第三屆創新杯飛行器設計大賽獲獎作品(部分)

天思 · 發表于 2008-12-23 14:18:04

--“青燕”引射撲翼機
一、引言
　　垂直/短距起降，多少年來，成為航空器設計的至上目標之一。直升機、旋翼機、垂直起降噴氣式飛機等，都不失為解決這一問題的有效方法。
　　然而，為了達到垂直/短距起降，它們都各自付出了一定的代價：
　　常規的解決方案是直升機。直升機的旋槳系統在垂直起降時的作用相當明顯，但旋槳所能提供的前飛速度極為有限，若加裝噴射推進裝置，則在垂直起降時又增加了相當大的無效負載。此外，普通單旋翼直升機的不對稱氣流特性，以及共軸式雙旋翼直升機的上旋翼對下旋翼的下洗流影響等都使得直升機的設計、分析情況較為復雜。
　　傾轉旋翼機及鴨式翼旋翼機在垂直起降與平飛過程中都分別表現出了優良的性能，但在垂直起降懸停與平飛轉換時的穩定性問題仍然沒有解決。
　　目前，垂直起降噴氣式飛機是一種效果較好的方法，但在垂直/短距起降過程中，機翼除了穩定作用，對升力并未做出貢獻。
　　另一方面，撲翼機的研究已有諸多方面的成果，各國紛紛推出了試驗性的撲翼機。撲翼機的最大特點就在于將升力元件與動力元件合二為一，形成獨特的升力系統，在中低速、高機動情況下飛行性能良好。
　　人們很早就開始了對撲翼飛行的思考。先人曾經認為，只要上下撲打翅膀，就能夠騰空飛翔。而事實上，單純的上下撲動只能實現“上下跳躍”而無法騰空，關鍵在于上下撲動的同時應當有適當的俯仰角度變化以及撲動頻率，加之對柔性翼特殊性能的運用，如今的人類，已在微型、小型撲翼機上獲得了一定成功。然而，微型、小型撲翼機雖能執行一定特殊任務，但航程很短，帶負載能力也極為有限。而柔性翼在更大一些的撲翼機上顯然不適用，因此需要采取一定改進措施。
　　通過對鳥類飛翔的觀察以及風洞、水洞試驗，我們不難發現，柔性翼的關鍵，在于翼的前緣后緣在撲動時，后緣的運動總是滯后于前緣，使翼在上撲時，翼呈仰角向上撲動，使空氣切向通過翼的上下表面，產生升力，下撲時，翼呈俯角向下撲動，扇動空氣，獲得升力和推力。由此可見，只要適時調整翼的俯仰，采用剛性翼與撓性翼，同樣可以實現撲翼飛行。
　　撲翼機的另一大困難在于起飛，由于在低速度情況下，上撲時，要使升力克服阻力，就需要將撲動頻率提得很高，若應用于稍大一些的撲翼機，則需要耗費很大的功率，同時，傳動系統的強度剛度也難于保證。此外，單純撲翼提供的動力是間歇性的，在低速、較低撲動頻率情況下必然造成機身波動，影響飛行平穩性。
　　同時，引射噴射技術則恰恰能夠彌補上述撲翼飛行的不足，并使撲翼機獲得了垂直/短距起降的性能。
　　基于上述思考，這里提出一種新的垂直/短距起降方案：引射撲翼機。即結合引射噴氣技術與撲翼技術，采用共同的動力源，以不同的方式提供升力并相互補償。
　　二、設計說明
　　“青燕”引射撲翼機是為了實現垂直/短距起降以及超機動性能而設計的一款未來飛行器，結合引射噴射與撲翼，產生升力。
　　該飛行器采取上單翼，V型尾翼，短形機身，前三點式起落架的布局。無人機型全長2.5米，最大翼展7米。單座機型全長6.5米，最大翼展16米。
　　動力由一臺新型燃氣渦軸發動機提供，驅動主翼撲動。與普通直升機所用的燃氣渦軸發動機相比，加裝有“換檔”裝置，可將壓氣機輸出的氣體直接送至噴口，達到引射噴射所需的壓力，由于撲動頻率低于一般直升機旋翼旋轉頻率，所以耗油量并不大。
