第三屆創(chuàng)新杯飛行器設(shè)計大賽獲獎作品(部分)

天思

霞光超音速民航客機(jī)效果圖 　　一、氣動設(shè)計創(chuàng)新
　　1.弓形機(jī)翼的乘波設(shè)計，當(dāng)飛機(jī)進(jìn)行超音速巡航飛行時，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣錐，使它的激波錐緊貼著弓形機(jī)翼的前緣上，這樣機(jī)翼下表面的壓強(qiáng)就是激波后的壓強(qiáng)，飛機(jī)機(jī)翼上下表面的壓力差就大大提高了，升力也大大提高了。這樣，利用激波的能量使飛機(jī)得到了附加的升力，而相對減少伴隨的附加阻力，從而使飛機(jī)的超聲速巡航升阻比大幅度提高，使飛機(jī)超音速巡航時經(jīng)濟(jì)性得以提升。
　　2.上平下斜的鍥形體的機(jī)身設(shè)計，可以由飛機(jī)前進(jìn)對空氣的動壓產(chǎn)生升力。一個上平下斜的鍥形體前行時，下斜面對空氣的動壓的壓縮作用時產(chǎn)生升力，鍥形體上表面水平的，減小了的阻力，提高了升力。
　　3.凹進(jìn)去的，凸出來的機(jī)身和尾部的設(shè)計，可以利用機(jī)身各部位產(chǎn)生的激波在相位上的差異，誘使它們產(chǎn)生干涉激波，這樣激波就會互相對消，使傳遞到地面的聲波的強(qiáng)度減小，大大地削弱音爆。其次，發(fā)動機(jī)外的方形外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)由蜂巢式的六邊形組成，可以進(jìn)一步達(dá)到消音的效果，達(dá)到真正的靜音飛行。
2 q# `' {5 b' y* _) G. `! e　　4.機(jī)翼的翼尖有向下彎曲和展開兩種狀態(tài)設(shè)計，在起飛和降落狀態(tài)時翼尖展開，產(chǎn)生較大的升力，在巡航狀態(tài)時，機(jī)身下的壓力不僅僅向下，也有向兩側(cè)作用的，所以翼尖向下彎曲。這樣，不僅可以把“流散”的壓力包攏起來達(dá)到最大的收效，增加有效升力，而且翼尖向下彎曲還有助于方向穩(wěn)定性。
+ H$ ~! {! W2 K# o- F+ }　　5.倒V字形的尾面設(shè)計，一方面，可以產(chǎn)生一些附加升力，另一方面，超聲速飛行時可以與機(jī)翼產(chǎn)生一些有利的干擾。
　　6.發(fā)動機(jī)的方形外殼設(shè)計，用鋁蜂巢結(jié)構(gòu)結(jié)合智能材料的主動震動來改變振動頻率和噪聲頻度的改變，這樣可以大大減少發(fā)動機(jī)的噪音。
　　7.主動流動控制機(jī)翼設(shè)計，在機(jī)翼上安裝一些超微型渦輪發(fā)動機(jī)和可以控制打開和關(guān)閉并能改變方向的小型噴管，引入一些的二級氣流，實(shí)現(xiàn)流場主動控制，這樣可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)起飛和降落的短距離滑跑，提高各個方向偏移的機(jī)動性，進(jìn)而減輕飛機(jī)的重量，達(dá)到減小阻力和增升節(jié)油的效果。
7 L  M- A* Z- ]; T　　巧妙的結(jié)合以上的設(shè)計理念，又將三機(jī)身以立體式分布結(jié)合在一起，在符合氣動外形和不增加飛機(jī)的外形尺寸的情況下增加飛機(jī)的客容量和空間，使乘客在乘坐時更加舒適。另外，飛機(jī)的外形與現(xiàn)有的大型民航客機(jī)很接近，這樣，現(xiàn)有的機(jī)場即可投入使用。
　　二、動力系統(tǒng)創(chuàng)新
　　采用以液氫為燃料，將渦扇發(fā)動機(jī)和沖壓發(fā)動機(jī)結(jié)合的智能發(fā)動機(jī)，前面渦扇發(fā)動機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器中通液氫，燃?xì)獍l(fā)生器推動渦輪，帶動風(fēng)扇，風(fēng)扇吸入空氣。后面是沖壓發(fā)動機(jī)。當(dāng)馬赫數(shù)達(dá)到3以上，風(fēng)扇葉片順槳，不轉(zhuǎn)動，靠滯止沖壓吸入空氣。另外，發(fā)動機(jī)利用磁浮軸承，由于沒有磨損，無需潤滑和冷卻，可以減輕發(fā)動機(jī)重量和使用壽命，在高速的轉(zhuǎn)速下工作又可以減少震動。同時，發(fā)動機(jī)利用通用核心機(jī)又大大降低生產(chǎn)和維修成本，達(dá)到真正意義上的環(huán)保和高效。
! x- s& g0 Y$ R　　三、熱防護(hù)系統(tǒng)創(chuàng)新
　　采用主動熱防護(hù)系統(tǒng)，即在飛機(jī)的蒙皮下安裝冷卻面板，配合熱交換器循環(huán)系統(tǒng)和對流冷卻熱防護(hù)系統(tǒng)。由液氮冷卻劑(選用液氮是考慮到它的熱穩(wěn)定性比較好)通過冷卻板和熱交換器，再由將熱量傳遞給液氫燃料，這樣可以實(shí)現(xiàn)以液氫燃料為中心的“防熱-推進(jìn)”一體化。
　　四、安全方面創(chuàng)新
! Y4 \4 D+ u( p/ O6 m! `. k$ q　　大部分失事的飛機(jī)在失事前都有一段時間能與地面取得聯(lián)系，這說明在失事前都有一段反應(yīng)時間，由于飛機(jī)由三個機(jī)艙組成，當(dāng)飛機(jī)的一個機(jī)身出現(xiàn)事故時，可以將乘客疏散到另外兩個機(jī)艙，只有三個機(jī)身與機(jī)翼的連接處均使用激光切割迅速切開，同時，三個機(jī)身分別展開自身備用前后兩對的滑翔機(jī)翼，這樣可以避免重大空難的發(fā)生。
　　五、航空“插件”的構(gòu)想
1 c) d- m" b7 q, _0 D　　航空“插件”的構(gòu)想就是，飛機(jī)的部件及零件可以通用，當(dāng)一架飛機(jī)退役以后，可以將這些插件從退役的飛機(jī)上拆下，安裝到新的飛機(jī)上，這樣可以大大節(jié)省飛機(jī)的制造費(fèi)用，如飛機(jī)的安全防護(hù)部件，發(fā)動機(jī)的主要部件等等。尤其是，客機(jī)的安全防護(hù)部件，可以設(shè)計個人防護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)飛機(jī)發(fā)生事故，防護(hù)系統(tǒng)可以啟動防護(hù)裝置將個人保護(hù)起來，每個座位都要安裝的費(fèi)用會很高，如果把它做成航空“插件”就能大大降低費(fèi)用，就能實(shí)現(xiàn)客機(jī)的安全個人防護(hù)系統(tǒng)。
　　六、飛機(jī)的基本數(shù)據(jù)：
　　機(jī)長：70米
　　翼展(展開)：68米
; s) m" u6 n: |9 |2 M+ C) g: y　　翼展(下彎)：66米
　　機(jī)高：13米
　　座位數(shù)：700位
6 b$ e: a, |8 t- f# R! u! |　　航程：25000千米
　　巡航速度：M4
　　巡航高度：20千米
# g/ w1 n5 `) `. x: C) G3 l% C1 j　　“霞光”超音速民航客機(jī)達(dá)到了真正意義上的環(huán)保，靜音，高效，舒適，快捷，在未來的民航客機(jī)方面潛力無限，也將會成為未來藍(lán)天中一道耀眼的霞光。

