CN110844039A - 一种电动飞艇 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电动飞艇，该电动飞艇包括：对称设置于吊舱两侧的动力装置，该动力装置包括对称设置于吊舱两侧的至少两个第一螺旋桨和对称设置于吊舱两侧的至少两个第二螺旋桨；第一螺旋桨，被配置为提供水平方向上的推力，第二螺旋桨，被配置为提供垂直方向上的推力。本发明实施例解决了现有飞艇中用于实现垂直起飞或垂直降落的推力矢量装置，起飞或降落过程中均需要倾斜螺旋桨，且存在转动惯性大，系统复杂，使用受限的问题。

Description

一种电动飞艇

技术领域

本申请涉及但不限于浮空器技术领域，尤指一种电动飞艇。

背景技术

飞艇是利用艇体充入小于空气比重的气体，如氦气或氢气，利用浮力升空，能量消耗较少。

目前的飞艇使用发动机螺旋桨提供推力后，调整尾翼进行飞行，起飞和降落通常使用斜坡爬升和斜坡下降，若要实现定点降落一般使用盘旋方式。另外，飞艇也可以在垂直方向上起飞或降落，在现有飞艇中，若要实现垂直起飞或降落，通常使用推力矢量装置来实现。现有飞艇的推力矢量装置主要有以下两种方式：一是发动机与飞艇结构固联，仅螺旋桨进行倾转：发动机动力通过转向90度的机械传动装置带动螺旋桨，螺旋桨整体及桨叶旋转平面可由推力矢量装置控制绕发动机输出倾转90度至-120度，实现推力绕飞艇横梁的转向；二是发动机和螺旋桨整体的倾转。上述两种方式都存在转动惯性大，系统复杂，使用受限的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电动飞艇，以解决现有飞艇中用于实现垂直起飞或垂直降落的推力矢量装置，起飞或降落过程中均需要倾斜螺旋桨，且存在转动惯性大，系统复杂，使用受限的问题。

本发明实施例提供一种电动飞艇，包括：吊舱，对称设置于所述吊舱两侧的动力装置，所述动力装置包括对称设置于所述吊舱两侧的至少两个第一螺旋桨和对称设置于所述吊舱两侧的至少两个第二螺旋桨；

所述第一螺旋桨，被配置为提供水平方向上的推力；

所述第二螺旋桨，被配置为提供垂直方向上的推力。

可选地，如上所述的电动飞艇中，所述动力装置还包括：与每个所述螺旋桨一一对应设置的电动机，所述电动机设置对应螺旋桨的后方；

所述电动机，被配置为独立驱动本电动机对应的螺旋桨。

可选地，如上所述的电动飞艇中，安装于所述吊舱内电池；

所述电池，被配置为给所述电动飞艇和每个所述电动机提供动力。

可选地，如上所述的电动飞艇中，所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨的平面垂直。

可选地，如上所述的电动飞艇中，所述动力装置还包括：用于将所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨固定安装于所述吊舱两侧的固定支架。

可选地，如上所述的电动飞艇中，

所述电动飞艇，被配置为在所述电动飞艇的上升阶段，通过调整所述第二螺旋桨的桨距使其为正桨，使得推力方向朝下，以使得所述电动飞艇上升；

所述电动飞艇，还被配置为在所述电动飞艇的下降阶段，通过调整所述第二螺旋桨的桨距使其为反桨，使得推力方向朝上，以使得所述电动飞艇下降。

可选地，如上所述的电动飞艇中，

所述电动飞艇，还被配置为在所述电动飞艇的上升或下降的过程中，通过调节所述第二螺旋桨的扇叶角度控制推力大小，或者，通过调节所述电动机的转速控制对应螺旋桨的推力大小。

