埋入式进气道结构和飞行器

1.本发明涉及飞行设备技术领域，特别是涉及一种埋入式进气道结构和飞行器。


背景技术：

2.倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机融为一体的新型飞行器，倾转旋翼机凭借既能垂直起降，又能高速飞行的特点被广泛使用，具备较强的军事价值。为了应对战场上愈发先进的雷达探测技术，需要对倾转旋翼机进行雷达隐身设计，以提高其生存能力。rcs(雷达散射截面)是评估雷达隐身性能的重要指标，它是表征目标在雷达波照射下产生的回波强度大小的一种物理量，rcs越低，则越不容易被敌方雷达探测，生存力越高。
3.目前，倾转旋翼机的进气道多外露于机身外部，如v-22倾转旋翼机，v-280倾转旋翼机、xv-15倾转旋翼机和“鹰眼”倾转旋翼无人机等；具体地，如图1所示，现有进气道设置于机翼的顶部，且进气道的进气口高于机翼的上表面的最高点。倾转旋翼机发动机的进气道作为一种腔体结构，当进气道外露时，虽然能够提高进气效率，但雷达波容易进入其内部，发生多次反射，产生较强的雷达回波，不利于雷达隐身。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种埋入式进气道结构和飞行器，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高进气效率；减少较强雷达回波，提高雷达隐身性能。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供了一种埋入式进气道结构，包括进气道本体，所述进气道本体具有底壁和进气口，所述进气道本体的所述底壁用于固定连接于机翼的后缘，所述进气道本体的所述底壁的上表面呈流线型，所述进气道本体的所述底壁的上表面能够与所述机翼的上表面衔接并平滑过渡，所述进气道本体靠近所述机翼一端的开口为所述进气口，当飞行器水平飞行时所述进气口位于所述进气道本体的所述底壁的上方且低于所述机翼的上表面的最高点。
7.优选的，还包括格栅，所述格栅固定连接于所述进气道本体的进气口处，所述格栅能够覆盖所述进气口。
8.优选的，还包括外露底壁和两个外露侧壁，所述外露底壁由所述进气口的下边缘向靠近所述机翼前缘的一端延伸，所述外露底壁与所述进气道本体的所述底壁一体成型为连接壁，所述连接壁的上表面呈流线型，所述外露底壁用于与机翼靠近自身后缘的一端的上表面贴合并固定连接，所述外露底壁的上表面能够与所述机翼的上表面平滑过渡，所述进气道本体设置于所述机翼后缘远离所述机翼的一侧，两个所述外露侧壁分别固定连接于所述外露底壁在所述机翼长度方向的两侧并向靠近所述进气道本体顶面的一端延伸。
9.优选的，所述格栅由所述外露底壁靠近所述机翼的后缘的一端向远离所述机翼的后缘的一侧倾斜设置。
10.优选的，各所述外露侧壁垂直于所述机翼的长度方向。
11.本发明还提供了一种飞行器，包括机翼、机身和上述的埋入式进气道结构，所述进气道本体的所述底壁固定连接于机翼的后缘，所述机翼与所述机身固定连接。
12.优选的，所述进气道本体与所述机翼一体成型。
13.优选的，所述机翼与所述机身能够拆卸地固定连接。
14.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
15.本发明提供的埋入式进气道结构和飞行器，进气道本体的底壁的上表面呈流线型，进气道本体的底壁的上表面能够与机翼的上表面衔接并平滑过渡，当飞行器水平飞行时进气口位于进气道本体的底壁的上方，故当飞行器飞行时，气流能够沿机翼流线型的上表面、进气道本体的底壁进入进气道本体的腔体内，平滑过渡的上表面和进气道本体的底壁上表面能够对气流进行较好的导流作用；且进气口位于进气道本体的底壁的上方，有利于气流进入；故提高了进气效率；当飞行器水平飞行时进气口远离进气道本体的底壁的部分低于机翼的上表面的最高点，部分雷达波能够被机翼的上表面中高于进气口的部分遮挡，使雷达波不容易进入进气道本体的内腔内，从而减少较强雷达回波，提高雷达隐身性能。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为现有进气道的结构示意图；
