CN105730677A

CN105730677A - 一种飞行器

Info

Publication number: CN105730677A
Application number: CN201610168013.9A
Authority: CN
Inventors: 王一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2016-07-06

Abstract

本发明公开了一种飞行器，包括机身、设置于机身前端的旋翼装置、设置于机身一侧的第一机翼和另一侧的第二机翼。其中，第一机翼上具有第一圆孔，第二机翼上具有第二圆孔。飞行器还包括设置于第一圆孔中的第一螺旋桨、设置于第二圆孔中的第二螺旋桨和控制第一、第二螺旋桨的驱动机构。

Description

一种飞行器

技术领域

本发明涉及航空领域，尤其涉及一种飞行器。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。通常，无人机可以用于执行战场侦查、毁伤评估、目标指引等军事任务，以及作为载机平台用于空中航拍、大气采样、航空测绘等非军事任务。

一般而言，现有的无人机按照飞行方式可以分为固定翼无人机和无人直升机。与无人直升机相比，固定翼无人机飞行速度高且航程较长。然而，固定翼无人机如果采用垂直起降或悬停的方式，则存在难于控制机身姿态的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种新的飞行器方案，有效的解决了上面至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供一种飞行器，包括机身、设置于机身前端的旋翼装置、设置于机身一侧的第一机翼和另一侧的第二机翼。其中，第一机翼上具有第一圆孔，第二机翼上具有第二圆孔。飞行器还包括设置于第一圆孔中的第一螺旋桨、设置于第二圆孔中的第二螺旋桨和控制第一、第二螺旋桨的驱动机构。

可选地，在根据本发明的飞行器中，驱动机构适于在飞行器的飞行速度未达到阈值时，控制第一螺旋桨和第二螺旋桨的转速和螺距。在飞行器的飞行速度达到阈值时，驱动机构关闭第一螺旋桨和第二螺旋桨。

可选地，在根据本发明的飞行器中，第一圆孔与所述第二圆孔相对于所述机身对称分布。第一机翼的后缘设置有第一襟副翼，所述第二机翼的后缘设置有第二襟副翼。旋翼装置上设置有整流罩。旋翼装置具有周期变距机构，以便调节所述飞行器的飞行姿态。机身为旋成体。

可选地，在根据本发明的飞行器中，第一机翼和第二机翼均为后掠翼。

可选地，根据本发明的飞行器还包括分别铰接于机身且对称于机身中轴线布置的第一尾部结构和第二尾部结构。其中，在第一尾部结构与第二尾部结构从闭合状态转动至倒V型打开状态时，第一尾部结构、第二尾部结构、第一机翼的翼尖和第二机翼的翼尖处于同一平面。

可选地，在根据本发明的飞行器中，第一尾部结构包括铰接于机身的第一杆件和设置在第一杆件上的第一尾椎部。第二尾部结构包括铰接于机身的第二杆件和设置在第二杆件上的第二尾椎部。在第一尾部结构和第二尾部结构处于闭合状态时，第一尾椎部和第二尾椎部组成一个尾椎。第一尾部结构还包括设置在所述第一尾椎部上的第一垂直尾翼。第二尾部结构还包括设置在所述第二尾椎部上的第二垂直尾翼。在第一尾部结构和第二尾部结构处于闭合状态时，第一垂直尾翼和第二垂直尾翼组成上下双垂尾构型。

可选地，在根据本发明的飞行器中，第一机翼的翼尖设置有第一起落架，第二机翼的翼尖设置有第二起落架。尾椎具有空腔，所述机身后部还设置有容置于该空腔中的第三起落架。

本发明的飞行器在双翼上布置有圆孔和设置在圆孔中的螺旋桨。这样，本发明的飞行器还可以在垂直起降或者悬停时，通过机翼上设置的螺旋桨平衡机身前端的主旋翼对机身的反扭力矩以及平衡大风对机身的干扰，以保持机身姿态的稳定。并且，在飞行水平速度未达到阈值时，机翼上设置的螺旋桨可以对机身的滚转姿态进行控制，以避免不受控制的滚转出现。另外，本发明飞行器通过将第一螺旋桨和第二螺旋桨设置在机翼上下翼面间的圆孔中(即嵌入到机翼中)，不会增加额外的飞行阻力。进一步，根据本发明的飞行器还可以包括铰接于机身的第一尾部结构和第二尾部结构。在飞行器水平飞行时，第一尾部结构和第二尾部结构处于闭合状态(类似于通常固定翼飞机的尾部)。在飞机需要垂直起降时，第一尾部结构和第二尾部结构转动成倒倒V型打开状态，可以与双机翼的翼尖共同对飞机进行十字支撑。这样，本发明的飞行器可以进行垂直起降，从而不受限于飞行跑动、弹射器和降落伞。进一步，本发明的飞行器可以采用飞翼布局(相应地，第一尾部结构和第二尾部结构在闭合时可以组成尾椎和垂直尾翼的一体化结构)，使得本发明的飞行器飞行阻力很低，并进一步增加了远航程能力。进一步，根据本发明的飞行器还可以布置伸缩减震结构(例如，设置在双翼翼尖和尾部空腔中的起落架)，从而使得本发明的飞行器在竖直降落在地面时还可以通过伸缩减震结构减小冲击。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的飞行器100的示意图；以及

