CN106741953A - 涵道式垂直升降飞行器及其液体容器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涵道式垂直升降飞行器及其液体容器装置，该涵道式垂直升降飞行器包括：驱动装置，该驱动装置为内燃机驱动装置或电机驱动装置；旋翼，所述旋翼能够在驱动装置的驱动下旋转；涵道，该涵道的涵道内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼；液体容器装置，该液体容器装置布置为同轴地环绕所述旋翼，其中，所述涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置内部具有用于防止或减小液体晃动的止晃装置。该液体容器装置被设计为适于固定在涵道式垂直升降飞行器的涵道外周，或者，液体容器装置的内壁本身适于构成或组合成光滑环形结构的涵道，其中，在液体容器装置内部设有密封格栅、带孔格栅、稳定棉中的一种或多种的任意组合。

Description

涵道式垂直升降飞行器及其液体容器装置

技术领域

本发明涉及一种涵道式垂直升降飞行器，特别是涉及一种具有液体容器装置的涵道式垂直升降飞行器。本发明还涉及一种用于所述涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置。

背景技术

现有技术下，涵道式垂直升降飞行器面世多年，它通过环绕螺旋桨布置的圆环形屏障能够达到比开放桨更高的推力输出效率。尤其是，由于内燃机动力并不适于驱动多桨飞行器，因而单桨动力也是采用内燃机动力时的较优选的飞行器形式，因为多桨飞行器的各个旋翼的快速起动、停止和反向旋转能够在电机的控制下进行，但在内燃机动力的情况下却无法实现。

虽然理论上和实践中业已证明，单桨涵道式飞行器较同样尺寸的开放桨动力飞行器有较高的悬停效率，但由于其设计的局限，单桨涵道式飞行器在装载物品时通常会产生重量分布不均匀并且影响飞行姿态的问题。

随着无人机植保市场的发展，市场对无人机喷洒有了新的应用需求。因此，需要一种能够实现装载液体时保持重量平均分布的单桨涵道式垂直升降飞行器。

在采用单桨涵道式飞行器装载液体的情况下，飞行器在飞行时整体会向一侧倾斜，这使得飞行器中的液体容器所携带液体的重量分布从飞行器处于水平姿态时的平均分布变为集中于倾斜方向。图6A和图6B以简化图示出了液体容器所携带液体的重量分布在飞行器倾斜前后的对比。

在飞行过程中，这种液体重量分布向倾斜方向的集中会导致飞行器的整体重量分布不对称，并且飞行器的倾斜角度改变和转向也会随即引起液体的 振荡，这些问题会导致飞行器的操控和机动性能收到影响。

因此，希望在飞行器飞行过程中也能限制或调整液体容器内的液面，尽可能地保持液体的重量分布相对于飞行器水平姿态下保持不变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题包括提供一种具有液体容器装置的涵道式垂直升降飞行器，其液体容器装置能够在飞行过程中保持重量平均分布。

这一技术问题通过一种根据本发明的具有液体容器装置的涵道式垂直升降飞行器加以解决。该涵道式垂直升降飞行器包括：驱动装置，该驱动装置为内燃机驱动装置或电机驱动装置；旋翼，所述旋翼能够在所述驱动装置的驱动下旋转；涵道，该涵道的涵道内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼；其中，该涵道式垂直升降飞行器还包括：液体容器装置，该液体容器装置布置为同轴地环绕所述旋翼，其中，所述涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置内部具有用于防止或减小液体晃动的止晃装置。

优选的是，所述止晃装置是密封格栅、带孔格栅、稳定棉中的一种或多种的任意组合。

优选的是，所述液体容器装置的内壁固定在所述涵道外周或者本身构成所述涵道的涵道内壁。

优选的是，所述涵道式垂直升降飞行器包括上下叠置或内外叠置的、用于存放相同或不同种类液体的多个所述液体容器装置。

优选的是，所述液体容器装置为一体设计或者由多个直接或间接连接的液体容器单元组合而成。

优选的是，所述涵道与该涵道式垂直升降飞行器的其它部件通过框架连接或直接固定连接。

优选的是，所述液体容器装置的外周轮廓可以为圆形、多边形、或者其它不规则形状。

本发明所要解决的技术问题还包括提供一种用于涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置，该液体容器装置能够在飞行过程中保持重量平均分布。

这一技术问题通过一种适用于涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置加以解决。该液体容器装置被设计为适于固定在涵道式垂直升降飞行器的涵道外周，或者，所述液体容器装置的内壁本身适于构成或组合成光滑环形结构的涵道。其中，在所述液体容器装置内部设有密封格栅、带孔格栅、稳定棉中的一种或多种的任意组合。

