跑距离。
(4).对于安全性要求很高的飞机，本发明在机翼二端安装可转动向下喷气的发动机，机身底板四周边设“气垫围”，还设有“调平涡轮风扇”、“微调平喷气嘴”和“弹射串联降落伞”等装置。大大提高了旅客和飞机的安全保障。
综上所述，本发明飞机总体结构布局简单、合理、紧凑，各部位形状标准，机内无多余空间，机外无多余突出形体、飞行阻力小，因此相对现有飞机，飞行性能会更好，操作简易，制造工艺简化，造价经济，加上客运或货运功能专一，业务管理方便，运行成本较低。
图1为本发明飞机与同等荷载下的现有飞机纵向外形对比图；图2为本发明飞机与同等荷载下的现有飞机俯视外形对比图；图3为本发明飞机与现有飞机的机身横断面在降落时的空气流线对比图；图4本发明飞机俯视结构示意图；图5本发明飞机仰视结构示意图；图6为本发明飞机纵向剖视结构图；图7为本发明飞机平面剖视结构图；图8为本发明飞机横向剖视结构图；
图9为本发明超大型可垂直降落飞机俯视外形示意图；图10为本发明超大型双层客舱飞机纵向剖视结构图；图11为本发明飞机紧急垂直降落状态图；图12为本发明飞机紧急降落状态平面示意图；图13本发明飞机紧急短距着陆状态图。
图1至图13中各部位和部件的名称如下P——表示飞机重心位置 18、座椅1、驾驰舱 19、舱门2、航空电子设备舱 20、立柱3、卫生间 21、舱窗4、机身22、机尾油箱5、机顶支架23、起落架舱门6、发动机 24、起落架舱7、转轴25、楼梯8、旅客舱 27、机翼9、行李舱 28、副翼10、调平涡轮风扇 29、襟翼11、垂尾 30、固定平尾12、活动平尾 31、升降舵13、方向舵 32、头顶行李柜14、机尾襟翼 33、气垫档板15、起落架 34、微调平喷气嘴16、厨房 35、弹射降落伞舱17、机身底板 38、弹射串联降落伞
具体实施例方式
下面首先结合本发明设计原理，来说明本发明实施的理论基础及实施效果。
本发明根据空气动力学原理，从飞机总体布局予以改进。现以美国“波音777客机”作对照范例来研究。
首先设想将现有飞机机身圆断面中客舱底板下很勉强做货舱的空间除掉，这样机身高度就可减少约40％。然后把现有飞机细长的机身截成二段，再把这二段机身合并成本发明机身初胚，则本发明机身平面的长宽比可由原来机身10∶1变成2.5∶1，旅客舱平面也由原6∶1变成1.5∶1，显然旅客舱8不再像一条长廊，而像一个会议厅，若团体包机旅行，旅途中还可在机舱内开大会、作报告。同时厨房和卫生间不必沿纵向分几处，可集中布置，缩短了空中小姐行走的距离，减轻了她们的工作量。
扁平矩形机身4长宽比一般控制在1.5∶1～3∶1之间为宜，最佳长宽比约2.5∶1。再将机身纵剖面又改成标准机翼剖面形式，则机身前缘圆滑，机身后缘尖锐，机身后缘的斜尖正好做机尾襟翼l4，在飞机起飞和降落时用以增加升力。因前缘和靠后缘处高度不够，不好安排座椅，但矩形机身四角的空间还正好利用来做起落架舱24。这些起落架舱空间足够安放起落架，并且不会突破机身标准断面范围，因此很符合空气动力学形成层流的条件，飞行时阻力较小，且其构造标准，制造工艺也简单。
由于扁平矩形机身面积大，机身会产生很大的升力，机翼面积可以减少较多，经研究和计算“波音777客机”的机翼平面形状，其机翼翼根相对大而厚，而翼尖小而薄，若从翼尖向翼根方向除掉1/2悬挑长度、机翼面积只减少约1/3，因此就单位面积而言，在翼根部空气流线密度变化大，上下压力差也大，其产生的升力自然比翼尖处单位面积的升力大，经推算机翼从翼尖砍掉1/2悬挑长度，机翼面积虽然相应减少1/3，而升力只减少约1/4。如前所叙飞机总体改进成本发明的扁平矩形翼身水平面积与波音777在同比条件下的机身面积大约相等，所以本发明机身产生的升力不但可以弥补机翼升力减少的1/4，应该说弥补后还有很多富余升力。