图2示出了根据本发明又一个实施例的飞行器200的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的飞行器100的示意图。如图1所示，飞行器100包括机身110、设置于机身110前端的旋翼装置140、设置于机身110一侧的第一机翼120和另一侧的第二机翼130。机身110可以采用多种结构，例如为旋成体，但不限于此。第一机翼120和第二机翼130例如可以是飞翼布局，并具有大展弦比，以减小飞行器100的飞行阻力。但是根据本发明的实施例也可以采用其他布局的机翼，本发明对此不做限制。其中，第一机翼120上设置有第一圆孔121，第二机翼130上设置有第二圆孔131。典型地，第一圆孔121和第二圆孔131相对于机身110对称分布，但不限于此。飞行器100在第一圆孔121中设置有第一螺旋桨150，在第二圆孔131中设置有第二螺旋桨160。飞行器100还包括控制第一螺旋桨150和第二螺旋桨160的驱动机构(图中未示出)。旋翼装置140不仅能够拉动飞行器100进行水平飞行，还可以带动飞行器100进行垂直(机身前端竖直向上)起降或者空中悬停。旋翼装置140的具体结构与本领域公知的直升机旋翼一致。可选地，旋翼装置140还设置有整流罩141。本发明的旋翼装置140还具有周期变距机构(图中未示出)，能够方便的调节飞行器100的飞行方向和姿态。这里周期变距机构可以采用多种公知的具体结构，这里不再赘述。例如，《航空科学技术》2009年第3期第37-41页公开了一种周期变距机构的示例，但不限于此。应注意，旋翼装置140通常被配置为单轴旋翼结构。对于单轴旋翼配置，根据本发明的第一和第二螺旋桨可以在飞行器100升降或悬停时，可以平衡旋翼装置140施加到机身的反扭矩，以便机身保持姿态的稳定，从而避免机身不受控制的滚转。或者，处于垂直起降或者悬停的飞行器100在受到气流影响时，第一和第二螺旋桨也可以用于降低气流对飞行器姿态的影响。再者，第一螺旋桨150和第二螺旋桨160设置在机翼上下翼面间的圆孔中(即嵌入到机翼中)，不会增加额外的飞行阻力。

可选地，在飞行器100的飞行速度未达到阈值时，驱动机构可以对第一螺旋桨150和第二螺旋桨160的转动参数进行控制，以便两个螺旋桨可以调节飞行器的滚转姿态。这里，转动参数例如可以包括转速和螺距等。另外，在飞行器100的飞行速度达到阈值时，则表明飞行器100可以在水平飞行时具有稳定的滚转角，驱动机构可以选择关闭第一和第二螺旋桨。另外，飞行器100还可以包括襟副翼。具体而言，第一机翼120的后缘设置有第一襟副翼122、第二机翼130的后缘设置有第二襟副翼132。这样，在飞行器100需要增加升力时，第一、第二襟副翼可以同时向机翼安定面下方偏转。在飞行器100需要调节滚转姿态时(特别是第一、第二螺旋桨关闭后)，第一、第二襟副翼通过差动偏转来调节飞行器100的滚转角。

图2示出了根据本发明又一个实施例的飞行器200的示意图。由于飞行器200需要进行垂直起降，飞行器200被设置为尾部结构可以闭合和打开。如图2所示，飞行器200是在飞行器100的基础上，进一步配置有分别铰接于机身且对称于机身中轴线的第一尾部结构170和第二尾部结构180。这里，在第一尾部结构170和第二尾部结构180处于闭合状态时，尾部整体结构可以有多种公知的选择。例如飞行器200的尾部整体结构包括尾椎和垂直尾翼，即飞行器200整体为翼身融合的飞翼布局。这样，机身110和尾部整体结构组成的整体形状可以呈现为“水滴形”，可以极大减小飞行阻力。

另外，第一尾部结构170和第二尾部结构180不同于常规固定翼飞机的尾部，而是可以转动成倒V型打开状态。更具体而言，第一尾部结构170和第二尾部结构180可以在机翼(第一、第二机翼)平面的垂直平面内转动。第一尾部结构170和第二尾部结构180分别与机身110中轴线所成的夹角大致相同。第一尾部结构170和第二尾部结构180成倒V型打开状态时，第一尾部结构170、第二尾部结构180、第一机翼120的翼尖和第二机翼130的翼尖可以处于同一平面。第一尾部结构170和第二尾部结构180的夹角取决于二者本身的长度和双机翼的翼尖位置。这里，双机翼例如为后掠翼，但不限于此。总而言之，第一尾部结构170和第二尾部结构180转动成倒V型打开状态时，可以和双翼的翼尖共同对飞行器200进行十字支撑。在此基础上，根据本发明的飞行器200在进行飞行任务时，可以不受限于飞行跑道、弹射器或者降落伞。