天思

中國星超大型可變翼飛翼布局客機(jī) 　　凌維安 王全平
　　面對21世紀(jì)燃油價格日趨上漲，人們對環(huán)境保護(hù)的要求愈加嚴(yán)格。人們對民用航空的期望已經(jīng)不僅僅局限于飛行更安全、速度更快、乘坐更舒適這樣的對客機(jī)的基本要求。因此，人們會提出對客機(jī)的能源消耗以及污染氣體和噪音的排放等關(guān)乎生態(tài)可持續(xù)發(fā)展更高層次的要求。
　　為了迎合人們這種要求，同時面臨著來自空客公司A380客機(jī)對民用航空市場的巨大沖擊，波音公司提出了“翼身合一”(blended-wingbody,縮寫B(tài)WB)的客機(jī)設(shè)計理念，并制作出了X-48試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行研究。但該驗(yàn)證機(jī)也暴露了諸如容易出現(xiàn)俯仰和偏航失速、操縱面設(shè)計和控制困難、各種控制系統(tǒng)高度非線性和高度耦合及結(jié)構(gòu)承壓高于傳統(tǒng)布局客機(jī)等技術(shù)難題。
　　立足于飛翼布局這一基本概念，針對波音公司X-48的不足，運(yùn)用正在興起的最新科技，我們設(shè)計了“中國星”超大型可變翼飛翼布局客機(jī)(下文簡稱“中國星”)，為中國不遠(yuǎn)的未來超大型客機(jī)的發(fā)展做了探索性的設(shè)計研究。
& Z( k5 q, X0 ]3 Y) ^/ M: b　　0.“中國星”概述
　　“中國星”有效座位數(shù)為1000座級，巡航馬赫數(shù)為0.88，最大航程為14000公里。飛機(jī)裝有兩臺采用兩臺860千牛低功耗靜音渦扇發(fā)動機(jī)。飛機(jī)為整體翼身融合，其中機(jī)翼采用了先進(jìn)的“智能可變翼”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼在空間的多自由度變形。機(jī)身尾部也利用“智能可變翼”技術(shù)實(shí)現(xiàn)全動“智能全動襟翼”。此外“中國星”還采用了先進(jìn)的控制和導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　1.“中國星”氣動特性設(shè)計研究
　　1.1“流線型翼身融合”整體設(shè)計
& g, N/ s4 N2 i0 R/ J　　眾所周知，翼身融合技術(shù)已經(jīng)在軍用轟炸機(jī)中得到實(shí)現(xiàn)，其中最著名的是美國的B-2和F-117隱身轟炸機(jī)。客機(jī)中翼身融合技術(shù)在上世紀(jì)九十年代末美國也進(jìn)行了研究。“中國星”采用翼身融合技術(shù)，包括機(jī)身總體為“后緣擴(kuò)張翼型”，機(jī)體能直接提供升力。同時，“后緣擴(kuò)張翼型”能明顯減弱激波，增大升阻比。機(jī)體表面光滑平整，無平尾垂尾附加裝置，大大減小了零升阻力。從而降低了飛機(jī)單位公里油耗。
　　1.2“智能可變翼”技術(shù)
  Z7 S; `6 _: A3 S9 Y( p' J, G　　為了兼顧飛機(jī)的高速巡航和低速飛行性能，“中國星”運(yùn)用了“智能可變翼”技術(shù)(圖1.1)。使得機(jī)翼能夠在空間實(shí)現(xiàn)多自由度的變形。“智能可變翼”采用最新發(fā)展的壓電材料為驅(qū)動器和傳感器，可伸縮彈性硅樹脂蒙皮，并用鈦合金和剛材料網(wǎng)線加強(qiáng)。利用中央大規(guī)模計算機(jī)做中心控制。實(shí)現(xiàn)機(jī)翼在高速巡航和低速飛行下，翼展和翼尖小翼狀態(tài)的變化。
' f4 ^, a/ x! y1 `# H2 D　　圖1.1 “智能可變翼”技術(shù)
. m+ @# G' ^! F( }% c; I　　同時，機(jī)翼表面能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)鼓包，壓電材料通過對外界氣流的捕獲，將信號傳回中央計算機(jī)，在通過電流驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)在當(dāng)前氣流狀態(tài)下，最適合的氣動形狀，來獲得最大升阻比。
8 j7 {0 ]- i' i2 x* ^$ {　　圖1.2“中國星”低速飛行狀態(tài)
$ H: |- j" E8 [5 D* y- x( t　　我們特別給出了飛機(jī)低速飛行狀態(tài)和高速巡航狀態(tài)(圖1.2)(圖1.3)。在低速飛行狀態(tài)下，飛機(jī)展長可以達(dá)到125米，到了高速巡航狀態(tài)下，為86米。當(dāng)飛機(jī)為于機(jī)場候機(jī)狀態(tài)時，也可以收起長翼展，增加機(jī)場空間。翼尖小翼也具有感知外界氣流能力，從而做出最有利上反角，減小誘導(dǎo)阻力。
" o; c2 B7 F5 W　　圖1.3“中國星”高速飛行狀態(tài)
, A8 l$ ?; Q! G$ S1 y　　特別要指出的是，“中國星”機(jī)身后部為“智能全動襟翼”(圖1.4)，能夠提供一定的下彎角，從而在飛機(jī)起飛時，有效增加升力系數(shù)，使得“中國星”在起飛時的滑跑距離大大縮短。在高速飛行時，可以該回平面，減小廢阻。由于“智能全動襟翼”是通過智能材料變形，沒有傳統(tǒng)襟翼的縫隙，因此對飛機(jī)的氣動特性更加有利。同時“智能全動襟翼”還能夠起到全動舵平面的作用，提供飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性。
! Z+ U; \% ~. [0 L2 J4 _　　圖1.4“智能全動襟翼”
4 f. r9 C" _$ U. r! U8 l　　1.3“主動非線性渦升力”技術(shù)
　　由于采用了“智能可變翼”技術(shù)，因此機(jī)翼的兩側(cè)前緣可以主動形成溝槽，使得氣流從兩側(cè)前緣經(jīng)過會產(chǎn)生脫體渦，這種渦可以為飛機(jī)提供額外的非線性升力。另外由于，表面壓電傳感器的捕獲流場作用，又可以通過改變溝槽形狀來獲得，最滿意的非線性升力，從而使飛機(jī)得到最滿意的升阻比。
9 B9 Z5 \+ O+ U" g% P9 x$ z6 x　　2.“中國星”推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計研究
　　“中國星”裝有兩臺860千牛低功耗靜音渦扇發(fā)動機(jī)。具體利用下列最新技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
　　2.1變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)
( G7 M8 o( q) F( Z4 K　　兩臺發(fā)動機(jī)均為變循環(huán)發(fā)動機(jī)，其可通過改變發(fā)動機(jī)一些部件的幾何形狀或位置來改變其熱力循環(huán), 在各種飛行條件和工作狀態(tài)下提供良好的性能。變循環(huán)發(fā)動機(jī)可自發(fā)改變涵道比, 在低速飛行時加大涵道比, 以降低耗油率。在高速飛行時減小涵道比, 以增大推力。
* s2 ^0 S9 _, d% E! b& |1 D; u, m9 p　　2.2多電發(fā)動機(jī)技術(shù)
　　“中國星”渦輪發(fā)動機(jī)上用主動磁浮軸承系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾動軸承系統(tǒng),用安裝在主軸上的大功率內(nèi)置式整體起動/發(fā)電機(jī)為發(fā)動機(jī)和飛機(jī)提供所需要的電源, 用全電氣化傳動附件取代機(jī)械液壓式傳動附件,實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和飛機(jī)的全電氣化傳動, 同時, 發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)也由集中式全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)改為分布式控制系統(tǒng), 發(fā)動機(jī)的燃油泵和作動器也改為電力驅(qū)動。多電發(fā)動機(jī)除為飛機(jī)提供飛行所需推力外, 還為飛機(jī)上的用電系統(tǒng)提供電力, 發(fā)動機(jī)上的機(jī)械、液壓和氣壓系統(tǒng)均采用電力驅(qū)動,并且由于采用磁浮軸承而無需潤滑系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)相比, 多電發(fā)動機(jī)具有性能更好、結(jié)構(gòu)更緊湊、運(yùn)行和維護(hù)成本大大節(jié)省等許多優(yōu)勢。
" `6 O5 C2 l# O3 x. H2 ]　　2.3智能發(fā)動機(jī)技術(shù)
　　“中國星”發(fā)動機(jī)為智能發(fā)動機(jī), 依靠傳感器數(shù)據(jù)、專家模型以及它們之間的融合, 發(fā)動機(jī)全面了解環(huán)境和自身狀態(tài), 以作出最佳決策, 并采取物理動作執(zhí)行這些決策。它能對發(fā)動機(jī)的性能和狀態(tài)進(jìn)行主動的自我管理, 并根據(jù)環(huán)境因素平衡任務(wù)要求, 從而提高性能、可靠性, 延長壽命, 降低使用和維修成本。
" J- J+ y+ C) ]; m  l8 h* B: E7 \　　2.4靜音發(fā)動機(jī)技術(shù)
　　“中國星”發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道口由3塊智能吸音材料板構(gòu)成。智能吸引材料板可以向舵面一樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)最佳的發(fā)動機(jī)口進(jìn)氣。吸音材料表面由打孔的金屬板構(gòu)成，在表面之下是一層蜂窩狀中心的材料，最后是無孔背板。智能吸音材料可以通過主動檢測發(fā)動機(jī)聲波頻率，通過壓電材料驅(qū)動蜂窩結(jié)構(gòu)的緊密程度，從而吸收特定頻率的噪聲。