本发明的机翼悬挑长度只取原有飞机靠翼根部的1/2，即靠翼根部各部分尺寸和厚度不变。因此，本发明的机翼看起来较粗壮，这样在同等飞行速度下保留了升力3/4，也使机翼整体油箱容量减少不多。本发明机翼相对短而粗，机翼刚度大，可免除翼振现象，也为在翼尖处安装绕转轴7转动的发动机6成为可能。
经以上这些对“波音777客机”平面的修改，本发明机身4长度只有现有飞机一半，机身4宽却为现有机身宽的2倍，再加上本发明机翼悬挑长度为现有飞机一半。再考虑驾驰舱突出机身一段距离，水平尾翼又比机身后缘后退一段距离，综合计算后本发明飞机的总长和翼展二个方面均比现有“波音777客机”的总长和翼展减少约40％。机身4的高度也比现有飞机减少约40％，而飞机总占地面积减少约50％，所以本发明飞机相对平面紧凑，不是单瘦的十字形。但这种形状能否飞上天呢？我们只要观察一下现代飞机的祖先——风筝就可以明白，风筝是2000多年前起源于中国，并被世界公认为是人类最早的人工飞行器。我国民间的风筝可谓千姿百态，有方形的，有圆形的，有三角形的，还有像蝴蝶，飞鸟，各种动物，还有像孙悟空的等等，但它们在天空中的风力作用下，都能平稳放飞。既然这些各种各样的风筝在天空中都能平衡放飞，另外现美制B-2形轰炸机，F117型侦察机，美制F22战斗机也不是单瘦的“十字形”。再根据空气动力学分析本发明，完全可以推断本发明扁平矩形翼身喷气式飞机可以平稳飞上蓝天。
现有飞机是三个起落架，由于机身瘦长，支承约80％荷重的两个主起落架不能放在机身上，一般布置在机翼靠根部约1/3处。飞机荷重先传至机身，再传至机翼，再通过主起落架传递至地面，所以机翼根部必须承受很大弯矩。飞机飞上篮天后，主起落架再收放到翼根与机身中段相交处的起落架舱内。前起落架位置靠机头受力小，主要控制飞机在地面运动的转向。
本发明机身4是约2.5∶1的扁平矩形，本设计在其四个角安装起落架支承，支承面积大，飞机总重不经过机翼而直接由机身骨架传至四个起落架上，四个起落架受力差不多，均为主起落架，受力分散而均匀，相对减少了轮胎对机场跑道的压力。静态物体三点支撑最稳，例如测量架。而运动物体还是四点比三点支撑更稳定，正如四轮汽车开起来就比三轮汽车不易翻车而稳定得多。因此可推断本发明在矩形机身四角共设四个起落架，当起飞和降落时飞机在机场跑道上滑跑会相对更稳定。至于飞机在机场的转向运动则可以模仿现代汽车，将前二个起落架做成相对机身可同时左右偏转的液压控制的机构。后二个起落架则可不必转向。由于本发明四个起落架直接支承机身骨架，受力简捷明确，机翼无全机总重引起的弯矩，结构简易，并可减少结构重量，简化制造工艺，从而节约造价，缩短制造工期。本发明前后起落架之间的跨度因机身长缩短一倍而与现有飞机差不多，但后起落架靠近机尾，因此不存在当飞机起降大迎角时机身尾部擦地的危险。
本发明机身底板从机头到机尾都在一个平面，因此比现有飞机好布置旅客座椅18和堆放货物。旅客舱安排在机身纵剖面中净高符合人体身高需要的中间大部分位置。机身4后部，净空高低于人体高，而且越往机尾高度越小，直至机尾为零。因此本发明将靠旅客舱8净高较高一些地方安排旅客行李舱9，而往后依次为机尾油箱22和机尾襟翼14，几部分各得其所，充分利用了这些空间，并没有浪费，也很实用。机身靠前缘空间高度比机尾高些，可利用安排做航空电子设备舱2。旅客舱8二侧平整像公共汽车，比现有飞机二侧圆弧侧面空间大一些，旅客乘座舒服。对于机身纵剖面中部比旅客舱8净高多余的机身顶空间作机顶支架5，同时机顶支架上可作为机顶整体油箱其纵剖面形状也近似机翼标准剖面，正好利用作为机翼的支承结构。由于机身侧面也是平面，因此机翼27翼根与机身自然平整对接，结构简单，也不破坏机身和翼根在此处的标准形状，因此飞行时阻力较小，制造工艺也相对现有飞机翼根与机身交界处简单许多，有利减少结构自重和制造成本。机顶支架5的空间很大，可为飞机装载足够多的燃油。