如上所述，根据本发明的飞行器200的尾部整体结构(即第一、第二尾部结构)可以有多种选择。相应地，第一尾部结构170和第二尾部结构180也会有多种选择。下面以图2示出的实施例进行示例性说明。在本实施例中，第一尾部结构170包括铰接于机身的第一杆件171和设置在第一杆件171上的第一尾椎部172。类似的，第二尾部结构180包括第二杆件181和设置于第二杆件181上的第二尾椎部182。这样，在第一尾部结构170和第二尾部结构180处于闭合状态(即第一杆件171和第二杆件181转动至与机身中轴线平行)时，第一尾椎部172和第二尾椎部182组成一个尾椎。可选地，第一尾椎部172上可以设置有第一垂直尾翼173，而第二尾椎部182上可设置有第二垂直尾翼183。第一垂直尾翼173和第二垂直尾翼183可以组成上下双垂尾构型。另外，第一杆件171和第二杆181件可以沿着垂直于机翼水平安定面的方向转动成倒V型打开状态，以便第一尾椎部172的外端、第二尾椎部182的外端和双翼的翼尖(一共4个支撑点)对整个飞行器200进行十字支撑。这里，关于第一杆件171和第二杆件181的转动控制方式，可以采用多种公知的驱动方式，例如通过电机和传动齿轮进行驱动，又例如通过电机和连杆传动方式，本分明对此不做限制。

可选地，飞行器200还布置有伸缩减震结构，例如起落架，但不限于此。具体而言，第一机翼120的翼尖处设置有第一起落架123，第二机翼130的翼尖处设置有第二起落架133。另外，尾椎(第一尾椎部172和第二尾椎部182)具有空腔(图中未示出)。而机身110后部设置有容置于该空腔中的第三起落架111。这样，飞行器200竖直放置(机身110前端朝上)在升降地面时，三个起落架可以和第一、第二尾椎部一起支撑飞行器200另外，第三起落架111可以起到主要的支撑作用，以减小双翼和两个尾椎部的受力。

A11、如A10所述的飞行器，其中，所述第一尾部结构包括铰接于机身的第一杆件和设置在第一杆件上的第一尾椎部；所述第二尾部结构包括铰接于机身的第二杆件和设置在第二杆件上的第二尾椎部；在所述第一尾部结构和所述第二尾部结构处于闭合状态时，第一尾椎部和第二尾椎部组成一个尾椎。A12、如A11所述的飞行器，其中，所述第一尾部结构还包括设置在所述第一尾椎部上的第一垂直尾翼；所述第二尾部结构还包括设置在所述第二尾椎部上的第二垂直尾翼；在所述第一尾部结构和所述第二尾部结构处于闭合状态时，第一垂直尾翼和第二垂直尾翼组成上下双垂尾构型。A13、如A11或A12所述的飞行器，其中，所述第一机翼的翼尖设置有第一起落架，所述第二机翼的翼尖设置有第二起落架。A14、如A13所述的飞行器，其中所述尾椎具有空腔，所述机身后部还设置有容置于该空腔中的第三起落架。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种飞行器，包括：

机身；

设置于机身前端的旋翼装置；

设置于机身一侧的第一机翼和另一侧的第二机翼，其中第一机翼上具有第一圆孔，第二机翼上具有第二圆孔；

设置于第一圆孔中的第一螺旋桨和设置于第二圆孔中的第二螺旋桨；以及

控制第一螺旋桨和第二螺旋桨的驱动机构。

2.如权利要求1所述的飞行器，其中，所述驱动机构适于在所述飞行器的飞行速度未达到阈值时，控制所述第一螺旋桨和第二螺旋桨的转速和螺距。

3.如权利要求1或2所述的飞行器，其中，所述驱动机构还适于在所述飞行器的飞行速度达到阈值时，关闭所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨。

4.如权利要求1-3中任一项所述的飞行器，其中所述第一圆孔与所述第二圆孔相对于所述机身对称分布。

5.如权利要求1-4中任一项所述的飞行器，其中，所述第一机翼的后缘设置有第一襟副翼，所述第二机翼的后缘设置有第二襟副翼。

6.如权利要求1-5中任一项所述的飞行器，其中，所述旋翼装置上设置有整流罩。

7.如权利要求1-6中任一项所述的飞行器，其中，所述旋翼装置具有周期变距机构，以便调节所述飞行器的飞行姿态。

8.如权利要求1-7中任一项所述的飞行器，其中所述机身为旋成体。

9.如权利要求1-8中任一项所述的飞行器，其中，所述第一机翼和所述第二机翼均为后掠翼。

10.如权利要求1-9中任一项所述的飞行器，还包括分别铰接于机身且对称于机身中轴线布置的第一尾部结构和第二尾部结构,

其中，在第一尾部结构与第二尾部结构从闭合状态转动至倒V型打开状态时，第一尾部结构、第二尾部结构、第一机翼的翼尖和第二机翼的翼尖处于同一平面。