CN113086183A - 一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器 - Google Patents

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徐茂
陈国军
高志武
王乐
刘威
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Abstract

本发明涉及垂直起降飞行器技术领域，具体是一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器。包括升力部件(100)，吊挂座舱(200)，起落架(300)；所述升力部件(100)在所述吊挂座舱(200)上方，与所述吊挂座舱(200)采用锁连接；所述起落架(300)在所述吊挂座舱(200)下方，与所述吊挂座舱(200)固定连接；所述吊挂座舱(200)在遇险应急状态下，断开与所述升力部件(100)之间的锁连接，同时经触发打开。这种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器具有更高的安全裕度。在空中可以分离升力部件，即使在动力失效的情况下，也可以实现安全着陆。

Description

一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器
技术领域
本发明涉及垂直起降飞行器，具体是一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器。
背景技术
近年来，随着城市空中交通工具构型的不断发展，电动垂直起降飞行器越来越受到广泛的关注。载人安全是城市低空开放的最低要求，也是电动垂直起降飞行器设计必须考虑的重要因素。
传统直升机在即使动力失效的情况下，也可以操纵旋翼机构进行自转下滑实现安全着陆。然而，电动垂直起降飞行器采用纯电驱动，升力部件并没有操纵机构，全部电传操控。在空中，它们一旦动力失效，极易造成灾难事故。当前，动力电池起火或失效问题仍不可避免，因此对电动垂直起降飞行器设计必须补偿更高的安全裕度。
本发明提供了一种新构型的电动垂直起降飞行器，在空中可以分离升力部件，即使在动力失效的情况下，也可以实现安全着陆。目前现有技术中未见相关技术方案公开。
发明内容
本发明的目的：针对现有技术中的不足，提供一种在空中紧急情况下可以分离升力部件的电动垂直起降飞行器新构型设计方案。
本发明技术方案:为了实现上述目的，一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，包括升力部件100，吊挂座舱200，起落架300，所述升力部件100在所述吊挂座舱200上方，与所述吊挂座舱200采用锁连接；所述起落架300在所述吊挂座舱200下方，与所述吊挂座舱200固定连接；所述吊挂座舱200在遇险应急状态下，断开与所述升力部件100之间的锁连接，同时经触发打开。
在一个可能的实施例中，所述升力部件100包括旋翼组件101、动力组件102、机架组件103；所述升力部件100具有多个旋翼组件101，所述多个所述旋翼组件101径向均匀分布在升力部件100的周围，前后或左右对称；所述旋翼组件101包括桨叶组101A、电机101B，所述桨叶组101A包括上下两副桨叶，所述电机101B设置在上下两副桨叶中间，与上下两副桨叶共轴；所述动力组件102位于所述升力部件100的中心正下方区域；所述动力组件102包括电池组102A、电缆102B；所述机架组件103包括涵道部103A，旋翼臂部103B，中心平台103C，所述旋翼组件101安装在所述涵道部103A内部，所述旋翼臂部103B用于连接所述涵道部103A和所述中心平台103C，所述旋翼臂部103B呈斜拉状态，与竖直方向存在夹角θ；所述中心平台103C具有舱室，用于容纳所述动力组件102；驱动所述电机101B的能源是由安装于中心平台103C的电池组102A提供，并通过电缆102B传输的，所述电缆102B在所述翼臂部103B内部走线。
在一个可能的实施例中，所述吊挂座舱200包括降落伞201、座舱202、缓冲气囊203，所述降落伞201设置于所述吊挂座舱200外部顶部，其在正常飞行状态下处于压缩状，在遇险应急状态下可经触发打开；所述座舱202用于容纳人员乘坐或货物装载，所述缓冲气囊203设置于所述吊挂座舱200外部底部，其在正常飞行状态下也处于压缩状，在遇险应急状态下可经触发打开。
在一个可能的实施例中，所述旋翼组件101数量可以是4，6，8中的一种，优选地，所述旋翼组件101数量为4。
在一个可能的实施例中，所述桨叶组101A中单副桨叶的叶片数量为2～3片，所述上下两副桨叶的叶片数量相等。
在一个可能的实施例中，动力组件的电池组包括锂电池或氢燃料电池、或锂氢混电中的一种。
在一个可能的实施例中，升力部件与吊挂座舱采用电动快卸锁连接。
在一个可能的实施例中，降落伞在升力部件分离后自动打开。
在一个可能的实施例中，升力部件分离后吊挂座舱着陆碰撞时缓冲气囊瞬间打开。
在一个可能的实施例中，所述吊挂座舱200还包括操作手柄204，所述操作手柄204是无杆系操纵的，可以控制飞行器的俯仰、横滚、偏航、悬停等姿态。
本发明的有益效果：
本发明与其他电动垂直起降飞行器相比，这种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器具有更高的安全裕度。在空中可以分离升力部件，即使在动力失效的情况下，也可以实现安全着陆。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图
图2是本发明旋翼组件结构示意图
图3是本发明升力部件分离后着陆时示意图
其中：
100-升力部件，101-旋翼组件，101A-桨叶组，101B-电机，102-动力组件，102A-电池组，102B-电缆，103-机架组件，103A-涵道部，103B-旋翼臂部，103C-中心平台；200-吊挂座舱，201-降落伞，202-座舱，203-缓冲气囊；300-起落架
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，包括升力部件100，吊挂座舱200，起落架300，所述升力部件100在所述吊挂座舱200上方，与所述吊挂座舱200采用锁连接；所述起落架300在所述吊挂座舱200下方，与所述吊挂座舱200固定连接。
