CN113613996A - 陀螺稳定飞行器 - Google Patents

Abstract

提供了各种形式的陀螺稳定飞行器。飞行器包括通过轴杆组件联接到陀螺稳定组件的喷气式涡轮和/或电动机。在优选实施例中，陀螺稳定组件包括具有交替枢转的风扇叶片的陀螺风扇以提供受控的稳定飞行。飞行器优选地被配置用于垂直起降(VTOL)，以使其能够用于多种情形，包括与用其排气灭火有关的情形。

Description

陀螺稳定飞行器

技术领域

本发明涉及一种飞行器。更具体地，在优选形式中，本发明涉及具有带有枢转风扇叶片的陀螺风扇的飞行器。

背景技术

对现有技术的方法、装置或文献的任何引用均不应被视为构成形成它们的任何证据或承认，或者形成公知常识的一部分。

自飞行发明以来，已经开发了多种不同形式的飞行器，例如直升机和飞机。实现稳定可控的飞行涉及多种因素和力量，不同类型的飞行器具有不同的飞行特性，各有优缺点。

例如，固定翼飞机可被配置为在长距离上相对较快地飞行，但不能飞得太慢或悬停并且需要长跑道来进行水平起降。另一方面，直升机能够垂直起降并且可悬停，但它们的尺寸以及它们能够行进的速度和距离受到更多的限制。这些特性使得固定翼飞机非常适合相对较大负载的长距离点对点路径，而直升机非常适合相对较小负载的较短路径和/或缓慢飞行和悬停的能力特别有利的紧急救援行动。期望提供一种飞行器，其结合了所述优点和/或使得所述缺点最小化以至少提供具有不同的、优选更通用的特性的飞行器。

飞行器的一种应用是灭火。如今，不受控制的火灾造成了一个严重的问题，大火可能会失控，席卷树林/森林、社区、工业区和企业，导致森林/树林、房屋、其他财产、动物甚至人类生命的损失。用于控制火灾的努力并不总是成功的。控制和防止火灾蔓延通常很困难。

有许多已知的方法和技术用于控制和防止火灾蔓延。这些方法包括消防员和设备的传统使用，包括将大量的水或灭火化学品从飞机上倾倒到火上，横穿火的行进方向创建防火线，由地面上的消防员将水或灭火化学品喷洒到火上，以及以受控的方式朝向火回烧一个区域，以便有效地从逼近的火中清除木材或其他燃料来源。

已经发现，单独使用水和化学品可能对较大的火灾无效。假设当火灾的强度大于某个阈值时，水和其他灭火材料的使用在很大程度上变得无效，因为水或灭火剂在到达火灾的核心之前蒸发或分解。鉴于这些问题，还期望提供一种替代的灭火特别是较大火灾的方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种飞行器，包括：

气动主体(aerodynamic body)；

喷气式涡轮(jet turbine)或电动机，其通过飞行器框架联接到气动主体以向飞行器提供推力，喷气式涡轮具有燃料源、用于吸入空气的发动机进气口，以及出口，燃烧后的空气燃料混合物通过出口排出；

轴杆组件，其被配置为由喷气式涡轮驱动；以及

陀螺稳定组件，其包括通过轴杆组件联接到喷气式涡轮的至少一个陀螺构件；

其中，至少一个陀螺构件被配置为由喷气式涡轮旋转地驱动并在飞行期间陀螺稳定飞行器。

在一个实施例中，陀螺构件是包括多个风扇叶片的陀螺风扇。陀螺风扇优选地包括多个枢转的风扇叶片。优选地，陀螺风扇包括多个交替枢转的风扇叶片。风扇的一个或多个风扇叶片的取向优选地是可变的，以允许改变一个或多个叶片的桨距。一个或多个风扇叶片可枢转地联接到轴杆以允许改变一个或多个叶片的桨距。在一个实施例中，陀螺构件可包括陀螺盘。

多个风扇叶片可围绕中心轮毂布置。中心轮毂优选地联接到轴杆。风扇叶片可以是弯曲的。陀螺风扇优选地位于气动主体内。风扇叶片的径向远端优选地被包含在气动主体的开口内。优选地，开口是气动主体的机身中的圆形开口。