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2.5“鋸齒邊”技術(shù)　　發(fā)動機(jī)噴口采用的是“鋸齒邊”(圖2.1)。“鋸齒邊”能減少發(fā)動機(jī)噪聲中的噴流噪聲分量。由于噴流噪聲是起飛過程中的重要噪聲，因此，采用鋸齒邊能最有效地降低民用航班起飛過程中的噪聲。
　　圖2.1“鋸齒邊”發(fā)動機(jī)
( R- p8 l0 g5 ?) B: a3 Z　　2.6射流消聲技術(shù)
$ `" b$ o, J- m　　發(fā)動機(jī)內(nèi)部運(yùn)用了射流消聲器技術(shù)，通過機(jī)械直接射出氣流來，降低發(fā)動機(jī)內(nèi)部空氣和機(jī)械結(jié)構(gòu)的摩擦，從而大大降低了發(fā)動機(jī)內(nèi)部的噪聲。
% U, K: c) _6 x% z# w# s# j- }　　3“中國星”結(jié)構(gòu)設(shè)計研究
　　3.1“智能可變翼”結(jié)構(gòu)
) N+ Z; M; j/ j9 I: Y; [　　由于“中國星”的“智能可變機(jī)翼”需要實(shí)現(xiàn)空間多自由度變形，因此對于“智能可變翼”的結(jié)構(gòu)具有嚴(yán)格要求。利用最新發(fā)展的壓電材料為驅(qū)動器和傳感器，可伸縮彈性硅樹脂蒙皮，并用鈦合金和鋼材料網(wǎng)線加強(qiáng)，同時采用了滑動蒙皮技術(shù)，用記憶合金設(shè)計機(jī)翼內(nèi)部的梁、肋和加強(qiáng)筋，通過合理布置梁、肋和加強(qiáng)筋實(shí)現(xiàn)機(jī)翼的多自由度變形。
8 S1 r: M1 N' m7 M* `. B) a　　3.2飛行器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)
+ j5 F# W4 `9 [9 n/ M# e　　“中國星”率先利用了現(xiàn)在正在研究的結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用在整機(jī)疲勞壽命監(jiān)測和重要結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測兩個方面。通過在全機(jī)布置壓電材料傳感器，能夠?qū)Α爸袊恰苯Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在線檢測并獲知飛行載荷譜。通過中央計算機(jī)分析，前者可以對飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)部分獲得實(shí)時信息，從而對結(jié)構(gòu)維護(hù)提供依據(jù)。后者則通過對飛行載荷譜的分析研究，對飛機(jī)疲勞失效情況的發(fā)生做出提前判斷。從而保證飛機(jī)在空中飛行時發(fā)生結(jié)構(gòu)瞬間疲勞解體的惡性事故。
5 P" x* p/ s, O* `- i　　3.3飛行器結(jié)構(gòu)自我修復(fù)系統(tǒng)
　　“中國星”機(jī)體為百分之二十的鈦合金與鋼合金鋼與百分之八十左右的復(fù)合材料構(gòu)成。在復(fù)合材料中填充有環(huán)氧樹脂和硬化劑的中空纖維。當(dāng)這些纖維管束被嵌入飛機(jī)結(jié)構(gòu)的任一部分中，如機(jī)身、機(jī)翼中，一旦這些部分受損，這些纖維管就會漏出來封住所有孔洞，就像傷口結(jié)痂。這些材料可以修復(fù)80%到90%的損傷，使飛機(jī)能夠正常工作。通過往樹脂中摻入染料還可以令修復(fù)的損傷部位顯示為有色的補(bǔ)丁，這就有利于在之后的全面檢修中被清楚發(fā)現(xiàn)。不過，這種染料在正常的燈光環(huán)境中是看不出來的，只能在紫外光下才可見。
　　4.“中國星”控制系統(tǒng)設(shè)計研究
" x- _- D. @0 x! o0 G4 B) P　　4.1穩(wěn)定性控制
' M3 V0 @* f3 l: ?* n% B　　4.1.1縱向穩(wěn)定性控制
: \8 h! s+ f* d$ K7 {1 D8 i　　飛機(jī)的縱向穩(wěn)定一方面由飛機(jī)的氣動布局保證。由于飛機(jī)采用了“流線型翼身融合”整體設(shè)計，機(jī)體的側(cè)視面也為一個機(jī)翼，因此很容易使得飛機(jī)焦點(diǎn)落在飛機(jī)重心之后。保證飛機(jī)縱向靜穩(wěn)定。另一方面，飛機(jī)采用的“智能全動襟翼”可以起到升降面的作用，從而保證飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性。此外，飛機(jī)還利用了先進(jìn)的光傳操縱系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過感知飛機(jī)的姿態(tài)，對飛機(jī)起到增穩(wěn)的作用，確保在各種條件下飛機(jī)縱向穩(wěn)定，防止失速發(fā)生。
　　4.1.2橫向穩(wěn)定性控制
7 S9 S, t$ i# P5 u2 T" ^　　“智能機(jī)翼”在變形時，在兩側(cè)機(jī)翼上產(chǎn)生了翼稍小翼。翼稍小翼一方面可以減小誘導(dǎo)阻力，另一方面起又能起到垂尾的作用，可以保持飛機(jī)的橫向穩(wěn)定性。由于“智能機(jī)翼”可以根據(jù)操縱變形，因此可以為飛機(jī)的橫航向穩(wěn)定性提供增穩(wěn)。另外，機(jī)翼有兩個副翼，副翼的偏轉(zhuǎn)可以作為飛機(jī)的航向控制。
　　4.2“智能機(jī)翼”變形控制
1 _9 i" [/ a% T' X　　對于“智能機(jī)翼”的變形控制利用了最新發(fā)展的壓電材料為驅(qū)動器和傳感器，可伸縮彈性硅樹脂蒙皮，并用鈦合金和剛材料網(wǎng)線加強(qiáng)。圖4.1給出的是機(jī)構(gòu)變形的示意圖，雖然給出的是二維圖，但三維尺度上同樣可以參考圖4.1的機(jī)構(gòu)設(shè)計。圖中aj方向?yàn)檎瓜颉Ｔ赾,d,g,i節(jié)點(diǎn)分別布置了壓電材料的驅(qū)動器和傳感器，就可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)翼的變形控制。圖4.2給出了“智能機(jī)翼”閉環(huán)控制的示意圖，作動器和檢測器為壓電材料。箭頭表示氣流附著在機(jī)翼表
, M  N9 F5 i1 [: b- H　　圖4.1“智能機(jī)翼”機(jī)構(gòu)變形示意圖
　　面。只要運(yùn)用人工智能技術(shù)，實(shí)施閉環(huán)控制技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)機(jī)翼像鳥一樣伸展變形。
- i/ h' \' K1 W- X+ f　　圖4.2 智能機(jī)翼”閉環(huán)控制示意圖
　　4.3“量子計算機(jī)”技術(shù)
5 u2 A  B* L! Y' E, N　　為了完成對“智能變形機(jī)翼”、“智能發(fā)動機(jī)”及飛機(jī)飛行狀態(tài)的基本控制，“中國星”自身必須具備一顆強(qiáng)勁的心---一臺高效能的中央處理系統(tǒng)。因此，“中國星”的中央控制系統(tǒng)采用了下一代計算機(jī)的代表--量子計算機(jī)。量子計算機(jī)與傳統(tǒng)計算機(jī)原理不同，它是建立在量子力學(xué)的原理上工作的。經(jīng)典粒子在某一時刻的空間位置只有一個，而量子客體則可以存在于空間的任何位置，具有波粒二象性，量子存儲器可以以不同的概率同時存儲0或1，具有量子疊加性。如果量子計算機(jī)的CPU中有n個量子比特，一次操作就可以同時處理2n個數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)計算機(jī)一次只能處理一個數(shù)據(jù)。例如，具有5000個量子位的量子計算機(jī)，可以在30秒內(nèi)解決傳統(tǒng)超級計算機(jī)要100億年才能解決的大數(shù)因子分解問題。“中國星”的運(yùn)算能力可達(dá)1億億次/秒，是當(dāng)今世界上運(yùn)算能力最強(qiáng)的電腦——美國藍(lán)色基因超級計算機(jī)的35倍。
　　4.4“人工智能”技術(shù)
