CN113335519A - 垂直起降（vtol）飞机及其相关方法 - Google Patents

垂直起降（vtol）飞机及其相关方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了有翼倾转旋翼垂直起降(VTOL)飞机和相关方法。飞机包括：机架，所述机架包括一个或多个机翼；定位在所述一个或多个机翼的前方的一个或多个倾转可调旋翼；以及定位在所述一个或多个机翼中的至少一个的后方的一个或多个固定倾转旋翼。方法包括：仅使定位在所述飞机的一个或多个机翼前方的一个或多个前旋翼倾转，并且不使定位在所述一个或多个机翼中的至少一个后方的一个或多个后旋翼倾转。

Description

垂直起降(VTOL)飞机及其相关方法
技术领域
本公开涉及垂直起降(VTOL)飞机。
背景技术
与常规飞机不同，VTOL飞机像直升机一样，不需要跑道。它们可垂直起降，这意味着它们只需要足够大以容纳其机架的起降表面。因此，VTOL飞机具有通用性，因为与常规固定机翼飞机相比，它们可在更狭窄的空间(因此可从更多的位置)起降。例如，即使在人口稠密的城市中，直升机也可在建筑物的屋顶上降落或起飞。一些VTOL飞机使用机翼，因为在巡航时，机翼比旋翼更有效且维护更少，由此扩大了飞机的范围和速度并实现了更长、更快的飞行。直升机和其他无翼VTOL飞机必须利用襟翼或其他飞行控制表面来将旋翼指向运动方向。这就是当从悬停(垂直飞行)转变到巡航(水平飞行)时，直升机最初使其机头向下倾转的原因。另一方面，有翼VTOL(winged VTOL)飞机采用易于在悬停和巡航之间转变的各种方法。
一些有翼VTOL飞机使用倾转机翼以在悬停和巡航之间转变(并且因此通常称为“倾转机翼飞机”)。然而，与常规固定机翼飞机的较小飞行控制表面(例如，副翼、升降舵和方向舵)相比，使整个机翼倾转需要大得多的力。另外，此类机翼在其被垂直取向以进行悬停时极易受到阵风的影响。
因此，其他VTOL飞机尝试通过仅使旋翼(而不是整个机翼)倾转来在悬停和巡航之间转变，并且因此通常被称为“倾转旋翼飞机”。具体地，一些倾转旋翼飞机包括全部同时倾转的前旋翼组(定位在机翼的前面)和后旋翼组(定位在机翼的后面)。单个倾转机构可被配置为使前旋翼和后旋翼二者都倾转。因此，前旋翼和后旋翼不能彼此独立地倾转。然而，使所有旋翼倾转仍然需要相当大的力，并且这种飞机在悬停和巡航之间转变时可在空气动力学上变得不稳定。
另外，这两种设计(倾转机翼设计和倾转旋翼设计两者)都可能产生单点不工作事件，因为飞机可依赖于单个倾转机构(使机翼倾转的一种机构或使多个旋翼倾转的一种机构)以在悬停和巡航之间转变。因为VTOL必须从巡航转变到悬停才能降落，所以机翼倾转对于飞机完成飞行的能力可能至关重要。因此，在许多上述倾转设计中，不能容忍倾转机构中的仅一个在飞行途中的不工作。
其他有翼VTOL飞机试图通过包括单独的两组固定位置旋翼(一组专门用于垂直飞行，并且另一组专门用于水平飞行)来克服此问题。然而，这样的飞机需要两倍的旋翼(一组用于垂直飞行并且第二组用于水平飞行)，这使飞机较重(并且因此能源效率较低)并且更昂贵。
此外，由于悬停模式所生成的流场、进入空气流和机翼几何形状之间的相互作用，上述所有的有翼VTOL飞机(固定旋翼飞机、倾转旋翼飞机和倾转机翼飞机)在从悬停转变到巡航时承受空气动力学困难。转变机动对飞机提出了最高功率需求，并且因此可能需要更大、效率更低和更昂贵的飞机。因此，期望在悬停模式和巡航模式之间更有效地转变的有翼VTOL。
发明内容
公开了有翼倾转旋翼VTOL飞机。例如，飞机包括：机架，所述机架包括一个或多个机翼；一个或多个倾转可调旋翼，所述一个或多个倾转可调旋翼定位在所述一个或多个机翼的前方；以及一个或多个固定倾转旋翼，所述一个或多个固定倾转旋翼定位在所述一个或多个机翼中的至少一个的后方。一个或多个倾转可调旋翼是可调整的，因为它们被配置为在垂直推力位置(用于悬停)和向前推力位置(用于巡航)之间选择性地倾转。在一些示例中，固定倾转旋翼未被配置为倾转，并且保持固定以使得其旋转轴线正交于飞机的俯仰。
在一些示例中，一种用于增强飞机的操作的方法包括仅使定位在所述飞机的一个或多个机翼前方的一个或多个前旋翼倾转，同时保持定位在所述一个或多个机翼中的至少一个后方的一个或多个后旋翼的固定倾转角。在一些示例中，方法包括当在悬停模式和巡航模式之间转变时选择性地仅使一个或多个前旋翼倾转。
附图说明
图1是根据本公开的有翼VTOL飞机的示意图。
图2是根据本公开的有翼VTOL飞机的示例性电气系统的示意图。
图3是根据本公开的以悬停模式示出的示例性有翼VTOL飞机的等距视图。
图4是根据本公开的以巡航模式示出的图3的示例性有翼VTOL飞机的等距视图。
图5是示意性地表示根据本公开的用于增强有翼VTOL飞机的操作的方法的流程图。
具体实施方式
本发明公开了有翼VTOL飞机和相关方法。通常，在附图中，以实线示出了可能包括在给定示例中的元件，而以虚线示出了对于给定示例而言任选的元件。此外，以实线示出的一些元件在不同的位置使用点划线来示出。然而，以实线示出的元件对于本公开的所有示例不是必需的，并且以实线示出的元件可在不脱离本公开的范围的情况下从特定示例中省略。
图1至图4示出了有翼VTOL飞机的各种示例，其中仅(一个或多个)前旋翼(定位在机翼前方的一个或多个旋翼)倾转。因此，在一些示例中，定位在至少一个机翼中的后方的旋翼不倾转(被固定)，并且可被取向在用于悬停的水平位置。然而，因为前旋翼被配置为倾转，所以它们可用于在悬停期间帮助生成垂直推力并且在巡航期间帮助生成水平推力。也就是说，旋翼可用于在巡航和悬停两者期间产生推力，并且在悬停期间不是寄生损失(如具有单独的水平旋翼和垂直旋翼的飞机的固定位置垂直旋翼)。并且，不是在悬停和巡航之间转变时使所有旋翼倾转(这可能使飞机空气动力学不稳定并需要大量力)，图1至图4所示的有翼VTOL飞机仅使一个或多个前旋翼倾转，由此降低在悬停和巡航之间转变所需的倾转力，并增加飞机在转变期间的稳定性。简而言之，图1至图4中所示的有翼VTOL飞机与其他有翼VTOL相比，提供了在悬停和巡航之间的更平滑且更轻松的转变。
并且，如下面将更详细描述的，在一些示例中，图1至图4所示的有翼VTOL飞机的每个前旋翼被配置为独立地倾转。这种设计增加倾转系统中的冗余度，由此减小倾转机构中的一个的不工作将会对飞行特性产生负面影响的可能性。简单地说，这种设计增加倾转系统和整个推进系统的可靠性和性能，从而使得飞机更加安全。
从图1开始，其示意性地示出了飞机5，该飞机包括机架19和被配置为推进机架19的推进系统6。机架19包括一个或多个机翼20，并且任选地包括被配置为承载货物、机组人员和乘客中的一者或多者的机身26。机身26任选地包括门27，该门被配置为选择性地打开以允许机组人员、乘客和货物中的一者或多者进出。推进系统6包括旋翼8，并且更具体地说，包括定位在一个或多个机翼20前方的一个或多个倾转可调旋翼10，以及定位在一个或多个机翼20中的至少一个后方的一个或多个固定倾转旋翼16。在一些示例中，一个或多个固定倾转旋翼16被布置在位于彼此前方和后方的单独行中。因此，在一些示例中，固定倾转旋翼16的一行或多行以及定位在一个或多个机翼20前方的一个或多个倾转可调旋翼10的单行形成旋翼网格。例如，旋翼8可能以下面中的一者或多者进行布置：3×4配置(3行，每行四个旋翼)、2×4配置、4×4配置和2×6配置，但其他网格配置是可能的。
如上所述，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为选择性地倾转。具体地，一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线被配置为相对于飞机5的俯仰选择性地倾转。因此，在本文的描述中，“使一个或多个倾转可调旋翼10倾转”是指使一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线倾转，使得一个或多个倾转可调旋翼10产生推力的方向相对于飞机5的俯仰倾转。
另外，一个或多个固定倾转旋翼16未被配置为相对于飞机5的俯仰倾转。因此，一个或多个固定倾转旋翼16可具有固定的倾转角。具体地，倾转角可被定义为一个或多个固定倾转旋翼16的旋转轴线(推力矢量)与飞机5的俯仰之间的角度。在一些示例中，一个或多个固定倾转旋翼16被固定在水平位置，使得其旋转轴线与飞机5的俯仰基本正交(因此它们的倾转角约为90度)，并且因此被配置为当飞机的俯仰基本上平行于水平地面(正交于重力)时提供垂直推力(反向平行于重力)。在本文中，当与取向结合使用时，术语“基本上”是指在所述取向的五个角度内。因此，当飞机的俯仰在平行于水平地面或地平线的五个角度内时，其基本平行于水平地面。在一些此类示例中，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为调整到水平位置以便以悬停模式操作飞机5。
在垂直方向上提供这种推力(例如，以悬停模式操作)使得飞机5能够垂直起降。这样，飞机5可以是VTOL飞机并且因此在本文中可称为“VTOL飞机5”。另外，因为飞机5包括一个或多个机翼20，所以飞机5在本文中可被称为“有翼VTOL 5”。最后，因为一个或多个倾转可调旋翼10被配置为进行倾转，所以飞机5在本文中可称为“有翼倾转旋翼VTOL飞机5”。
一个或多个倾转可调旋翼10被配置为相对于飞机5的俯仰倾转(即，倾转可调旋翼10的倾转角是可调整的)。具体地，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为在第一位置13(在图1中以点划线示出)和第二位置14(在图1中以实线示出)之间选择性地倾转。俯仰是指飞机5的机头(例如，前部36)相对于地平线指向的角度。下文将更详细描述的图3和图4通过示出横向轴线374或俯仰轴线374来帮助可视化该俯仰，围绕该横向轴线或俯仰轴线的运动改变俯仰。
在一个示例中，第一位置13是悬停位置，在悬停位置中一个或多个倾转可调旋翼10被配置为提供基本上(在相对于重力反向平行的五度内)垂直(相对于重力)的推力，并且第二位置14是巡航位置，在巡航位置中一个或多个倾转可调旋翼10被配置为提供基本上水平(相对于重力)的推力。因此，第一位置可被称为向前推力位置和/或水平推力位置，并且第二位置可被称为垂直推力位置。
