一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机的制作方法

本发明涉及飞行器，尤其是一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机。

背景技术：

中国知识产权局于1993.06.30公布了杨亚黎的发明专利申请，发明名称为“超级节能表面效应飞行器”，申请号为：911126678，申请公布号为cn1073643。该发明是一种具有常规飞机速度和车船经济性能的超超低空飞行的新型飞行器。其问题在于：该发明的飞行器作为固定翼飞机的一种，飞行的升力依靠机翼提供，其机翼面积小于等于同吨位飞机的机翼面积的三分之一，其巡行速度应当是后者三倍左右，高速低飞，极易撞着太多的障碍物，极易遇到异常强烈的上升气流，导致机翼迊角超过失速迊角，继而导致机翼失速下坠。国家禁止固定翼飞机在100米高度以下的超低空飞行，但搞飞行表演和在机场正常起飞降落除外。该发明的飞行器即使在国家己开放的100～1000米的低空间层自由飞行，或在国家将开放的3000米以下的中低空间层自由行，都会遇到强烈上升气流，导致机翼气动迊角超过失速迊角而下坠。强烈上升气流包括垂直向上、斜向上的强烈上升气流；其产生原因有多种：空气对流，龙卷风，台风，雷暴云团，水平强急风遇到障碍物(山、林或建筑物群)切变，下冲(击)气流触地后反弹切变，等等。由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难，这是一个不易解决的航空气象难题。现在各种型号的客机都不能在4000米以下的空间层巡航，这是因为各种客机型号设计时已设定其相应的巡航高度与巡航速度，巡航地速一般都在700km/h-1000km/h之间，属高速。

本发明要解决的技术问题是：如何使飞机能制止其遇到强烈上升气流导致的机翼失速下坠。

技术实现要素：

本发明目的在于：克服现有飞机遇到强烈上升气流导致机翼失速下坠的缺点，提供一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机。

本文件中所谓“强烈的上升气流”是指空气对流形成的、龙卷风形成的、雷暴云团形成的、水平风遇到大障碍物(山、林或建筑物群)切变成的、下冲(击)气流触地后反弹切变成的强猛急上升气流，包括垂直向上、斜向上的强猛急上升气流；所谓“机翼失速下坠”，是指飞机飞行遇到强烈的上升气流时机翼气动迎角超过失速迎角造成机翼的上表面的气流分离而突然机翼升力变小，导致机翼失速下坠，包括机翼失速坠毁和飞机忽上忽下的失速下坠，飞机侧转的失速下坠，飞机摇晃的失速下坠。

本发明采用如下所述的技术方案。

在飞机的机翼设置有上、下表面相通的通气道，使该通气道的下、上气道口的面积比值为1.2～30，使该通气道的所有上气道口的总长度是机翼长度的0.3～0.99倍，使该通气道的上部靠近机翼前并向机翼后倾斜，在靠近机翼前并对着机翼后的上气道口的两侧设置有立于翼面的限流板，在该通气道配置阀门；当飞机飞行遇到强烈上升气流时机翼的迊角超过失速迊角，机翼的上表面气流分离，导致机翼失速下坠；此时，立即满开飞机两侧机翼的通气道的阀门，使机翼下的强烈上升气流自面积较大的下气道口连续稳定流进通气道，经通气道流到面积较小的上气道口然后沿着机翼的上表面向翼后连续稳定流去，使机翼的上表面有新的自前向后连续稳定的相对气流；上气道口的气流速度的大小与通气道的下、上气道口的面积的比值的大小成正比，调控通气道阀门就能够调控通气道的下、上气道口的面积比值，因而能够调控上气道口的气流速度，该气流速度再加上该机翼的地速，使沿着机翼上表面流向翼后的连续稳定的相对机翼的气流速度(机翼空速)变得比机翼失速前大，而机翼产生的升力是与机翼空速的平方成正比，因此，调控通气道阀门即可调控机翼的升力；当飞机将机翼的升力调控到平衡了重力时，该飞机就成为一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机。

本发明具有以下有益效果：

(一)有效制止飞机遇到强烈上升气流导致的机翼失速坠毁，最大限度避免飞机坠毁人亡的空难事件发生，延长飞机安全使用寿命；(二)有效制止机翼在遇到强烈的上升气流、湍流的干扰而造成的飞机忽上忽下、摇晃、抖振，使飞机能较平稳飞行；(三)提高机翼的升力系数；(四)缩短飞机起飞和着陆滑跑距离；(五)增大飞机失速迊角；(六)降低飞机的最小起飞、着陆、巡航速度；(七)具有现有机翼的前缘襟翼、缝翼、克鲁格翼的基本功能。