在一个实施例中，轴杆组件联接到飞行器框架。轴杆组件还可包括用于控制陀螺稳定组件的控制器。控制器可通过齿轮箱控制陀螺稳定组件，使得来自陀螺稳定组件的角动量明显大于飞机的转动惯量，从而使飞行器在飞行期间基本上被陀螺稳定。飞行器优选地被配置为允许垂直起降(VTOL)。

在一个实施例中，飞行器还包括驾驶舱模块。驾驶舱模块可包括座舱。驾驶舱模块优选地与飞行器框架联接。驾驶舱模块优选地可移动地联接到飞行器框架。驾驶舱模块的座舱优选地通过万向节联接到飞行器框架。驾驶舱模块可包括平衡装置，以通过抵消飞行器框架的运动和/或喷气式涡轮的排气来稳定驾驶舱。

在一个实施例中，驾驶舱模块枢转地附接到飞行器框架。驾驶舱模块的舱室可枢转地安装到万向环以至少围绕第一轴线旋转。万向环可枢转地安装到飞行器框架以围绕第二轴线旋转。

在一个实施例中，驾驶舱模块可释放地联接到飞行器框架，使得驾驶舱模块是可拆卸的。可释放的联接可允许飞行器可选地附接驾驶舱模块以用于机组人员辅助飞行和/或自主飞行，或者可选地将驾驶舱模块分离以用于远程和/或自主飞行。可释放的联接可包括弹射器组件。驾驶舱模块可呈自给式(self-contained)吊舱的形式。

在一个实施例中，飞行器的主体包括机身。机身可包括多个控制面。控制面优选地可移动地附接到机身，用于控制飞行器的飞行。多个操纵面可被操纵以控制飞行器围绕垂直于飞行器的纵向轴线的俯仰轴和垂直于飞行器的纵向轴线和俯仰轴的偏航轴的飞行。

在一个实施例中，喷气式涡轮、轴杆和陀螺稳定组件纵向地布置。喷气式涡轮、轴杆和陀螺稳定组件可布置为围绕飞行器的纵向轴线旋转。

在一个实施例中，喷气式涡轮和陀螺稳定组件彼此横向地布置。喷气式涡轮和陀螺稳定组件可布置为使得它们各自的旋转轴线垂直(或至少基本上垂直)。一个或多个陀螺风扇可布置在垂直于喷气式涡轮的纵向轴线的平面内。

在一个实施例中，可设置有平行的陀螺风扇。第一风扇可位于机身的上侧，而第二风扇可位于机身的下侧。第一风扇的轴向轴线和第二风扇的轴向轴线优选地对齐。轴杆组件可包括优选地联接到喷气式涡轮的纵向轴杆，以及优选地联接到一个或多个陀螺风扇的横向轴杆。

在一个实施例中，气流引导组件包括适于被朝向特定方向引导的排气喷嘴。在这样的实施例中，排气喷嘴可被引导用于灭火。

在一个实施例中，飞行器还包括位于机身下方的支撑结构，用于支撑喷气式涡轮并允许喷气式涡轮的定向运动。在这样的实施例中，定向运动可允许气流引导组件沿期望的方向引导一些吸入的空气，例如用于灭火。

在一个实施例中，主体可以是环形的。在这样的实施例中，机身可呈圆环面或“甜甜圈”形状的形式。多个喷气式涡轮可安装到机身的侧面，优选地用于推进和/或提升。安装到机身的侧面的多个喷气式涡轮可以是可旋转的，优选地以实现VTOL能力。一个或多个陀螺稳定喷射器可安装到机身的内侧。至少一个陀螺风扇优选地位于主体的中心。驾驶舱模块可位于主体的内部。

另一方面，本发明提供了一种灭火方法，该方法包括以下步骤：

将具有喷气式涡轮的飞行器移动到火场附近的位置，喷气式涡轮联接到飞行器的飞行器框架，其中，喷气式涡轮向飞行器提供推力，喷气式涡轮具有燃料源、用于吸入周围空气的发动机进气口、出口，以及适于由喷气式涡轮驱动的轴杆组件，燃烧后的空气燃料混合物通过出口高速排出，，