作为一个这样的示例，第一位置13是其中一个或多个倾转可调旋翼10平行于飞机5的俯仰并且一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线正交于飞机5的俯仰的水平位置。附加地或另选地，第二位置14是其中一个或多个倾转可调旋翼10正交于飞机5的俯仰，并且一个或多个倾转可调旋翼的旋转轴线平行于飞机5的俯仰的垂直位置。因此，在其中第一位置13是水平位置并且第二位置14是垂直位置的此类示例中，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为倾转约90度。
然而，在其他此类示例中，第一位置13不同于水平位置和/或第二位置14不同于垂直位置。例如，第一位置13可以是超过水平位置的位置，其中一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线(以及因此推力的方向)指向飞机5的后部38。在另一个示例中，第一位置13可以是比水平位置更靠近垂直位置的位置，其中一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线(以及因此推力的方向)指向飞机5的前部36。在又一示例中，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为倾转大于或小于90度。
在一些示例中，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为独立地倾转—因此，在一些此类示例中，被配置为不同地倾转。例如，并且如下文更详细地描述的，一个或多个倾转可调旋翼10被不同地倾转(例如，倾转到不同的位置)以完成偏航控制。在一些示例中，单独的选择性倾转是经由单独的倾转机构完成的。作为一个这样的示例，一个或多个倾转可调旋翼10中的每一个都联接到其自身的倾转机构(例如，以下参考图2描述的倾转机构202)，并且每个倾转机构由控制器40独立地电控制。
通过提供一个或多个倾转可调旋翼10的这种单独的选择性倾转，实现了推进系统6的安全性、可靠性和性能的提高。具体地，因为一个或多个倾转可调旋翼10中的每一个可包括其自身的倾转机构，所以倾转机构中的一个的不工作不会影响其他旋翼(未联接到不工作的倾转机构的旋翼)进行倾转的能力。以此方式，推进系统6包括增加的冗余度以确保倾转机构中的一个的不工作不损害控制和使飞机5降落的能力。
在一些示例中，一个或多个倾转可调旋翼10是可变可调的，并且被配置为倾转到比仅第一位置13和第二位置14更多的位置。具体地，在一些示例中，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为倾转到第一位置13和第二位置14之间的一个或多个位置。仅作为一个示例，一个或多个倾转可调旋翼10中的一个或多个被配置为在第一位置13和第二位置14之间选择性地倾转以调整飞机5的偏航。具体地，将一个或多个倾转可调旋翼10中的一个朝第一位置13倾转可致使飞机5转向该旋翼(朝第一位置13倾转的那个)所位于的飞机5的侧面。例如，如果定位在飞机5的右侧上的一个或多个倾转可调旋翼10中的一个选择性地朝第一位置13倾转，而一个或多个倾转可调旋翼10中的其他旋翼保持在第二位置14，则对于定位在飞机5的左侧上的旋翼，飞机5可能右转(称为“正偏航运动”)，反之亦然。
以这种方式，一个或多个倾转可调旋翼10可被配置为服务于传统上由方向舵执行的偏航调整功能。更简单地，一个或多个倾转可调旋翼10可被配置为充当常规方向舵的角色，并且因此可代替方向舵。这样，在一些示例中，飞机5不包括方向舵。因此，在省略了方向舵的示例中，实现了飞机5的成本和复杂性的降低。并且，即使在飞机5中仍包括方向舵的示例中，倾转可调旋翼10提供偏航控制的能力也为飞行控制系统添加冗余度。简而言之，如果方向舵不工作，则倾转可调旋翼10可作为方向舵的备用。因此，即使在飞机5中包括方向舵的示例中，通过将一个或多个倾转可调旋翼10配置为可变地调整到比仅第一位置13和第二位置14更多的位置，也实现了偏航控制系统的可靠性、性能和安全性的增加。
一个或多个倾转可调旋翼10相对于飞机5的前部36和后部38定位在一个或多个机翼20的前方。在本文的描述中，“前”和“后”用来指的是当一个或多个倾转可调旋翼10朝向第二位置14倾转，使得它们相对于重力生成至少一些非零的水平推力(例如，一个或多个倾转可调旋翼10的推力向量的至少一个分量正交于重力)时，部件相对于飞机5的水平运动方向的相对定位。例如，当一个或多个倾转可调旋翼10倾转到第二位置14时，倾转可调旋翼10在相对于重力不反向平行的方向上产生推力，从而致使飞机5在图1的示例中向左移动。
图3和图4所示的示例性轴线系统370进一步示出了“前”和“后”的含义。在轴线系统370上，“前”是指纵向轴线376(在本文中也称为“滚转轴线376”)上的更为正的位置，并且对于“后”反之亦然。因此，飞机5的“前部36”和“后部38”用于表示飞机5的相对于飞机5的水平运动方向的端部。
类似地，本文中的“上方”和“下方”用于描述部件相对于由一个或多个固定倾转旋翼16生成的推力的垂直方向的相对定位。图3和图4所示的示例性轴线系统370进一步示出了“上方”和“下方”的含义。在轴线系统370上，“上方”是指垂直轴线372(在本文中也称为“偏航轴线372”)上的更为正的位置，并且对于“下方”反之亦然。因此，飞机5的部件的“顶部”和“底部”用于指代部件的相对于由一个或多个固定位置旋翼16生成的推力方向的端部。
在一些示例中，一个或多个倾转可调旋翼10中的每一个的整个旋翼被定位在一个或多个机翼20前方。在一些此类示例中，即使在第一位置13中，一个或多个倾转可调旋翼10也被定位在一个或多个机翼20前方，使得一个或多个倾转可调旋翼10的任何部分都不会与一个或多个机翼20重叠(例如，定位在其顶部上)。也就是说，一个或多个倾转可调旋翼10完全远离一个或多个机翼20的前部/前边缘。然而，在其他示例中，当一个或多个倾转可调旋翼10中的至少一个处于第一位置13并旋转时，一个或多个倾转可调旋翼10中的至少一个的至少一部分与一个或多个机翼20中的至少一个重叠(例如，在其顶部上方延伸)。
在一些示例中，一个或多个倾转可调旋翼10包括一个或多个内部旋翼11和一个或多个外部旋翼12。例如，如图1所示，一个或多个倾转可调旋翼10任选地包括四个旋翼，即两个内部旋翼和两个外部旋翼。然而，在其他示例中，一个或多个倾转可调旋翼10包括多于或少于四个旋翼。作为一个这样的示例，一个或多个倾转可调旋翼10包括两个旋翼，在机身26的每一侧上存在一个旋翼。在又一个这样的示例中，一个或多个倾转可调旋翼10包括六个旋翼，在机身26的每一侧上存在三个旋翼。在又一些此类示例中，一个或多个倾转可调旋翼10包括八个旋翼，在机身26的每一侧上存在四个旋翼。
当包括时，一个或多个外部旋翼12比一个或多个内部旋翼11更远离飞机5的中心纵向轴线定位。因此，当包括机身26时，一个或多个外部旋翼12比一个或多个内部旋翼11更远离机身26定位。在一些示例中，一个或多个内部旋翼11和一个或多个外部旋翼12在彼此的前方和后方交错。作为一个这样的示例，一个或多个外部旋翼12定位在一个或多个内部旋翼11的后方，比一个或多个内部旋翼11更靠近飞机5的后部38。
使旋翼8交错可减小被配置为支撑旋翼8的一个或多个支撑元件28的长度，同时还可使旋翼8远离一个或多个机翼20。一个或多个机翼20可以是锥形的，以提高结构效率。
一个或多个固定倾转旋翼16定位在一个或多个倾转可调旋翼10的后方。具体地，一个或多个固定倾转旋翼16定位在一个或多个机翼20中的至少一个的后方(比一个或多个机翼20中的至少一个更靠近飞机5的后部38)。如上所述，一个或多个固定倾转旋翼16不倾转(它们的倾转角是固定的)。更具体地说，它们不会相对于飞机5的俯仰倾转。也就是说，一个或多个固定倾转旋翼16的旋转轴线未被配置为相对于飞机5的俯仰倾转。
作为一个示例，一个或多个固定倾转旋翼16固定在其中一个或多个固定倾转旋翼的旋转轴线正交于飞机5的俯仰的水平位置。在水平位置中，旋翼8在与重力反向平行的方向上面朝上。因此，当飞机垂直向上(相对于重力)飞行时，一个或多个固定倾转旋翼16在它们产生推力的方向(与重力反向平行)上面朝上。在一些示例中，一个或多个固定倾转旋翼16被固定在第一位置13中，使得当一个或多个倾转可调旋翼10处于第一位置13中时，一个或多个固定倾转旋翼16平行于一个或多个倾转可调旋翼10。
在一些示例中，一个或多个固定倾转旋翼16包括一个或多个前固定倾转旋翼17和一个或多个后固定倾转旋翼18。在被包括时，一个或多个前固定倾转旋翼17被定位在一个或多个后固定倾转旋翼18的前方。
在一些示例中，并且如图1所示，一个或多个固定倾转旋翼16被布置成行。具体地，一个或多个固定倾转旋翼16可在一个或多个机翼20中的至少一个的后方布置成一行或多行。尽管在图1至图3中仅示出了两行(一个或多个前固定倾转旋翼17和一个或多个后固定倾转旋翼18)，但在其他示例中，飞机5包括一个或多个固定倾转旋翼16的附加行。
在一些示例中，诸如图3和图4所示的示例，一个或多个固定倾转旋翼16包括八个旋翼，即一个或多个前固定倾转旋翼17中具有四个旋翼，以及一个或多个后固定倾转旋翼18中具有四个旋翼。然而，在其他示例中，一个或多个固定倾转旋翼16包括多于或少于八个的旋翼和/或多于或少于两行的旋翼。作为一个这样的示例，一个或多个固定倾转旋翼16仅包括一个或多个前固定倾转旋翼17中的四个旋翼，并且不包括一个或多个后固定倾转旋翼18中的任一个(仅一行旋翼)。在另一个这样的示例中，一个或多个固定倾转旋翼16包括十二个旋翼，即一个或多个前固定倾转旋翼17中具有四个旋翼、一个或多个后固定倾转旋翼18中具有四个旋翼，以及定位在一个或多个后固定倾转旋翼18后方从而形成另一行旋翼的附加四个旋翼(总共三行固定倾转旋翼)。在又一个这样的示例中，一个或多个固定倾转旋翼16包括一个或多个前固定倾转旋翼17中的六个，并且不包括一个或多个后固定倾转旋翼18中的任一个。
在一些示例中，飞机5在每行中包括相同数量的旋翼，包括具有一个或多个倾转可调旋翼10的前行。换句话说，一个或多个倾转可调旋翼10包括的旋翼的数量与一个或多个固定倾转旋翼16的单行中包括的固定倾转旋翼的数量相同。因此，在此类示例中，当一个或多个固定倾转旋翼16(一个或多个前固定倾转旋翼17或一个或多个后固定倾转旋翼18)的仅一行被包括在飞机5中时，飞机5包括与一个或多个固定倾转旋翼16相同数量的一个或多个倾转可调旋翼10。然而，在其他示例中，飞机在旋翼8的每行中包括不同数量的旋翼。