可选地，如上所述的电动飞艇中，

所述电动飞艇，还被配置在空中航行过程中，通过调整所述第二螺旋桨的垂直推力和调整所述第一螺旋桨的水平推力，控制所述电动飞艇的航向和飞艇姿态。

本发明实施例提供的电动飞艇，包括：对称设置于吊舱两侧的动力装置，该动力装置中通过将提供水平推力的与提供垂直推力的涵道螺旋桨拆分开，即独立设置提供水平推力的第一螺旋桨和提供垂直推力的第二螺旋桨，在控制电动飞艇的空中飞行、垂直起飞和垂直降落的过程中，第一螺旋桨和第二螺旋桨的角度始终保持不变，即不需要通过调整螺旋桨的角度控制推力矢量，以实现垂直起飞或垂直降落，由于动力装置包括提供垂直推力的第二螺旋桨，在垂直起飞或垂直降落的过程中无需倾斜螺旋桨，使得电动飞艇的结构简单、便于操作；另外，在空中飞行，以及垂直起飞和垂直降落的过程中，可以通过调整第一螺旋桨的水平推力和调整第二螺旋桨的垂直推力，从而通过两种推力结合后形成的合成矢量推力控制电动飞艇的飞行过程，使得该电动飞艇在整个飞行过程的操作简单稳定。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的一种电动飞艇的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电动飞艇中一种动力装置的结构示意图；

图3为图2所示动力装置的三维结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电动飞艇中一种螺旋桨的安装角度示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

通常地，飞艇由气囊、尾翼、吊舱、动力与推进装置、起落架、飞行控制等构成。气囊提供飞艇浮力，尾翼在飞艇飞行时用于控制飞行方向，动力推力装置提供飞艇动力与推力，吊舱为设备和人员提供安装和乘座的空间，起落架提供飞艇在地面时的艇体支撑。

上述背景技术中已经说明现有飞艇通过推力矢量装置来实现垂直起飞或垂直降落，具体实现过程为：需要垂直起飞时，推力矢量装置使飞艇螺旋桨的拉力向上倾转90度的来实现向上的推力，实现飞行起飞时的上升，完成垂直起飞后再使螺旋桨拉力转成前向飞行方向；需要垂直降落时，推力矢量装置使螺旋桨拉力向下，实现飞艇近似垂直着陆。可以看出，通过推力矢量装置实现垂直起飞或垂直降落的过程中，需要倾斜螺旋桨，控制较为困难。

另外，背景技术中提供的两种推力矢量装置，普遍存在转动惯性大，系统复杂，使用受限的问题。

虽然目前在概念研究上提出了一些飞艇具有多个推力矢量分布在艇身各部分，但是普遍存在安装复杂，控制复杂的问题。

以下通过几个具体实施例对本发明提供的解决方案进行详细说明。本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明实施例提供的一种电动飞艇的结构示意图。本实施例提供的电动飞艇可以包括：吊舱400，对称设置于该吊舱400两侧的动力装置300，该动力装置包括：对称设置于吊舱400两侧的至少两个第一螺旋桨302和对称设置于吊舱400两侧的至少两个第二螺旋桨304。

如图2所示，为本发明实施例提供的电动飞艇中一种动力装置的结构示意图。图2示意出本发明实施例中电动飞艇的动力装置300，以及动力装置300与吊舱400的设置位置。

如图1所示，本发明实施例中的电动飞艇还包括常规飞艇的各结构，即包括：气囊100，设置于气囊100尾部的尾翼200，设置于吊舱400底部的起落架500，吊舱设置于气囊100的底部，本发明实施例的电动飞艇可以采用电池供电的方式，该电池设置于吊舱400内，为整个飞艇提供动力。

参照图2所示动力装置300的结构，该动力装置300为在吊舱400两侧对称设置的，该动力装置300中的螺旋桨同样在吊舱400两侧对称设置，因此，第一螺旋桨302和第二螺旋桨304的数量为偶数个，图2以动力装置300包括两个第一螺旋桨302和两个第二螺旋桨304为例予以示出，如图2中，吊舱400两侧分别设置有一个第一螺旋桨302和一个第二螺旋桨304。