本发明机身4虽然无现有飞机机身圆形横断面客舱底板下不好利用的货舱空间，但在机身后部的行李舱9有足够空间装运旅客的随机行李。在运送同等载容量时，本发明飞机的总荷载可减少约20％，有利减少机翼面积，结构自重和飞机造价。至于货运功能则由专门的货运机去完成，功能单一，航空公司营运管理也方便。
本发明机身4宽度是现有飞机客舱二倍宽，故在机尾靠二侧面设二个垂尾11支承较长的水平尾翼，二垂尾外侧悬挑的水平尾翼分固定平尾30和升降舵31。而二垂尾之间的水平尾翼因简支在二个垂尾上，跨度较大，本发明还将这段水平尾翼做成活动平尾12。当飞机巡航飞行时用其产生升力，当然也可作升降舵。在飞机降落时可先作襟翼，再转动至与机身平面垂直位置，可作减速阻尼板，有利减少飞机进机场速度而缩短飞机在机场滑跑距离，一物多用。
机身二侧面像公共汽车侧面一样平整，很好开舱门19和舱窗21，更有利大型货运机开大门装卸货物。为了美观与增加侧面强度，外侧面也可做成微微向外圆滑突出。由于机翼27从机身顶部向二侧悬出，旅客舱所开门窗均在机翼下方，旅途中，人们可从窗口看到地面壮美的地面风光，并不会被机翼遮挡视线，也有利在非常事故中人们快速紧急疏散。对于特大型客机有二层客舱，上下二层客舱门平面投影对齐，有利机场车载专用舷梯使二层旅客同时疏散。机身底板下表面是平面，当飞机起飞和降落距离地面很近时，机身的气垫和地效作用比现有飞机机身圆断面更强，有利起落。
对于大型和特大型客货运输机，为了减少机舱结构跨度，从而减少结构自重和节约造价，可在机舱纵向中心线设一排铝合金立柱20，这些立柱对旅客舱安排旅客座椅18影响不太大，但造价却可以减少。当然对于运输较大型设备的货运机，中间不设立柱也可以，只是造价要高一点。
本发明机翼在旅客舱顶部向二边伸出，而现有飞机的机翼却是从旅客舱底板下方向二边伸展，所以按同样方式将发动机6吊挂在机翼下面，则本发明飞机的发动机安装位置比现有飞机的发动机位置高出旅客舱净高的距离，且四个起落架直接安装在机身底板下的四角，因此本发明主起落架长度可减少，更不存在发动机外壳擦地面的问题。
本发明可以做大、中、小型飞机，适合做中型(60～300座)的客货运输机，更适合作大型(300～600座)和特大型(600～1000座)的客货运输机，同时也可作成战斗机，本文以客机论述，而对于货运机只要在机舱内不设旅客座椅及相应的厨房和卫生间等设备就成了货运机，对于战斗机只需要合理布置好炸弹或导弹即可。
由于大型和特大型客机人员多，一旦发生事故人员死伤惨重。为了能将事故灾害程度降至最小，对于客运机，本发明特别考虑在飞行中一旦遇到某种事故而飞机无法飞到最临近的机场降落，或者飞机本身出现故障不能远飞，飞机只好自救。本发明也重点考虑将客运机设计成在紧急情况下可以短距或垂直降落，因本发明的机翼比较粗状、翼尖处剖面面积也较大，有条件安装发动机转轴7，使喷气发动机6既可水平向后喷气，也可转至垂直位置向下喷气，直接上举飞机机身而实现飞机垂直起降。这就要求只装两个发动机的飞机，二个发动机重心连线必须通过或靠近整个飞机的重心，少许偏差会产生一些扭矩使机身向前或向后倾转，为此本发明在机身后部安装一个调平涡轮风扇10来推机身，因为这个调平涡轮风扇远离飞机重心，“称坨虽小压千斤”或叫“四两拨千斤”，专用它来平衡机身4前后倾转的扭矩。