一个或多个机翼20是不倾转的固定机翼。因此，当包括机身26时，一个或多个机翼20固定地联接到机身26，并且因此不相对于机身26倾转。在一些示例中，一个或多个机翼20在靠近机身26的顶部(相对于由一个或多个固定倾转旋翼16生成的推力的方向)联接到机身26。具体地，在此类示例中，一个或多个机翼20在机身26的顶部附近联接到机身26以容纳门27，并允许乘客、货物和机组人员经由门27无阻碍地进入机身26。因此，在一些此类示例中，门27定位在一个或多个机翼20的下方。然而，在其他示例中，门27和一个或多个机翼20在其他相对位置处联接到机身26。作为一个这样的示例，一个或多个机翼20在机身26的顶部和底部之间(例如，在机身26的中部附近)联接到机身26，并且门27被包括在一个或多个机翼20的旁边(后方和/或前方)。
在一些示例中，一个或多个机翼20包括单对机翼，即在飞机5的右侧上的一个机翼和在飞机5的左侧上的一个机翼。然而，在其他示例中，诸如图3和图4所示的示例，一个或多个机翼20包括前机翼组22和后机翼组24。在又一些示例中，一个或多个机翼20包括附加的机翼组(即，多于两个的机翼组)。后机翼组24定位在前机翼组22后方，更靠近飞机5的后部38。
在一些示例中，一个或多个固定倾转旋翼16中的至少一个定位在前机翼组22和后机翼组24之间。例如，如图3和图4所示，一个或多个前固定倾转旋翼17中的四个定位在前机翼组22和后机翼组24之间。附加地或另选地，一个或多个固定倾转旋翼16中的至少一个定位在后机翼组24的后方。例如，如图3和图4所示，一个或多个后固定倾转旋翼18中的四个定位在后机翼组24的后方。
在一些示例中，门27被包括在前机翼组22和后机翼组24之间。在其他示例中，门27的至少一部分被包括在前机翼组22下方，如图1的示例中示意性和任选地示出。
在一些示例中，飞机5包括尾部34。在一些此类示例中，例如图3和4所示的示例，尾部34不直接联接到机身26，而是与机身26间隔开(例如，在其后方)。在一些此类示例中，尾部34经由一个或多个机械连接件(诸如经由一个或多个支撑元件28)联接到机身26。
然而，在其他示例中，飞机5不包括尾部34。如上所述，因为可调整(例如倾转)一个或多个倾转可调旋翼10以完成偏航控制，所以在一些示例中，可从飞机5中省略尾部和伴随的方向舵。这样，在省略尾部34的示例中，实现了成本、复杂性、重量(以及因此的燃料消耗)的降低。
在一些示例中，一个或多个机翼20和/或任选的尾部34中的至少一者包括一个或多个飞行控制表面25。当包括时，一个或多个飞行控制表面25被配置为调整飞机5的取向(例如，偏航、俯仰和/或滚转)。作为一个示例，一个或多个飞行控制表面25包括被配置为调整飞机5的滚转的副翼。作为另一个示例，一个或多个飞行控制表面25另外地或可另选地包括被配置为调整飞机5的偏航的方向舵。在又一个示例中，一个或多个飞行控制表面25另外地或可另选地包括被配置为调整飞机5的俯仰的升降舵。在又一个示例中，一个或多个机翼20另外地或可另选地包括被配置为增加一个或多个机翼的升力的襟翼和/或被配置为减小一个或多个机翼20的升力的扰流板。
在一些示例中，飞机5包括被配置为支撑旋翼8中的至少一者的一个或多个支撑元件28。具体地，一个或多个支撑元件28被配置为将旋翼8固定到一个或多个机翼20。因此，当被包括时，一个或多个支撑元件被联接到一个或多个机翼20中的至少一个和旋翼8中的至少一个，以将旋翼8中的至少一个固定到一个或多个机翼20中的至少一个。
一个或多个支撑元件28包括吊杆、纵梁、横梁或其他机械支撑结构中的一者或多者，其足够坚固以支撑旋翼8及其相关联的致动器(例如，马达、倾转机构等)的重量。因此，在此类示例中，不是直接联接到一个或多个机翼20，而是旋翼8联接到一个或多个支撑元件28，该支撑元件继而联接到一个或多个机翼20。在旋翼8联接到一个或多个支撑元件28的示例中，一个或多个倾转可调旋翼10被配置为相对于一个或多个支撑元件28选择性地倾转。另外，一个或多个固定倾转旋翼16相对于一个或多个支撑元件28固定，并且未被配置为相对于一个或多个支撑元件28倾转。
在一些示例中，一个或多个支撑元件28沿着飞机5在长度方向上延伸，基本上平行于纵向轴线376并且基本上正交于一个或多个机翼20。也就是说，一个或多个支撑元件28相对于飞机5从前到后延伸。由于这种纵向取向，在一些此类示例中，一个或多个支撑元件28仅被配置为支撑旋翼8的每行中的一个旋翼8。因此，在一些此类示例中，一个或多个支撑元件28的数量等于旋翼8的每行中的旋翼的数量。在图3和图4中示出了一个这样的示例，其中飞机5在每行中包括四个旋翼8，并且因此包括一个或多个支撑元件28中的四个。另外，因为图3和图4所示的示例包括三行旋翼8，一个或多个支撑元件28中的每一个支撑三个旋翼8：一个或多个倾转可调旋翼10中的一个、一个或多个前固定倾转旋翼17中的一个，以及一个或多个后固定倾转旋翼18中的一个。
在一些示例中，一个或多个支撑元件28被交联和/或以其他方式互连以提供增加的机械稳定性。在又一些示例中，一个或多个支撑元件28被分叉以支撑旋翼8的给定行中的多于一个旋翼。例如，一个或多个支撑元件28中的一个或多个包括两叉的叉形前端，该前端被配置为支撑一个或多个倾转可调旋翼10中的两个。
在一些示例中，诸如图3和图4中所示的示例，一个或多个支撑元件28跨越前机翼组22和后机翼组24之间的距离，并且沿着纵向轴线376(即，沿着飞机5的长度)延伸超过前机翼组22和后机翼组24。具体地，在一些此类示例中，一个或多个支撑元件28在前机翼组22的前方延伸并且在该最前部分中联接到一个或多个倾转可调旋翼10，并且在后机翼组24的后方延伸并且在该最后部分中联接到一个或多个后固定倾转旋翼18。
在一些示例中，一个或多个支撑元件28联接到前机翼组22和后机翼组24两者。然而，在其他示例中，一个或多个支撑元件28仅联接到前机翼组22或后机翼组24中的一者。在一些此类示例中，一个或多个倾转可调旋翼10联接到一个或多个支撑元件28的前端，并且一个或多个固定倾转旋翼16联接到一个或多个机翼20中的至少一个后方的一个或多个支撑元件28。具体地，当一个或多个固定倾转旋翼16包括多于一行的旋翼时(如图3和图4的示例所示)，一个或多个前固定倾转旋翼17联接到前机翼组22和后机翼组24之间的一个或多个支撑元件28，并且一个或多个后固定倾转旋翼18联接到后机翼组24后方的一个或多个支撑元件28。
在一些示例中，一个或多个支撑元件28与机身26间隔开。也就是说，在此类示例中，一个或多个支撑元件28与机身26分离一定间隙并且不直接物理接触机身26。
在一些示例中，一个或多个支撑元件28包括一个或多个内部支撑元件30和一个或多个外部支撑元件32。当被包括时，一个或多个内部支撑元件30比一个或多个外部支撑元件32更靠近机身26定位。仅作为一个这样的示例，诸如图3和图4所示的示例，一个或多个支撑元件28包括一个或多个内部支撑元件30中的两个(在机身26的每侧上存在一个)以及一个或多个外部支撑元件32中的两个(在机身26的每侧上存在一个)。然而，在其他示例中，飞机5包括不同数量的一个或多个内部支撑元件30和一个或多个外部支撑元件32。
在一些示例中，一个或多个支撑元件28中的至少一个联接到尾部34以向尾部34提供机械支撑。在一个这样的示例中，诸如在图3和图4所示的示例中，一个或多个内部支撑元件30联接到尾部34以至少部分地保持和支撑尾部34(例如，将尾部34联接到机身26)。因此，尾部34经由一个或多个支撑元件28至少部分地联接到机身26。
支撑元件28向机架19提供了增加的刚度，因为它们与机翼20和旋翼8两者相连。也就是说，支撑元件28向机翼20和旋翼8两者提供机械支撑。在包括前机翼组22和后机翼组24两者的示例中，支撑元件28通过联接到前机翼组22和后机翼组24两者来向机架19提供增加的刚度。
在一些示例中，飞机5另外包括一个或多个电源33，其被配置为将电力供应给飞机5的各种致动器，诸如使旋翼8旋转以产生推力的电动马达。因此，一个或多个电源33在本文中可被称为“旋翼电源33”。附加地或另选地，一个或多个电源33被配置为向使一个或多个倾转可调旋翼10倾转的倾转机构和/或调整一个或多个飞行控制表面25的飞行控制致动器供应电力。在一些示例中，电源33包括电池，诸如可再充电(例如，锂离子)电池。在电源33仅包括电池的一些此类示例中，飞机5是全电动飞机。然而，在其他示例中，电源33附加地包括液体燃料(例如，基于石油的喷气燃料)。在此类示例中，飞机5是由电池和燃料两者供电的混合电动飞机5。
在一些示例中，一个或多个电源33定位在一个或多个机翼20和/或机身26的外部，并且联接到一个或多个机翼20。具体地，在一些此类示例中，一个或多个电源33联接到一个或多个支撑元件28，如上所述，该支撑元件继而联接到一个或多个机翼20。在一些此类示例中，一个或多个电源33在一个或多个支撑元件28和一个或多个机翼20下方(相对于一个或多个固定倾转旋翼16的推力方向)联接到一个或多个支撑元件28的底部，和/或在支撑元件28内。在一些此类示例中，如图3和图4的示例所示，一个或多个电源33附加地或另选地仅联接到一个或多个内部支撑元件30，并且不联接到一个或多个外部支撑元件32。然而，在其他示例中，一个或多个电源33联接到所有的一个或多个支撑元件28。
在一些示例中，一个或多个电源33仅联接到一个或多个机翼20，并且不直接联接到或被包括在机身26内。因此，在此类示例中，一个或多个电源33远离机身26定位且仅经由到一个或多个机翼20的联接而间接地联接到机身26。然而，在其他示例中，一个或多个电源33被包括在机身26的外部(例如，远离机身26联接到一个或多个机翼20)和机身26的内部。
通过在机身26外部包括一个或多个电源33中的至少一个(并且具体地在一个或多个机翼20和/或一个或多个支撑元件28下面)，实现了冷却效率和一个或多个电源33的可及性的增加。具体地，通过将一个或多个电源33定位在机身26外部以及在一个或多个机翼20下方，一个或多个电源33更多地暴露于环境空气中，并且因此与包括在机身内的电源相比被环境空气冷却至更大的程度。在一些示例中，环境空气本身足以为一个或多个电源33提供期望的冷却水平，从而消除了对冷却风扇或其他主动冷却机构的需要。因此，通过将一个或多个电源33定位在机身26的外部，减小了飞机5的成本和复杂性。
此外，通过将一个或多个电源33定位在一个或多个机翼20下方，并且具体地在一个或多个支撑元件28下方，地面人员更容易接近一个或多个电源33。因此，与在机身26内包括电池的其他飞机相比，地面人员可更轻松、更快速地对一个或多个电源33进行更换、再充电和/或再加燃料。
在又一些示例中，一个或多个电源33被配置为选择性地重新定位在前方和后方(沿纵向轴线376)。具体地，一个或多个电源33被配置为相对于一个或多个支撑元件28和/或一个或多个机翼20选择性地重新定位在前方和后方。在一些示例中，一个或多个电源33被选择性地重新定位在前方或后方以调整飞机5的重心。
