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分体式高速经济型飞行器

http://www.sina.com.cn  2008年10月13日 11:27  新浪航空
分体式高速经济型飞行器
分体式高速经济型飞行器

分体式高速经济型飞行器
分体式高速经济型飞行器

分体式高速经济型飞行器
分体式高速经济型飞行器

分体式高速经济型飞行器
分体式高速经济型飞行器

  分体式高速经济型飞行器

  目前飞机存在两个问题:第一是高速性能与低速性能受气动外形影响不能兼顾。第二是能源消耗很大。模块化飞机可以解决这些问题。

  它分为三部分:第一部分是承载主要大负荷的主飞行器,第二部分是帮助起飞降落的飞翼机,第三部分是磁悬浮轨道以及轨道车。

  主飞行器主要用于高速巡航,故它的布局采用典型的切尖三角翼布局。由于展弦比低,这种外形有效地降低了风阻并延迟了激波的产生,从而可以实现超音速飞行。飞机采用变循环发动机,以保障超音速巡航性能。尾部采用环形翼,发动机进气道的激波打在环翼下表面,形成局部乘波构型,在高速下可以产生较大升力,同时有利于提高机体横向稳定性的提高。在主飞行器的主翼与起降服务机结合的时候,环翼还能起到作水平尾翼的作用

  飞翼机大规模使用复合材料制造,采用飞翼结构有助于提高低速飞行的可操作性。飞翼机采用涡扇发动机,以便提供优良的低速性能。飞翼机上表面有固定机构,可以与主飞行器牢固连接。它们连接起来的时候总体外形和普通客机外形基本类似。

  飞翼机没有驾驶室,是全自动电脑控制飞行姿态。地面塔台和空中的飞机都可以发指令遥控它的飞行。

  磁悬浮轨道上有轨道车,轨道车与飞翼机对接,供飞机起飞和降落用。轨道在飞机起飞的时候提供动力,在降落的时候提供电阻制动,同时将动能转换为电能存储起来备用。

  工作方式:

  在地面状态下,飞机、飞翼和轨道车三者组合起来,此时飞机的外形就像普通客机一样。

  起飞时,轨道车在磁悬浮轨道上启动,带动飞机加速。普通飞机在起飞的时候发动机处于非经济运行工况,耗油率很高。而加速轨道由地面提供能源供飞机加速起飞,所以可以减少飞机携带的燃油载重量,相应的提高人员或者货物的有效载重量。轨道车与轨道之间采用磁悬浮的方式,这样轨道车不仅能在起飞提供较高的速度,也可以在降落时通过非接触磁层减少着陆的冲击力。

  在轨道车的速度加速到起飞速度的时候,飞机和飞翼机作为一个整体与轨道车分离。由飞翼机做主动力带动飞机加速到高速巡航速度。然后飞翼机与主飞行器分离,减少主飞行器的重量和风阻。

  加速达到一定航速后,主飞行器启动自身的冲压发动机,飞机做高速巡航,同时起降服务机返回轨道待命。

  要降落时,起降服务机从轨道起飞,到空中与主飞行器对接锁定,然后下滑至轨道,与轨道器对接锁定。对接完毕后飞行器在轨道上滑行,轨道将飞机的动能转换成电能存储起来,供下次起飞时使用。这样也节约了能源。整个对接的过程都由机载计算机统一自动化控制。

  图5:起飞过程

  这种飞行器的好处就是在巡航的时候大幅度减少了不必要的负荷,同时提供了高速巡航的性能,对于飞行的各方面要求均得到了满足。

  相关专题:第三届飞行器设计大赛

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