18.图2为实施例1中的埋入式进气道结构的安装示意图；
19.图3为实施例1中的埋入式进气道结构的结构示意图；
20.图4为实施例1中的埋入式进气道结构的正视图；
21.图5为实施例1中的埋入式进气道结构的俯视图；
22.图6为实施例1中的埋入式进气道结构安装在机翼上后埋入式进气道结构与机翼在机身对称面处的剖面图；
23.图7为实施例1中的埋入式进气道结构的进气示意图；
24.图8为实施例2中的飞行器的结构示意图；
25.图9为实施例2中的机身的结构示意图；
26.图10为实施例2中的进气道本体、所述机翼和连接部件一体成型后的结构与机身的安装示意图；
27.图11为实施例1中的3ghz时埋入式进气道结构倾转旋翼机的rcs值曲线和常规外露式进气道结构倾转旋翼机的rcs值曲线图；
28.图12为实施例1中的6ghz时埋入式进气道结构倾转旋翼机的rcs值曲线和常规外露式进气道结构倾转旋翼机的rcs值曲线图；
29.图13为实施例1中的10ghz时埋入式进气道结构倾转旋翼机的rcs值曲线和常规外露式进气道结构倾转旋翼机的rcs值曲线图；
30.图中：100、埋入式进气道结构；200、飞行器；1、进气道本体；101、底壁；102、进气
口；103、机翼；2、格栅；3、外露底壁；4、外露侧壁；5、机身；6、旋翼；7、现有进气道。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明的目的是提供一种埋入式进气道结构和飞行器，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高进气效率；减少较强雷达回波，提高雷达隐身性能。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.实施例1
35.如图2-7所示，本实施例提供一种埋入式进气道结构100，包括进气道本体1，进气道本体1具有底壁101和进气口102，进气道本体1的底壁101用于固定连接于机翼103的后缘，进气道本体1的底壁101的上表面呈流线型，进气道本体1的底壁101的上表面能够与机翼103的上表面衔接并平滑过渡，进气道本体1靠近机翼103一端的开口为进气口102，当飞行器200水平飞行时进气口102位于进气道本体1的底壁101的上方且低于机翼103的上表面的最高点。当飞行器200飞行时，气流能够沿机翼103流线型的上表面、进气道本体1的底壁101进入进气道本体1的腔体内，平滑过渡的上表面和进气道本体1的底壁101上表面能够对气流进行较好的导流作用；且进气口102位于进气道本体1的底壁101的上方，有利于气流进入；故提高了进气效率；当飞行器200水平飞行时进气口102远离进气道本体1的底壁101的部分低于机翼103的上表面的最高点，部分雷达波能够被机翼103的上表面中高于进气口102的部分遮挡，使雷达波不容易进入进气道本体1的内腔内，从而减少雷达回波，提高雷达隐身性能。
36.本实施例提供的埋入式进气道结构100还包括格栅2，格栅2固定连接于进气道本体1的进气口102处，格栅2能够覆盖进气口102。格栅2设计能够降低雷达波的反射作用，进一步地提高雷达隐身性能。作为优选的实施方式，格栅2与机身5的表面的材料相同。