操作通过轴杆组件联接到喷气式涡轮的陀螺稳定装置，并在飞行期间陀螺稳定飞行器；以及

操作喷气式涡轮以吸入周围空气，并控制气流引导组件以将燃烧后的空气燃料混合物从出口沿期望的方向引导从而灭火。

附图说明

本发明的优选特征、实施例和变型可从以下详细说明中看出，该详细说明为本领域技术人员提供了执行本发明的足够信息。详细说明不应被视为以任何方式限制前述发明内容的范围。详细说明将参考以下多个附图：

图1是根据本发明的一个实施例的用于飞行器的平台式驾驶舱模块的侧视图，示出了万向枢轴外侧的万向环；

图2是图1所示的平台式驾驶舱模块的侧视图，示出了万向枢轴内侧的万向环；

图3是根据本发明的一个实施例的飞行器100的俯视图；

图4是根据本发明的另一实施例的安装有驾驶舱模块105的飞行器200的俯视图；

图5是飞行器200的侧视图，具有驾驶舱模块，处于第一位置(起飞或着陆)；

图6是飞行器200的侧视图，其中驾驶舱模块处于第二位置(飞行中)；

图7是根据另一实施例的飞行器300的俯视图；

图8是飞行器300的侧视图，其中驾驶舱模块显示为处于非枢转位置；

图9是飞行器300的侧视图，其中驾驶舱模块显示为处于向上枢转的位置；

图10是飞行器300的侧视图，示出了横截面平面X-Z；

图11是飞行器300沿X平面(图10所示)的剖视图；

图12是飞行器300沿Y平面(图10所示)的剖视图；

图13是飞行器300沿Z平面(图10所示)的剖视图；

图14是飞行器300的前视图；

图15是飞行器300的俯视图；

图16是飞行器300的后视图；

图17是襟翼处于与图14所示不同位置的飞行器300的前视图；

图18是多个飞行器100的透视图，没有驾驶舱模块，正在灭火；以及

图19是两个链接的飞行器100的透视图，没有驾驶舱模块，正在灭火；

图20是根据又一实施例的飞行器400的透视图；以及

图21是图20所示的飞行器400的俯视图。

具体实施方式

图3、图18和图19示出了飞行器100的第一实施例，飞行器100被配置为以将在下面更详细描述的方式陀螺稳定(gyroscopically stablize)。图1和图2示出了可释放地附接的驾驶舱模块105，其示出为附接到像飞行器100这样的飞行器以形成如图4至图6所示的飞行器200。如图5和图6最佳所示，飞行器200包括涵道机身210，涵道机身210包括开口，喷气式涡轮250位于开口中以提供推进机构。可用于产生排气的合适的发动机包括脉冲喷气发动机、涡轮喷气发动机、带加力燃烧室的涡轮喷气发动机、轴流式涡轮喷气发动机、燃气涡轮推进发动机、火箭发动机、涡轮风扇飞机发动机、低旁通涡轮风扇、高旁通涡轮风扇、涡轮螺旋桨发动机、冲压发动机、涡轮轴发动机、水下喷气发动机、冲击波三引擎喷气式卡车等。也可使用不同类型发动机的组合。

位于机身210的开口中的喷气式涡轮250优选地像任何其他喷气式涡轮一样工作，由此空气被涡轮吸入并且压缩机提高空气的压力。压缩机设置有许多附接到轴杆组件260的叶片。叶片高速转动并压缩或挤压空气。然后，压缩空气与燃料一起被喷射，并且电火花点燃混合物。燃烧的气体膨胀并通过发动机后部的排气喷嘴255喷出。随着气体射流向后射出，发动机和飞行器200被推向相反的方向(相对于图5是向上的方向)。当热空气进入喷嘴255时，它通过另一组称为涡轮的叶片。涡轮可附接到与压缩机相同的轴杆组件260，并且使涡轮转动可使得压缩机转动。

在该实施例中，飞行器200的机身210安装在飞行器框架245上并且被示出为具有关于轴线大致对称的特定形状。然而，机身210的形状不应被视为限制性的，机身210的形状在其他实施例中可改变。喷气式涡轮250驱动轴杆组件260，轴杆组件260还联接到包括陀螺风扇240的陀螺稳定组件。陀螺风扇在飞行期间帮助飞行器200的稳定。

