CN103935517B - 飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器，包括：通过机体构件至上而下依次连接的进气涵道组件、碟形机翼、离心风扇组、发动机、飞行控制组件、操控室；碟形机翼为环形弧面机翼；离心风扇组包括至上而下设置的整流保护盖、上离心风扇、对旋传动器及离心整流器、下离心风扇、整流保护座；整流保护盖上设有与进气涵道本体对应的进气口；对旋传动器包括上离心风扇齿轮、下离心风扇齿轮、两个传动齿轮和三维组合器；上离心风扇齿轮和下离心风扇齿轮套装于主动轴上，两个传动齿轮套装于传动齿轮轴上；传动齿轮轴和结构轴组成所述离心整流器的构架。本发明提供的飞行器具有结构合理、飞行姿态平稳、能实现垂直起降、运行稳定、安全性高、发展空间大的优点。

Description

飞行器

技术领域

本发明涉及飞行技术领域，特别地，涉及一种飞行器。

背景技术

飞行器一般指在空气中或太空中飞行的人造物体，前者称为航空飞行器，包括飞机、热气球等，后者称为航天飞行器。

现有的航空飞行器可以大体分为以下几类：多轴多旋翼飞行器、单轴旋翼直升机和滑翔式固定翼飞机。其中，上述多轴多旋翼飞行器是靠多个浆叶高速旋转产生气压差提供推、升力；靠调整平衡各浆叶转速稳定机身。同轴旋翼直升机是靠旋翼高速旋转产生气压差提供升力，靠尾浆产生推拉力稳定机身。滑翔式固定翼飞机是靠高速滑行使机翼产生气压差提供足够升力，靠尾浆稳定机身方向。

然而，现有的旋翼式飞行器均是靠旋翼的高速旋转提供对机身的推、升力，控制机构复杂、存在多种安全隐患。现有的滑翔式固定翼飞机起飞凭固定翼高速滑行升空、减速滑行降落，起降都需要跑道，即对配套设施要求较高，因此滑翔式固定翼飞机在起降高速滑行过程中存在很多的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理、飞行姿态平稳、能实现垂直起降、运行稳定、安全性高、发展空间大的飞行器。

为了解决上述问题，一方面提供了一种飞行器，包括：通过机体构件至上而下依次连接的进气涵道组件、碟形机翼、离心风扇组、发动机、飞行控制组件、操控室；其中，上述碟形机翼为环形弧面机翼；上述进气涵道穿过上述环形弧面机翼的中心孔与上述离心风扇组固定连接；上述离心风扇组包括：至上而下设置的整流保护盖、上离心风扇、对旋传动器及离心整流器、下离心风扇、整流保护座；上述整流保护盖上设有与进气涵道本体对应的进气口；上述对旋传动器包括：相互啮合的四个锥形齿轮和三维组合器；上述四个锥形齿轮分别为：上离心风扇齿轮、下离心风扇齿轮、两个传动齿轮；上述上离心风扇齿轮通过上述两个传动齿轮的传动与上述下离心风扇齿轮的旋转方向相反；上述三维组合器包括：相互垂直设置的主动轴、传动齿轮轴和结构轴；上述上离心风扇齿轮和下离心风扇齿轮套装于上述主动轴上，上述两个传动齿轮套装于上述传动齿轮轴上；上述主动轴是发动机的工作轴，作为下离心风扇齿轮的固定轴和上述上离心风扇齿轮的定位轴；上述传动齿轮轴是两个传动齿轮的定位轴；上述传动齿轮轴和上述结构轴组成上述离心整流器的构架，上述离心整流器还包括与上述构架固定连接的环形导流固定架，上述环形导流固定架上垂直均匀设置有若干导流叶片。

可选的，上述碟形机翼下方固定连接有呈辐射状均匀分布的强化导流片；上述强化导流片的内侧端部下方固定连接有环形固定座；上述环形固定座与各个上述强化导流片的内侧端部、上述环形弧面机翼的中心孔结合，形成安装上述离心风扇组的离心风扇安装位。

可选的，上述飞行控制组件具体为控制机体方向的前、后控制浆和控制飞行方向的左、右控制浆；每个控制浆的端部均套接有固定端轴承，通过上述固定端轴承与设置于上述碟形机翼外边缘下方的固定端连接。