37.本实施例提供的埋入式进气道结构100还包括外露底壁3和两个外露侧壁4，外露底壁3由进气口102的下边缘向靠近机翼103前缘的一端延伸，外露底壁3与进气道本体1的底壁101一体成型为连接壁，连接壁的上表面呈流线型，外露底壁3用于与机翼103靠近自身后缘的一端的上表面贴合并固定连接，外露底壁3的上表面能够与机翼103的上表面平滑过渡，进气道本体1设置于机翼103后缘远离机翼103的一侧，使得机翼103的上表面能够不受进气道本体1的遮挡、能够完全裸露在外，降低了机身5阻力；同时，由于采用机翼103的上表面作为飞行器200的上表面，机翼103上表面与平整的机体下表面之间能够形成压力差，提供一定的升力，提高飞行性能；两个外露侧壁4分别固定连接于外露底壁3在机翼103长度方向的两侧并向靠近进气道本体1顶面的一端延伸。
38.作为优选的实施方式，如图6-7所示，连接壁的上表面与机翼103上表面具有相同的流线形状，即外露底壁3的上表面与机翼103上表面上与自身紧密贴合的部分的流线走向完全相同，进气道本体1的底壁101的上表面为外露底壁3的上表面的延伸，机翼103上表面、
连接壁的上表面整体呈一种流线形状；使得前方来流能够较好地进入进气口102，进而提高进气效率。
39.作为优选的实施方式，格栅2由外露底壁3靠近机翼103的后缘的一端向远离机翼103的后缘的一侧倾斜设置，能够减少雷达波垂直照射格栅的几率，降低雷达波的垂直镜面反射，减缩雷达散射截面，获得较好的隐身效果。更为优选的，格栅2的下端位于机翼103后缘处或位于机翼103后缘的后方，格栅2的上端向机翼103后缘的后上方延伸。
40.作为优选的实施方式，进气道本体1的顶面、侧面和外露侧壁4均为平面形状，雷达波照射到平面结构上时，其反射路径满足镜面反射原理，雷达波沿对称面向远离雷达发射端的一侧反射，能够将反射雷达波集中在偏离接收雷达的某一方向上，减少被接收雷达接收的几率，以达到隐身效果。
41.作为优选的实施方式，各外露侧壁4垂直于机翼103的长度方向。
42.为了说明该结构对雷达隐身性能的影响，分别建立采用常规外露式进气道结构(现有进气道7)倾转旋翼6机模型和本实施例中的倾转旋翼6机模型，机身5俯仰角和滚转角均为0
°
，计算它们水平范围内-60
°
至60
°
的rcs，步进1
°
；定义机头方向指向0
°
，负角度为机身5右侧，正角度为机身5左侧。根据表1常用探测雷达所用波段占比的统计概率表可知，表中的四种类型的雷达中，采用s波段的占比为88.7％，采用c波段的占比为82.8％，采用x波段的占比为82.1％，s，c，x三种波段最为常用，因此分别采用这3种波段的中心频率3ghz，6ghz和10ghz作为雷达工作频率，雷达为垂直极化。计算结果见图11-13。从计算结果可以看出，在大部分计算角域内，设置有本实施例提供的埋入式进气道结构100的倾转旋翼6机的rcs相比于常规外露式进气道结构倾转旋翼6机有较明显的降低，特别是在-60
°
至-30
°
以及30
°
至60
°
角域。综合全部计算状态，3ghz时埋入式进气道结构100倾转旋翼6机的rcs均值比常规外露式进气道结构倾转旋翼6机低1.55db，6ghz时埋入式进气道结构100倾转旋翼6机的rcs均值比常规外露式进气道结构倾转旋翼6机低2.05db，10ghz时埋入式进气道结构100倾转旋翼6机的rcs均值比常规外露式进气道结构倾转旋翼6机低1.93db，因此，采用了本实施例结构的倾转旋翼6机rcs减缩效果良好。
43.表1常用探测雷达所用波段占比的统计概率表
[0044][0045]
实施例2
[0046]
如图8-10所示，本实施例提供一种飞行器200，包括机翼103、机身5和实施例1中的埋入式进气道结构100，进气道本体1的底壁101固定连接于机翼103的后缘，机翼103与机身5固定连接。
[0047]
作为优选的实施方式，进气道本体1与机翼103一体成型，更为优选的，可以用机翼103的上表面作为外露底面3；有利于减少了工艺步骤，便于拆装。
[0048]