陀螺风扇240的叶片围绕与轴杆组件260联接的中心轮毂布置。陀螺风扇240的叶片是交替枢转的风扇叶片，其根据需要改变风扇叶片的角度从而为飞行器200提供必要的稳定。在优选实施例中，机身210的纵向轴线沿轴杆组件260纵向延伸穿过涵道开口，轴杆组件260还驱动陀螺风扇240的叶片。陀螺风扇240包括多个叶片构件，优选地可变桨距(variable pitch)叶片，使得叶片的桨距可通过使叶片构件枢转来改变。由于叶片构件具有可变桨距，即，每个叶片构件可绕其纵向轴线(其桨距轴线)枢转，以使其前缘的取向适应发动机转速。因此，叶片构件的取向(也称为桨距设置)构成了能够容易地管理喷气式涡轮250的推力的参数之一。

还设置有控制器，用于通过齿轮箱控制陀螺稳定装置，使得由陀螺稳定装置(特别是陀螺风扇240的风扇叶片)提供的角动量明显大于飞行器200的转动惯量，从而使飞行器200在飞行期间基本上被陀螺稳定。

重要的是认识到，设置陀螺稳定装置与喷气式涡轮250相结合提供了垂直起降(VTOL)飞行器100和200(以及下文描述的飞行器300和400)。提供具有VTOL能力的飞行器允许飞行器100、200、300和400用于多种情形，包括例如消防工作，特别是在接近灭火介质或将灭火介质输送到相关区域被证明是困难的、不可能的或危险的情形。

陀螺稳定装置优选地被配置为通过足够的质量角速度提供足够的角动量，使得飞行器100、200、300和400在飞行的各个阶段期间陀螺稳定。在一个实施例中，机身可固定地附接到喷气式涡轮。在另一实施例中，喷气式涡轮可以可枢转地安装到机身，特别是当喷气式涡轮的排气喷嘴需要指向火前沿等时。

在优选实施例中，机身110适于允许飞行器100、200、300和400以垂直起降(VTOL)的形式起降。特别地，包括呈起落支柱形式的起落架的起落架组件可允许飞行器从陀螺风扇的风扇叶片的平面基本上平行于地平面的表面起飞，以允许飞行器以类似的方式着陆。在优选实施例中，机身可枢转地或可移动地固定到飞行器的框架，从而可允许机身和飞行器框架之间的相对运动。

飞行器100和200还可配备有环形襟翼115、215，环形襟翼(wing flap)115、215可安装到机身的外侧表面。环形襟翼115、215还可提供附加的飞行面以促进飞行器100和200的水平飞行(例如图3至图6所示)。还应当理解，在水平飞行配置中，陀螺稳定装置的平面将基本上垂直于地平面，如图6所示。然而，本领域普通技术人员将理解，通过以下描述，飞行面和环形襟翼115、215的设置可以是可选的。

如前面部分所述，飞行器100和200包括陀螺稳定装置，该陀螺稳定装置在飞行器100和200的整个飞行包线期间陀螺稳定飞行器100和200。重要的是认识到，使用陀螺稳定获得了更稳定的飞行器，从而提供稳定的飞行特性，这对于实现包括例如灭火的各种应用的灵活多样的飞行特性非常重要。陀螺风扇240的每个叶片构件附接到旋转的螺旋桨轴，该螺旋桨轴又连接到轴杆组件260，以便产生足够的角动量，从而使飞行器陀螺稳定，使得当外部或内部力矩施加到飞机时，力矩产生的力转化为陀螺进动。应当理解，具有增大的电机尺寸和增强的性能的较大飞行器将需要更大的陀螺稳定构件或以更高角速度旋转的陀螺稳定构件，以便陀螺稳定飞行器。类似地，更小且更轻的飞机需要更小且更轻的陀螺稳定构件。