　　機身上共有5個引射噴口。3個主噴口位于機腹，其中兩個位于重心附近的噴口可限位旋轉。2個輔助噴口位于機身背部，引導流過機身上方的氣流更快通過，起到增升的效果。5個噴口均可調節流量，以配合滿足不同情況下的升力要求與機動要求，并增加撲翼飛行的穩定性，也使撲翼頻率得以大大降低。
　　由于撲動的需要，采取全動式主翼，通過揮舞鉸與機身相連。揮舞鉸為主翼提供上下撲動及俯仰調整兩個自由度。從主軸輸出的動力由撲動杠桿傳遞至主翼，實現撲動，下撲時間是上撲時間的兩倍。撲動杠桿裝有離合器與鎖定裝置，使主翼能在任意姿態鎖定。左右主翼的俯仰分別由獨立的內置控制杠桿控制。在揮舞鉸內部裝有限位機構，分別限定主翼在上下撲動方向及俯仰調整方向上的限位角。主翼末端可動的外翼在張開時增加升力，收起時，減小阻力，由此可控制飛行姿態并在上撲時大大減小阻力，在下撲時調整作用面。在低速飛行時，出于機動性考慮，以撲動為主要動力；而在高速巡航時，考慮到撲翼揮舞鉸強度難以保證，故以噴氣為主要動力，并將主翼固定，可動外翼收起。
　　此外，尾部的副翼和V形全動尾翼可調整飛行器的俯仰姿態以及一部分升力特性。后起落架可根據不同的起飛條件調整起飛時機身的仰角，以達到最短起飛距離。飛行器升空后，后起落架自動收起，以減小阻力。前起落架與機身連接部分為垂直安定翼，可彌補超機動性帶來的穩定性下降問題。
　　在單座機型方案中，座艙位于機首部位。由于采取短形機身，機首空間較小，有時不能滿足電子設備的裝置。對于這種情況，可適當加長鼻尖部位以增加機首空間。載彈方面，為了盡可能減少對氣流的影響，并考慮到機身空間布置，采取置于機身側下部的分支式懸伸掛架，并且共設有4個掛載點，根據不同任務需要，掛載相應的武器與吊艙。
　　根據上述結構功能特點，“青燕”引射撲翼機有如下性能特點：
　　1、短距/垂直起降：
　　1)短距/垂直起飛：
　　調整適當的撲翼特性與引射噴射方向，實現短距起飛，在適當氣流條件下可實現垂直起飛。
　　2)短距/垂直降落：
　　引射與撲翼相結合，實現短距降落，同樣的，在適當氣流條件下可實現垂直降落。
　　短距/垂直起降性能使“青燕”所需的起降要求大大降低，以適應多變的戰場情況與不同的應用場合。
　　2、超機動性能：
　　1)空中急停：
　　主翼充當減速板，引射裝置防止失速，便可以做到空中急停，為其它低速超機動動作做準備。
　　2)俯沖：
　　主翼鎖定，通過副翼、尾翼與引射裝置使機身下傾，外翼收起以減小阻力，隨后噴口轉向后方，實現俯沖。
　　3)空中急轉彎：
　　控制左右兩邊的主翼、副翼、尾翼分別調整至增升與減速姿態，動力方面完全交給引射噴射裝置，此時，左右不平衡的氣流在機身上形成一個扭矩，使機身迅速轉過一個角度，與此同時，左右兩邊機翼調整姿態使機身旋轉制動，最終完成空中急轉彎。
　　4)其它：
　　與任何飛行器一樣，許多性能需要在飛行中逐步探索，相信“青燕”也能在實際飛行中發展出更多實用的特殊性能。
　　在未來空戰中，上述的各種超機動性能將使“青燕”具有很強的實時反應能力與及時躲避能力。
　　作為一款可執行對地打擊、空中格斗、電子戰偵查、遙感、農業監控、科研實驗、事故搜救等多項任務的輕型飛行器，“青燕”必將在未來的天空中大顯身手。