　　為實(shí)現(xiàn)“中國星”自主飛行，“人工智能”技術(shù)將在“中國星”被充分利用。并且提出了“有人操縱、無人飛行”的概念。即由飛行員對應(yīng)急情況進(jìn)行處理，其余情況下由“中國星”自主實(shí)現(xiàn)起飛、巡航、盤旋和降落。“人工智能”技術(shù)還主要體現(xiàn)在“中國星”的“自主學(xué)習(xí)”與“專家系統(tǒng)”方面，可以將以前的客機(jī)飛行數(shù)據(jù)傳入“中國星”內(nèi)，“中國星”可自主形成“專家數(shù)據(jù)庫”和“學(xué)習(xí)知識庫”，用庫中的知識指導(dǎo)自身的自主飛行。另外，在“智能可變機(jī)翼”上的壓電傳感器會自帶微型數(shù)字處理器(DSP)，傳感器與傳感器之間形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以感知機(jī)翼外界的氣流，其作用與鳥的羽毛能夠感知空氣的機(jī)理一致。
" d6 L( y& J4 Z0 l* H+ @: Q9 ^  R　　4.5光傳操縱系統(tǒng)
/ ]- ]4 V* a/ ^2 \9 \' z8 O5 v　　“中國星”運(yùn)用光傳操縱FBL (Fly By Light) 系統(tǒng)對舵面和機(jī)翼變形進(jìn)行控制。光傳系統(tǒng)是以光代替電作為傳輸載體,以光導(dǎo)纖維代替電導(dǎo)線作為物理傳輸媒質(zhì)，應(yīng)用光纖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在飛控計算機(jī)之間或飛控計算機(jī)與遠(yuǎn)距離終端(如舵機(jī)等)之間傳遞指令和反饋信息的飛行控制系統(tǒng)。
　　與電傳(FBW)相比，光纖傳輸技術(shù)之所以得到迅速的發(fā)展,是由于它具有許多非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
8 [8 l! V& ?4 P" ]8 Z( V: x6 t　　(1) 頻帶寬、信息容量大. 目前單模光纖的帶寬可達(dá)THz·km 量級；
　　(2) 傳輸損耗低、傳輸距離長. 光纖損耗降至0. 2 dB/km 以下,比電纜小1～2個數(shù)量級；
6 c0 c. ?' O* {7 n: P　　(3) 抗干擾性強(qiáng),使用安全. 光纖傳輸密封性好,有很強(qiáng)的抗電磁干擾性能,不易引起信號串?dāng)_,不打火花,耐高溫和耐腐蝕,具有很高的可靠性和安全性；
　　(4) 體積小、重量輕,便于在狹小的空間敷設(shè)；
4 d& o4 j1 L3 w& f: `　　(5) 運(yùn)用波分和時分技術(shù),光傳操縱具有靈活的數(shù)據(jù)總線協(xié)議和結(jié)構(gòu)。
　　4.5全球定位系統(tǒng)—第三代北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)
  g5 j+ s3 q' ?) S: r- u' |　　“中國星”的導(dǎo)航與定位，將采用中國自行研制開發(fā)的全球定位系統(tǒng)--第三代北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)。第三代北斗星導(dǎo)航系統(tǒng)性能如下：
5 H5 |: {3 |5 Q　　(1)覆蓋范圍：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)能全天候覆蓋全球所有區(qū)域。能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時間能同時觀測到15顆衛(wèi)星。
3 t/ _( f9 E% a  `$ ?. y, A" g% o　　(2)衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在地球8個軌道平面上設(shè)置50顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道，繞地球一周11小時58分。
: s* O. x- l4 t* b5 l( L7 Q* `8 x　　(3)定位原理：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)利用被動式偽碼單向測距三維導(dǎo)航。由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。
　　(4)定位精度：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度能達(dá)到厘米級，授時精度約2ns。
　　(5)用戶容量：第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)單向測距系統(tǒng)， 用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測距定位， 因此第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是無限的。
6 ^+ t$ l1 e. p# @( _3 n/ _3 M) R　　(6)生存能力： 第三代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)正在利用星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，使萬一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨(dú)立運(yùn)行。
$ ^; \8 f" v: P) l: n, z　　5.客艙布局和艙內(nèi)設(shè)施設(shè)計
　　“中國星”的客艙分為上下兩層，包括有頭等艙、商務(wù)艙和經(jīng)濟(jì)艙三種類型。其中“中國星”上層為頭等艙，能容納200人，內(nèi)部裝飾非常豪華，各種休閑娛樂及辦公設(shè)備一應(yīng)俱全。此外，“中國星”上層設(shè)有5套總統(tǒng)套房，按5星級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。上層還設(shè)有商場，在這里旅客可以買到全世界的無稅商品。另外，還包括了一個酒吧和一個健身場所。讓乘客在旅途中得到全面放松。
& W$ d+ o/ o; l& n. |& k　　“中國星”客艙下層為商務(wù)艙和經(jīng)濟(jì)艙，商務(wù)艙共有座位400座，分為10排，每排四十座，共八通道。經(jīng)濟(jì)艙也設(shè)有400個座位，其布置模式與商務(wù)艙相同。商務(wù)艙，能夠支持無線網(wǎng)絡(luò)連接，并提供全球免費(fèi)衛(wèi)星電話，此外還包括前排位置椅背上的LCD顯示器提供的XBOX3和PLAYSTATION5的游戲功能以及最新電影的免費(fèi)觀賞。經(jīng)濟(jì)艙不提供無線網(wǎng)絡(luò)連接和免費(fèi)衛(wèi)星電話外其余設(shè)施與商務(wù)艙一致。
& x4 c% T3 |! z9 G8 G　　6.“中國星”超大型可變翼飛翼布局客機(jī)設(shè)計方案的主要數(shù)據(jù)
+ {) }$ L0 K- {, x　　翼展(高速巡航)：86米
9 W: l* m. P& N  N7 c7 N: L　　翼展(低速起飛、著陸)：125米
6 p) ]9 c3 Y/ C% S　　機(jī)長：88米
6 L  c8 r4 L- E/ Q　　機(jī)高：32米
　　空重：360噸
' W; y6 n& J2 O5 `　　最大起飛重量：620噸
' ]( B: D! r5 C9 b( y1 E& n1 ]　　安裝兩臺低功耗靜音渦扇發(fā)動機(jī)，單臺最大推力：860千牛
# U' u" J2 F3 i6 }, ^2 L  [, d8 F　　最大載客量：1000
6 I, K1 Y' `1 e5 E% w# v1 I& v/ Y& I　　最大飛行速度：M0.91
- H5 u5 H% {2 w9 Y5 b! w' a: ]  f　　最大巡航速度：M0.88
　　最大燃油航程：18000千米
* `+ r' z" u0 |/ f　　最大載重航程：14000公里
　　實(shí)用升限：14千米

