[发明专利]一种仿生鹰翼翼梢小翼气动结构

说明书

本发明公开了一种仿生鹰翼翼梢小翼气动结构，包括仿生鹰翼翼梢小翼，所述仿生鹰翼翼梢小翼安装于机翼翼梢端部，所述仿生鹰翼翼梢小翼包括低阻翼尖过渡段和羽翼，所述低阻翼尖过渡段连接机翼翼梢端部，所述羽翼连接低阻翼尖过渡段，所述羽翼呈弯曲上反结构，所述低阻翼尖过渡段的根部弦长设为W1，梢部弦长设为W2，其中W2/W1控制在0.6～1。本结构提供的仿生鹰翼翼梢小翼可以降低巡航时的诱导阻力，增加全机升阻比，提升飞机的航程及增加飞机的有效载荷。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种仿生鹰翼翼梢小翼气动结构。

背景技术

eVTOL(Electric Vertical Takeoff and Landing)电动垂直起降飞行器开发吸引了包括航空航天企业、汽车行业、运输行业、政府、军方以及学术界的广泛关注。eVTOL未来潜在应用涉及城市客运、区域客运、货运、个人飞行器、紧急医疗服务等多种场景模式。

eVTOL飞行器相比其它交通工具，更适合未来的出行生态，无论是产业基础还是技术基础，eVTOL都更具备成为下一代城市空中交通工具的潜力，且作为一种新型的中短途空中交通工具，eVTOL还具有安全性高、噪音低、制造成本低、运营成本低等优势。

eVTOL的垂直升降，一般是通过提供垂直升力的多旋翼实现。多旋翼具有垂直起降和悬停等功能，对地形依赖性不高，具有较好的灵活性，但其最大前飞速度受到诸多限制；如果飞行器仅靠垂直螺旋桨提供升力和推力，效率较低；固定翼飞机具有较高的前飞速度，但对地形要求很高，场地建设和维护成本较高，因此结合多旋翼和固定翼的优点，提高垂直起降飞行器的升阻比进而提高航程成为气动研究的热点。

飞机的空气动力学设计对飞机的经济性能至关重要。对于电动垂直起降飞机，要求飞机具有更高的效率，从气动上来说就是要具有更大的升阻比(飞机升力与阻力的比值)。影响升阻比的因素有很多，比如机翼表面的层流情况、机翼翼型及平面参数等。

运输类飞机在巡航飞行时飞机的能耗直接正比于阻力，因此气动减阻对提升飞机续航性能，降低运行成本具有重大意义。飞机巡航飞行时气动阻力中约60％～65％％为零升阻力，约35％～40％为诱导阻力，其中前者主要由飞机浸润面积和流线性决定，在一定技术水平下难以进一步降低。后者主要体现为机翼翼尖涡导致的能量损失，通过机翼翼尖外形的优化设计减弱翼尖涡流，可以显著降低诱导阻力。现有电动垂直起降飞机翼梢装置一般较多采用较为简单的低阻翼尖装置，由于翼梢典型的三维效应，使得下翼面流动翻过上翼面卷起翼梢涡，较强的翼梢涡使得诱导阻力较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生鹰翼翼梢小翼气动结构，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种仿生鹰翼翼梢小翼气动结构，包括仿生鹰翼翼梢小翼，所述仿生鹰翼翼梢小翼安装于机翼翼梢端部，所述仿生鹰翼翼梢小翼包括低阻翼尖过渡段和羽翼，所述低阻翼尖过渡段连接机翼翼梢端部，所述羽翼连接低阻翼尖过渡段，所述羽翼呈弯曲上反结构，所述低阻翼尖过渡段的根部弦长设为W1，梢部弦长设为W2，其中W2/W1控制在0.6～1。

优选地，所述羽翼根部弦长设为C1，梢部弦长设为C2，羽翼梢跟比C2/C1控制在0.3～1。

优选地，所述羽翼包括羽翼前、羽翼中及羽翼后，所述羽翼前、羽翼中及羽翼后错位分布。

优选地，所述羽翼前、羽翼中及羽翼后的上反角沿气流方向呈逐渐递减趋势。

优选地，所述羽翼前、羽翼中及羽翼后的羽翼展长沿气流方向分布呈递增趋势。

优选地，所述羽翼的梢部弦线相比于根部弦线呈负扭转状态，且扭转角控制在-3°～0°。

本发明的技术效果和优点：本结构提供的仿生鹰翼翼梢小翼可以降低巡航时的诱导阻力，增加全机升阻比，提升飞机的航程及增加飞机的有效载荷。

附图说明