天思 · 發表于 2008-12-23 14:19:03

華魂”一號空天航母

天思 · 發表于 2008-12-23 14:20:06

“天夢”未來單人垂直起降飛行器
一、設計引言:
　　太空沒有任何國界。美國前總統肯尼迪曾說過，“誰控制了太空，誰就控制了地球”。占領太空并建立自己的太空基地可以從政治上產生威懾作用。從純軍事的角度來講，誰占領了太空，誰就得到戰略上的主動權。
　　據美國《華盛頓郵報》近日披露。美國國會現在已經同意為太空計劃新增一億美元的撥款用來打造太空戰艦的“獵鷹”計劃。此舉表明美國在不遺余力的推行太空軍事化。研制一旦成功也意味著全球打擊能力即將變為現實。與此同時像俄羅斯，印度等軍事大國也相繼提出要建立自己的太空軍。落后就要挨打，面對各方面的壓力我為祖國設計了這款無堅不摧的空天航母。
　　二、設計目標:
　　空天航母不受地域限制，全球到達。發展空天航母所需的資金并不比海上航母多,效費比高。“華魂”一號預計在2020年開始建造，2030年形成一定作戰能力。
　　三、設計說明:
　　“華魂”一號空天航母具有碟狀氣動流線外型,整個艦身的設計沒有一處突兀的棱角,這為它的全隱身性做了第一層保障。利用等離子空氣動力學減阻技術,可以進一步降低高超聲速巡航帶來的阻力,它的正常巡航高度達到800公里,最大時速臨近10馬赫,巡航速度在7-8馬赫。所以能不受地域限制,兩小時內到達全球任意一角落。它擁有一座核動力發動機組,一座太陽能轉換電站和一個火箭燃料發動機組。主推進系統采用核能驅動的脈沖爆震發動機(PDE)推動,能夠加滿一次能源維持三年左右。采用熱電材料多層防熱層結構。艦身為了減輕重量大量使用高性能復合材料如纖維增強塑料,這種復合材料的強度可以和金屬媲美,重量卻比金屬輕得多,這大大減輕了母艦的負擔。艦身上表面偏后的弧型突起是它的主控制室。它卻是一個能夠分離的中型飛行艙。下半部平時契在艦體里,堅硬的艦體裝甲是它的天然保護屏障,以保護它的推進系統不受損害。在突遇緊急情況時分離艙能夠彈起(彈起高度為500m左右)保證了母艦“心臟”重要軍事機密不會丟失和泄露，同時也能作為艦上工作人員的一個逃生艙,擁有兩個二元矢量噴口能夠獨立返回地球。這也是華魂一號的核心設計部分之一。
　　現在就讓我們共同領略一下“華魂”一號的非凡性能吧。
　　進攻性: 最好的防守就是進攻,華魂一號的進攻主要分為兩種,即搭載的一百架戰機的多點攻擊力和自身的先進負載主動攻擊能力。
　　“華魂”一號在平時巡航狀態下搭載的一百架戰機全部隱藏在艦體內,戰斗時上表面出艙蓋向左右兩邊滑開,戰機均已停在指定地點,最多可同時保證6架戰機同時垂直起飛。降落時戰機飛抵艦身上方,保持相對靜止后緩和落入艙蓋里。
　　華魂一號負載分為兩部分,一部分對地攻擊,一部分對太空攻擊。
　　1。對地攻擊又分常規打擊和垂直打擊兩種途徑：
　　常規打擊主要依賴于艦身底部的兩個高超音速滑行彈藥投放口,即本身已經有了一個初速度然后以滑翔姿態不斷加速,依靠這超級動能對地面實施打擊,而且它的飛行距離比較遠,大概能飛行500公里,所以對地面目標造成很大威脅；
　　垂直打擊是指攜帶鉆地彈頭垂直向下打擊。比如瞄準一幢高樓可以通過沖撞的力量而不是火藥的力量把目標摧毀,其速度極快讓對手措不及防。
　　2.對太空攻擊。通過自身裝備的定向能武器如激光炮,發射的激光束作用在極小的面積上產生相當于原子彈100萬倍的能量。因此可以用來照射敵方太空飛行器和低軌道間諜衛星,一旦間諜衛星被打掉敵方的偵測系統就會變成“瞎子”。
　　防御性:作為一款以進攻為主的空天戰艦,它的防御能力也相當出色。首先它具有隱身功能,表面涂有先進的吸波材料和無棱角外型設計。在需要從太空返回高空作戰時,可以通過關閉兩臺主推進器開啟三臺矢量輔助噴口來實現高空"漂浮"(5節行速)狀態。使敵方雷達無法正常探測和鎖定,基本起到全隱身效果。當在太空巡航被太空飛行器攻擊時可以在短時間內加到10馬赫的速度并接通艦體表面電流,產生強大磁場,阻擋敵人粒子束武器的攻擊(如同立體防護罩)。
　　在除去了潛艇,魚雷的威脅后,對于一般導彈幾乎對它不夠成威脅,目前世界上所有的飛航式導彈基本都是亞音速的,因為大氣阻力使得它想飛1馬赫都難,它不象“華魂”一號在外層空間高真空狀態8馬赫10馬赫都隨便跑跑,所以如此快的速度想從地面攔截基本不現實,并且華魂一號不像人造衛星那樣擁有固定軌跡,它的軌跡是我們主動去操控的,所以敵方無法用導彈實施打擊,即便想使用“太空雷”撞擊也不知埋伏到哪。
　　穩定性與安全性:“華魂”一號空天航母的底部有三個內嵌式三元矢量小噴口,各方位擺動角度為7-8度。它們的細微擺動和流量控制保證了艦身在起降和懸浮時的穩定性,也為母艦在空中的轉向提供動力，大大提高整體機動性。位于艦身后側的緊急小噴口(兩側都有,一邊五個)是當航母遇到緊急狀況需要立即轉向時迅速向任意一側噴出高速氣體以實現緊急轉向。艦身四周分布的六個蘭色助降燈強烈的穿透光幫助戰機垂直降落時定位。位于上表面的邊緣有四個巨型降落傘隱藏在艦體內供母艦不能正常著陸時迫降所用。“華魂”一號裝備了最前沿的中微子通訊技術,具有超遠距離極強的抗干擾能力，保證了與地面通訊正常。
　　具體性能參數:
　　艦體：
　　艦長 320m
　　艦寬(最大寬度) 240m
　　艦高 65m
　　出艙蓋 100m ×60m
　　貨艙蓋 120m ×24m(伸縮狀態120m ×62m)
　　分離艙：
　　分離艙長 80m
　　分離艙寬 55m
　　分離艙高 40m
　　最大時速 10M
　　正常巡航時速 7-8M
　　正常巡航高度 800公里
　　空載重量 120000噸
　　最大起飛重量 180000噸
　　創新設計:
　　1。分體式主控制艙設計緊急關頭彈出艦體,能獨立返回地球,保證重要數據不會丟失泄露,保
　　證人員安全轉移。
　　2。太陽能電池板分布設計無限的太陽能足夠用來補充艦體所需以減輕主發電機負擔。
　　3。下翻雙伸縮式后艙蓋著落時能接地輸送補給,懸浮時能打開做備用戰機著陸。
　　4。底部化學燃料發動機中科院院士朱森元曾指出核能發動機的確是一種高效發動機,但從地
　　面起飛到太空的過程中化學燃料發動機產生的推力重量比為50倍到
　　100倍,而核能發動機的推力重量比很小難以做成火箭助推器。所以
　　“華魂”一號為了提高整體機動性采用化學燃料發動機將艦體推入太
　　空后再開啟核能推進器。
　　四、結語:
　　太空是沒有國界的，是人類共同的資源,我們也希望能和平利用,不讓太空軍事化,但是當一些國家不遵守這個法則,威脅到我們祖國的安全時,空天航母的存在無疑是對敵人最大的威懾。忠心祝愿祖國愈漸強大。讓“華魂”一號帶著我們的夢想，翱翔在這片藍色的天空上。