天思

精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī) 　　1、總體設(shè)計概述
　　隨著各種新型無人機(jī)種的出現(xiàn)，無人機(jī)將一改過去和戰(zhàn)場上充當(dāng)輔助角色的狀況，不僅會在未來戰(zhàn)場上與有人戰(zhàn)斗機(jī)平分秋色，甚至還有可能取代有人戰(zhàn)斗機(jī)，占據(jù)空中作戰(zhàn)主力軍的地位。無人戰(zhàn)斗機(jī)，采用人在回路中的控制方式，由地面指揮中心控制，能夠執(zhí)行對地攻擊和空戰(zhàn)任務(wù)。無人戰(zhàn)斗機(jī)相對于有人戰(zhàn)斗機(jī)來說最大的特點(diǎn)就是“將飛行員的大腦放在駕駛艙中，而將身體的其他部分放在家中”，從而避免了人員傷亡或被戰(zhàn)俘。另外，由于它是無人駕駛，只要是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許，它可作任意高機(jī)動，大載荷飛行，而無需考慮駕駛員的生理和心理極限，這是有人戰(zhàn)斗機(jī)永遠(yuǎn)所無法比擬的。
  y$ ?' V$ _4 d" Y2 G# |- S6 T- G　　精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)是集眾多性能于一身的一種新型無人戰(zhàn)機(jī)，它在未來的戰(zhàn)爭中占有重要之地，是對未來無人戰(zhàn)機(jī)的一種合理想象。它采用三翼面布局，翼身融合技術(shù)，S型進(jìn)氣道,隱身性能較好的橢圓進(jìn)氣道唇口，翼展約10m，機(jī)長12.5m，機(jī)高9m，采用整體式機(jī)翼油箱，載油量可達(dá)5-6噸 ，低速巡航馬赫數(shù)約為0.8,實(shí)現(xiàn) “變體”后高速巡航馬赫數(shù)約為2.0＜主要是改變上反,兼顧低速穩(wěn)定性和高速機(jī)動性＞。從遠(yuǎn)處望去，它就是一只展翅翱翔的雄鷹，故將其取名為精“鷹”。
2 V2 l; y0 n) Q$ k　　2、設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)
5 G8 x& S! S! ]　　2.1 機(jī)翼以雄鷹的外形為參考，進(jìn)行仿生設(shè)計。一方面可以提高飛行時的橫向穩(wěn)定性,還可以減少飛行的誘導(dǎo)阻力,并且采用翼身融合布局,整個飛機(jī)作為一個升力體,具有較大升阻比.
　　2.2采用操縱效率較高的三翼面布局，即機(jī)翼、鴨翼和平尾，但無垂尾。一般魚是有垂尾(鰭)無平尾，而鳥是有平尾(尾巴)無垂尾的。
( A7 N4 p* S3 X5 c) h% h, Z* v　　2.3精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)是一種先進(jìn)的“變體”飛行器，它借助于未來智能結(jié)構(gòu)和先進(jìn)控制系統(tǒng)，即可改變機(jī)翼的上反角，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)低速時的優(yōu)異穩(wěn)定性能和高速時的良好機(jī)動性能，又可以進(jìn)行柔性機(jī)翼的收縮折疊，減少飛行器的存放空間。作為一種艦載戰(zhàn)斗機(jī)，占有體積小是精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)降落在航空母艦上以后，機(jī)翼就像鳥一樣收縮折疊于機(jī)身內(nèi)部。
: a$ _# _, z& ^; X/ A/ k* F　　2.4 油箱采用“海綿擠壓式”機(jī)翼油箱，根據(jù)發(fā)動機(jī)的蠔油特點(diǎn)來控制擠壓海綿的速度。這種機(jī)翼油箱一方面能夠增加燃油質(zhì)量，提高了續(xù)航性能，另一方面又很好的解決了因?yàn)槿加突蝿釉斐赡芰繐p失和飛機(jī)振動問題，其機(jī)翼油箱平面機(jī)構(gòu)見圖4 。另外飛機(jī)還具有空中受油能力，受油口設(shè)置在機(jī)身背部.
　　2.5 精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)機(jī)身設(shè)計成船形，采用未來先進(jìn)的流體密封技術(shù)，如果在航母上降落失敗或攔擊鋼索斷裂，就迫降在寬闊的海面上。
　　2.6 前置鴨翼設(shè)計成滑動式，低速起降時，鴨翼自動向后滑動，形成近耦鴨式布局，利用鴨翼的脫體渦對主翼形成有利干擾，增加整機(jī)升力，同時還能避免低速時過大的靜不穩(wěn)定。高速時巡航時，鴨翼能自動向前滑動，形成遠(yuǎn)耦鴨式布局，有效阻止使氣動焦點(diǎn)后移，減小配平阻力。
　　另外說明：翼型采用超臨界翼型，提高它的臨界馬赫數(shù)，特別是翼型的阻力發(fā)散馬赫數(shù)，以便推遲翼形的跨聲速氣動特性的劇烈變化，同時還能增加升力。由于初初接觸CATIA三維設(shè)計軟件，對它的一些功能還不熟悉，所以翼型沒有在圖上具體繪出。
　　3、性能特點(diǎn)
: \! P% ?0 |9 x　　3.1 該戰(zhàn)機(jī)采用三翼面布局，它有以下幾大優(yōu)點(diǎn)；
　　首先，通過鴨翼-機(jī)翼后緣-平尾的操縱控制，提高了飛機(jī)操縱效率和減小了配平阻力，充分發(fā)揮了主動控制技術(shù)的潛力。其次，采用三翼面和機(jī)翼邊條，大大提高了飛機(jī)高速大迎角時的機(jī)動性能。再次，在同樣的機(jī)動過載下，三翼面載荷分布更為合理，對減輕結(jié)構(gòu)重量有利，并且有效的解決了一味的增大襟翼面積和偏度所帶來的問題。最后，它便于實(shí)現(xiàn)直接升力控制，從而達(dá)到了對飛行軌跡的精確控制。對于未來先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)，特別強(qiáng)調(diào)高機(jī)動，大載荷性能，因此三翼面布局是未來戰(zhàn)斗機(jī)的一種很有發(fā)展前景的布局形式。AFTI-15驗(yàn)證機(jī)就是在F-15飛機(jī)上增加鴨翼形成的三翼面布局
　　飛機(jī)，其機(jī)動性能得到大大的提高。另外說明精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)是一種變體飛行器，它依賴于一種具有“形狀記憶”能力的合金和其他新型的“智能”材料，能使飛機(jī)的機(jī)翼通過柔性變形彎曲等來形成新的形狀，以使飛機(jī)的外形結(jié)構(gòu)更適合不同飛行任務(wù)和飛行條件下的性能要求。低速時飛機(jī)帶有一定的上反角，提高其低速時的穩(wěn)定性能和起降性能，高速飛行時則依賴于柔性結(jié)構(gòu)減小其上反，以提高高速時的機(jī)動性能。甚至在進(jìn)入格斗狀態(tài)時，可以時機(jī)翼略帶有一點(diǎn)下反角，通過靜不穩(wěn)定性來增強(qiáng)飛機(jī)的機(jī)動性能，在整個戰(zhàn)斗中居于有利位置。
　　戰(zhàn)斗時利用柔性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)的變體
1 g" y* M& ^% Y! [5 }  a, t+ P　　3.2 精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)具有良好的隱身性能。
0 y# u" }. _1 {3 `: J& m/ p　　1.它采用翼身融合技術(shù)，機(jī)翼機(jī)身平滑過度，融為一體
4 Z# p/ Q7 j+ t, }: f: s- t5 L　　2.進(jìn)氣道設(shè)計成S型彎道，使強(qiáng)散射源進(jìn)氣道減弱散射強(qiáng)度
　　3.武器內(nèi)埋于機(jī)身，以避免雷達(dá)的探測。
　　4.發(fā)動機(jī)采用特種冷卻技術(shù)，從噴管排出的溫度極低，大概只有幾攝氏度，使紅外信號大大減弱，能夠順利的躲避敵方的紅外探測。
　　5.采用未來等離子隱身技術(shù)，被敵方發(fā)現(xiàn)的概率可降低90%，即能真正實(shí)現(xiàn)“全隱身”設(shè)計目的。
; d6 t0 h' w" L# |: I　　3.3 無人機(jī)由于載油量的限制，一般航程航時都很短。精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)作為未來新型戰(zhàn)斗機(jī)，必須強(qiáng)調(diào)它的續(xù)航性能，以提高作戰(zhàn)半徑和遠(yuǎn)程飛行能力。
+ M( I9 \# H- U5 M1 X　　1.全機(jī)選用復(fù)合材料，重量輕，發(fā)動機(jī)采用加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，蠔油率低，熱效率高。由航程航時公式T=∮＜ηK/gqG＞dG，L＝∮＜ηVK/gqG＞dG知續(xù)航性能得到提高。
* o6 n% w3 W% @　　2.采用整體式機(jī)翼油箱并且具有空中受油能力。為了防止燃油在油箱中晃動造成能量損失和飛機(jī)顫動，特意制造了“海綿擠壓式”油箱。
3 y9 d8 T  @, H& Z' X* n' ~　　3.精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)還具有空中受油能力
0 X6 Y( v! @% t2 U$ G' a# O　　3.4 短距起飛、著落能力是精“鷹”戰(zhàn)機(jī)的又一性能特點(diǎn)。
　　1.發(fā)動機(jī)選用加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，采用了新穎的外骨架結(jié)構(gòu)，即用全新的復(fù)合材料鼓式轉(zhuǎn)子，取代了常規(guī)噴氣發(fā)動機(jī)中笨重的盤和軸，使發(fā)動機(jī)重量減輕三分之一，這樣大的重量減輕能讓推進(jìn)系統(tǒng)的推重比大幅提高，能瞬間獲得很大的加速度，并且矢量推力和反推力與前鴨翼結(jié)合，進(jìn)一步縮短了起飛著落距離，適合在航空母艦上起降。俄羅斯的SU-37改進(jìn)型載戰(zhàn)斗機(jī)同樣也是在SU-27基礎(chǔ)上增加鴨翼形成三翼面布局，不但解決了增大襟翼面積和偏度帶來的問題，更大大提高了襟翼的增升效率和起降時的升力。
　　2.令我們更加關(guān)注的是精“鷹”無人戰(zhàn)機(jī)機(jī)身設(shè)計成船形，即使在航空母艦上著落失敗或者攔機(jī)鋼索斷裂我們也不必?fù)?dān)心，它還可以迫降在海面上，那里永遠(yuǎn)是世界上最廣闊的“機(jī)場”。
　　3.5 優(yōu)異的作戰(zhàn)性能
　　精”鷹”無人戰(zhàn)機(jī)裝有20mm以上的航空機(jī)炮,同時內(nèi)掛多枚雷達(dá)制導(dǎo)的中距攔擊導(dǎo)彈紅外跟蹤的近距格斗導(dǎo)彈,也可以攜帶3-4噸的航空炸彈或其他對地攻擊武器.雷達(dá)為合成孔徑雷達(dá),進(jìn)行搜索時的分辨效率達(dá)1M,進(jìn)行識別的分辨率達(dá)0.3,能同時跟蹤幾十個目標(biāo)并攻擊其中數(shù)十個.
& V$ Q5 ~% ~' e　　4.采用的未來先進(jìn)技術(shù)
　　等離子隱身技術(shù)，發(fā)動機(jī)特種冷卻技術(shù)，先進(jìn)流體密封技術(shù)，未來智能結(jié)構(gòu)和先進(jìn)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)變體。