根据本发明的液体容器装置的一种优选实施形式，所述液体容器装置被设计为环形的一体结构。该环形一体结构可以固定在涵道式垂直升降飞行器的涵道外周，亦可以以其内壁本身构成光滑环形结构的涵道。

根据本发明的液体容器装置的另一种优选实施形式，所述液体容器装置由能够直接或间接地连接成环形结构的多个液体容器单元组合而成。相对于环形一体结构的设计，由多个液体容器单元组合而成的液体容器装置具有更适于工业化生产的优点。多个液体容器单元易于以其内壁本身组合成光滑环形结构的涵道，且每个液体容器单元的尺度和弧度相对较小、容易保证加工精度。

附图说明

本发明的上述属性、特征和优点及其实现方式将在下面对实施例的示意性描述中变得更清楚和更容易理解，并且在下面参考附图更详细地解释。

图1是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的立体视图；

图2是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的分解透视图；

图3是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的俯视图；

图4A是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元内部的示意图，其中示出了作为止晃装置的密封格栅；

图4B是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元内部的示意图，其中示出了作为止晃装置的密封格栅；

图4C是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元内部的示意图，其中示出了作为止晃装置的密封格栅；

图4D是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元内部的示意图，其中示出了作为止晃装置的密封格栅；

图5A是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元的俯视图；

图5B是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元的侧视图；

图5C是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元沿图5A中的A-A线的剖视图；

图5D是根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置的单个液体容器单元沿图5B中的B-B线的剖视图；

图6A以简化图示意表示了液体容器装置所携带液体的重量分布在飞行器倾斜前的状态；

图6B以简化图示意表示了现有的液体容器装置在倾斜后的液面状态；

图6C以简化图示意表示了本发明的液体容器装置所携带液体的重量分布在飞行器倾斜后的状态。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的第一实施例的立体视图。在这一实施例中，该涵道式垂直升降飞行器主要包括：驱动装置、能够在所述驱动装置的驱动下旋转的旋翼1、由若干液体容器单元4共同围成的、内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼的涵道2、以及液体容器装置3内部的用于防止或减小液体晃动的止晃装置。这些液体容器单元4的数目在此为八个，它们共同组成该涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置3，并且彼此通过联通口(及相应的联通管)流体连通。除了两个连通相邻液体容器单元4的联通口，即第一连通口8和第二连通口9，每个液体容器单元 4还具有进液口5、出液口6、进气口7。各液体容器单元4的进液口5通过入口管路汇合到液体容器装置3的单一的液体入口，各液体容器单元4的出液口6通过出口管路汇合到液体容器装置3的单一的液体出口。液体容器装置3的进液口5、出液口6分别通过常规技术手段保持飞行中的封闭性，例如开关或阀等。图5A至图5C示出了根据本发明的涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置3的单个液体容器单元4。

在此实施例中，液体容器单元4内部的止晃装置为格栅形式，如图4A所示，尤其是布置在液体容器单元4内部的若干同向布置的大致纵向的格栅18。格栅18在液体容器单元4随涵道式垂直升降飞行器飞行而倾斜时对液体容器单元4内的液体的流动起阻滞作用。

根据本发明的第二实施例，与上述第一实施例的不同之处仅在于，液体容器单元4内部的止晃装置为若干同向布置的大致横向的格栅18，如图4B所示。格栅18同样地在液体容器单元4随涵道式垂直升降飞行器飞行而倾斜时对液体容器单元4内的液体的流动起阻滞作用。

根据本发明的第三实施例，与上述第一、第二实施例的不同之处仅在于，液体容器单元4内部的止晃装置为垂直相交的若干纵向布置的格栅18，如图4C所示。格栅18同样地在液体容器单元4随涵道式垂直升降飞行器飞行而倾斜时对液体容器单元4内的液体的流动起阻滞作用。

在以上各实施例中，液体容器单元4内部的止晃装置除了采用图4A至图4C所示的密封格栅之外，也可以任选地具有如图4D所示的带孔格栅的形式。

在以上各实施例中，除采用格栅之外，还可以任选地在格栅之间布置由多孔材料制成的稳定棉，如图5A至图5D所示。稳定棉19可以进一步地对液体容器单元4内的液体的流动起阻滞作用。在此，可以考虑将稳定棉19分散地布置在若干格栅之间，也可以考虑在不布置格栅的情况下在液体容器单元4内部仅布置稳定棉19，将稳定棉19直接固定在所述液体容器单元4 内部。在稳定棉19直接固定在所述液体容器单元4内部的情形下，可以任选地将稳定棉19固定在所述液体容器单元4内部的若干分散位置，或者固定在所述液体容器单元4的整个横截面上。