天思 · 發表于 2008-12-23 14:21:13

”鳳翔號”環球客車
“鳳翔”設計慨述
　　當前科學技術飛速發展，特別是電子，材料科學，自動化，新興能源等技術領域的帶動下，飛行器設計技術有了質的飛躍，飛行器的樣式，功能呈多樣化發展，總的趨勢是更加智能化，安全化，功能更加齊全，飛的更高更快，更加節能環保。在全球一體化的進程中，我國提出了“大飛機”計劃，以此促進我國的航空業更快更好的發展。
　　“鳳翔號”環球客車是我們結合當前領先技術以及對未來飛機發展方向的展望與設想。它是海空兩用型超音速客機，可以展翅高空，也可以遨游大海。飛機長200米，翼展90米。在機身方面，飛機高強度輕便采用了新型復合材料，高度輕便結實感光，因此雖然體積龐大但它僅約重5噸。該機可載客300人，最高巡航速度達5倍音速，飛行高度25000～30000米的平流層，飛行航程可達20000千米，完全可以滿足環球之旅。
　　它有七個發動機，采用腹部進氣，尾部為兩個雙發高性能火箭發動機，以保證飛機高速飛行；機身兩側分別有一個最新型核能火箭的發動機來滿足飛機超音速飛行，機腹有三個大功率渦輪發動機，用來隨時隨地垂直起降。三個發動機都是使用的清潔環保能源，當前能源緊缺的時期，它們的使用是最經濟最高效的！而在能量提供方面，飛機所需電量均可使用由外表材料吸收的太陽能和飛機尾部的小型核反應堆所產生的核能來提供，做到完全環保！新型復合材料的使用還可以革除音暴所產生的噪音和分散高速飛行摩擦產生的高溫。讓乘客享受到完美的環球之旅！
　　鳳翔號最大的特點是它的對功能性及多變性，飛機可停泊于陸地機場已可停泊在海面上，當飛機減速飛行至海面上空百米時，機腹垂直起降發動機打開，飛機兩側及飛機后部發動機隨之關閉，飛機垂直降落，降落至海面2～3米高度時機腹中的地墊打開，使其轉變為氣墊船，由兩側發動機提供動力。此氣墊采用特殊材料制成，可以保證飛機在任何地面或者海面安全垂直起降，徹底拋棄了傳統飛機的滑翔式降落，更加方便飛機降落若干年后，機場將不再有跑道存在了，從而可以節省大量土地。隨著人們生活水平及科技的提高，飛機有時需要扮演潛水艇的角色，當飛機轉變為氣墊船后，機腹內展開船體，罩于原機腹上，使發動機密封。同時氣墊收回機腹內，機翼也隨之收回。船型機腹前后為進水排水孔，利用這一機構使其下潛和上浮。至此，鳳翔號可同時扮演高速環球客車，氣墊船，潛水艇的角色。真正實現民用航空器的多功能性，使其真正滿足未來旅客的航行需求！
　　座倉里的“反引力裝置“能消除高速飛行所產生的加速度，讓乘客感覺在地面一樣舒適，感覺在靜力狀態！
　　機身上獨特的翼變結構在高空飛行時可由后掠翼變為前掠翼，減小飛機在高超音速飛行中產生的激波，也就是減小阻力；提高機動性，提高升力、增強飛機飛行的穩定性，可應對多種氣候環境飛行，讓飛機能夠完全全天候飛行！
　　在操作方面更加智能化，尾翼上的導航記憶裝置可以記錄每次飛行的參數，再次飛行同樣行程時只需輸入出發地，目的地，飛機就完全可以自己控制安全的飛行到達目的地！
　　“鳳翔”是集高速飛行，安全舒適，能源利用經濟高效于一體的環球音速客機，雖然只是構想，但是在不久的將來，隨著各行技術的不斷發展，我們一定可以乘坐“鳳翔”環球旅行！

