[发明专利]一种可产生更大升力的飞行器机翼剖面结构

说明书

本发明涉及一种飞行器机翼的剖面结构

对于飞行器的机翼剖面，现在已被提出或已被使用的类型较多，最主要的有上弓下平或上弓下凹等剖面特征的低速翼型，以及双弧型、菱型、半菱型、去脊菱型、尖劈型等一些不同的其它结构类型，这些不同翼剖面结构尽管剖面的形态结构特征各不相同，但其共同的特征是使用常用高度、常用速度、常用载重平飞时，机翼上表面的最高点一般比较靠近机翼中部方向，而不在机翼的翼尖部位。

本发明的目标，就是要提出一种机翼升力更高、翼载比更大、以及各种性能更佳的机翼剖面结构。

为了实现以上目标，本发明提出的机翼剖面结构是，机翼上表面结构为相对比较平缓的低平曲线状，并且在以常用高度、速度、载重平飞时，机翼表面一般以前部翼尖部位附近高度最大，向后高度下降，而下表面则为类广角三角式曲线状，其中前半部分下表面为向斜后下方延伸的流线面或直线面，后半部分下表面则是为近水平面或向上下弯曲度很小的曲线面，并一直向后延伸到机翼后部翼尾与上表面相交。此外为防止在拉大迎角时飞机产生失速，本发明机翼的后部，还可设计一种可各自独立动作的双层襟翼、缝翼等结构，以便在飞行器以较大迎角上升时，适当上翻翼尾的上襟翼，从而使机翼上表面的负压气流层可不至于过厚，而产生很强的向前内卷涡流，这样就可防止或减轻失速危害了。

此外本机翼增大升力的原则与结构方式，同样也可应用于对现有飞机机身结构的改造。在将机身由现在的一般为下平上弓方式，改为下弓上平或下部远比上部弓起更多，并且同时适当修改纵切面以减少机身高度与加大机身宽度时，更是可极大提高升力。

本发明在采用以上方法制成时，位于机翼前方的所有空气分子，全都会由于机翼不断向前移动过程的下压作用，而不断提高密度压力的同时，沿机翼下表面不断向后移动(见图3)。从而对机翼产生远比正常气压作用于机翼水平下翼面时高许多倍的较大抬升作用力，所以本机翼下部气流对机翼的抬升力，绝对要比现在已提出的各种翼型大得多。而本机翼上部由于从翼尖开始高度就不断降低，而向后流过的又是没有像现有机翼那样得到增压增密处理的较低压力空气，并且其在后流时会不断减压到比常压低出许多，这样又会在整个机翼上表面形成负压上吸作用力，并且作用强度也比各种现有自然翼型更强，自然其整体升力特征就会是远远高于现有其它翼型了，在本机翼的后部如果再辅以双层后缘襟翼，以便消除或减轻失速危害，其飞行使用性能就更为优秀了。本人在这里提到的增加升力原理，虽然和一些传统理论完全不同，但事实上应更符合客观实际，其原因关键是由于人们在分析机翼产生升力的原理时，往往会忽略了机翼在产生升力时必须存在的冲角的作用，而考虑到冲角的作用时，升力的形成就以本专利内叙述的原理更合理了。

下面就结合附图对本发明机翼的特征及与实施有关问题进行一下论述。

附图中图1是翼尖上部有一个很小凸起的本机翼结构图2是本机翼的另一种剖面结构图图3是机翼上下的空气密度、压力分布与流动特征图(流线密集时表明密度和压力高，反之密度和压力下降)

本机翼下表面的前半部分，可以为向斜后下方延伸的直线面，也可是流线式面，并且其流线面的曲线弯曲度及直线面的倾角，可以随飞行器常用速度的大小不同而表现不同，总的来说倾角和曲线弯度应随设计速度增大而减小。

本机翼后半部的下表面，可以是飞行器以常用速度、高度平飞时，为近水平直线延伸的直线面或下弯曲线面，也可是后部向上弯曲的曲线面。这三种方式中，可能以飞行器常速常高平飞时，为近水平直线面时，实用性最强，因为当后半部上弯时，虽可减阻，但机翼举力也同时大减，而后部不断下弯时，则迎风阻力大大增大，只有后半部近水平时，可能有利于即大大增加举力又不强烈增加阻力。

本发明机翼上表面的向下弯曲度，可以从先到后一直不变，也可前半部较小，后半部较大，并且机翼前部上表面的翼尖部位，还可相对后部上表面略有较小抬升，形成如图1一样的较小台阶状，这样的台阶状前部抬升，如和前部上表面弯曲较小而后部弯曲下降幅度较大相互结合，则更有利于机翼上表面在增加负压吸力的同时，减轻在大迎角状态时的失速危害。

本发明机翼后部的上下二个襟翼、缝翼等结构，可使用包括襟翼、缝翼等任何结构组合方式，其中上部后缘襟翼如制为普通型而下部后缘襟翼制为福氏襟翼，可能更为有利，这样一来在要快速大迎角上升时，下部福氏襟翼下放以施加一个向上作用力，而上部襟翼反向上翘以防止上翼面的气流分离，上襟翼和下福氏襟翼之间的缝隙则有气流流过，以防止三角状张开的上下二襟翼间形成负压，这样就即可在一定幅度增大飞行迎角条件下并不引起失速，又可充分发挥后缘襟翼的效益了，特别是在同时使用前后缘襟翼，并且为了增加上仰飞行强度而上翘前缘襟翼时，这种后缘上襟翼上翘对防止机翼上表面发生气流分离而引起失速就更是作用巨大了。另外，在同时使用前后襟翼条件下，上部用普通上翻襟翼，后部用可开启式缝翼也是一种较好方法。