为了执行重新定位，飞机5包括一个或多个电源重新定位致动器(例如，机械、液压、气动和/或电子致动器)，在一些示例中，其被(直接由用户)手动或以电子方式(由控制器)控制以重新定位一个或多个电源33。在又一些示例中，飞机5不包括用于一个或多个电源33的任何重新定位致动器，并且一个或多个电源33由用户在没有任何致动器的辅助下用手进行重新定位。在一些示例中，响应于用户输入而执行重新定位。然而，在其他示例中，根据一种或多种控制方案(例如，反馈回路)自主地执行重新定位。作为一个这样的示例，控制器可基于起飞重量、飞机重心、燃料消耗、乘客分布等中的一者或多者来调整一个或多个电源33的位置。
因此，通过包括可重新定位的电源来增加飞机5的空气动力学稳定性。也就是说，通过将一个或多个电源配置为选择性地重新定位在前方或后方，飞机可比包括固定位置电源的其他飞机更有效地进行平衡，从而确保更安全、更平稳的行驶。
在一些示例中，飞机5另外包括控制器40，该控制器被编程为控制飞机5的各种致动器(例如，为旋翼8提供动力的电动马达，使一个或多个倾转可调旋翼10倾转的倾转机构，调整一个或多个飞行控制面25的致动器，重新定位一个或多个电源33的致动器等)。当包括时，控制器40包括存储器单元44和处理单元42。存储器单元44存储计算机可读指令(软件)，并且处理单元42执行所存储的计算机可读指令以响应于各种输入而执行各种计算功能，诸如以响应于悬停和巡航之间的期望变化而选择性地使一个或多个倾转可调旋翼10倾转。
当被包括时，在一些示例中，存储器单元44包括非易失性(在此也称为“非暂时性”)存储器46(例如，ROM、PROM和EPROM)和/或易失性(在此也称为“暂时性”)存储器45(例如，RAM、SRAM和DRAM)。处理单元42包括集成电路，该集成电路包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、微控制器、可编程阵列逻辑(PAL)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)中的一者或多者。
如将在下面更详细地描述的，控制器40被编程为执行各种方法，诸如图5中示意性表示的方法。具体地，控制器40被编程为进行以下中的一项或多项：选择性地使一个或多个倾转可调旋翼10倾转；选择性地调整由一个或多个旋翼8生成的推力；以及选择性地重新定位一个或多个电源33。
图2示意性地示出了被包括在飞机5的示例性电气系统205中的控制器40。具体地，图2示出了一个或多个电源33和控制器40如何电联接到飞机5的各种致动器(例如，旋翼8的倾转机构)中的一些以控制致动器的操作的示例。
如图2所示，电气系统205是可以被包括在飞机5中的电气系统的示例。部件之间的电连接以虚线示出，并且部件之间的机械连接以实线示出。电气系统205包括一个或多个电源33、控制器40以及由控制器40控制的各种致动器。在图2的示例中，仅示出了被配置为使一个或多个倾转可调旋翼10倾转的倾转机构202，被配置为对旋翼8提供动力(例如，使其旋转)以产生推力的马达204，以及被配置为重新定位一个或多个电源33的重新定位机构206。然而，在其他示例中，电气系统205包括附加致动器(例如，用于调整一个或多个飞行控制表面25的致动器)。
倾转机构202被配置为选择性地使一个或多个倾转可调旋翼10中的至少一个倾转。如上所述，在一些示例中，电气系统205包括多个倾转机构。例如，电气系统205包括用于一个或多个倾转可调旋翼10中的每一个的一个倾转机构202，使得一个或多个倾转可调旋翼10中的每一个都有其自身的专用倾转机构202。因此，倾转机构202被配置为响应于从控制器40接收的命令信号而使一个或多个倾转可调旋翼10中的至少一个在第一位置13和第二位置14之间倾转。倾转机构202包括被配置为由控制器40以电子方式控制的机电、气动和液压倾转致动器中的一者或多者。作为示例，倾转机构202可包括齿圈-小齿轮、活塞-钟形曲柄、滚珠-丝杠、谐波驱动、多连杆几何形状和/或谐波驱动齿轮箱中的一者或多者。
如图2所示，在一些示例中，倾转机构202被配置为使马达204和一个或多个倾转可调旋翼10中的一个旋翼都倾转。也就是说，马达204和一个或多个倾转可调旋翼10中的一个旋翼都一起倾转，其中马达204被配置为旋转。然而，在其他示例中，如图2中的点划线所示，倾转机构202被配置为仅使一个或多个倾转可调旋翼10中的一个倾转并且不被配置为使马达204倾转。
马达204被配置为选择性地使旋翼8中的至少一个围绕旋转轴线(R-R)旋转(例如，为其提供动力)以产生推力。如上所述，在一些示例中，电气系统205包括多个马达。例如，电气系统205包括用于旋翼8中的每一个的一个马达204，使得旋翼8中的每一个具有其自身的专用马达204。然而，在其他示例中，单个马达204配置为对多个旋翼8中的一个提供动力。
重新定位机构206被配置为选择性地重新定位一个或多个电源33以调整飞机5的重心。在一些示例中，重新定位机构206包括线性致动器或被配置为使一个或多个电源33沿着单个轴线(例如，纵向轴线376)来回移动的其他致动器。重新定位机构206包括被配置为由控制器40以电子方式控制的机电、气动和/或液压线性致动器中的一者或多者。作为一个示例，重新定位机构206包括滚珠-丝杠。作为另一个示例，重新定位机构206包括环和滑轮系统。
控制器40与一个或多个电源33、倾转机构202、马达204和重新定位机构206进行电通信(例如，有线和/或无线通信)。部件之间的电连接在图2中以虚线示出。控制器40从一个或多个电源33接收电力，并且根据控制方案将由一个或多个电源33提供的电力分配给倾转机构202、马达204和重新定位机构206。具体地，以下在图5中描述的方法描述了示例性控制方案，控制器40可使用该示例性控制方案来调节供应给倾转机构202、马达204和定位机构206中的一者或多者的电力的量。
更一般地，控制器40将命令信号(例如，数字信号)发送到倾转机构202、马达204和重新定位机构206中的一者或多者以调整其操作。如上所述，控制器40被编程为基于接收到的输入执行各种动作(例如，控制上述致动器)。具体地，控制器40包括存储在非暂时性存储器46中的计算机可读指令，其中计算机可读指令包括用于基于接收到的输入来控制倾转机构202、马达204和重新定位机构206中的一者或多者的指令。处理单元42被配置为执行所存储的计算机可读指令以控制倾转机构202、马达204和重新定位机构206中的一者或多者的操作。
图3和图4示出了飞机5的示意性、非排他性示例。在适当的情况下，图1和图2的示意图中的附图标记用于表示图3和图4的示例的相应部分；然而，图3和图4的飞机5的示例是非排他性的并且不将飞机5限于图3和图4的所示示例。也就是说，飞机5不限于图3和图4的具体示例，并且飞机5可合并在图1和2的示意图和/或图3和图4的示例及其变体中示出和参考其讨论的飞机5的任何数量的各种示例、配置、特性、属性等，而无需包含所有此类示例、配置、特性、属性等。为了简洁起见，相对于图3和图4的示例，不再讨论、示出和/或标记每个先前讨论的部件、零件、部分、示例、区域等或其变型；然而，在本公开的范围内，先前讨论的特征、变型等可与图3和图4的示例一起使用。
图3和图4示出了飞机的等距侧视图，其是处于不同飞行配置的飞机5的示例。具体而言，图3示出了处于被配置用于垂直飞行的示例性悬停模式350的示例性飞机305，并且图4示出了处于被配置用于水平飞行的示例性巡航模式450的示例性飞机305。图3和图4示出了在两种模式下如何操作旋翼8的示例，并且具体地示出了如何在两种模式下使一个或多个倾转可调旋翼10不同地倾转的示例。
如图3所示，示例性飞机305是处于示例性悬停模式350的飞机5的示例。在图3所示的示例性悬停模式350中，一个或多个倾转可调旋翼10倾转到第一位置13以在垂直方向上产生推力。此外，在图3的示例中，第一位置13是其中一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线(R-R)正交于示例性飞机305的俯仰的水平位置。还定位一个或多个固定倾转旋翼16，使得它们的旋转轴线正交于示例性飞机305的俯仰。因此，所有旋翼8在图3中是平行的。
因为示例性飞机305在图3和4中的俯仰大约为零(示例性飞机305的纵向轴线基本上平行于纵向轴线376)，所以一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线(R-R)正交于纵向轴线376并平行于垂直轴线372(并且因此平行于重力)。如上所述，飞机的俯仰是指飞机的纵向轴线(例如，示例性飞机305的前部36)与纵向轴线376之间的角度。因此，俯仰的变化是指飞机5围绕横向轴线374相对于纵向轴线376的旋转。
轴线系统370在图3和4中示出以供参考。这三个轴线彼此正交。垂直轴线372与重力反向平行，并且横向轴线374和纵向轴线376限定正交于重力并且平行于水平地面的平面(例如，地平线)。围绕横向轴线374的旋转称为俯仰，并且围绕纵向轴线的旋转称为滚转。围绕垂直轴线372的旋转被称为偏航。在图3和图4中，飞机5基本上平行于地平线并且因此具有大约为零的俯仰和为零的滚转。
在图3所示的示例性悬停模式350中，所有旋翼8都被通电以产生推力。因为旋翼8都被取向成其旋转轴线平行于重力，并且因为旋翼8面朝上(与重力反向平行)，所以旋翼8在与重力反向平行的正垂直方向上产生推力。因此，在图3的示例性悬停模式350中，示例性飞机305被配置用于垂直飞行，并且通过调整旋翼8的速度(以及从而调整由其产生的推力的量)来控制示例性飞机305在垂直方向上的速度。
在图3和图4的示例中，飞机5任选地包括三行，每行有四个旋翼。因此，示例性飞机305包括一个或多个倾转可调旋翼10中的四个、一个或多个前固定倾转旋翼17中的四个，以及一个或多个后固定倾转旋翼18中的四个。另外，示例性飞机305包括被配置为将示例性飞机305支撑在地面上的一个或多个轮308。在一些示例中，机身26还包括被配置为向机组人员提供外部环境的视野的驾驶舱挡风玻璃306。
如图4所示，示例性飞机305被示为处于示例性巡航模式450。在图4所示的示例性巡航模式450中，一个或多个倾转可调旋翼10倾转到第二位置14以在水平方向上产生推力。在图4的示例中，第二位置14是其中一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线(R-R)平行于示例性飞机305的俯仰的垂直位置。一个或多个固定倾转旋翼16保持在图3的固定位置，使得它们的旋转轴线正交于在巡航模式450下示例性飞机305的俯仰。因此，一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线正交于图4中的一个或多个固定倾转旋翼16的旋转轴线。