天思 · 發表于 2008-12-23 14:22:17

“飛天”核磁電空天飛機
外型構想：20-30米外行尺寸并選用流體作為整體外型。此外型可使飛機大部分外殼處于無力矩狀態，提高材料的疲勞壽命；充分利用外型的流線型，降低飛行和轉向過程中的附加阻力；充分利用圓形面積最大的優勢布置飛機內外設施和方便對目標的追蹤鎖定；升阻比可最大限度得到提高；為飛機涂隱形材料降低敵方準備和打擊時間，上表面用晶片鋪成，吸收宇宙能量。
　　最大載荷量：10000千克
　　作戰半徑：8000-12000千米
　　本作品關鍵能研制一種高性能噴氣發動機，燃料可把固體火箭的發動機可長期年的儲存，起飛時間短。“貫通飛翼”加上全動式翼梢小翼氣動布局。所說的，“貫通飛翼” 是機翼中間貫通一個柱狀體，截去了一部分前，后緣的普通飛翼這種飛翼的外側前緣可做為進氣口，后緣作為排氣口。這種模式的應用可使戰機具有極強的機動性和敏捷性及最佳的過失速機動能力。
　　設計要求：效費比高、可靠性高、推動力強大，軍用推力要可能達到25000千克及加力推力不應低于35000千克。結構性能穩定，可飛至15000-25000千米的平流層及超高空層，機身和機翼連成一體不僅可增大飛機上部表面面積還可在太空中更好的吸收太陽能為自身補給能量。
　　新概念特點
　　“飛天”號是一種技術先進可靠，具有強大的運載能力和擴展能力的先進空天飛機，具有世界一流水平，它代表了中國航空航天事業的騰飛！
　　當今世界的主題是和平與發展，并且戰爭都限制在局部戰爭，以及戰略導彈的迅速發展，任何轟炸機都已不再風行，但是作為一個崛起的大國，中國要確保有一個長期穩定的發展環境，以及實現國家統一，必須擁有世界性的威懾力，而太空轟炸機就是核威懾之外最強的常規威懾力。因此，“飛天”定位在戰略轟炸機上，以實現全球精確打擊威懾。為了減少自己傷亡以及擺脫追蹤，當今世界先進轟炸機已經不再一味追求載彈量，而是更加注重隱身性以及高速性。因此，飛天的技術設計目標是隱性以及超音速。
　　“飛天”外形源于簡單的三角形和圓形的組合，保留了飛行器的基本要素——機身和機翼。特別之處在于圓滑的機身和三角形的機翼融合一體。其機翼不僅可以在大氣中能提供上升力，而且其內部的寬敞空間可以用于人員和貨物及燃料的儲存。流線的外形能使飛行器在大氣層中減小空氣阻力，尾部及機翼后方的噴射器能使飛行器在太空中有足夠的加速度。通過操縱面結合差動推力進行俯仰，滾轉和偏航控制，而不是通過移動或擺動整個發動機來改變方向，這樣可以極大地減輕結構重量。若將來技術發展允許的話可在機頭設置低能耗的等離子體發射裝置，可大大的降低飛行的阻力。
　　(一)隱身設計: 現代戰爭要求作戰飛機不僅要有強大精確的火力還要求要有先進的隱身功能，這從美國的剛裝備的F-22“猛禽”戰斗機與聯合攻擊機可見一斑。
　　因此，發展具有強大雷達系統的“克星”飛機成為必要，我認為其中有兩條途徑：一是發展預警機，但一般無作戰功能，并且由于帶有笨重的盤形雷達，影響其空氣動力性，無法實現機動飛行，一旦被敵機靠近后果不堪設想。二是在戰斗機上安裝先進雷達系統，但是增加了總體重量，影響氣動布局，勢必會影響其飛行性能，所以為了盡量減少其副作用，將雷達系統安置在什么地方成為首要考慮的問題。隱身的一個重要問題是氣動布局。類似B2，“飛天”采用了翼身融合，無垂尾、平尾的布局，并且將進氣道口以及發動機融入機身，極大的減小了雷達反射面。但是這種布局最大的問題就是縱向穩定性以及控制。因此，飛天采用了可翻折機翼，以及機頭機動翼。在直飛時，機翼可以向上折疊微小角度，形成上反角，以保持縱向穩定性；在轉彎時(以左轉為例)，左側機翼折疊較大角度，這時副翼就相當于方向舵，并且由于左翼折疊，左側升力減小，機身左傾，升力恰好產生向左的分量，這樣，可以很自然地實現轉彎。