附图说明

以下结合附图1对本发明的一种方案实施进行描述。

附图1是本发明的飞机机翼侧视剖面的形状结构示意图。

在附图1中有关部份的名称、序号为：机身1，机翼2，限流板3，上气道口4，气道上端平动阀门5，通气道6，气道下端转动阀门7，下气道口8。

具体实施方式

在飞机的机翼设置有上、下表面相通的通气道，使该通气道的下、上气道口的面积比值为1.2～30，使该通气道的所有上气道口的总长度是机翼长度的0.3～0.97倍，使该通气道的上部靠近机翼前并向机翼后倾斜，在靠近机翼前并对着机翼后的上气道口的两侧设置有立于翼面的隔扰板，在该通气道配置阀门。当飞机遇到强烈的上升气流时，机翼迊角会超过失速迊角，机翼上表面出现气流分离，升力突然减少，故机翼失速下坠，此时，飞机的自动或人工控制系统立即同时开启机身1两侧机翼2的气道上端平动阀门5(使之平动滑向机翼前)和气道下端转动阀门7(使之由水平的关闭状态绕转轴沿顺时针向向气道内转至垂直机翼底面的全开启状态)，让机翼2下的强烈上升气流自较宽大的下气道口8连续稳定流进通气道6，通气道的上部底面与相连的机翼的上表面夹角很小，有2～15°，该气流经通气道6流到较窄(在翼弦方向上的距离较短，是下气道口的0.02～0.2倍)长(在翼长方向上的距离较长，是下气道口的1.2～4倍)的上气道口4即贴着机翼2上表面向翼后连续稳定流去，上气道口4的两侧在对着机翼后的方向上设置立于翼面的限流板3隔挡两侧气流横向干扰(防止升力损失)，该气流产生逆气压梯度，使机翼的上表面的压力小于下表面的压力而使机翼产生了升力，当该升力平衡了重力时，该飞机就成为一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机。需进一步说明的是：(1)上气道口的气流速度的大小与通气道的下、上气道口的面积的比值的大小成正比，调控通气道阀门就能够调控通气道的下、上气道口的面积比值，因而能够调控上气道口的气流速度，该气流速度再加上该机翼的地速，使沿着机翼上表面流向翼后的连续稳定的相对机翼的气流速度(机翼空速)变得比机翼失速之前大，而机翼产生的升力是与机翼空速的平方成正比，因此，调控通气道阀门即可调控机翼的升力，当机翼产生了等于或大于飞机受到的重力的升力时，该飞机就成为一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机；(2)机翼遇到与其飞行方向夹角成30～90°的强烈上升气流，气流入通气道时给机翼一个明显向上的推举力；机翼遇到与其飞行方向夹角成100～150°的强烈上升气流，气流入通气道时给机翼一个明显的向上的推举力和向前的推进力；(3)几种轻度的机翼失速下坠的制止方法如下：①若只有一侧机翼失速下坠，就开启该侧机翼的通气道的阀门，使该侧机翼产生升力来平衡机翼受到的重力，制止飞机偏离航向或旋转；②飞机抖动并左右摇晃：这是因为机翼上表面气流强烈分离而产生大量涡流，引起升力时大时小，和左、右翼的升力变化不均造成的，轮流开启两侧机翼的通气道的阀门，使该机翼产生升力来平衡机翼受到的重力，能制止飞机左右摇晃；③若飞机遇到一阵又一阵的强烈上升气流干扰导致飞机忽上忽下，就开启两侧机翼的通气道的阀门，使两侧机翼产生升力来平衡两侧机翼受到的重力而不下坠，从而使飞机能较平稳飞行；(4)若飞机起飞、着陆时开启两侧机翼的通气道阀门，可使机翼增加升力，可降低飞机起飞着陆的速度，可缩短飞机滑跑的距离和时间，可防止突发性产生的微下冲气流切变形成的强烈的上升气流对飞机起飞着陆的干扰；(5)若飞机飞行时开启两侧机翼的通气道阀门，可使机翼增加升力，可降低巡行速度，可防止突发性产生的微下冲气流切变形成的强烈的上升气流对飞机起飞着陆的干扰；(6)因该机翼己具有减速、增大升力系数、缩短飞机滑跑的距离和时间、增大失速迊角等功能，故本发明可不需要设置现有机翼的前缘襟翼、前缘缝翼、克鲁格襟翼。

本发明最基本的技术特征如下所述。

本发明涉及飞行器，尤其是一种能制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机，其特征是：飞机的机翼设置有上、下表面相通的通气道；该气道的上部靠近翼前向并翼后倾斜；该气道的上气道口位于翼体前部并向着翼后，其两侧设置立于翼面的限流板；该机翼是固定单翼。

根据上述的本发明最基本的技术特征，可衍生出如下几种具体方案：(1)该机翼的通气道设置在机翼内腔前部；(2)该机翼通气道的上气道口的总长度是机翼长度的0.3～0.97倍；(3)该机翼的通气道的下气道口的面积与上气道口的面积之比值为1.2～30；(4)该机翼的通气道是并联的气道；(5)该机翼的通气道是分叉的气道；(6)该气道配置有阀门；(7)该机翼的通气道阀门是机翼表面的可动的蒙皮；(8)该机翼的通气道阀门是可调控的滑动阀门；(9)该机翼的通气道阀门是可调控的转动阀门；(10)该机翼的通气道的上部底面与相连的机翼的上表面夹角在2°～22°范围内；(11)该机翼的上反角为8～45°。

本发明是一种能有效制止强烈上升气流导致其机翼失速下坠的飞机，能够提高机翼的举力系数，能够缩短起飞降落滑跑距离，能够降低起飞、降落、巡航速度，能够使机翼失速迊角增大，能够以低于360公里/小时的速度在3000米以下的空间层巡航，能够在小机场升降。本发明适用于在高空民航天路方面正在趋向于超饱和状态发展，而低空通航天路依旧处于空白状态的中国，适用于地面交通不便的县际、市际、省际的短途的低空自由民航，适用于低空自由观光旅游，也适用于低空侦察、调查、搜寻地面目标，投放，还适用于低空护林、大面积撤播树种、施肥、喷药。