本发明实施例的动力装置300中的第一螺旋桨302和第二螺旋桨304均为涵道螺旋桨，螺旋桨内部设置有扇叶，且螺旋桨的桨距可调，调节螺旋桨的桨距即调节扇叶的角度，已实现正桨和反桨控制。

本发明实施例中的第一螺旋桨302，被配置为提供水平方向上的推力；

本发明实施例中的第二螺旋桨304，被配置为提供垂直方向上的推力。

本发明实施例提供的电动飞艇上的动力装置300，通过将提供水平推力的与提供垂直推力的涵道螺旋桨拆分开，即独立设置提供水平推力的第一螺旋桨和提供垂直推力的第二螺旋桨，在控制电动飞艇的空中飞行、垂直起飞和垂直降落的过程中，第一螺旋桨和第二螺旋桨的角度始终保持不变，即不需要通过调整螺旋桨的角度控制推力矢量，以实现垂直起飞或垂直降落，由于动力装置300包括提供垂直推力的第二螺旋桨，在空中飞行，以及垂直起飞和垂直降落的过程中，可以通过调整第一螺旋桨302的水平推力和调整第二螺旋桨304的垂直推力，从而通过两种推力结合后形成的合成矢量推力控制电动飞艇的飞行过程。

可选地，图3为图2所示动力装置的三维结构示意图。本发明实施例提供的电动飞艇中，动力装置300还包括：与每个螺旋桨一一对应的电动机，此处的螺旋桨包括图1到图3中的第一螺旋桨302和第二螺旋桨304，电动机包括第一螺旋桨302对应的电动机303，第二螺旋桨304对应的电动机305，电动机303安装在对应螺旋桨(即第一螺旋桨302)的后方，电动机305安装在对应螺旋桨(即第二螺旋桨304)的后方，电动机可以直接或间接的驱动其对应的螺旋桨。

本发明实施例中的电动机，被配置为独立驱动本电动机对应的螺旋桨。即电动机可以实现独立单独控制，也就是说，电动飞艇在飞行和起落的过程中，每个第一螺旋桨302和每个第二螺旋桨304都可以实现单独控制，每个螺旋桨的正桨和反桨，以及螺旋桨的转速均可以单独调整，有利于通过改变独个螺旋桨的推力，来改变推力的合成矢量方式，便于控制电动飞艇的航向和飞艇姿态。

本发明实施例中安装于吊舱400内的电池，给整个电动飞艇提供动力，还给每个电动机提供动力。

可选地，图4为本发明实施例提供的电动飞艇中一种螺旋桨的安装角度示意图。本发明实施例中的第一螺旋桨302与第二螺旋桨304的平面垂直，图4可以看做是图2中螺旋桨的侧视图，在侧面看第一螺旋桨302与第二螺旋桨304互为垂直，两个螺旋桨的平面成90度角。

在实际应用中，本发明实施例中的动力装置还包括：用于将第一螺旋桨302和第二螺旋桨304固定安装于吊舱400两侧的固定支架301，即吊舱400侧面的两个螺旋桨(第一螺旋桨302和第二螺旋桨304)通过固定支架301固定。

基于本发明上述各实施例提供的电动飞艇的结构，本发明实施例中电动飞艇的工作方式包括以下几种：

本发明实施例的电动飞艇，被配置为在该电动飞艇的上升阶段，通过调整第二螺旋桨304的桨距使其为正桨，使得推力方向朝下，以使得该电动飞艇上升；

本发明实施例的电动飞艇，还被配置为在该电动飞艇的下降阶段，通过调整第二螺旋桨304的桨距使其为反桨，使得推力方向朝上，以使得该电动飞艇下降。

本发明实施例中，调整螺旋桨的桨距，即调整螺旋桨内扇叶的角度，调整扇叶角度使得第二螺旋桨304使得该螺旋桨为正桨，设定推力向下为正桨，从而使得推力方向朝下，则电动飞艇可以垂直上升；类似地，调整扇叶角度使得第二螺旋桨304使得该螺旋桨为反桨，设定推力向下为正桨，推力向上则为反桨，从而使得推力方向朝上，则电动飞艇可以垂直下降。