　　另外,為了適應偶然的大迎角飛行，以及改善超音速后襟翼氣動效率下降和焦點前移的問題，在機頭設置了機頭機動翼。相比于鴨翼，機動翼最大的特點就是位于機頭，很容易改變流過機身的氣流特征，并且有利于隱身。大迎角時，機動翼下偏，可以將前緣駐點前移，減緩氣流分離，提高大迎角效率。超音速后，可以通過調節機動翼來補償低頭力矩；并且由于機動翼位于機頭，產生力矩較大，可以取代氣動效率下降的襟翼。為了適應超音速，甚至高超音速，機身形狀設計成流線及三角的整和,整個機身扁而長。但機頭機動翼沒有設計成尖頭，而是扁形，一來為了保證氣動效率，二來為了在大迎角時從兩側開始卷起大渦，起到大邊條的作用，提高機翼的升力。
　　(二) 動力來源:渦輪發動機、火箭發動機已經不是最為新穎、先進的動力系統。未來大型遠程交通必然要求其單位質量的燃料能輸出大量的能量，傳統的化學能將造成費用昂貴，體積龐大等不利影響，顯然不能滿足需要。“飛天”號的核心動力為類似恒星釋放能量原理的原子級輕核聚變。“飛天”號攜帶的主要燃料為地球海洋及宇宙中富含的氘和氚。動力裝置(基于磁約束原理的托卡馬克裝置和基于慣性約束聚爆理論的激光引爆裝置)安裝在機身里，是聚變的場所，包括完善的安全設施和控制系統保證聚變安全可控的進行。聚變產生的巨大能量將聚變產物氦轉變為等離子態，由能量分配裝置分配到機尾和機翼后的噴射器高速噴出。根據動量守恒原理，航天器將獲得高速以克服星體的引力和縮短旅程時間。當然，由于其產物具有放射性不能用于低球大氣層中使用核動力，這就要求“飛天”號為混合動力，其中包括在地球大氣中升降使用的傳統化學能動力；而旅客日常的能量需要完全可由機翼上的高效太陽能電池板來提供。本方案還采用火箭助推技術，助推器均采用偏二甲肼(C2H8N2)作為燃料，氧化劑采用四氧化二氮(N2O4)，讓此飛行器在速度方面遠遠超過已往的飛行器。這個設計使用貫通式空氣捕捉和武器設備都放在一個背翼的可做為進氣口，而把下面的作為武器裝置，這不僅可以改過去銷去過多的能量的噴發出現的熱度提高給飛機的隱身效果打折扣(未來的雷達不僅可有電子反射還最重要的是有熱度輻射的檢測)。火箭發動機采用先進的直排式氣動塞式噴管(目前已在美國X-33項目中應用)具有自動高度補償功能，在任何高度下(包括真空)都有較高的性能，氣動塞式發動機的塞子在大氣層打開，運載器通過大氣層的上升段時，它自動進行調節。因為這種發動機沒有復雜的大型噴管，故可減少發動機重量。直排式氣動塞式發動機技術的采用，使得“飛天”號的主發動機推重比高達90。發動機的燃料均為液氘。
　　猜想在今后可用地磁場作為牽引力，那么飛機磁極所對應的磁場就象風箏的線頭帶動飛機飛行，改變磁場大小和方向控制飛機飛行的軌跡和速度。利用懸浮磁原理作為飛機停放、升降的基礎。飛出地球吸引可以以太陽為引力源而逐級飛躍更高的空間，那么它能在太空中翱翔已不無可能。
　　(三)航電和武器：航電的來源為飛機表面上的晶體吸收的宇宙能量；利用激光作為主要作戰武器，飛機上下部各方向均布置有激光發射口。
　　武器裝備：可對空中的任何戰斗機進行空空導彈進行彈道攻擊，一次性可攜帶10000千克的導彈可對
