具体实施方式

为实现更高的效率，需要取消常规布局中产生负升力的水平尾翼，使翼面的气动力全部用于提供升力，同时，传统布局形式中产生额外阻力的部件要尽可能取消，各部件间的气动干扰也要尽量减小，最终达到升力大，阻力小，能量利用率高，耗油率低的效果，使得飞机续航时间进一步提高。为此，本发明设计了一种具有新型总体布局的长航时飞机。

如图1所示，根据本发明的一个实施例的长航时飞机包括机身(5)、上机翼(2)和下机翼(4)，上机翼(2)比下机翼(4)长度更短，上机翼(2)和下机翼(4)的端部都设置有短舱(3)，短舱前为螺旋桨(1)。在飞行过程中，上机翼(2)和下机翼(4)均产生向上的升力，通过调整各个螺旋桨(1)的推力来控制飞机的飞行姿态。该长航时飞机的侧视图如图2所示，上机翼(2)与下机翼(4)沿高度方向间隔预定的距离，上机翼(2)和下机翼(4)沿前后方向错开一定的距离，从而减少上机翼(2)和下机翼(4)之间的气流干扰，同时使得机身(5)支撑上机翼(2)的部位和支撑下机翼(4)的部位间沿着上下方向的尺寸较大，扩大机身(5)内部的容积，以装载更多的燃油，有利于提高续航时间。飞机的前视图如图3所示，在此视角下，上机翼(2)和下机翼(4)左侧的螺旋桨(1)都沿逆时针方向旋转，右侧的螺旋桨(1)都沿顺时针方向旋转。

1)机翼

首先以左侧下机翼(4)为例进行说明。左侧下机翼(4)的俯视图如图4所示，相对常规的长航时飞机的机翼而言本发明的下机翼(4)形状稍偏短粗，以在承受同样的气动载荷的情况下使得下机翼(4)的重量更轻，并且提高了下机翼(4)的刚度，减小因下机翼(4)的变形导致的螺旋桨(1)的位置的变化幅度，从而提高飞机姿态控制的有效性和稳定性。左侧下机翼(4)的前视图如图5所示，其厚度沿梢部至根部逐渐变厚，以提供足够的强度，且从根部至梢部呈斜向上的外形，以提高飞机的横向稳定性。

该长航时飞机在飞行过程中，由于下机翼(4)产生升力，其下表面压强大，上表面压强小。如图6所示，若下机翼(4)梢部的短舱(3)前不布置螺旋桨(1)，下机翼(4)下表面的空气就会在压强差的作用下向上表面流动，形成翼尖涡(6)，损耗了飞机的能量，增大飞行阻力。如图7所示，在短舱(3)前布置螺旋桨(1)，且螺旋桨(1)按照规定的方向旋转时，会在螺旋桨(1)后方形成较强的螺旋桨滑流(7)，在为飞机提供动力的同时，抑制了空气从下机翼(4)下表面向上表面的流动，破坏了翼尖涡(6)，减小了飞行阻力。

如图2和图3所示，上机翼(2)与下机翼(4)在高度方向间隔一定的距离，而下机翼(4)比上机翼(2)略微靠前。左侧上机翼(2)与下机翼(4)的俯视对比图如图8所示，图9是图8的左侧上机翼与下机翼的前视对比图；上机翼(2)的长度比下机翼(4)更短，但同样为稍偏短粗的形状，可以使上机翼(2)的重量更轻，提高上机翼(2)的刚度，减小因上机翼(2)的变形导致的螺旋桨(1)的位置的变化幅度，从而提高飞机姿态控制的有效性和稳定性。左侧上机翼(2)与下机翼(4)的前视对比图如图8所示，上机翼(2)的厚度沿梢部至根部也逐渐变厚，以提供足够的强度，且从根部至梢部呈斜向上的外形，以提高飞机的横向稳定性。

上机翼(2)梢部布置有与下机翼(4)相似的短舱(3)和螺旋桨(1)，其螺旋桨(1)在按照图3规定的方向旋转时，同样会在螺旋桨(1)后方形成较强的螺旋桨滑流(7)，在为飞机提供动力的同时，抑制了空气从上机翼(2)下表面向上表面的流动，破坏了上机翼(2)的翼尖涡(6)，减小了飞行阻力。

2)机身

本发明的长航时飞机的机身(5)如图10所示，由呈水滴形的主体(9)和背鳍(8)平滑连接而成，主体(9)和背鳍(8)均呈流线形，阻力较小。背鳍(8)覆盖上机翼(2)和下机翼(4)根部的位置，用于安装上机翼(2)和下机翼(4)，其内部也可装载燃油。机身(5)的主体(9)可用于装载飞行控制系统设备及任务设备。

本发明的优点和有益效果包括：

1)采用两个机翼的设计，使得机翼的气动力全部用于提供升力，消除了常规布局中水平尾翼产生的升力损失，充分利用机翼的气动力，气动效率高。

2)机翼结构重量较小，强度、刚度高。布置在翼尖的螺旋桨在产生推力的同时可破坏翼尖涡，提高机翼的气动效率。

3)两个机翼在前后和上下方向拉开一定距离，减少机翼间的气动干扰，同时增大机身的容积，可装载更多的燃油，提高续航时间。

4)布置在翼尖的螺旋桨不仅提供飞机飞行所需的推力，还可通过调节各个螺旋桨的推力来控制飞机的飞行姿态，这种控制方式较为灵活，并且取代了传统操纵舵面，可消除舵面偏转时产生的额外阻力。

5)上述技术方案使得飞机整体升力大，阻力小，能量利用率高，燃油消耗率低，有助于提高飞机的续航时间。