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聯(lián)  合  戰(zhàn)  斗  機(jī)  設(shè)  計

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藍(lán)色天使”蜻蜓翼飛行器 　　飛行自古以來就是人類的夢想，自從飛機(jī)發(fā)明以來，人類的飛行方式在不斷的發(fā)展與完善。
　　設(shè)計目的：
; k2 x8 I! h& K2 s, b7 S2 k+ Y　　方便、簡潔的實(shí)現(xiàn)每一個人的飛行夢想。
4 e  |2 n+ Z- L8 @+ h　　“藍(lán)色天使”蜻蜓翼飛行器是根據(jù)這種要求而設(shè)計的，飛行器采用混合動力，由電力和太陽能混合驅(qū)動，滿足環(huán)保和綠色能源的需要。
　　飛行器結(jié)構(gòu)及工作原理：
" D9 m- r# b% N' N2 B　　1、機(jī)翼：飛行器采用雙排翼結(jié)構(gòu)，在符合空氣動力學(xué)的基礎(chǔ)上，模仿蜻蜓的翅膀形態(tài)，可靈活調(diào)整，在科學(xué)計算的基礎(chǔ)上達(dá)到滑翔、上升、俯沖、自由轉(zhuǎn)向等操作目的。
　　2、機(jī)身：機(jī)身采用輕質(zhì)納米級新材料，堅固，附有太陽能吸收等功能，可方便將飛行中捕捉到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。采用垂直分體式結(jié)構(gòu)，分別有駕駛座、操縱區(qū)、電子及雷達(dá)控制區(qū)、儲物區(qū)等。
　　3、發(fā)動機(jī)：采用一個主發(fā)動機(jī)和兩個副發(fā)動機(jī)，主發(fā)動機(jī)位于飛行器上部，主要產(chǎn)生向前的動力。副發(fā)動機(jī)位于飛行器下部，儲物區(qū)兩側(cè)，有兩個小發(fā)動機(jī)組成，可270°旋轉(zhuǎn)方向，從而提升了飛行器的機(jī)動性，可完成垂直起降、加速、減速、空中懸停等目的。
　　生產(chǎn)實(shí)用性預(yù)測：
. v3 _3 w  }" E　　這款飛行器的設(shè)計思想主要是為個人服務(wù)，所以在飛行速度上要求不是很高，不能滿足長途旅行的需要，但是可作為一種休閑的交通工具，滿足人們放松心情、自由飛翔的愿望。
　　由于這款飛行器的操作十分自由，可原地垂直起降，空中懸停，滑翔和加速，大多數(shù)動作有電腦進(jìn)行科學(xué)計算后完成，降低了技術(shù)門檻，提升了其普及的可能性。
) Q9 w" V9 P: ]　　相信這是一款屬于未來的人人都可實(shí)現(xiàn)飛行夢想的飛行器。

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大型垂直短距離起降運(yùn)輸機(jī)  　　機(jī)長55M 機(jī)寬45M 機(jī)高10M
, c$ v/ H) H. v/ s　　擁有一只大型運(yùn)輸機(jī)隊是一個空軍大國的標(biāo)志，而一型先進(jìn)的大型運(yùn)輸機(jī)能夠有效的提高空軍的戰(zhàn)斗力。
　　Y20大型等離子隱型短距離/垂直起降運(yùn)輸機(jī)，采用聯(lián)翼結(jié)構(gòu)，上翼后掠30度，下翼前掠30度，兩翼用垂直翼面連接。擁有6臺大推力的發(fā)動機(jī)。其中4臺埋在上翼內(nèi)，2臺在下翼外側(cè)，可向下偏轉(zhuǎn)90度。。
5 Y+ V% h% B: e5 T1 y; r　　該機(jī)有四個特點(diǎn)，一是寬機(jī)身，擁有比同級別的大運(yùn)輸機(jī)更寬更高的貨艙，方便運(yùn)載體積更大的貨物，其二是具備隱身能力，通過把發(fā)動機(jī)埋入機(jī)體內(nèi)部，優(yōu)化機(jī)體表面，攜帶等離子發(fā)生器這些手段，減少RCS數(shù)值。其三是具有短距離/垂直起降能力。主翼部分的上翼后的襯翼面，能夠向下轉(zhuǎn)動75度，再與下翼，上下翼的連接面結(jié)合，能夠行成完整的空氣通道，把發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高速氣流改變方向，使其向下噴射，產(chǎn)生垂直動力。而下部的2臺發(fā)動機(jī)，通過整體偏轉(zhuǎn)，能夠向下噴射。另外再結(jié)合上下兩部分的主翼面的大面積，前掠的下翼能夠提供的巨大升力，使的Y20能夠具備滿載時短距離起飛，輕載時垂直起降的能力。其四，因?yàn)樵谠O(shè)計時就大量采用模塊化設(shè)計，使Y20在戰(zhàn)時能夠快速的修理，在平時，擁有巨大的改裝潛力。6臺大推力發(fā)動機(jī)，在起降時能夠提供可觀的動力，在巡航時，又能為等離子隱型發(fā)生器提供電力支持，在改裝成預(yù)警機(jī)，電子對抗/偵察機(jī)，戰(zhàn)場監(jiān)視型等特殊機(jī)體時，能夠直接提供電力支持。改裝時只需要更換相應(yīng)部分的機(jī)身模塊，通過接口連接上即可。