　　全球的各個角落進行武裝打擊，空對地導彈社射擊，中子彈，黑子武器的在上面廣泛的應用，粒子炮可
　　接受高空中的太陽黑子。用“磁暴”來充當最先進的武器。
　　(四)智能控制：利用一臺大型計算機處理各種信息，發出各種指令。
　　(五) 表面設計：在材料方面，機體外殼采用高強度鋁合金制成半硬殼結構,發動機的推進劑殼體用鈦合金、玻璃纖維，殼體內部襯以橡膠類隔熱材料，噴管喉部用鎢作為難熔骨架，再滲入銅、銀等金屬材料，作為自發汗冷卻劑。“智能”復合材料表面：借助于植入蒙皮內的微型傳感器、微處理器、光纖、壓電材料等傳感器網“感覺”各部位聲、溫、壓、電、磁等的變化，然后通過機載計算機控制系統處理這些數據，并傳送發出對所有參數和作動器指令來調整采用了先進智能柔性復合材料制造的結構和蒙皮。
　　<1>使風扇葉片在不同條件下處于相應的最佳幾何外形狀態。在任意方向上不斷改變葉片上下表面的曲率，使之根據飛機的速度、流場的變化，自動改變翼型、葉片的后掠角、平面形狀、彎度、扭轉角、弧度、翹曲角等；
　　<2>飛機蒙皮涂抹多層能吸收多種電磁波的涂覆型涂料。雷達吸波涂料涂在底層，反紅外涂料涂在中間，目視偽裝色漆覆蓋在外面；
　　<3>在涂層上覆蓋不同放射性物質，使飛機表面附近的局部空間發生電離，從而達到既在外表面形成類似真空的狀態以減小阻力系數，又吸收衰減入射包括米波、厘米波、毫米波以及紅外、激光在內的多波段電磁波的等離子層；它還能隨著環境改變顏色，使肉眼不易分辨。
　　(六) 防熱材料：受熱溫度最高的部位采用比陶瓷材料輕得多的金屬基碳-碳防熱材料，運載器上表面的熱防護層使用兩種材料，1-300度以下溫度的區域使用鈦1 300度～1　800度的區域使用“因科”(inco)167。飛行器相對溫度低一些的某些地方，使用目前普遍采用的隔熱材料進行熱防護。所有蒙皮下均埋設了溫差發電裝置可利用高低溫差進行發電，既降低了機體表面溫度又節約了大量能源。
　　總體來說，本設計放棄了現在飛機的大部分基礎，它是一個吸收了已知的氣動平臺理論和放棄了現代動力來源的飛機。
　　(七)外形、結構新穎
　　①圓滑外形加上電離造成的外表面局部真空使得阻力系數在任意方向都一樣小，且不產生沖擊波，也就不存在空氣摩擦和熱障，即：無音爆高超音速飛行！這些既使噪音和振動變小，達到噪音隱身效果，同時降低油耗；
　　②結構利用具備抗墜毀、抗彈擊能力的低磁性材料實現磁隱身。且在飛行狀態下因戰斗等原因受創后，結構內的微傳感器將損傷的部位、形狀、應力等變化情況傳給微處理器和機載中央計算機。計算機一面指揮傳感器和微處理器重構系統網絡，使機載各系統正常工作，一面控制飛機的飛行狀態，以防發生超載”、“失控”現象，從而增強生存能力。
　　(八)多維空間使用
　　不僅擺脫夜間和不良天氣的束縛，可以24小時全天候使用，且不受地域空間限制：無論在空中、地面，還是水面、水下，均可自由馳騁。利用水和空氣在力學方面具有類似的性質，該機也具備水下“飛行”的能力。這樣無論江河湖海也都成為了飛機的使用環境，進而進一步增大了飛機的多維隱蔽性！
　　屆時，“飛天”多維探索飛機將全面取代固定翼飛機、直升機、地效飛行器、潛水艇，轟炸機，航天飛機，進行諸如橫渡臺灣海峽、深海觀光等用途，以更加嶄新的姿態和更為獨特的陸、海、空優勢成為未來的運載平臺！
　　隨著科技的發展以及戰略的要求，未來我國的空天機必然是全新設計的、新概念的，有能力與美國最先進的戰機抗衡。愿我國的全天候機早日飛上長空，傲視全球。