至于左右方向平衡，则控制左右二个喷气发动机的喷油量，从而控制二个发动机推力相同来平衡。这些都是粗略调平手段，为了更稳定须微调，为此还需在靠飞机机身前后缘和二机翼翼尖边缘布置一些微调平喷气嘴34，调节喷气量就可控制微调力矩的大小，使机身在降落时更平稳。
有了这些飞机自救措施还不够，为了更安全可靠，本发明在机身和机翼上表面均布若干个弹射降落伞舱，并在机身下表面靠四边设置了气垫挡板33，由液压作动筒操纵这些气垫挡板。平时这些气垫挡板紧压在机身底板骨架上作飞机蒙皮。当飞机出现故障，需紧急自救时，除发动机6转为向地面喷气、调平涡轮风扇10和微调平喷气嘴34系统投入外、驾驰舱1操纵放下机身下面所有气垫挡板33，这些气垫挡板33与起落架舱门23，机尾襟翼14共同组成“气垫围”，有“气垫围”飞机下落时空气对机身的阻尼作用更大。然后打开所有降落伞舱盖弹射串联降落伞38，在这些措施共同作用下，可以使出现故障的客机就近选择平地或平坦的农田降落，若能找到比机身宽的公路则采取短距降落更好，以期保障全体旅客、机组人员和飞机的安全或至少可以最大限度减少灾害的程度。
对于特大型客机，因在机翼27和平尾12、30二端共装有四台发动机，注意机翼和二台主发动机应尽量前移，为此机翼做成前掠式，使其离飞机重心更远，以便四台发动机荷载更接近。因有四台发动机分布在飞机重心P的前左、前右和后左、后右四点，故不需在机身尾安装“调平涡轮风扇10”。但其它措施，如“微调平喷气嘴34”，“气垫围”和“弹射串联降落伞38”仍然和装两台发动机的大中型飞机一样需设置。
当出现四个起落架中一个放不下的故障，也可以这样处理，干脆四个起落架都不放下，因本发明机身底板17是一个平面，故可以机身底板直接触地降落，但注意选择茂密生长农作物或者刚耕地不久、土壤疏松的农田降落。减缓着地时对机身底板的冲击力，从而保护旅客和机组人员安全。
下面再结合说明书附图来详细说明本发明的实施情况从图1、图2可知本发明飞机的机长，翼展和机身高均比现有飞机减少约40％，飞机自重约减少15～20％，飞机停放占地面积约减少50％。本发明机身4宽度是现有飞机宽的二倍，客舱内空间宽敞，横断面面积平均增加约20％，但无现有飞机客舱底板下半园不好利用的空间，综合空间利用效率提高。客机或货机功能可以专一，便利航空公司管理。
从图3可知对二种机身横断面在飞机降落时的空气流线分析可知，本发明机身4所受空气阻力更大，有利减少飞机降落的速度，缩短在飞机场上滑跑的距离。无论起飞还是降落，本发明扁平机身的地效作用都较强，既有利飞机起飞，也有利飞机降落。若增设气垫围，则飞机降落时的气垫和地效作用更强。
从图4、图5、图6、图7、图8可知本发明机身4为扁平矩形，其各纵向剖面均为标准的机翼剖面形状，这样机身在飞行中本身就可产生升力，由于机身面积大，所以升力也很大。
驾驰舱1位于机身4前缘中心且向前突出，使驾驶员视野开阔。机翼27从机身4的弧形顶向二侧伸展，发动机6仍可像现有飞机吊挂在机翼27下方或安装在机翼27两端，机翼27后缘设有副翼28和襟翼29，机身4后部靠二侧设有二个垂尾11，每个垂尾11都带方向舵13。二个垂尾支承长长的平尾，其中活动平尾12位于二个垂尾11之间，它可绕自身转轴转动，垂尾11外侧悬挑有固定平尾30和升降舵31。
机身4二外侧面也是标准机翼剖面形状，侧面平整有利开舱门19和舱窗21，若做成货运机则舱门可做成货舱门、客舱做成货舱。机身底板17为一平面，其四角布置有起落架舱门23，其内是起落架舱24并安放可收放的起落架15。