因为示例性飞机305在图3和4中的俯仰大约为零(示例性飞机305的纵向轴线基本上平行于纵向轴线376)，所以一个或多个倾转可调旋翼10的旋转轴线(R-R)平行于纵向轴线376并且正交于垂直轴线372(并且因此正交于重力)。此外，在图4所示的示例性巡航模式450中，仅一个或多个倾转可调旋翼10被通电以产生推力。一个或多个固定倾转旋翼16被断电。
因此，由于一个或多个倾转可调旋翼10被取向成其旋转轴线正交于重力，并且由于一个或多个倾转可调旋翼10面向前方，所以一个或多个倾转可调旋翼10在向前方向(正纵向方向)上产生推力。因此，在图4的示例性巡航模式450中，示例性飞机305被配置用于水平飞行，并且通过调整一个或多个倾转可调旋翼10的速度(以及从而调整由其产生的推力的量)来控制示例性飞机305在水平方向上的速度。
图5示意性地提供了表示根据本公开的方法的示意性、非排他性示例的流程图。在图5中，一些步骤以虚线框示出，从而指示这些步骤可以是任选的或可对应于根据本公开的方法的任选版本。也就是说，并非要求根据本公开的所有方法包括以实线框示出的步骤。如根据本文的讨论所理解的，图5所示的方法和步骤不是限制性的，并且其他方法和步骤在本公开的范围内，包括具有多于或少于所示数量的步骤的方法。
在一些示例中，如上所述的控制器40被编程为执行图5所示的方法和步骤中的一者或多者。具体地，用于执行图5中描述的各种步骤和/或方法的指令作为计算机可读指令存储在控制器40的非暂时性存储器46中。控制器40的处理单元42被配置为执行计算机可读指令以执行图5中描述的一个或多个步骤和方法。
如图5所示，方法500包括在502处以悬停模式操作，在520处以巡航模式操作，以及在510处在悬停模式和巡航模式之间转变。方法500可被描述为操作飞机的方法、增强飞机的操作的方法和/或改善飞机的操作的方法。
在一个示例中，VTOL飞机(例如，飞机5)在起飞和着陆期间以悬停模式操作。因此，在悬停模式下，VTOL飞机被配置为垂直飞行，而不是水平飞行。这样，在502处以悬停模式操作任选地包括以下中的一项或多项：在504处将一个或多个倾转可调旋翼(例如，一个或多个倾转可调旋翼10)倾转到水平位置，在506处将所有旋翼(例如，旋翼8)通电，以及在508处仅在垂直方向(与重力反向平行)上提供推力。如上所述，水平位置是其中旋翼的旋转轴线与重力反向平行的位置。然而，在其他示例中，将旋翼调整到相对于重力成一定角度的位置，并且从而在垂直方向和水平方向上都生成升力(不与重力反向平行)。
在502处以悬停模式操作可响应于经由用户输入机构(例如，操纵杆、油门、触摸屏、按钮等)的用户输入而进行，和/或可响应于可由用户激活的启动序列(例如，按压启动按钮)而被自动化(例如，巡航控制)。
然而，在一些示例中，并非所有的旋翼在502处以悬停模式操作时都被通电。在一些此类示例中，只有一些旋翼被通电以节省能量和/或减小飞机的垂直速度。作为一个这样的示例，一个或多个倾转可调旋翼中的至少一个在悬停模式下被断电。
在其他示例中，在502处以悬停模式操作另外包括通过调整供应给旋翼的马达(例如，马达204)的电力的量来调整由旋翼生成的垂直推力的量。具体的，可调整供应给旋翼的电力以调整飞机的垂直速度。在其他示例中，在502处以悬停模式操作包括向所有旋翼提供最大电力和/或向所有的一个或多个固定位置旋翼提供最大电力。
在进一步的示例中，在502处以悬停模式操作另外或另选地包括在509处重新定位一个或多个电源(例如，一个或多个电源33)以调整飞机的重心。具体地，可在起飞之前重新定位一个或多个电源以调整飞机的重心。然而，在其他示例中，重新定位是在起飞后的飞行中执行的。在一些示例中，重新定位包括相对于以下中的一者或多者向前或向后(纵向)移动一个或多个电源：一个或多个机翼(例如，一个或多个机翼20)、一个或多个支撑元件(例如，一个或多个支撑元件28)和机身(例如，机身26)。通过经由重新定位电源来调整飞机的重心，实现了提高飞机稳定性和能效的技术效果。
在一个示例中，当水平飞行时(不是在起飞和降落期间)，VTOL飞机(例如，图1至图4中描述的飞机5)以巡航模式操作。这样，在520处以巡航模式操作任选地包括以下中的一项或多项：在522处将一个或多个倾转可调旋翼倾转到垂直位置，在524处切断到一个或多个固定倾转旋翼(例如，一个或多个固定倾转旋翼16)的电力，以及在526处仅在水平方向(正交于重力)上提供推力。如上所述，垂直位置是其中倾转可调旋翼的旋转轴线正交于重力且平行于地平线的位置。然而，在其他示例中，在520处以巡航模式操作包括将倾转可调旋翼调整到相对于地平线成微小角度(不正交于重力)的位置。以此方式，在一些示例中，在巡航模式期间在水平方向和垂直方向上都提供推力。
此外，在一些示例中，在524处切断到一个或多个固定倾转旋翼的电力包括停止电力流向马达，该马达为一个或多个固定倾转旋翼提供动力/使其旋转。因此，在切断到固定倾转旋翼的电力的示例中，一个或多个固定倾转旋翼停止旋转并在巡航模式期间停止。然而，在其他示例中，当在520处以巡航模式操作时，仅一个或多个固定倾转旋翼中的一些被断电。在又一些示例中，当以巡航模式520操作时，供应给一个或多个固定倾转旋翼的电力减小，但并未完全切断。因此，由一个或多个固定倾转旋翼生成的推力在巡航模式中减小，并且在一些示例中，一个或多个固定倾转旋翼被断电，使得它们不产生任何推力。然而，在其他示例中，一个或多个固定倾转旋翼中的至少一个在巡航模式期间通电以在垂直方向上生成升力。
在一些示例中，在520处以巡航模式操作另外或另选地包括在528处使倾转可调旋翼中的至少一个不同地倾转以调整飞机的偏航。具体地，通过独立地选择性地使仅在飞机的一侧上的倾转可调旋翼中的至少一个远离垂直位置向水平位置倾转，调整飞机的偏航。
在520处以巡航模式操作可响应于经由用户输入机构(例如，操纵杆、油门、触摸屏、按钮等)的用户输入而进行，和/或可响应于达到一个或多个阈值参数(例如，阈值高度)和/或响应于由用户激活的巡航序列(例如，用户按压巡航按钮)而被自动化(例如，巡航控制)。
在510处在悬停模式和巡航模式之间转变包括在512处使一个或多个倾转可调旋翼倾转和/或调整一个或多个固定倾转旋翼的推力。如上所述，在一些示例中，一个或多个倾转可调旋翼定位在一个或多个机翼的前方，并且一个或多个固定倾转旋翼定位在一个或多个机翼中的至少一个的后方。因此，在此类示例中，使一个或多个倾转可调旋翼倾转包括仅使定位在一个或多个机翼前方的旋翼倾转，以及保持定位在一个或多个机翼后方的固定倾转旋翼的固定倾转角(即不倾转)。
通过仅使一个或多个倾转可调旋翼倾转，相对于使所有旋翼倾转的系统实现了减小使一个或多个倾转可调旋翼倾转所需的总力的技术效果。因此，仅使一个或多个倾转可调旋翼倾转实现了在悬停和巡航模式之间的更容易、轻松的转变，从而减小能耗。
在一些示例中，当在510处在悬停模式和巡航模式之间转变时，所有的一个或多个倾转可调旋翼同时和/或倾转到相同的角度。在一些此类示例中，一个或多个倾转可调旋翼以基本上相同的速率倾转。然而，在其他示例中，一个或多个倾转可调旋翼以不同的速率倾转。在又一些示例中，当在510处在巡航模式和悬停模式之间转变时，一个或多个倾转可调旋翼在不同时间倾转和/或倾转到不同的角度。也就是说，当在510处在悬停模式和巡航模式之间转变时，一个或多个倾转可调旋翼被不同地倾转。
在一些示例中，基于一个或多个飞机工况(例如，风速、飞机速度和/或飞机加速度)来调整一个或多个倾转可调旋翼进行倾转的速率。此外，在示例中，在一个或多个倾转可调旋翼在两种模式之间转变时未同时倾转的情况下，可基于一个或多个飞机工况(例如，飞机俯仰、飞机高度、机翼速度、风向等)来调整不同旋翼的倾转的顺序(即不同旋翼的倾转之间的延迟)。也就是说，在一些此类示例中，以下中的一项或多项：一个或多个倾转可调旋翼中的一些旋翼在其他旋翼之前倾转，一个或多个倾转可调旋翼中的一些旋翼仅部分倾转，而其他倾转可调旋翼完全倾转到另一个正交位置等。
在悬停模式和巡航模式之间转变任选地包括以下中的一项或多项：在514处转变到巡航模式，以及在515处转变到悬停模式。在514处转变到巡航模式包括使一个或多个倾转可调旋翼朝向垂直位置(即，远离水平位置)倾转。因此，方法500在516处包括使一个或多个倾转可调旋翼的旋转轴线朝向飞机的俯仰(远离一个或多个固定倾转旋翼的旋转轴线)倾转。相反，当在515处转变到悬停模式时，方法500包括使一个或多个倾转可调旋翼朝向水平位置(即，远离垂直位置)倾转。因此，方法500在518处包括使一个或多个倾转可调旋翼的旋转轴线朝向一个或多个固定倾转旋翼的旋转轴线并且远离飞机的俯仰倾转。
在514处转变到巡航模式任选地包括在517处减小供应给一个或多个固定倾转旋翼的电力。在517处减小供应给一个或多个固定倾转旋翼的电力包括减小一个或多个固定倾转旋翼的马达的电力以减小一个或多个固定倾转旋翼的速度，并且因此减小由一个或多个固定倾转旋翼生成的推力的量。在一些示例中，到一个或多个固定倾转旋翼的电力被均匀地减小。然而，在其他示例中，不同地减小电力，使得与其他旋翼相比，向一个或多个固定倾转旋翼中的一些旋翼供应了更少的电力，和/或电力更快地减小。此外，在一些示例中，可基于飞机工况来调整电力的减小速率和/或电力的减小量。
相反，在515处转变到悬停模式任选地包括在519处增加供应给一个或多个固定倾转旋翼的电力。在519处增加供应给一个或多个固定倾转旋翼的电力包括增加供应到一个或多个固定倾转旋翼的马达的电力以增加一个或多个固定倾转旋翼的速度，并且因此增加由一个或多个固定倾转旋翼生成的推力的量。在一些示例中，到一个或多个固定倾转旋翼的电力被均匀地增加。然而，在其他示例中，不同地增加电力，使得与其他旋翼相比，向一些旋翼供应了更多的电力，和/或电力更快地增加。此外，在一些示例中，可基于飞机工况来调整电力的增加速率和/或电力的增加量。
在一些示例中，在使倾转可调旋翼倾转(在转变到巡航模式时朝向垂直位置倾转，并且在转变到悬停模式时朝向水平位置倾转)时，保持供应给一个或多个固定倾转旋翼的电力，并且一旦倾转可调旋翼到达期望位置(在转变为巡航模式时到达垂直位置，或在转变为巡航模式时到达水平位置)时，才调整供应给固定倾转旋翼的电力。