天思

"和諧號"環(huán)形翼超聲速旅客機(jī)
“和諧號”是繼“協(xié)和號”之后的未來先進(jìn)超聲速客機(jī)，它采用了與傳統(tǒng)飛機(jī)布局形式所不同的環(huán)形機(jī)翼以及尾吊式發(fā)動機(jī)布局，融合了環(huán)翼機(jī)和弓形翼飛機(jī)的氣動優(yōu)勢，采用了激波控制技術(shù)、激波壓縮升力技術(shù)、氫燃料技術(shù)、層流減阻技術(shù)、柔性蒙皮技術(shù)、音爆抑制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，高空巡航速度可達(dá)M3，航程達(dá)13000千米。
' ?1 H( ^' A& C3 L4 k" d　　設(shè)計特點(diǎn)及技術(shù)創(chuàng)新：
　　1、新概念環(huán)形翼：
　　“和諧號”采用大后掠環(huán)形機(jī)翼，這也是該飛機(jī)的最大亮點(diǎn)，世界各航空大國都對環(huán)翼飛機(jī)進(jìn)行過研究，與普通機(jī)翼對比，環(huán)翼機(jī)有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：(1)翼展小，在升力相同的條件下，環(huán)翼比平面機(jī)翼小30%，這對于運(yùn)輸、停放和生產(chǎn)組裝都是難得的優(yōu)點(diǎn)。(2)重量輕，機(jī)翼兩端連接成一個圓環(huán)，機(jī)翼的強(qiáng)度和剛度顯著提高，因此結(jié)構(gòu)重量可以降低，這對飛行所需的燃料和發(fā)動機(jī)推力都有利，并能提高飛機(jī)的商載。(3)抗振性好，與平面機(jī)翼相比，環(huán)翼的抗扭和抗彎能力都非常強(qiáng)，不容易出現(xiàn)平面機(jī)翼會碰到的顫振問題。(4)機(jī)動性好，環(huán)翼飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎是靠環(huán)翼產(chǎn)生的側(cè)力完成的，轉(zhuǎn)彎時不需要象常規(guī)飛機(jī)那樣先傾斜，環(huán)翼機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)直接側(cè)力控制技術(shù)。與傳統(tǒng)的亞聲速環(huán)翼概念不同的是，“和諧號”采用了大后掠角的高速環(huán)形翼并在上端形成了類似弓形翼概念的乘波翼，這樣的設(shè)計是出于其高速巡航飛行的需要，大后掠角有利于高速飛行并有利于加強(qiáng)方向安定性和改善高亞聲速特性，弓形翼則出自乘波的概念，波音公司曾對弓形翼戰(zhàn)斗機(jī)概念進(jìn)行過深入研究，但由于弓形翼不利于飛機(jī)隱形而作罷，但對于民用旅客機(jī)，這種技術(shù)完全可以應(yīng)用。“和諧號”超聲速飛行時，機(jī)頭產(chǎn)生的激波可以集中在環(huán)形翼的前緣，增大機(jī)翼下表面的壓力，而上表面卻沒有相應(yīng)的壓力與之平衡，故飛機(jī)會獲得一個很強(qiáng)的激波升力，同時飛機(jī)的阻力并不增加，這樣便大大提高了飛機(jī)超聲速巡航的升阻比，大大降低了燃料消耗，提高了飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。
& \5 _* {6 ^) s, c! x　　2、柔性蒙皮技術(shù)及激波控制技術(shù)
　　“和諧號”的機(jī)頭和部分機(jī)翼采用了先進(jìn)的智能柔性蒙皮技術(shù)，可以根據(jù)飛行狀態(tài)智能調(diào)節(jié)外形，提高整體的氣動性能，如形成操縱面、自動形成層流翼型、以及通過振動增加邊界層流動能量或清除邊界層，這種柔性蒙皮能大大提高飛機(jī)的氣動性能，使得飛機(jī)在大部分飛行狀態(tài)下都能保持高的氣動效率，好的操穩(wěn)特性。機(jī)頭整流罩采用的柔性蒙皮可以在低速飛行如起降時變形，使得機(jī)頭產(chǎn)生脫體渦，對機(jī)翼進(jìn)行有利誘導(dǎo)，產(chǎn)生渦升力，改善飛機(jī)的低速性能。在高速時，機(jī)頭柔性可變形整流罩與頭部激波桿組合變形，控制不同速度下的激波形狀，使激波正好打在機(jī)翼前緣，產(chǎn)生壓縮升力。
　　3、尾吊式渦扇沖壓發(fā)動機(jī)：
* o8 x$ s6 `! |# \# C! \& `1 s　　“和諧號”采用了非常規(guī)的尾吊式發(fā)動機(jī)方案，這種方案有諸多優(yōu)點(diǎn)：(1)減少配平阻力，飛機(jī)高速飛行時氣動中心后移，需要壓平尾進(jìn)行配平，壓平尾形成的向下氣動壓力產(chǎn)生配平阻力，機(jī)尾發(fā)動機(jī)的重量形成自然的配平力矩，減少配平阻力。(2)降低客艙噪音并提高安全度，發(fā)動機(jī)距離客艙比較遠(yuǎn)，會大大降低噪音和振動對客艙的影響，提高乘坐品質(zhì)；一旦發(fā)動機(jī)發(fā)生故障，如渦輪盤破碎，碎片不易傷及乘客。(3)檢修方便，維護(hù)人員可以很方便的在地面對發(fā)動機(jī)進(jìn)行檢修或更換。
　　“和諧號”的巡航速度為3馬赫，在該速度下沖壓發(fā)動機(jī)具有比普通渦輪發(fā)動機(jī)高的多的效率，因此采用綜合效率最優(yōu)的渦扇沖壓雙模態(tài)發(fā)動機(jī)。
) L1 C* H. _# N6 c+ p4 G% T+ g　　4、音爆抑制技術(shù)：
; A3 F; M! Y# G9 n; }0 P6 w9 I  [　　由于超聲速飛行會產(chǎn)生很強(qiáng)的音爆，對地面的居民的影響非常大，因此超聲速飛行受到很多限制，研究表明：只要對機(jī)身進(jìn)行精細(xì)的修形，可以利用機(jī)身各部位產(chǎn)生的激波在相位上的差異，誘使它們互相對消，使傳遞到地面的 N 形波的強(qiáng)度減小，至少不再尖銳，減低音爆的影響。“和諧號”的機(jī)身經(jīng)過細(xì)致的布置，再加上機(jī)頭和機(jī)翼柔性蒙皮在計算機(jī)的控制下綜合聯(lián)動，進(jìn)而控制激波的形狀和相位，使得滿足飛行性能的前提下讓激波對消，這樣便大大抑制了音爆的強(qiáng)度，使得超聲速飛行變得安靜許多。
4 Y( R1 E$ m! M　　5、氫燃料及主動防熱技術(shù)：
　　傳統(tǒng)的超聲速飛機(jī)尾氣排放會對大氣尤其臭氧層造成嚴(yán)重的破壞，因此無毒無污染的氫燃料技術(shù)得到青睞，同時氫燃料具有質(zhì)能比高的優(yōu)點(diǎn)，所以在相同的航程下，氫燃料飛機(jī)攜帶的燃料要比普通飛機(jī)少的多，這樣可以大大提高飛機(jī)的商載或航程。但傳統(tǒng)的低溫儲氫技術(shù)體積很龐大，使得其在飛機(jī)上的應(yīng)用受到限制，碳納米管儲氫技術(shù)將成為這一問題的極佳解決方案，碳納米管具有儲氫量大、儲氫溫度高、結(jié)構(gòu)重量低的優(yōu)點(diǎn)，在“和諧號”中，儲氫的碳納米管分布在機(jī)翼及機(jī)身高溫部位的蒙皮下，這樣可以一舉兩得——高速飛行產(chǎn)生的熱量非常大，而“和諧號”利用在高熱部位的碳納米管以及燃料輸運(yùn)管，可對蒙皮和結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動冷卻，同時，燃料也得到一個預(yù)熱的作用，提高了整體的能源利用率。
　　6、層流減阻技術(shù)：
* Z6 e6 `0 S* G　　減阻是提高飛行器性能以及效費(fèi)比的重要方式，“和諧號”采用任務(wù)自適應(yīng)柔性蒙皮，可以根據(jù)任務(wù)需要產(chǎn)生層流翼型，并可以通過振動激勵增加邊界層能量，在主翼段重點(diǎn)部位還設(shè)置了邊界層吹吸孔，通過推遲轉(zhuǎn)捩保持層流流動，減少阻力。
　　“和諧號”環(huán)形翼超聲速旅客機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)：
　　翼展：40米
　　機(jī)長：90米
3 a  u1 K( W; R. G1 F- I# |9 z　　機(jī)高：60米
9 ~. t+ l' Y  k8 k8 r- O# ^% O　　空重：100噸
　　最大起飛重量：200噸
+ _# Q7 q0 ?/ G* [+ a　　四臺渦扇沖壓雙模態(tài)發(fā)動機(jī)，單臺最大推力：300千牛
　　最大載客量：230
' S, O2 U. P- e+ t( ]/ U　　巡航速度： M3.0
　　最大航程：13000千米
　　最大商載航程：11000千米
　　實(shí)用升限：25000米
　　起飛滑跑距離：1700米
' @& r* P5 G  j$ |6 w# Z. `  m　　著陸滑跑距離：1500米
　　“和諧號”采用了先進(jìn)的非常規(guī)氣動設(shè)計，使得飛機(jī)具有異乎尋常的性能，乘客可以通過它盡情享受神奇的高速飛行“和諧之旅”所帶來的快樂和節(jié)約時間帶來的便利，而不必?fù)?dān)心票價過高，因?yàn)轱w機(jī)具有很好的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)的進(jìn)步使普通老百姓都能承受的起高速飛行的票價，“和諧號”定能促進(jìn)全世界的和諧發(fā)展。