飞行器200还可包括驾驶舱模块105，驾驶舱模块105优选地通过可释放的联接220与飞行器200的框架联接。驾驶舱模块105包括平衡装置，以通过抵消机身210的运动和/或喷气式涡轮250的排气来平衡驾驶舱模块105。在当前描述的实施例中，驾驶舱模块105可包括万向节状机构，以允许驾驶舱模块105的座舱106及其乘员在所有飞行期间包括在飞行器200的垂直起降期间(如图5所示)以及在水平飞行期间(如图6所示)位于基本上直立的位置。驾驶舱模块105可包括导航和飞行控制设备，用于控制飞行器200并且还满足一些安全要求。

在优选实施例中，驾驶舱模块105的座舱106在附接点135处枢转地安装到万向环125以围绕第一轴线旋转。如图2中最清楚地看到的，万向环125在附接点130处附接到飞行器框架145以允许围绕第二轴线旋转，从而允许驾驶舱模块105的座舱106滚动或俯仰，这允许对驾驶舱模块105施加平衡力。在图5中，当飞行器200处于起飞或着陆位置时，驾驶舱模块105被示出为处于第一直立位置。在图6中，驾驶舱模块105被示出为处于水平飞行位置，由此，即使驾驶舱模块105本身已经旋转，也可看到驾驶舱模块105的座舱106处于直立位置。

在本发明的灭火实施例(这是优选的但绝不是必要的应用)中，排气可从一个或多个喷气式涡轮或喷气发动机获得。如本文所使用的，术语“喷气式涡轮”是指加速和排出快速移动的流体射流(例如，诸如排气的气体)以产生用于飞行器的推进力或推动力的涡轮机。在典型的喷气发动机中，来自进气口的空气被引导到旋转压缩机，在那里其压力和温度增加。加压空气被引入燃烧室，在那里它与燃料结合并且混合物被点燃。燃烧使气体的温度升高，气体通过涡轮膨胀。在涡轮机中，部分温度升高转化为旋转能，可用于驱动压缩机。燃烧的气体混合物(通常不含氧气)通过包括排气喷嘴255的排气引导组件排出。

优选地，涡轮是燃气涡轮，其作用类似于风车，从离开燃烧室的热气体中提取能量。可使用的合适类型的涡轮包括跨音速涡轮、对转涡轮、无定子涡轮、陶瓷涡轮、带冠涡轮和无冠涡轮，以及本领域已知的其他涡轮。在至少一些实施例中也可使用微型涡轮。

排气喷嘴255可以是收敛-发散的、发散的、流体的、可变的，例如弹射器喷嘴、虹膜喷嘴，或者可具有另一种合适的设计。通常，喷气式涡轮排气和排气喷嘴例如喷嘴255的特征在于其温度、化学成分、速度、输送体积、输送速率、压力和其他参数，例如噪声、空气质量等。喷气发动机的排气温度可达数百度，管道和排气喷嘴可能需要通过空气冷却来保护。

来自这种飞行器的排气被视为特别适合于使用由一个或多个发动机(优选地喷气发动机)产生的排气来灭火。更具体地，本发明涉及使用排气来灭火，例如地上森林、住宅、商业或工业火灾。与火灾一样，爆炸也可被抑制或扑灭。

就其化学成分而言，来自喷气式涡轮的排气通常包括燃烧的产物，例如二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)和水(H₂O)，未燃烧的气体，例如氮气(N₂)、氧气(O₂)、未燃烧的碳氢化合物(UHC)和其他成分，例如烟尘(C)、氮氧化物(NO_x)和/或硫氧化物(SO_x)。与海平面上含有接近21％(体积)的O₂和约0.03％(体积)的CO₂的大气空气相比，喷气发动机排气的O₂含量较低，而CO₂含量较高。例如，在高效运行的涡轮发动机中，碳氢燃料完全燃烧的加压排放产物由约72％体积/体积的CO₂气体和约27.6％体积/体积的蒸汽组成。结果，当飞行器100、200用于通过将排气喷嘴255指向火来控制或灭火时，排气的化学成分起着重要的作用。空气与燃料的比率也可通过使用节流机构、用惰性气体稀释或通过可进一步降低排气中的氧浓度的其他方式来操纵，从而提高飞行器100、200的灭火能力。

