海岸潜行者——“海燕”两栖变翼飞机

　　一、设计背景与设计创意

　　1.1设计背景

　　“海燕”两栖变翼飞机的设计概念是根据现在地效飞机和两栖飞机发展状况设定的。地效飞行升阻比高，具有很好的承载能力和经济性。

　　地效飞行器的用途十分广泛，完全可以胜任如特种作战、两栖登陆、海空反潜、实地侦察等等军事任务。地效飞行器的经济性、安全性、适航性、隐蔽性等特性将使其在未来的飞行器发展中占据重要位置。

　　然而地效飞机往往都针对地效飞行时的空气动力设计气动布局，不能或仅仅能够短暂进入低空，脱离地面效应进行巡航，这在一定程度上约束了地效飞行器的适用范围，但较之两栖飞机，它则没有这种烦恼。两栖飞机可以从水面滑翔起飞，进入地空飞行。不过两栖飞机并不能借助地效进行巡航，它只是设置浮力装置，利用水面进行起降而已。

　　1.2设计创意

　　“海燕”两栖变翼飞机是一种可以在水面或陆地起降，既可以进行地效飞行也具有低空巡航能力的可变后掠翼两栖飞机。这一概念试图综合地效飞机和两栖飞机各自的优点，弥补两者的不足，达到功能的最大化。

　　“海燕”两栖变翼飞机的外形设计，借鉴了自然中的一些生物的形态。自然形态经过优胜劣汰法则的筛选，不仅和谐美观、动感十足，而且比例科学、功能完善。

　　二、效果展示与设计参数

　　2.1三维视图

　　图2.2 飞行假想图之二

　　2.2“海燕”性能参数

　　翼展：10m(后掠90°）30m(后掠15°）

　　机长：15m机高：6m

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　　最大起飞重量：15t最大负载：6t

　　最大燃料：3t乘员：15-20人

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　　巡航速度：200-350km/h(地效)300-450km/h(低空飞行)

　　失速：100km/h(地效)150km/h(低空)

　　极速：500km/h

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　　地效飞行高度：3m-8m海平面爬升率：300m/分

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　　实用升限：5000m转场半径：约3000km

　　三、“海燕”的设计细节与说明

　　3.1机体设计

　　“海燕” 主体采用仿生造型，机身前部宽大，采用前三点式收放起落架，可以在平静水面或陆地降落。机身、主翼、浮筒等结构融合为一个整体升力面，可以提高运载效率。尾部纵向加长，是为了提高机身水平面纵向上的稳定性，同时为尾翼的机动提供足够的力距。

　　整体结构采用大量高强度复合材料，使飞机在具有很好的弹性强度的同时减轻重量，提高运载能力。为应对飞机地效、低空突防时可能遭遇的恶劣条件，机身下部分与浮筒采用具有形状记忆功能的材料制造，使飞机受到轻微撞击表面变形后，能自行恢复。

　　3.2机翼设计

　　“海燕”的主翼为水平下单翼，主翼浮筒外侧设置有变后掠翼，其后掠角变化范围是15°-90°，后掠90°可进行地效巡航或停泊，在地效飞行过程中变翼逐渐展开，提高展弦比，增加升力，最终使飞机能够爬升到5000米的高度巡航。当飞机停泊水面时可变后掠翼浮于水面之上。可变后掠副翼采用弹性轻质材料制造。在地效、低空高速飞行遭遇气流湍流时，副翼具有一定弹性变形能力，缓和瞬时过载，增加机体稳定性。

　　尾翼为高平尾，脱离主翼安定面气流扰动，以保证地效飞行时尾翼的气动性能。上端平尾翼宽度较小，为全动式设计。尾翼整体形态纤细活泼，参照了变掠翼的造型特点，同时也具有仿生形态的意味，视觉上比较美观。

　　3.3动力配备

　　3.3.1发动机

　　采用两台高效能小型涡桨发动机,安装在机身中上部，可以在地效飞行时起到保护发动机的作用。机身尾部可加装两节助推火箭，以用于提高突防速度、水平面快速爬升、陆地短距起飞等。

　　3.3.2进、排气道设计

　　进气道——带有可调进气锥结构，可以改变进气道截面大小，调节进气量和压缩比。

　　排气道——具有废气冷却功能，具有双层冷空气导流涵道，把涡桨发动机热废气与冷空气混合，减小发动机的红外特征。

　　四、“海燕”前景与展望

　　在未来的交通运输中，高性能两栖飞行器的重要性不可忽视，“海燕”两栖变翼飞机的设计概念应运而生。可以预见到，在不远的未来，对于如同海岸巡逻、海事救援、领海突发事件处理、特种登陆作战、低空突防与实施伞降等任务，“海燕”两栖变翼飞机将是一个不错的解决方案。

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