可选的，上述飞行器还包括：设置于上述碟形机翼上部的保护罩，用于保护上述进气涵道组件；上述保护罩也为环形弧面结构，上述保护罩的截径小于上述碟形机翼的截径。

可选的，上述进气涵道内增设有配备降落伞的安全伞舱。

可选的，在上述操控室的底部设置有用于该飞行器起落的起落架装置。

可选的，上述起落架装置具体为弧形起落架。

可选的，上述起落架的底部安装有地面运动组件。

可选的，上述地面运动组件为万向轮。

可选的，上述飞行器还增设有运输仓。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果：

本发明实施例提供的飞行器结合环形弧面的机翼，通过对旋传动器带动上下离心风扇的旋转改变机内气压产生推力，实现飞行器的任意升降。一方面，由于克服了滑翔固定翼飞机需要跑道的限制，同时外部无浆叶设置，所以大幅度提高了飞行器的安全系数。另一方面，由于采用了对旋装置，使上离心风扇的螺旋叶片与下离心风扇的螺旋叶片的旋转方向相反，旋转速度相同，对机身起到了平衡作用，减少了发动机和风扇风叶对机身方向的影响，使机身更稳定，有效保证了飞行器的飞行姿态平稳，而且使机体方向更容易控制。

附图说明

图1-1是本发明飞行器实施例的立体示意图一；

图1-2是本发明飞行器实施例的立体示意图二；

图2是本发明飞行器实施例的分解结构示意图；

图3是本发明飞行器实施例的进气涵道组件及保护罩的分解结构示意图；

图4是本发明飞行器实施例的碟形机翼的结构示意图；

图5是本发明飞行器实施例的离心风扇组的分解示意图；

图6是本发明飞行器实施例组合后的对旋传动器的结构示意图；

图7是本发明飞行器实施例的工作过程示意图；

图8是本发明飞行器实施例的飞行控制组件的示意图。

具体实施方式

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。

参照图1-1、1-2，示出了本发明飞行器优选实施例的立体结构示意图，对应的，图2示出了本发明飞行器实施例的分解结构示意图，如图所示，本发明实施例提供的飞行器包括：通过机体构件10至上而下依次连接的进气涵道组件1、保护罩2、碟形机翼3、离心风扇组4、发动机5、飞行控制组件6、操控室7。需要说明的是，在本发明实施例中，所有起连接各部件关系作用的组件统称为机体构件，后序将不再作一一介绍。下面结合附图按照从上到下的顺序对本发明飞行器优选实施例的各部分进行详细说明。

参考图3，示出了本发明进气涵道组件1及保护罩2的分解结构示意图。如图3所示，进气涵道组件1包括：整流罩101、进气涵道本体103、整流及截流活动叶片105，优选的，还包括内置有降落伞的安全伞舱102，安全伞舱102的下部设置有进气网104。本发明实施例中，降落伞的工作原理为：当发动机正常工作时，进气涵道本体103内形成低气压区，在外界高气压的作用下，整流罩101会牢牢扣合在安全伞舱102的上部，不至开伞。

当出现空中发动机发生故障停车等情况，进气口整流叶片105会随停车后气流的倒行自动关闭进气涵道口，随飞行器下降速度加快形成机内高气压，当机内气压达到整流罩101的开启气压时，自动冲开整流罩101而打开安全伞舱102内的降落伞紧急安全降落。可见，本发明优选实施例中，增设安全伞舱102，可以在空中发动机出现故障停车的紧急情况下，打开内置的降落伞，确保飞行器紧急安全降落，提高飞行器的安全性。

另外，本发明优选实施例还在碟形机翼3的上部增设了用于保护进气涵道组件1的保护罩2，如图1-1及图2、图3所示，保护罩2也为环形弧面结构，保护罩2的截径小于碟形机翼3的截径。保护罩2不仅可以增强机体强度，改善飞行中气流对进气涵道本体103的影响，还可以增加额外利用空间，例如可利用其与机翼、进气涵道组成的空间增设航标灯、起降照明、通讯设备等，同时改进了外观的美感。另外在紧急降落过程中，还可以增加缓冲面积，提高飞行器在紧急降落时的安全性。