天思

白鯨“級多用途航空中繼飛艇
隨著科技的不斷進(jìn)步，未來的交通必定朝著立體交通的方向發(fā)展。更多的私人航空器進(jìn)入千家萬戶，人們的出行變得異常的方便、高效。但普通航空器仍然離不開地面的支持，如燃料的補(bǔ)給，人員的休息等。特別是小型航空器在遠(yuǎn)程飛行時，因航程的限制，起降次數(shù)比較多，由于空氣阻力及地球引力的關(guān)系，每一次的地面起降都要消耗大量的燃料，這樣就使得小型航空器的遠(yuǎn)程飛行非常的不經(jīng)濟(jì)，因此我設(shè)計了這一款“白鯨”航空中繼飛艇。
: J! f, E. W1 `0 M: E　　此款航空中繼飛艇長400米，寬50米，艇身采用兩架硬殼式飛艇連接而成，飛艇內(nèi)充氦氣，各氣囊采用隔艙化設(shè)計，保證了飛艇的安全。飛艇上部鋪設(shè)飛機(jī)跑道，艇身中部設(shè)有機(jī)庫、貨艙及燃料艙庫，下部吊掛人員休息艙。飛艇由尾部的四臺螺旋槳發(fā)動機(jī)驅(qū)動，而能源由艇身上跑道兩側(cè)鋪設(shè)的大面積太陽能電池板提供。
4 b& _  P( j3 X2 c. k; F　　此飛艇飛行在一萬一千米的平流層，每艘飛艇分別停留在固定的區(qū)域，做為小型飛行器的高空中繼站。當(dāng)有飛行器接近時，飛艇會向飛行器發(fā)送詢問信號，確認(rèn)需要降落時會引導(dǎo)飛行員飛往降落進(jìn)入?yún)^(qū)域，然后飛艇的計算機(jī)接管飛行器的控制權(quán)，并使其準(zhǔn)確降落在飛艇跑道上，防止因人員的操作失誤引起重大事故。降落后，工作人員通過跑道一端的升降機(jī)將飛行器運(yùn)送到機(jī)庫，并按需要為其添加燃料及設(shè)備維護(hù)，人員也可在飛艇底部的艙室內(nèi)休息用餐。
5 J& f1 K* k) W0 U, F　　當(dāng)飛行器需要再次起飛時，飛艇內(nèi)的空管人員清理出跑道，即可放飛。由于在高空起飛，飛行器不需要使用很大的發(fā)動機(jī)推力即可飛離飛艇，因此可以大大減少燃料的消耗。如果天空中每隔一定的區(qū)域就設(shè)置一架中繼飛艇的話，那么小型的航空器就可以采用類似蛙跳的方式，從一個中繼戰(zhàn)飛到另一個中繼站，直至到達(dá)目的地。另外飛艇內(nèi)還設(shè)有大型的貨艙，尾部開有艙門，在特殊情況下也可執(zhí)行遠(yuǎn)程運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)。另外由于飛艇的飛行高度高，留空時間長，還可做為電子信號的中繼站來使用。

天思

個人休閑型飛行器
" l) P  O1 j2 t, m1 z" j定位于年輕家庭和獵奇探險的休閑型飛行器,牢固而更具人性化的考慮,前艙的駕駛及休息間,后艙的飯廳及廚房,人性化的功能空間分割,使整個飛行器在除了造型以外的功能上更接近流行趨勢。優(yōu)雅時尚的前懸門設(shè)計，在概念設(shè)計中作為車家族的開門方式較為常見，但是，配置在飛行器上，更加具有強(qiáng)烈的視覺感官，沖破以往飛行器的刻板印象，新從頭開始。
1 ]+ f. A7 P/ n' N$ G+ m7 i　　明亮的黃和中庸的灰色搭配，色彩上跟具有親和力，使人眼前一亮。在空中飛行中色彩的人機(jī)更為重要，外型的色彩直接關(guān)系到，分辨度，警示等。飛行器在造型上采用“梭”型，對造型而言。具有流體感的梭型代表的是速度，與爆發(fā)力，中寬兩端窄的造型，更符合空氣動力學(xué)，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固。變換的機(jī)翼以及可以隨時變換行進(jìn)方式也是此款飛行器的一大亮點(diǎn)，直升機(jī)的利于停靠，方向掌握，噴氣式的速度融為一身，機(jī)身由固翼，和可伸縮折疊的螺旋槳組成(螺旋槳可后移變形后變?yōu)楣桃?，頭似汽車，車身似飛機(jī)。有可折疊型起落架，可收起。前艙主要為透明構(gòu)成，前艙蓋由前翻起打開，機(jī)身后部有櫥柜和爐具，可折疊餐桌和椅子相互拼接為后艙，在打開時候使用。機(jī)后有噴氣式助推器，在進(jìn)行高速飛行的同時，螺旋槳變固翼，雙翼平飛，換噴氣式飛行狀態(tài)。
) @3 w: B' Z! M" Q& d$ z( Q- N　　在民用方面，這兩種飛行狀態(tài)的結(jié)合，實(shí)際上最為實(shí)用。
　　氫能源是啟用綠色設(shè)計的首要元素，耐用而環(huán)保的氫能源電池，是此款飛行器的綠色心臟。