根据本发明的第四实施例，与以上各实施例的不同之处仅在于，各个上述液体容器单元4并非直接围成涵道式垂直升降飞行器的涵道2，而是附接在涵道式垂直升降飞行器的单独的涵道2上。

根据本发明的第五实施例，与以上各实施例的不同之处仅在于，上述液体容器单元4的总数目为四个。

根据本发明的第六实施例，与以上各实施例的不同之处仅在于，液体容器装置3不是由多个直接或间接连接的液体容器单元4组合而成，而是采用了一体设计。也就是说，液体容器装置3仅包括一个上述的液体容器单元4，该液体容器单元4内部的布置与上述相同，仍然可以采用格栅或稳定棉19来对其中的液体的流动起阻滞作用。

根据本发明的第七实施例，与以上各实施例的不同之处仅在于，涵道式垂直升降飞行器包括多个所述液体容器装置3。这些液体容器装置3可以如上述第一至第五实施例所示地由多个液体容器单元4组合而成，也可以仅包括单个液体容器单元4。在此实施例中，多个液体容器装置3上下叠置，用于存放不同种类液体。但本领域技术人员容易理解，第七实施例也可以有一种将多个液体容器装置3内外叠置的变型。另外，无论是在第七实施例还是其变型中，相应的多个液体容器装置3亦适于存放相同液体，并可以为此在多个液体容器装置3内增加必要的连通结构。

根据本发明的第八实施例，与以上各实施例的不同之处仅在于，所述涵道与该涵道式垂直升降飞行器的其它部件通过框架连接。但本领域技术人员容易理解，此实施例亦可有一种将涵道与该涵道式垂直升降飞行器的其它部件直接固定连接的变型。

在以上各实施例中，所述液体容器装置3的外轮廓为环形、多边形、或者任意不规则形状。涵道内壁在平面图中除环形外亦可为多边形或任何其它形成封闭投影线的设计。

一般来说，“一”、“一个”等可以理解为单数或复数，特别是在“至少一个”或“一个或多个”等的意义上，只要这没有例如通过表述“正好一个”等被明确排除。

此外，数字可以精确地指示给定数量，或者其还可以包括常规公差范围，只要这没有被明确排除。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

1 旋翼

2 涵道

3 液体容器装置

4 液体容器单元

5 进液口

6 出液口

7 进气口

8 第一联通口

9 第二连通口

18 格栅

19 稳定棉

Claims (10)

1.一种涵道式垂直升降飞行器，其包括：

驱动装置，该驱动装置为内燃机驱动装置或电机驱动装置；

旋翼，所述旋翼能够在所述驱动装置的驱动下旋转；

涵道，该涵道的涵道内壁呈光滑环形结构且同轴地环绕所述旋翼；

其特征在于，该涵道式垂直升降飞行器还包括：

液体容器装置，该液体容器装置布置为同轴地环绕所述旋翼，

其中，所述涵道式垂直升降飞行器的液体容器装置内部具有用于防止或减小液体晃动的止晃装置。

2.根据权利要求1所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述止晃装置是密封格栅、带孔格栅、稳定棉中的一种或多种的任意组合。

3.根据权利要求1或2所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述液体容器装置的内壁固定在所述涵道外周或者本身构成所述涵道的涵道内壁。

4.根据权利要求1或2所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述涵道式垂直升降飞行器包括上下叠置或内外叠置的、用于存放相同或不同种类液体的多个所述液体容器装置。

5.根据权利要求1或2所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述液体容器装置为一体设计或者由多个直接或间接连接的液体容器单元组合而成。

6.根据权利要求1或2所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述涵道与该涵道式垂直升降飞行器的其它部件通过框架连接或直接固定连接。

7.根据权利要求1或2所述的涵道式垂直升降飞行器，其特征在于，所述液体容器装置的外周轮廓可以为圆形、多边形、或者其它不规则形状。

8.一种液体容器装置，被设计为适于固定在涵道式垂直升降飞行器的涵道外周，或者，所述液体容器装置的内壁本身适于构成或组合成光滑环形结构的涵道，其特征在于，在所述液体容器装置内部设有密封格栅、带孔格栅、稳定棉中的一种或多种的任意组合。

9.根据权利要求8所述的液体容器装置，其特征在于，所述液体容器装置被设计为环形的一体结构。

10.根据权利要求8所述的液体容器装置，其特征在于，所述液体容器装置由能够直接或间接地连接成环形结构的多个液体容器单元组合而成。