如图2所示，所述升力部件100包括旋翼组件101、动力组件102、机架组件103；所述升力部件100具有多个旋翼组件101，所述多个所述旋翼组件101径向均匀分布在升力部件100的周围，前后或左右对称；所述旋翼组件101包括桨叶组101A、电机101B，所述桨叶组101A包括上下两副桨叶，所述电机101B设置在上下两副桨叶中间，与上下两副桨叶共轴；所述动力组件102位于所述升力部件100的中心正下方区域；所述动力组件102包括电池组102A、电缆102B；所述机架组件103包括涵道部103A，旋翼臂部103B，中心平台103C，所述旋翼组件101安装在所述涵道部103A内部，所述旋翼臂部103B用于连接所述涵道部103A和所述中心平台103C，所述旋翼臂部103B呈斜拉状态，与竖直方向存在夹角θ；所述中心平台103C具有舱室，用于容纳所述动力组件102；驱动所述电机101B的能源是由安装于中心平台103C的电池组102A提供，并通过电缆102B传输的，所述电缆102B在所述翼臂部103B内部走线。
如图3所示，所述吊挂座舱200包括降落伞201、座舱202、缓冲气囊203，所述降落伞201设置于所述吊挂座舱200外部顶部，其在正常飞行状态下处于压缩状，在遇险应急状态下可经触发打开；所述座舱202用于容纳人员乘坐或货物装载，所述缓冲气囊203设置于所述吊挂座舱200外部底部，其在正常飞行状态下也处于压缩状，在遇险应急状态下可经触发打开。
所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述旋翼组件101数量可以是4，6，8中的一种，优选地，所述旋翼组件101数量为4。
所述桨叶组101A中单副桨叶的叶片数量为2～3片，所述上下两副桨叶的叶片数量相等。
所述电池组102A可以选用锂电池、氢燃料电池中的一种或多种的组合。
所述升力部件100与所述吊挂座舱200采用电动快卸锁连接。
所述降落伞201在所述升力部件100与所述吊挂座舱200分离后自动打开。
所述升力部件100与所述吊挂座舱200分离后，在所述吊挂座舱200着陆碰撞时，所述缓冲气囊203自动打开。
所述吊挂座舱200还包括操作手柄204，所述操作手柄204是无杆系操纵的，可以控制飞行器的俯仰、横滚、偏航、悬停等姿态。
所述旋翼臂部103B与竖直方向的夹角θ范围为30°-60°。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，包括升力部件(100)，吊挂座舱(200)，起落架(300)；所述升力部件(100)在所述吊挂座舱(200)上方，与所述吊挂座舱(200)采用锁连接；所述起落架(300)在所述吊挂座舱(200)下方，与所述吊挂座舱(200)固定连接；所述吊挂座舱(200)在遇险应急状态下，断开与所述升力部件(100)之间的锁连接，同时经触发打开。
2.根据权利要求1所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述升力部件(100)包括旋翼组件(101)、动力组件(102)、机架组件(103)；
所述升力部件(100)具有多个旋翼组件(101)，所述多个所述旋翼组件(101)径向均匀分布在升力部件(100)的周围，前后或左右对称；所述旋翼组件(101)包括桨叶组(101A)、电机(101B)，所述桨叶组(101A)包括上下两副桨叶，所述电机(101B)设置在上下两副桨叶中间，与上下两副桨叶共轴；所述动力组件(102)位于所述升力部件(100)的中心正下方区域；所述动力组件(102)包括电池组(102A)、电缆(102B)；所述机架组件(103)包括涵道部(103A)，旋翼臂部(103B)，中心平台(103C)，所述旋翼组件(101)安装在所述涵道部(103A)内部，所述旋翼臂部(103B)用于连接所述涵道部(103A)和所述中心平台(103C)，所述旋翼臂部(103B)呈斜拉状态，与竖直方向存在夹角θ；所述中心平台(103C)具有舱室，用于容纳所述动力组件(102)；驱动所述电机(101B)的能源是由安装于中心平台(103C)的电池组(102A)提供，并通过电缆(102B)传输的，所述电缆(102B)在所述翼臂部(103B)内部走线。
3.根据权利要求1所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述吊挂座舱(200)包括降落伞(201)、座舱(202)、缓冲气囊(203)，所述降落伞(201)设置于所述吊挂座舱(200)外部顶部，其在正常飞行状态下处于压缩状，在遇险应急状态下可经触发打开；所述座舱(202)用于容纳人员乘坐或货物装载，所述缓冲气囊(203)设置于所述吊挂座舱(200)外部底部，其在正常飞行状态下也处于压缩状，在遇险应急状态下可经触发打开。
4.根据权利要求1所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述升力部件(100)与所述吊挂座舱(200)采用电动快卸锁连接。
5.根据权利要求3所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述降落伞(201)在所述升力部件(100)与所述吊挂座舱(200)分离后自动打开。
6.根据权利要求3所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述升力部件(100)与所述吊挂座舱(200)分离后，在所述吊挂座舱(200)着陆碰撞时，所述缓冲气囊(203)自动打开。
7.根据权利要求2所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述旋翼组件(101)数量可以是4，6，8中的一种。
8.根据权利要求2所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述电池组(102A)可以选用锂电池、氢燃料电池中的一种或多种的组合。
9.根据权利要求2所述的一种可分离升力部件的电动垂直起降飞行器，其特征在于，所述旋翼臂部(103B)与竖直方向的夹角θ范围为30°-60°。
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