河南省航空学会
河南赛区3作品入围2018“创新杯”未来飞行器设计大赛最佳网络人气奖评选
  • 2018-08-09 15:28:29
  • 来源: 河南省航空学会
  • 责任编辑:王永记
  •   2018“创新杯”未来飞行器设计大赛最佳网络人气奖评选开启,河南赛区共有3份作品入围,分别是14号“鸿鹄”飞翼式布局运输机(专业组);25号“希望号”战术运输机(专业组);36号W-1型风斗双翼战术运输机(专业组),作品由郑州航空工业管理学院航空工程学院在校生创作,希望我学会会员及航空爱好者关注赛事,并大家能够积极为上述三幅入围作品投票,投票流程如下图所示。


    “希望号”战术运输机



      为适应未来战场发展要求,“希望号”战术运输机参考现役运输机,该运输机在设计时通过CFD分析得到较为准确的数据,更具有参考性。该机采用常规布局,T型尾,宽机身,上翘后机身,钝圆形机头设计,选用超临界翼型,使用前缘缝翼与后缘多缝襟翼组合增升装置,翼梢小翼减阻技术等先进技术,增加航程,达到短距起降效果,采用复合材料,降低全机重量,增加机体强度。

    目标要求
      未来军事战场对于运输机提出更高要求,例如超低空投放,对突发情况的应变能力,以及对机场更低的要求。未来的战场,速度是决定成败的重要因素,超音速是未来发展趋势,本机采用超临界翼型并且加装翼梢小翼使得飞机最大飞行速度得到提升。更大的载重量具有更明显的优势,该机采用宽体机身,合理的舱内布局使得空间得到更有效的利用,复合材料的使用使得飞机具有更高的强度,可装载武装直升机,空降战车,步战车等装备。在航程方面,该飞机具有跨洋飞行能力,使用前缘缝翼与后缘襟翼组合,采用C-17的吹气襟翼技术,使之具有较好的短距起降能力。

    外形设计
      采用流线型机身,悬臂式上单翼,高悬臂T形尾翼,垂直安定面与机身连接处向前和向后伸有小背鳍,采用大展弦比,后掠式机翼,机翼前缘后掠角24°,在机身尾部开舱门,上单翼和两发翼吊涡轮风扇发动机。 

    总体布局
      该运输机采用常规布局,主翼是下反角的悬臂式上单翼设计,并加装翼尖小翼,尾部为高悬臂T型尾翼,双发动机的安装采用吊舱式,起落架收在机身下部鼓包处,不占用机舱内部空间,后机身上翘,便于装卸货物。

    “鸿鹄”飞翼式布局运输机
     



      机身是由蒙皮、长桁和隔框组成,截面呈椭圆形。货舱从头部打开。相比传统圆形货舱,拥有更为宽敞的空间,以便适应新时期大量的出现的超宽、超高货物。采用高强度复合材料作为机身隔框,以解决椭圆形机身的结构强度较差的问题。机身隔框与机翼纵墙一体化3d打印,增加结构强度。

    结构设计
      采用液压收放五支柱起落架。前起落架靠液压传动的滚珠丝杠向后收起,主起落架由液压操纵转动90°后向内侧收起。前、主起落架支柱都有双腔油-气减震器。起落架共有16个轮胎:前起落架有4个轮胎,2个主起落架每个主起落架有6个轮胎,前起落架后面脚轮转动可以协助飞机地面转弯。轮胎尺寸为直径49厘米,厚度17到20厘米,前轮胎压9.45×105帕(9.64千克/平方厘米),主轮胎压7.65×105帕(7.80千克/平方厘米),同时还加装了防滑装置。

    气动布局
      飞翼式布局的优点是阻力小,翼负荷低,机翼内可利用的空间大,载重多,利于大型飞机采用。
      翼身融合体布局高气动和结构效率相比传统布局桶式使得该布局同时具备了气动效率高、起降距离短、满足后机身货物装/卸载、空投需要等众多优势。同时相比传统运输机桶式机身,升力体式机身也能提供升力,所以更省油。
      动力翼和外翼段采用超临界翼型,超临界机翼是一种特殊翼剖面(翼型)的机翼。采用这种翼型设计的固定翼飞机可大幅改善在跨音速范围内的气动性能,降低阻力并提高姿态可控性。
      双叉弯刀式翼梢小翼。相比传统融合式翼梢小翼有更好的气动效率。由于飞翼的机翼前缘在机身之前,为了使气动中心靠近重心,也需要将机翼后掠。机翼的前缘采用两种后掠方式——中外翼段的后缘后掠角要小一些,而机翼内翼段的后掠角明显增加。
      机身采用NASA2412四位翼型。
      动力翼段中嵌入发动机,以后缘的舵面改变推力方向。

    动力装置
      超高涵道比涡扇发动机安装在机翼后缘上方,可以携带目前可以装载的所有特大货物,同时燃油消耗率比Y-20低 20%。
      机翼嵌入6台小型加力涡扇发动机,起飞时机翼后缘矢量喷口向下偏转,增升的同时产生向下的推力,飞机进行短距起降。

    W-1未来战术运输机

    机身设计
      机身与机翼比约在0.7到0.9之间,固选择0.75的机身机翼比,机身设计容量为30000立方米。
      机身机头部采用6412翼型机头,以减小阻力并保证驾驶员飞行视角,军用规范对运输机和轰炸机前视界标准要求是17°。

    后体上翘角
      采用使机身平的底部急剧的向上倾斜,以便在开口长度最小的情况下保证货物所要求的开口尺寸,而且利用舱口盖大部分作为装卸货桥。

    尾翼设计
      由于主翼下洗气流干扰和发动机尾流问题,平尾必须抬高,所以一般使用T形尾,同时方便布置尾门,进行物资装卸,而相对双立尾垂尾来说,T尾重量较低,更方便在装载物资时进行重量配平。

    起落架设计
      为保证起飞和着陆时的姿态,该型运输机采用了前三点式起落架,并将后起落架置于机翼下部靠后处,使得地面停靠时不会因重心的变化而导致翘起,该机前起落架所承受的载荷为起飞重量的10%,这样不会影响飞机在地面的转弯和起飞时的姿态。为增大机舱内的体积,前后起落架均采用了鼓包式设计,机轮均收在鼓包内。

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