图4示出了本发明飞行器的碟形机翼的结构示意图，如图所示，本发明提供的飞行器实施例中，碟形机翼具体设计为环形弧面结构，优选采用圆环形弧面结构。本发明采用环形弧面形状的机翼，当空中发动车出现故障停车等紧急情况时，如果上述安全伞舱内的降落伞包没有打开，那么，环形弧面机翼相当于一个简易降落伞，可以减慢飞行器的降落速度，最大限度地减少事故损失。

进一步地，本发明优选实施例中，环形弧面机翼31的下方固定连接有呈辐射状均匀分布的强化导流片32，起强化机翼强度和强化导流的作用。强化导流片32的内侧端部下方固定连接有环形固定座33。环形固定座33与各个强化导流片32的内侧端部、环形弧面机翼的中心孔结合，形成安装离心风扇组4的离心风扇安装位。

另外，在环形弧面机翼31的下方还可以增设有若干用于支撑各控制浆轴承的固定端34，其作用将在后序介绍飞行控制组件部分作详细介绍。

此外，本发明实施例中，制作环形弧面机翼的材料采用普通的轻质金属材料或高分子材料即可，与现有技术对机翼材料的高要求相比，降低了生产成本。

下面对本发明飞行器实施例的离心风扇组部分进行详细说明。图5示出了本发明实施例的离心风扇组的分解结构示意图，如图所示，离心风扇组4包括：至上而下设置的整流保护盖41、上离心风扇42、对旋传动器及离心整流器43、下离心风扇44、整流保护座45。整流保护盖41上设置有与进气涵道本体103对应的进气口411以及用于和进气涵道本体103固定连接的机体构件412，具体可以为固定螺杆。

对应图5中对旋传动器部分，图6示出了本发明飞行器实施例组合后的对旋传动器的结构示意图，以下结合图5中示出的对旋传动器分解结构说明对旋传动器的结构及工作过程。如图6所示，对旋传动器包括相互啮合的四个锥形齿轮和一个三维组合器，其中，对应图5所示的立体结构示意图，四个锥形齿轮分别为：上离心风扇齿轮421、下离心风扇齿轮441、第一传动齿轮435、第二传动齿轮436。三维组合器包括相互垂直设置的主动轴442、传动齿轮轴437和结构轴438。上离心风扇齿轮421和下离心风扇齿轮441套装于主动轴442上，主动轴442是发动机的工作轴，作为下离心风扇齿轮44的固定轴和上离心风扇齿轮421的定位轴。第一传动齿轮435和第二传动齿轮436套装于传动齿轮轴437上，传动齿轮轴437是两个传动齿轮的定位轴。

上述对旋传动器的工作过程为：在发动机的带动下离心风扇齿轮441正向旋转，通过两个传动齿轮带动上离心风扇齿轮421反向旋转。

本发明实施例中，由于采用了对旋传动器，使上离心风扇的螺旋叶片与下离心风扇的螺旋叶片的旋转方向相反，旋转速度相同，对机身起到了平衡作用，机身不会以较快速度旋转，减少了发动机和风叶对机身方向的影响，使机身更稳定，有效保证了飞行器的飞行姿态平稳，进而使机体方向的控制更容易。

如图5所示，传动齿轮轴437和结构轴438构成离心整流器43的构架，离心整流器43还包括与上述构架固定连接的环形导流固定架431。在环形导流固定架431上垂直均匀设置有若干导流叶片432。每个导流叶片432的上端设有与整流保护盖41连接的机体构件433。每个导流叶片432的下端设有与整流保护座45连接的机体构件434。

下面结合图7所示的本发明飞行器实施例的工作过程示意图说明本发明的飞行器的工作原理。

本发明实施例提供的飞行器是通过控制气压实现垂直升降的，即改变气压产生推力。离心风扇产生离心强风使环形弧面机翼产生升力，通过整流，使风力均衡作用于环形弧面机翼，使飞机实现垂直平稳起降。具体为：发动机带动对旋传动器工作，对旋传动器带动下离心风扇正转产生高速离心强气流，同时通过对旋传动器带动上离心风扇反转也产生高速离心强气流，通过整流，使上下离心风扇产生的离心强气流同步同向会合，共同作用于环型弧面机翼的下表面，使机翼下表面形成高气压区而产生向上推力，由于离心风扇的工作，进气涵道进口也形成一个低气压区对机体也会产生向上的升力，发动机逐渐加速时，上述两种力的合力超过整机重力，逐渐推起飞行器上升，完成飞行器的上升过程。当发动机减速时，上述两种力形成的合力小于整机所受重力时，机体下降，完成飞行器的降落过程。