机身4内部若做旅客舱8，则安排一些与旅客所需的座椅18，厨房16，卫生间3和头顶行李柜32。机身4前缘一些不够人体高的部分则做航空电子设备舱2，机身4后部不够人体高部分向后逐渐降低，故依次安排做行李舱9，机尾油箱22和机尾襟翼14。
对于短距和垂直起落大中型客机，为了提高乘客安全或者在事故时尽可能减少灾害程度。在本发明较粗壮结实的机翼27二端安装可绕转轴7转向喷气的发动机6。二台发动机连线应尽量靠近飞机重心P，并略靠前。当飞机垂直降落时，发动机6朝下喷气，调节这二个发动机的推力可控制飞机的左右平衡。至于飞机前后的平衡则控制调平涡轮风扇10的推力来实现。机身底板17四边设置由液压作动筒驱动的气垫挡板33。当气垫档板33与起落架舱门23和机尾襟翼14同时向下打开，相互间用橡胶片密封则形成“气垫围”，加大飞机降落时的空气阻力，有利减少飞机下落速度和动能。若再开启微调平喷气嘴34，则飞机降落时更平稳。
从图9、图10可知当本发明飞机要做成特大型客机(600～1000座)时，因乘客多，机身长宽、高都相应很长，可将机身4内的旅客舱8分为二层，二层旅客舱8之间由楼梯25相通。飞机总重大，需装四台发动机6才能推进飞机。另外特大型飞机乘客很多，一旦发生空难，灾害太大。为保护旅客安全，本发明将四台发动机6分别安装在机翼27和固定平尾30二端，且可绕转轴7转动朝下喷气。为了使四台发动机承重较均匀，本发明将机翼设计成前掠式，使二台主发动机6位置尽量前移离飞机重心P一段距离。这样当四台发动机6同时向下喷气，并开启机身底板17下端的气垫围和微调平喷气系统，通过这些装置共同作用来实现垂直降落，当然喷气发动机6的功率必须足够大。因有四台喷气发动机分布在飞机重心P的四个角，只要电脑调节四个发动机的向下推力大小就可实现飞机的垂直降落，而不必设调平涡轮风扇10来维持机身在下降时的平稳。若采取上述装置后，飞机下降速度还是太大，为确保机上乘客和飞机安全，可再启动弹射降落伞系统进一步减缓飞机下落速度，实现安全降落。
当然对于安全要求等同现有飞机时，本发明的超大型双层客机的四个发动机仍可像现有飞机一样吊挂在机翼下方，机翼仍采用后掠式，不能垂直降落，仍采用机场滑跑方式起降，可节约制造和运行成本。
从图11、图12、图13可知如果飞机在巡航飞行中途突然发生有一台发动机6事故停车或其他不可预见故障，而飞机离最邻近的机场都很远，飞机很难飞到邻近机场降落，这时，必须使飞机转为紧急降落状态。
为此先关闭另一台完好的发动机6，使飞机进入减速滑翔飞行状态，放下副翼28、襟翼29和机尾襟翼14，并使活动平尾12转至与机身4垂直位置帮助减速。再放下起落架舱门23和所有气垫挡板33，与机尾襟翼14组成“气垫围”。在飞机滑翔同时，把已关闭还是好的那台发动机6喷口转至朝下或朝前下方，放下全部起落架15。这时再打开飞机上面除靠近完好发动机的所有弹射降落伞舱35，然后自动弹射串联降落伞38。与此同时也逐渐打开完好发动机6朝下喷气。通过以上这些装置联合减缓飞机向前和向下降落的速度，最后驾驰员仔细选择最靠近的平地、公路或平坦农田徐徐降落，以期保护旅客，机组人员和飞机安全。
当然由于飞机重量大、采取以上这些措施后，飞机下落速度可能仍较大，事故难免还会发生，但由于有以上措施能大大减少飞机下落速度和动能，至少可以使事故灾难程度尽量减到最小。
至于特大型客机因有4台发动机，一般不会同时有二台发生故障，还是应该飞往目的地降落或找最近的机场降落。万一出现二台发动机同时故障或其它不可预见的非常事故，也可采取与只具备二台发动机的大中型客机差不多的紧急措施降落到平坦地面。