因此，在一些示例中，在517处减小供应到一个或多个固定倾转旋翼的电力任选地包括：当一个或多个倾转可调旋翼朝向垂直位置倾转时保持电力，以及然后响应于一个或多个倾转可调旋翼到达垂直位置而切断到一个或多个固定倾转旋翼的电力。相反，在519处增加供应到一个或多个固定倾转旋翼的电力任选地包括：当一个或多个倾转可调旋翼朝向水平位置倾转时保持电力(例如，保持旋翼断电)，以及然后响应于一个或多个倾转可调旋翼到达水平位置而增加到一个或多个固定倾转旋翼的电力。
然而，在其他示例中，当一个或多个倾转可调旋翼在水平位置和垂直位置之间倾转时，调整到一个或多个固定倾转旋翼中的至少一个的电力。例如，在516处在使一个或多个倾转可调旋翼朝向垂直位置倾转的同时，减小到一个或多个固定倾转旋翼中的至少一个的电力。相反，在518处在使一个或多个倾转可调旋翼朝向水平位置倾转的同时，增加到一个或多个固定倾转旋翼中的至少一个的电力。
然而，在悬停模式和巡航模式之间的转变期间使一个或多个倾转可调旋翼倾转时，保持到一个或多个固定倾转旋翼中的一个或多个的某种水平的电力(即使其为减小的电力)提供了增加飞机在转变期间的稳定性的技术效果，从而实现更平滑的转变。具体地，使固定倾转旋翼旋转以及使倾转可调旋翼倾转提供了最小化在从悬停转变到巡航期间的俯仰波动的平衡力。具体地，在从悬停转变到巡航期间，使前行旋翼向下倾转会在飞机中产生机头向下的趋势。然而，在转变期间为固定倾转旋翼供电会产生相反的机头向上趋势。具体而言，使固定倾转旋翼旋转生成了朝向尾部对流的流场，从而引起强烈的机头向上趋势。因此，通过在使一个或多个倾转可调旋翼倾转的同时将一个或多个固定倾转旋翼通电，可更稳定地保持飞机的俯仰，由此减小飞机俯仰在转变期间的不必要波动。以此方式，与使其所有旋翼倾转的倾转旋翼飞机相比，本公开的飞机提供了从悬停到巡航的更平滑转变。
另外，与使其所有旋翼倾转的其他倾转旋翼飞机相比，在巡航模式中仅为一些旋翼(例如，一个或多个倾转可调旋翼)供电可节省能量。在其他倾转旋翼飞机中，在巡航期间使所有旋翼都倾转到垂直位置，并且因此在巡航期间为所有旋翼供电。但是，巡航可能需要比起飞更少的推力。通过在巡航模式中减小(例如，断电)到一个或多个固定位置旋翼的电力，本公开的飞机在巡航期间节省能量，同时仍然满足在这种巡航期间所需的较低推力需求。另外，通过在悬停模式中使一个或多个倾转可调旋翼倾转到水平位置并为所有旋翼(固定倾转旋翼和倾转可调旋翼)供电，一个或多个倾转可调旋翼在悬停期间不是寄生损失，因为它们可用于提供附加的垂直推力。这样，飞机在巡航模式下节省能量，同时在悬停期间增加飞机的最大垂直推力。因此，飞机在起飞期间的功能与其他倾转旋翼飞机一样，并且在巡航期间更加能量有效。
在一些示例中，在510处在悬停模式和巡航模式之间转变时，在使一个或多个倾转可调旋翼倾转的同时，保持(例如，未调整)到一个或多个倾转可调旋翼的电力。然而，在其他示例中，当在510处在悬停模式和巡航模式之间转变时，在使一个或多个倾转可调旋翼倾转的同时，调整到一个或多个倾转可调旋翼的电力。
另外，在510处在悬停模式和巡航模式之间转变包括保持一个或多个固定倾转旋翼的倾转角(例如，不倾转)，因为固定倾转旋翼是固定的并且未被配置为倾转。
如本文所使用的，控制器可以是被配置为执行本文所讨论的控制器的功能的任何合适的设备。例如，控制器可包括以下中的一个或多个：电子控制器、专用型控制器、专用控制器、个人计算机、专用计算机、显示设备、逻辑设备、存储器设备和/或具有非暂时性计算机可读介质的存储器设备，该计算机可读介质适合于存储用于实现根据本公开的系统和/或方法的示例的计算机可执行指令。
附加地或另选地，一个或多个计算机可包括或被配置为读取非暂时性计算机可读存储装置、或存储器、适于存储计算机可执行指令的介质、或软件，以用于实现根据本公开的方法或方法的步骤。此类介质的示例包括CD-ROM、磁盘、硬盘驱动器、闪存存储器等。如本文所用，具有计算机可执行指令的存储装置、或存储器、设备和介质以及根据本发明的计算机实现的方法和其他方法被视为在可根据美国法典第35篇第101条取得专利的主题的范围内。
在以下列举的段落中描述了根据本公开的本发明主题的示意性、非排他性示例：
A1.一种飞机，包括：
机架，所述机架包括一个或多个机翼；
一个或多个倾转可调旋翼，所述一个或多个倾转可调旋翼定位在所述一个或多个机翼的前方；以及
一个或多个固定倾转旋翼，所述一个或多个固定倾转旋翼定位在所述一个或多个机翼中的至少一个的后方。
A2.根据段落A1所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼的旋转轴线被配置为相对于所述飞机的俯仰选择性地倾转。
A3.根据段落A1和A2中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼被配置为选择性地在水平位置和垂直位置之间倾转，在所述水平位置中所述一个或多个倾转可调旋翼平行于所述飞机的俯仰，并且所述一个或多个倾转可调旋翼的旋转轴线正交于所述飞机的所述俯仰，并且在所述垂直位置中所述一个或多个倾转可调旋翼正交于所述飞机的所述俯仰，并且所述一个或多个倾转可调旋翼的所述旋转轴线平行于所述飞机的所述俯仰。
A3.1.根据段落A3所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼在巡航模式中被调整到所述垂直位置并且在悬停模式中被调整到所述水平位置。
A3.2.根据段落A3和A3.1中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼在所述水平位置面向上。
A3.3.根据段落A3-A3.2中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼被配置为选择性地倾转到所述水平位置和所述垂直位置之间的多个位置。
A4.根据段落A1-A3.3中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个固定倾转旋翼的旋转轴线相对于所述飞机的俯仰是固定的。
A5.根据段落A1-A4中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个机翼是相对于所述飞机的俯仰不旋转的固定机翼。
A6.根据段落A1-A5中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个机翼包括飞行控制表面，所述飞行控制表面被配置为选择性地进行调整以改变所述一个或多个机翼的翼型。
A7.根据段落A1-A6中任一项所述的飞机，还包括支撑元件，所述支撑元件联接到所述一个或多个倾转可调旋翼、所述一个或多个固定倾转旋翼和所述一个或多个机翼中的至少一个以便将所述一个或多个倾转可调旋翼和所述一个或多个固定倾转旋翼固定到所述机架。
A7.1.根据段落A7所述的飞机，其中所述支撑元件联接到所述一个或多个机翼，并且沿着所述飞机的长度延伸到所述一个或多个机翼的前方和后方。
A7.2.根据段落A7和A7.1中任一项所述的飞机，其中所述支撑元件是刚性的并且不倾转。
A7.3.根据段落A7-A7.2中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼被配置为选择性地相对于所述支撑元件倾转，并且其中所述一个或多个固定倾转旋翼相对于所述支撑元件固定并且未被配置为选择性地相对于所述支撑元件倾转。
A8.根据段落A1-A7.3中任一项所述的飞机，还包括电源，所述电源被配置为选择性地向所述一个或多个倾转可调旋翼和所述一个或多个固定倾转旋翼提供电力。
A8.1.根据段落A8所述的飞机，其中所述电源被配置为相对于所述一个或多个固定倾转旋翼独立地选择性地调整供应给所述一个或多个倾转可调旋翼的电力的量。
A8.2.根据段落A8和A8.1中任一项所述的飞机，其中所述电源被定位在所述一个或多个机翼中的一个的外部并且被联接到所述一个或多个机翼中的至少一个。
A8.3.根据段落A8-A8.2中任一项所述的飞机，当从属于段落A7-A7.3中的任一项时，其中所述电源联接到所述支撑元件。
A8.3.1根据段落A8.3所述的飞机，其中所述电源联接到所述支撑元件的底部，使得所述电源定位在所述一个或多个机翼的下方和所述支撑元件的下方。
A8.3.2.根据段落A8.3和A8.3.1中任一项所述的飞机，其中所述电源被配置为相对于所述支撑元件选择性地重新定位以调整所述飞机的重心。
A8.4.根据段落A8-A8.3.2中任一项所述的飞机，其中所述电源被配置为相对于所述一个或多个机翼选择性地重新定位以调整所述飞机的重心。
A8.4.1根据段落A8.4所述的飞机，其中所述电源被配置为相对于所述一个或多个机翼选择性地重新定位在前方和后方。
A8.5根据段落A8-A8.4.1中任一项所述的飞机，还包括电动马达，所述电动马达被配置为使所述一个或多个倾转可调旋翼和所述一个或多个固定倾转旋翼旋转，其中所述电源包括电池，所述电池被配置为向所述一个或多个倾转可调旋翼和所述一个或多个固定倾转旋翼的电动马达提供电力。
A9.根据段落A1-A8.5中任一项所述的飞机，还包括机身，其中所述机身被配置为承载机组人员、乘客和货物中的一者或多者。
A9.1根据段落A9所述的飞机，当从属于段落A7-A7.3和A8-A8.3.2中的任一项时，其中所述支撑元件定位在所述机身的外部或远离所述机身定位。
A9.2.根据段落A9所述的飞机，当从属于段落A8-A8.5中的任一项时，其中所述电源定位在所述机身的外部或远离所述机身定位。
A9.2.1.根据段落A9.2所述的飞机，其中所述电源定位在所述一个或多个机翼的外部。
A9.3根据段落A9-A9.2.1中任一项所述的飞机，其中所述机身包括门，所述门被配置为选择性地打开以供所述机组人员、所述乘客和所述货物中的一者或多者进出。
A9.3.1.根据段落A9.3所述的飞机，其中当所述飞机在水平地面上直立时，所述门相对于所述地面定位所述在一个或多个机翼的下方。
A10.根据段落A7-A7.3、A8.3-A8.3.2和A9.1-A9.3.1中任一项所述的飞机，还包括联接到所述支撑元件中的至少一个的尾部。
A11.根据段落A1-A10中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个机翼包括前机翼组和后机翼组。
A11.1根据段落A11所述的飞机，当从属于段落A7-A7.3和A8.3-A8.3.2中的任一项时，其中每个所述支撑元件联接到所述前机翼组中的至少一个机翼和所述后机翼组中的至少一个机翼，并且其中每个所述支撑元件延伸超出所述前机翼组和所述后机翼组。