如前面部分所解释的，使用喷气式涡轮使得气体射流以极高的速度远离飞行器100、200。在灭火操作期间，在喷气式涡轮150和火前沿或火前缘之间很可能有相当大的距离，并且喷气式涡轮150应能够产生足够高的排气压力以从这样的距离将大量的排气混合物吹入火中。举例来说，任何Pratt&Whitney JT8至JT30系列涡轮都能够提供足够的推进力来使飞行器100飞行，同时还提供足够的速度以排出能够灭火的气体。考虑一些实际因素可能很重要，例如不以100％的容量运行喷气式涡轮，以便控制排气的温度，特别是在灭火操作期间。同样重要的是要注意，在当前情况下完全能够用于当前工作的其他涡轮可提供不同的有效排气压力范围，可用于提供期望的灭火功能。

有利地，涡轮250可安装在支撑件上，该支撑件不仅支撑涡轮250而且允许涡轮250在多个方向上移动。在至少一些实施例中，支撑件可允许涡轮旋转360度。转向组件可与支撑件联接并且由飞行器的操作者控制以控制喷气式涡轮250的取向，从而将排气沿期望的方向引导以便灭火。

如图18所示，可使用多个这样的飞行器100来灭火。如图19所示，两个(或更多个)这样的飞行器100可通过设置附接端口而串联联接在一起以允许这样的多个飞行器100联接在一起。

图7至图17示出了飞行器300的另一实施例。飞行器300还适于通过稳定装置被陀螺稳定，该稳定装置包括具有可变桨距叶片的陀螺风扇335。陀螺风扇335布置在垂直于喷气式涡轮340的纵向轴线的平面内。陀螺风扇335通过轴杆组件350联接到喷气式涡轮340，轴杆组件350将来自喷气式涡轮340的功率传递到陀螺风扇335。应当理解，陀螺风扇335可通过一种或多种其他方式链接到喷气式涡轮340，并且在一些实施例中可能不需要设置如图所示的轴杆。在优选实施例中，轴杆组件350可包括一个或多个齿轮机构以控制陀螺风扇335的操作。在其他实施例中，陀螺风扇335可通过电子或其他机械装置链接到喷气式涡轮340。

飞行器300还适于以如前所述的方式被陀螺稳定。飞行器300还包括涵道机身345，涵道机身345包括开口，喷气式涡轮340位于开口中以提供推进机构。飞行器300设置有适于围绕枢轴点315枢转的襟翼325。飞行器300还包括适于围绕枢轴点365枢转的铰接式前翼320。

飞行器300还包括适于沿两个不同轴线枢转的枢转式驾驶舱模块310(其提供卵形“吊舱”外壳)。具体地，驾驶舱模块310适于围绕枢轴点330A枢转以允许驾驶舱模块310沿第一轴线枢转(滚动)。驾驶舱模块310还适于围绕枢轴点330B枢转以允许驾驶舱模块310围绕第二轴线枢转(俯仰)。驾驶舱模块310的设置允许飞行器300在飞行期间由飞行员等操作。

飞行器300还可涉及使用从喷气式涡轮340产生的排气来灭火。喷气式涡轮340向飞行器300提供推力。在使用期间，发动机进气口吸入周围空气并且燃烧后的空气燃料混合物从出口360被释放，燃烧后的空气燃料混合物通过出口360被高速排出。包括排气喷嘴的气流引导组件可用于将燃烧后的空气燃料混合物从出口360沿期望的方向引导以用于灭火。

图20和图21示出了飞行器400的又一实施例，其中，主体是环形的，具有圆环面(或“甜甜圈”)形机身445。多个喷气式涡轮440安装到圆环面机身的侧面445，主要用于推进和/或提升目的。安装到圆环面机身445的侧面的多个喷气式涡轮440可旋转至少90度，以实现VTOL能力。陀螺稳定喷射器450可安装到圆环面机身445的内侧。陀螺风扇435位于环面机身445的中心。驾驶舱模块415可位于圆环面机身445的内部以允许提供机组人员和/或乘客。货物也可被承载在圆环面机身445中。