机翼103与机身5能够拆卸地固定连接。作为优选的实施方式，本实施例提供的飞行器200还包括连接部件，连接部件顶部设置有凹槽，机翼103设置于凹槽内，作为更为优选的实施方式，进气道本体1、机翼103和连接部件一体成型；机身5的顶部设置有安装槽，进气道本体1、机翼103和连接部件一体成型后的结构以舱盖的形式位于倾转旋翼6机顶部，并通过安装槽与机身5铆接，减少了工艺及装配步骤，便于整体拆卸维护；连接部件内设置有机械传动装置的容纳空间。
[0049]
作为优选的实施方式，机翼103的两端各设置有一个旋翼6。
[0050]
本实施例中的飞行器200优选为倾转旋翼6机，还可以为直升机等其他具有雷达隐身需求的飞行器200。
[0051]
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种埋入式进气道结构，其特征在于：包括进气道本体，所述进气道本体具有底壁和进气口，所述进气道本体的所述底壁用于固定连接于机翼的后缘，所述进气道本体的所述底壁的上表面呈流线型，所述进气道本体的所述底壁的上表面能够与所述机翼的上表面衔接并平滑过渡，所述进气道本体靠近所述机翼一端的开口为所述进气口，当飞行器水平飞行时所述进气口位于所述进气道本体的所述底壁的上方且低于所述机翼的上表面的最高点。2.根据权利要求1所述的埋入式进气道结构，其特征在于：还包括格栅，所述格栅固定连接于所述进气道本体的进气口处，所述格栅能够覆盖所述进气口。3.根据权利要求2所述的埋入式进气道结构，其特征在于：还包括外露底壁和两个外露侧壁，所述外露底壁由所述进气口的下边缘向靠近所述机翼前缘的一端延伸，所述外露底壁与所述进气道本体的所述底壁一体成型为连接壁，所述连接壁的上表面呈流线型，所述外露底壁用于与机翼靠近自身后缘的一端的上表面贴合并固定连接，所述外露底壁的上表面能够与所述机翼的上表面平滑过渡，所述进气道本体设置于所述机翼后缘远离所述机翼的一侧，两个所述外露侧壁分别固定连接于所述外露底壁在所述机翼长度方向的两侧并向靠近所述进气道本体顶面的一端延伸。4.根据权利要求2所述的埋入式进气道结构，其特征在于：所述格栅由所述外露底壁靠近所述机翼的后缘的一端向远离所述机翼的后缘的一侧倾斜设置。5.根据权利要求4所述的埋入式进气道结构，其特征在于：各所述外露侧壁垂直于所述机翼的长度方向。6.一种飞行器，其特征在于：包括机翼、机身和权利要求1-5中任意一项所述的埋入式进气道结构，所述进气道本体的所述底壁固定连接于机翼的后缘，所述机翼与所述机身固定连接。7.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于：所述进气道本体与所述机翼一体成型。8.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于：所述机翼与所述机身能够拆卸地固定连接。

技术总结
本发明提供了一种埋入式进气道结构，涉及飞行设备领域，包括进气道本体，进气道本体具有底壁和进气口，进气道本体的底壁用于固定连接于机翼的后缘，进气道本体的底壁的上表面呈流线型，进气道本体的底壁的上表面能够与机翼的上表面衔接并平滑过渡，进气道本体靠近机翼一端的开口为进气口，当飞行器水平飞行时进气口位于进气道本体的底壁的上方且低于机翼的上表面的最高点。本发明还提供了一种飞行器，包括机翼、机身和上述的埋入式进气道结构，进气道本体的底壁固定连接于机翼的后缘，机翼与机身固定连接。本发明提供的埋入式进气道结构和飞行器能够提高进气效率；减少较强雷达回波，提高雷达隐身性能。提高雷达隐身性能。提高雷达隐身性能。


技术研发人员：招启军 费钟阳 蒋相闻 姚泽浩 王博 陈希
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/4/20