A11.2.根据段落A11和A11.1中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个固定倾转旋翼包括定位在所述前机翼组和所述后机翼组之间的第一组固定倾转旋翼，以及定位在所述后机翼组后方的第二组固定倾转旋翼。
A11.2.1.根据段落A11.2所述的飞机，其中所述第一组固定倾转旋翼和所述第二组固定倾转旋翼不相对于所述支撑元件倾转。
A11.3.根据段落A11.2和A11.2.1中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼包括四个旋翼，并且其中所述第一组固定倾转旋翼包括四个旋翼，并且其中所述第二组固定倾转旋翼包括四个旋翼。
A11.3.1.根据段落A11.3所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼中的至少两个旋翼彼此前后交错。
A11.3.1.1.根据段落A11.3.1所述的飞机，当从属于段落A9-A9.3.1中的任一项时，其中所述一个或多个倾转可调旋翼包括更靠近所述机身定位的一组内部倾转可调旋翼，以及更远离所述机身定位的一组外部倾转可调旋翼，其中所述一组内部倾转可调旋翼定位在所述一组外部倾转可调旋翼的前方。
A11.4.根据段落A11.2-A11.3.1.1中任一项所述的飞机，其中所述一个或多个倾转可调旋翼中的每个倾转可调旋翼被配置为独立地选择性地倾转。
A12.根据段落A1-A11.4中任一项所述的飞机，还包括控制器，所述控制器包括：
非暂时性存储器，所述非暂时性存储器包括用于执行根据段落B1-B22中任一项所述的方法的计算机可读指令；以及
处理器，所述处理器用于执行所述计算机可读指令以执行根据段落B1-B22中的任一项所述的方法。
A13.根据段落A1-A12中任一项所述的飞机，其中所述飞机是自主飞机。
A14.根据段落A1-A13中任一项所述的飞机，其中所述飞机是远程控制的飞机。
A15.根据段落A1-A14中任一项所述的飞机，其中所述飞机被配置为从悬停模式和巡航模式转变，在所述悬停模式中将所述一个或多个倾转可调旋翼调整到所述水平位置，在所述巡航模式中将所述一个或多个倾转可调旋翼调整到所述垂直位置，同时为所述一个或多个固定倾转旋翼的至少一个子集供电。
B1.一种用于增强飞机的操作的方法，所述方法包括：
仅使定位在所述飞机的一个或多个机翼前方的一个或多个前旋翼倾转，同时保持定位在所述一个或多个机翼中的至少一个后方的一个或多个后旋翼的固定倾转角。
B2.根据段落B1所述的方法，其中所述仅使所述一个或多个前旋翼倾转包括选择性地仅使所述一个或多个前旋翼在水平位置和垂直位置之间倾转以调整由所述一个或多个前旋翼提供的向前推力的量，其中所述水平位置是其中所述一个或多个前旋翼的旋转轴线正交于所述飞机的俯仰的位置，并且其中所述垂直位置是其中所述一个或多个前旋翼的所述旋转轴线平行于所述飞机的俯仰的位置。
B3.根据段落B2所述的方法，其中仅使所述一个或多个前旋翼在所述水平位置和所述垂直位置之间倾转以调整由所述一个或多个前旋翼提供的前推力的量包括使所述一个或多个前旋翼中的至少一个朝向更垂直的位置倾转，以在向前方向上增加推力。
B4.根据段落B2和B3中任一项所述的方法，其中仅使所述一个或多个前旋翼在所述水平位置和所述垂直位置之间倾转以调整由所述一个或多个前旋翼提供的前推力的量包括使所述一个或多个前旋翼朝向更水平的位置倾转，以在向前方向上减少推力。
B5.根据段落B1-B4中任一项所述的方法，其中所述一个或多个后旋翼的旋转轴线被固定，使得所述一个或多个后旋翼未被配置为倾转。
B6.根据段落B1-B5中任一项所述的方法，还包括以悬停模式操作所述飞机，其中所述以所述悬停模式操作所述飞机包括操作所述一个或多个前旋翼和所述一个或多个后旋翼以便仅在相对于水平地面基本上垂直的方向上产生推力。
B7.根据段落B6所述的方法，当从属于段落B2-B4中的任一项时，其中以所述悬停模式操作所述飞机还包括将所述一个或多个前旋翼调整到所述水平位置。
B8.根据段落B6和B7中任一项所述的方法，其中以所述悬停模式操作所述飞机还包括对所述一个或多个前旋翼和所述一个或多个后旋翼中的全部供电以产生推力。
B9.根据段落B6-B8中任一项所述的方法，还包括以巡航模式操作所述飞机，其中所述以巡航模式操作所述飞机包括操作所述一个或多个前旋翼以便在相对于所述飞机的前部的向前方向上产生推力。
B10.根据段落B9所述的方法，当从属于段落B7时，其中操作所述一个或多个前旋翼以在向前方向上产生推力包括使所述一个或多个前旋翼倾转到所述垂直位置。
B11.根据段落B9和B10中任一项所述的方法，其中所述以所述巡航模式操作所述飞机还包括将所述一个或多个后旋翼断电。
B12.根据段落B9-B11中任一项所述的方法，还包括通过使所述一个或多个前旋翼倾转而在所述悬停模式和所述巡航模式之间转变。
B13.根据段落B12所述的方法，其中在所述悬停模式和所述巡航模式之间转变包括当从所述悬停模式朝向所述巡航模式转变时，使所述一个或多个前旋翼朝向更垂直的位置倾转。
B14.根据段落B12和B13中任一项所述的方法，其中在所述悬停模式和所述巡航模式之间转变包括当从所述巡航模式朝向所述悬停模式转变时，使所述一个或多个前旋翼朝向更水平的位置倾转。
B15.根据段落B12-B14中任一项所述的方法，其中在所述悬停模式和所述巡航模式之间转变包括调整供应给所述一个或多个后旋翼的电力的量。
B16.根据段落B15所述的方法，其中调整供应给所述一个或多个后旋翼的电力的量包括当从所述悬停模式转变为所述巡航模式时，减少供应给所述一个或多个后旋翼的电力的量。
B17.根据段落B15所述的方法，其中调整供应给所述一个或多个后旋翼的电力的量包括当从所述悬停模式转变为所述巡航模式时，保持供应给所述一个或多个后旋翼的电力的量，以及然后当所述一个或多个前旋翼到达所述垂直位置时，切断到所述一个或多个后旋翼的电力以切换到所述巡航模式时。
B18.根据段落B17所述的方法，还包括当使所述一个或多个前旋翼倾转到所述垂直位置时，减小供应到所述一个或多个前旋翼的电力，以及然后当所述一个或多个前旋翼到达所述垂直位置时，增加到所述一个或多个前旋翼的电力。
B19.根据段落B15-B18中任一项所述的方法，还包括当从所述巡航模式转变到所述悬停模式时，增加供应给所述一个或多个后旋翼的电力的量。
B20.根据段落B1-B17中任一项所述的方法，还包括使所述一个或多个前旋翼中的至少一个独立于所述其他的一个或多个前旋翼倾转以调整所述飞机的偏航。
B21.根据段落B1-B20中任一项所述的方法，还包括重新定位联接在所述飞机的所述一个或多个机翼下方的旋翼电源以调整所述飞机的重心。
B22.根据段落B21所述的方法，其中重新定位包括相对于所述一个或多个机翼向前或向后移动所述旋翼电源。
B23.根据段落B21和B22中任一项所述的方法，其中所述旋翼电源包括向所述一个或多个前旋翼和所述一个或多个后旋翼提供电力的电池，并且其中所述方法还包括调整由所述电池供应给所述一个或多个前旋翼和所述一个或多个后旋翼的电力的量。
B24.根据段落B1-B23中任一项所述的方法，还包括在使所述一个或多个前旋翼倾转的同时，向所述一个或多个前旋翼和所述一个或多个后旋翼两者供电。
C1.根据段落A1-A15中任一项所述的飞机的用于运输货物、机组人员和乘客中的一者或多者的用途。
如本文所使用的，术语“适应”和“配置”是指元件、部件或其他主题被设计和/或旨在执行给定功能。因此，术语“适应”和“配置”的使用不应解释为意味着给定的元件、部件或其他主题只是“能够”执行给定的功能，而是为了执行功能的目的而专门选择、创建、实施、利用、编程和/或设计该元件、部件和/或其他主题。同样在本公开内容的范围内，被列举为适于执行特定功能的元件、部件和/或其他所列举的主题可附加地或另选地描述为被配置为执行该功能，反之亦然。类似地，叙述为被配置为执行特定功能的主题可附加地或另选地被描述为可操作以执行该功能。
如本文所使用的，放置在第一实体和第二实体之间的术语“和/或”是指(1)第一实体、(2)第二实体和(3)第一实体和第二实体中的一者。用“和/或”列出的多个条目应以相同的方式解释，即如此连结的实体中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句明确标识的实体以外，还可任选地存在其他实体，无论与那些具体标识的实体相关还是无关。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用可在一个示例中仅指A(任选地包括除B以外的其他实体)；在另一个示例中仅指B(任选地包括除A以外的实体)；在又一个示例中同时指A和B(任选地包括其他实体)。这些实体可指元件、动作、结构、步骤、操作、值等。
对于根据本公开的所有装置和方法并不要求本文所公开的装置的各种公开元件和方法的步骤，并且本公开包括本文所公开的各种元件和步骤的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。此外，本文公开的各种元件和步骤中的一者或多者可定义单独的发明主题，该主题独立于并且不同于所公开的装置或方法的整体。因此，不需要将这样的发明主题与本文明确公开的特定装置和方法相关联，并且这种发明主题可在本文没有明确公开的装置和/或方法中找到用途。
本公开包括以下条款中描述的主题：
条款1.一种飞机(5)，包括：
机架(19)，所述机架包括一个或多个机翼(20)；
一个或多个倾转可调旋翼(10)，所述一个或多个倾转可调旋翼定位在所述一个或多个机翼(20)的前方；以及
一个或多个固定倾转旋翼(16)，所述一个或多个固定倾转旋翼定位在所述一个或多个机翼(20)中的至少一个的后方。
条款2.根据条款1所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)的旋转轴线被配置为相对于所述飞机(5)的俯仰选择性地倾转。
条款3.根据条款1或条款2所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)在巡航模式(450)中被调整到垂直位置并且在悬停模式(350)中被调整到水平位置。
条款4.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个固定倾转旋翼(16)的旋转轴线相对于所述飞机(5)的俯仰是固定的。