由此可见，本发明提供的飞行器可以任意起降，即在飞机上空无障碍的情况下可以随意垂直或斜升起飞，在目的地有足够空位的情况下就可以垂直或斜滑降落，如水田、土地、浅水滩、草地、沙滩、建筑物顶、车船平顶等，因而可以广泛应用于通信、广播电视、侦察、预警、安保等领域。

图8示出了本发明飞行器实施例飞行控制组件的示意图，如图所示飞行控制组件6包括：设置于控制系统基板60上的前控制浆61、后控制浆62、左控制浆63、右控制浆64以及对应的操作控制部分66和传动部分67。其中，前后控制浆用于调节机体前后方向及飞行速度，左右控制浆用于调节机体左右侧飞行及飞行速度。每个控制浆片的端部套接有固定端轴承65，与图4中所示的固定端34连接，实现对各控制浆的支撑。

优选的，如图1-1、1-2以及2所示，在本发明优选实施例中，操控室7的底部还增设用于该飞行器起落的起落架装置，为更好实现飞行器着陆时的减震效果，优选采用弧形起落架8。同时，为了方便飞行器在陆地上的移动，在起落架的底部进一步增设地面运动组件，优选采用万向轮9。

此外，为了便于搭乘人员或运输货物，在机体上还可以增设运输仓。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种飞行器进行了详细介绍，本文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。

Claims (10)

1.一种飞行器，其特征在于，包括：通过机体构件至上而下依次连接的进气涵道组件、碟形机翼、离心风扇组、发动机、飞行控制组件、操控室；其中，所述碟形机翼为环形弧面机翼；所述进气涵道穿过所述环形弧面机翼的中心孔与所述离心风扇组固定连接；

所述离心风扇组包括：至上而下设置的整流保护盖、上离心风扇、对旋传动器及离心整流器、下离心风扇、整流保护座；所述整流保护盖上设有与进气涵道本体对应的进气口；

所述对旋传动器包括：相互啮合的四个锥形齿轮和三维组合器；所述四个锥形齿轮分别为：上离心风扇齿轮、下离心风扇齿轮、两个传动齿轮；所述上离心风扇齿轮通过所述两个传动齿轮的传动与所述下离心风扇齿轮的旋转方向相反；

所述三维组合器包括：相互垂直设置的主动轴、传动齿轮轴和结构轴；所述上离心风扇齿轮和下离心风扇齿轮套装于所述主动轴上，所述两个传动齿轮套装于所述传动齿轮轴上；所述主动轴是发动机的工作轴，作为下离心风扇齿轮的固定轴和所述上离心风扇齿轮的定位轴；所述传动齿轮轴是两个传动齿轮的定位轴；

所述传动齿轮轴和所述结构轴组成所述离心整流器的构架，所述离心整流器还包括与所述构架固定连接的环形导流固定架，所述环形导流固定架上垂直均匀设置有若干导流叶片。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述碟形机翼下方固定连接有呈辐射状均匀分布的强化导流片；所述强化导流片的内侧端部下方固定连接有环形固定座；所述环形固定座与各个所述强化导流片的内侧端部、所述环形弧面机翼的中心孔结合，形成安装所述离心风扇组的离心风扇安装位。

3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述飞行控制组件具体为控制机体方向的前、后控制浆和控制飞行方向的左、右控制浆；每个控制浆的端部均套接有固定端轴承，通过所述固定端轴承与设置于所述碟形机翼外边缘下方的固定端连接。

4.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，还包括：设置于所述碟形机翼上部的保护罩，用于保护所述进气涵道组件；所述保护罩也为环形弧面结构，所述保护罩的截径小于所述碟形机翼的截径。

5.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述进气涵道内增设有配备降落伞的安全伞仓。

6.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，在所述操控室的底部设置有用于该飞行器起落的起落架装置。

7.根据权利要求6所述的飞行器，其特征在于，所述起落架装置具体为弧形起落架。

8.根据权利要求6或7所述的飞行器，其特征在于，所述起落架的底部安装有地面运动组件。

9.根据权利要求8所述的飞行器，其特征在于，所述地面运动组件为万向轮。

10.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，还增设有运输仓。