另外，本发明实施例的电动飞艇，还被配置为在该电动飞艇的上升或下降的过程中，通过调节第二螺旋桨304的扇叶角度控制推力大小，或者，通过调节电动机的转速控制对应螺旋桨的推力大小。

进一步地，本发明实施例的电动飞艇，还被配置在空中航行过程中，通过调整第二螺旋桨304的垂直推力和调整第一螺旋桨302的水平推力，控制该电动飞艇的航向和飞艇姿态。本发明实施例中，水平推力由第一螺旋桨302的扇叶角度和相应的电动机控制，垂直推力由第二螺旋桨304的扇叶角度和相应的电动机控制，改变水平推力和垂直推力所形成的合成矢量方向，可以改变电动飞艇的航向和飞艇姿态。另外，上述每个螺旋桨的推力可以是通过对应的电动机进行独立控制的，便于调节合成矢量方向。

本发明实施例的电动飞艇，通过在吊舱两侧增加提供垂直推力的第二螺旋桨304的方式，以通过垂直推力和水平推力结合的方式形成合成矢量方向从而实现电动飞艇的飞行，该电动飞艇的结构简单，操纵方便，无需重新设计飞艇结构和布线，实施方便。另外，该电动飞艇实现垂直起飞和垂直降落的方式便于操作，无需倾斜螺旋桨即可实现垂直起飞和垂直降落，并且通过水平推力和垂直推力结合形成的合成矢量方向可以在任意动力方向上飞行，使得该电动飞艇在整个飞行过程的操作简单稳定。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种电动飞艇，其特征在于，包括：吊舱，对称设置于所述吊舱两侧的动力装置，所述动力装置包括对称设置于所述吊舱两侧的至少两个第一螺旋桨和对称设置于所述吊舱两侧的至少两个第二螺旋桨；

所述第一螺旋桨，被配置为提供水平方向上的推力；

所述第二螺旋桨，被配置为提供垂直方向上的推力。

2.根据权利要求1所述的电动飞艇，其特征在于，所述动力装置还包括：与每个所述螺旋桨一一对应设置的电动机，所述电动机设置对应螺旋桨的后方；

所述电动机，被配置为独立驱动本电动机对应的螺旋桨。

3.根据权利要求2所述的电动飞艇，其特征在于，安装于所述吊舱内电池；

所述电池，被配置为给所述电动飞艇和每个所述电动机提供动力。

4.根据权利要求1所述的电动飞艇，其特征在于，所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨的平面垂直。

5.根据权利要求1所述的电动飞艇，其特征在于，所述动力装置还包括：用于将所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨固定安装于所述吊舱两侧的固定支架。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动飞艇，其特征在于，

所述电动飞艇，被配置为在所述电动飞艇的上升阶段，通过调整所述第二螺旋桨的桨距使其为正桨，使得推力方向朝下，以使得所述电动飞艇上升；

所述电动飞艇，还被配置为在所述电动飞艇的下降阶段，通过调整所述第二螺旋桨的桨距使其为反桨，使得推力方向朝上，以使得所述电动飞艇下降。

7.根据权利要求6所述的电动飞艇，其特征在于，

所述电动飞艇，还被配置为在所述电动飞艇的上升或下降的过程中，通过调节所述第二螺旋桨的扇叶角度控制推力大小，或者，通过调节所述电动机的转速控制对应螺旋桨的推力大小。

8.根据权利要求6所述的电动飞艇，其特征在于，

所述电动飞艇，还被配置在空中航行过程中，通过调整所述第二螺旋桨的垂直推力和调整所述第一螺旋桨的水平推力，控制所述电动飞艇的航向和飞艇姿态。

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