李毅 · 發表于 2008-12-23 17:19:06

哇，大開眼界！！！！！！！！！！不得不頂呀！樓主辛苦了，哪里搞到這么多資料啊！個人比較中意22樓和25樓的飛行器！

天思 · 發表于 2008-12-23 19:23:57

原帖由李毅于 2008-12-23 17:19 發表 8 `+ }$ _. E' {7 U4 a* `
哇，大開眼界！！！！！！！！！！不得不頂呀！樓主辛苦了，哪里搞到這么多資料啊！個人比較中意22樓和25樓的飛行器！

還有一部分呢

lkx5218 · 發表于 2009-4-15 11:09:56

很好，謝謝！

大成若缺bj · 發表于 2009-4-19 20:38:19

更像設計類學生的作品而不是航空專業設計，當成科幻小說中的概念設計更靠譜。

gxh00001 · 發表于 2011-12-15 10:32:58

樓主太給力了，想樓主學習。另外，希望樓主能就這個賽事給大家簡單介紹一下，開啟興趣。

		自動登錄	找回密碼
密碼			注冊會員

第三屆創新杯飛行器設計大賽獲獎作品(部分)

本帖子中包含更多資源

本帖子中包含更多資源

本帖子中包含更多資源

本帖子中包含更多資源

本帖子中包含更多資源