至于大中型和特大型货运机，因机上人员少，可根据需要装配相应的设备和紧急救护装置，如将发动机6吊挂在机翼下方，像现有飞机一样采用机场滑跑起降方式，以期节约造价和营运成本。
需要说明的是对于所属领域普通技术人员来说，在不违背发明原理的前提下，对本发明还可以作出若干改进和变形，这同样属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种喷气式飞机，它包括机身(4)、机翼(27)、喷气发动机(6)、驾驰舱(1)、垂尾(11)、平尾(12、30)和起落架(15)；机身(4)二侧面安装机翼(27)，喷气发动机(6)安装在机翼(27)上，机身(4)前面居中突出布置驾驰舱(1)，机身(4)后部二个垂尾(11)支承平尾(12、30)，其特征在于所述机身(4)的平面形状为扁平矩形，且机身(4)各纵剖面和侧面是标准机翼剖面形状，机身(4)底部的四角布置安放起落架(15)的起落架舱(24)。
2.根据权利要求1所述的一种喷气式飞机，其特征在于所述矩形机身(4)的长宽比为1.5∶1-3∶1，最佳长宽比约为2.5∶1。
3.根据权利要求1或2所述的一种喷气式飞机，其特征在于翼展之间的长度与机身(4)长度相当，且翼展长度在相同荷载下是所述现有飞机的60％。
4.根据权利要求1或2所述一种喷气式飞机，其特征在于机翼(27)安装在机身(4)顶部的机顶支架(5)两边，机身(4)侧面开设舱门(19)和舱窗(21)，且舱门(19)和舱窗(21)在机翼(27)下方。
5.根据权利要求3所述的一种喷气式飞机，其特征在于在机翼(27)和喷气发动机(6)之间安装有可使发动机(6)转动的转轴(7)，同时固定平尾(30)和喷气发动机(6)之间也可安装可使发动机(6)转动的转轴(7)。
6.根据权利要求1或2所述的一种喷气式飞机，其特征在于机身(4)后部装有调平涡轮风扇(10)。
7.根据权利要求5所述的一种喷气式发动机，其特征在于机身(4)和机翼(27)的上表面有弹射降落伞舱(35)，每个舱内安放有可控气动弹射串联降落伞(38)。
8.根据权利要求6所述的一种喷气式飞机，其特征在于机身(4)的底板(17)前后缘和机翼(27)二端的下表面有一排微调平喷气嘴(34)。
9.根据权利要求4所述的一种喷气式飞机，其特征在于垂尾(11)上的平尾(12)为可转动平尾；机身(4)上的舱门(19)为可向下转动成舷梯的活动舱门。
10.根据权利要求9所述的一种喷气式飞机，其特征在于所述位于机身底板(17)下面的气垫挡板(33)与起落架舱门(23)、机尾襟翼(14)共同组成“气垫围”。
全文摘要
一种喷气式飞机,它的主要特征是机身为扁平矩形,且机身各纵剖面和左右侧面为标准机翼剖面形状,因此在飞行中机身可生产升力。它克服了现有飞机由于机身断面为圆形,不产生升力和机身下部空间不好利用以及机身细长、翼展大等不足。在同等载客量或载货量的条件下本发明飞机相对现有飞机的总长度、宽度、翼展等均可减少约40%,因此本发明飞机其自身重量、造价及营运成本都相应降低,同时对机场要求大大降低,可广泛应用于各国国际机场。本发明飞机在事故状态下,一部份安设有几种减少飞机下落速度的安全装置的机型可转为短距或垂直降落状态就地降落,从而达到化解事故或将灾害减少到最低程度。
文档编号B64C39/00GK1351944SQ01138239
公开日2002年6月5日 申请日期2001年11月30日 优先权日2001年11月30日
发明者刘世英, 刘劲 申请人:武汉大学