条款5.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，还包括支撑元件(28)，所述支撑元件联接到所述一个或多个机翼(20)中的至少一个、所述一个或多个倾转可调旋翼(10)和所述一个或多个固定倾转旋翼(16)，其中所述支撑元件(28)将所述一个或多个倾转可调旋翼(10)和所述一个或多个固定倾转旋翼(16)联接到所述机架(19)。
条款6.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，还包括电源(33)，所述电源联接到所述一个或多个机翼(20)中的至少一个并定位在所述一个或多个机翼(20)的外部。
条款7.根据条款6所述的飞机(5)，其中所述电源(33)被配置为相对于所述一个或多个机翼(20)选择性地重新定位以调整所述飞机(5)的重心。
条款8.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个机翼(20)包括前机翼组(22)和后机翼组(24)。
条款9.根据条款8所述的飞机(5)，其中所述一个或多个固定倾转旋翼(16)包括定位在所述前机翼组(22)和所述后机翼组(24)之间的第一组固定倾转旋翼(16)，以及定位在所述后机翼组(24)后方的第二组固定倾转旋翼(16)。
条款10.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)包括四个倾转可调旋翼(10)，并且其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)中的至少两个倾转可调旋翼(10)彼此前后交错。
条款11.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)中的每个倾转可调旋翼(10)被配置为独立地选择性地倾转。
条款12.根据前述条款中任一项所述的飞机(5)，其中所述飞机(5)被配置为从悬停模式(350)和巡航模式(450)转变，在所述悬停模式中将所述一个或多个倾转可调旋翼(10)调整到所述水平位置，在所述巡航模式中将所述一个或多个倾转可调旋翼(10)调整到所述垂直位置，同时为所述一个或多个固定倾转旋翼(16)的至少一个子集供电。
条款13.一种用于增强飞机(5)的操作的方法(500)，所述方法(500)包括：
仅使定位在所述飞机(5)的一个或多个机翼(20)前方的一个或多个前旋翼(8)倾转(512)，以及保持定位在所述一个或多个机翼(20)中的至少一个后方的一个或多个后旋翼(8)的固定倾转角。
条款14.根据条款13所述的方法(500)，还包括以悬停模式(350)操作(502)所述飞机(5)，其中所述以所述悬停模式(350)操作(502)所述飞机(5)包括操作所述一个或多个前旋翼(8)和所述一个或多个后旋翼(8)以便仅在相对于水平地面基本上垂直的方向上产生推力。
条款15.根据条款14所述的方法(500)，还包括以巡航模式(450)操作(520)所述飞机(5)，其中所述以所述巡航模式(450)操作(520)所述飞机(5)包括操作所述一个或多个前旋翼(8)以便在相对于所述飞机(5)的前部的向前方向上产生推力。
条款16.根据条款15所述的方法(500)，其中所述以所述巡航模式(450)操作(520)所述飞机(5)还包括将所述一个或多个后旋翼(8)断电。
条款17.根据条款15所述的方法(500)，还包括在所述悬停模式(350)和所述巡航模式(450)之间转变(510)，其中所述在所述悬停模式(350)和所述巡航模式(450)之间转变(510)包括仅使所述一个或多个前旋翼倾转。
条款18.根据条款17所述的方法(500)，其中所述在所述悬停模式(350)和所述巡航模式(450)之间转变(510)包括保持到所述一个或多个后旋翼的电力。
条款19.根据条款13至条款18中任一项所述的方法(500)，还包括使所述一个或多个前旋翼(8)中的至少一个独立于所述一个或多个前旋翼(8)中的其他前旋翼倾转(528)以调整所述飞机(5)的偏航。
条款20.根据条款13至条款19中任一项所述的方法(500)，还包括重新定位(509)联接在所述飞机(5)的所述一个或多个机翼(20)下方的旋翼电源(33)以调整所述飞机(5)的重心。
条款21.根据条款13至条款20中任一项所述的方法(500)，其中仅使所述一个或多个前旋翼(8)倾转(512)包括选择性地仅使所述一个或多个前旋翼(8)在水平位置和垂直位置之间倾转以调整由所述一个或多个前旋翼(8)提供的向前推力的量，其中所述水平位置是其中所述一个或多个前旋翼(8)的旋转轴线正交于所述飞机(5)的俯仰的位置，并且其中所述垂直位置是其中所述一个或多个前旋翼(8)的所述旋转轴线平行于所述飞机(5)的俯仰的位置。

Claims (21)

1.一种飞机(5)，包括：
机架(19)，所述机架包括一个或多个机翼(20)；
一个或多个倾转可调旋翼(10)，所述一个或多个倾转可调旋翼定位在所述一个或多个机翼(20)的前方；以及
一个或多个固定倾转旋翼(16)，所述一个或多个固定倾转旋翼定位在所述一个或多个机翼(20)中的至少一个的后方。
2.根据权利要求1所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)的旋转轴线被配置为相对于所述飞机(5)的俯仰选择性地倾转。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)在巡航模式(450)中被调整到垂直位置并且在悬停模式(350)中被调整到水平位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个固定倾转旋翼(16)的旋转轴线相对于所述飞机(5)的俯仰是固定的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，还包括支撑元件(28)，所述支撑元件联接到所述一个或多个机翼(20)中的至少一个、所述一个或多个倾转可调旋翼(10)和所述一个或多个固定倾转旋翼(16)，其中所述支撑元件(28)将所述一个或多个倾转可调旋翼(10)和所述一个或多个固定倾转旋翼(16)联接到所述机架(19)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，还包括电源(33)，所述电源联接到所述一个或多个机翼(20)中的至少一个并定位在所述一个或多个机翼(20)的外部。
7.根据权利要求6所述的飞机(5)，其中所述电源(33)被配置为相对于所述一个或多个机翼(20)选择性地重新定位以调整所述飞机(5)的重心。
8.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个机翼(20)包括前机翼组(22)和后机翼组(24)。
9.根据权利要求8所述的飞机(5)，其中所述一个或多个固定倾转旋翼(16)包括定位在所述前机翼组(22)和所述后机翼组(24)之间的第一组固定倾转旋翼(16)，以及定位在所述后机翼组(24)后方的第二组固定倾转旋翼(16)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)包括四个倾转可调旋翼(10)，并且其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)中的至少两个倾转可调旋翼(10)彼此前后交错。
11.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，其中所述一个或多个倾转可调旋翼(10)中的每个倾转可调旋翼(10)被配置为单独地选择性地倾转。
12.根据前述权利要求中任一项所述的飞机(5)，其中所述飞机(5)被配置为从悬停模式(350)和巡航模式(450)转变，在所述悬停模式中将所述一个或多个倾转可调旋翼(10)调整到所述水平位置，在所述巡航模式中将所述一个或多个倾转可调旋翼(10)调整到所述垂直位置，同时为所述一个或多个固定倾转旋翼(16)的至少一个子集供电。
13.一种用于增强飞机(5)的操作的方法(500)，所述方法(500)包括：
仅使定位在所述飞机(5)的一个或多个机翼(20)前方的一个或多个前旋翼(8)倾转(512)，以及保持定位在所述一个或多个机翼(20)中的至少一个后方的一个或多个后旋翼(8)的固定倾转角。
14.根据权利要求13所述的方法(500)，还包括以悬停模式(350)操作(502)所述飞机(5)，其中所述以所述悬停模式(350)操作(502)所述飞机(5)包括操作所述一个或多个前旋翼(8)和所述一个或多个后旋翼(8)以便仅在相对于水平地面基本上垂直的方向上产生推力。
15.根据权利要求14所述的方法(500)，还包括以巡航模式(450)操作(520)所述飞机(5)，其中所述以所述巡航模式(450)操作(520)所述飞机(5)包括操作所述一个或多个前旋翼(8)以便在相对于所述飞机(5)的前部的向前方向上产生推力。
16.根据权利要求15所述的方法(500)，其中以所述巡航模式(450)操作(520)所述飞机(5)还包括将所述一个或多个后旋翼(8)断电。
17.根据权利要求15所述的方法(500)，还包括在所述悬停模式(350)和所述巡航模式(450)之间转变(510)，其中所述在所述悬停模式(350)和所述巡航模式(450)之间转变(510)包括仅使所述一个或多个前旋翼倾转。
18.根据权利要求17所述的方法(500)，其中在所述悬停模式(350)和所述巡航模式(450)之间转变(510)包括保持到所述一个或多个后旋翼的电力。
19.根据权利要求13至权利要求18中任一项所述的方法(500)，还包括使所述一个或多个前旋翼(8)中的至少一个独立于所述一个或多个前旋翼(8)中的其他前旋翼倾转(528)以调整所述飞机(5)的偏航。
20.根据权利要求13至权利要求19中任一项所述的方法(500)，还包括重新定位(509)联接在所述飞机(5)的所述一个或多个机翼(20)下方的旋翼电源(33)以调整所述飞机(5)的重心。
21.根据权利要求13至权利要求20中任一项所述的方法(500)，其中仅使所述一个或多个前旋翼(8)倾转(512)包括选择性地仅使所述一个或多个前旋翼(8)在水平位置和垂直位置之间倾转以调整由所述一个或多个前旋翼(8)提供的向前推力的量，其中所述水平位置是其中所述一个或多个前旋翼(8)的旋转轴线正交于所述飞机(5)的俯仰的位置，并且其中所述垂直位置是其中所述一个或多个前旋翼(8)的所述旋转轴线平行于所述飞机(5)的俯仰的位置。
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