有利地，本发明提供了一种多功能飞行器(100、200、300、400)，其具有许多有用且多样的飞行特性，包括例如具有VTOL能力并且在起降之间陀螺稳定飞行的飞行器。如前所述，一种特别感兴趣的应用是灭火。然而，此类飞行器也可用于运输或救援行动。更进一步地，飞行器的实施例可用于在其他行星上着陆，只要它们具有合适的大气。陀螺风扇也可用陀螺盘代替，以在没有大气的空间、在航天器和/或卫星中提供稳定性。

依照法规，已经以或多或少特定于结构或方法特征的语言对本发明进行了描述。术语“包括”及其变体例如“包括了”和“由…组成”在全文中以包含的意义使用，而不排除任何附加特征。

应当理解，本发明不限于所示出或描述的特定特征，因为本文描述的手段包括实施本发明的优选形式。

因此，本发明要求保护在本领域技术人员适当解释的所附权利要求的适当范围内的其任何形式或修改。

Claims (33)

1.一种飞行器，包括：

气动主体；

喷气式涡轮或电动机，其通过飞行器框架联接到所述气动主体以向所述飞行器提供推力，所述喷气式涡轮具有燃料源、用于吸入空气的发动机进气口，以及出口，燃烧后的空气燃料混合物通过所述出口排出；

轴杆组件，其被配置为由所述喷气式涡轮驱动；以及

陀螺稳定组件，其包括通过所述轴杆组件联接到所述喷气式涡轮的至少一个陀螺构件；

其中，所述至少一个陀螺构件被配置为由所述喷气式涡轮旋转地驱动并在飞行期间陀螺稳定所述飞行器。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述陀螺构件是包括多个风扇叶片的陀螺风扇。

3.根据权利要求2所述的飞行器，其中，所述陀螺风扇包括多个枢转的风扇叶片。

4.根据权利要求3所述的飞行器，其中，所述陀螺风扇包括多个交替枢转的风扇叶片。

5.根据权利要求3或4所述的飞行器，其中，一个或多个枢转的风扇叶片的取向是可变的，以允许改变所述一个或多个叶片的桨距。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的飞行器，其中，所述一个或多个枢转的风扇叶片枢转地联接到所述轴杆以允许改变所述一个或多个叶片的桨距。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的飞行器，其中，所述多个风扇叶片绕联接到所述轴杆的中心轮毂布置。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的飞行器，其中，所述陀螺风扇优选地位于所述气动主体内。

9.根据权利要求8所述的飞行器，其中，所述风扇叶片的径向远端被包含在所述气动主体的开口内。

10.根据权利要求9所述的飞行器，其中，所述开口是所述气动主体的机身中的圆形开口。

11.根据权利要求1所述的飞行器，其中，所述陀螺构件包括陀螺盘。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的飞行器，其中，所述轴杆组件联接到所述飞行器框架。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的飞行器，其中，所述轴杆组件还包括控制器，所述控制器用于通过齿轮箱控制所述陀螺稳定组件，使得来自所述陀螺稳定组件的角动量明显大于飞机的转动惯量，从而使所述飞行器在飞行期间基本上被陀螺稳定。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的飞行器，其中，所述飞行器被配置为允许垂直起降(VTOL)。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的飞行器，还包括与所述飞行器框架联接的驾驶舱模块。

16.根据权利要求15所述的飞行器，其中，所述驾驶舱模块可移动地联接到所述飞行器框架。

17.根据权利要求16所述的飞行器，其中，所述驾驶舱模块的座舱通过万向节联接到所述飞行器框架。

18.根据权利要求16或17所述的飞行器，其中，所述驾驶舱模块包括平衡装置，以通过抵消所述飞行器框架的运动和/或所述喷气式涡轮的排气来稳定所述驾驶舱。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的飞行器，其中，所述驾驶舱模块枢转地附接到所述飞行器框架。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的飞行器，其中，所述驾驶舱模块可释放地联接到所述飞行器框架，使得所述驾驶舱模块是可拆卸的。

21.根据权利要求20所述的飞行器，其中，所述可释放的联接允许所述飞行器可选地附接所述驾驶舱模块以用于机组人员辅助飞行，或者可选地将所述驾驶舱模块分离以用于远程和/或自主飞行。

22.根据权利要求20或21所述的飞行器，其中，所述可释放的联接包括弹射器组件并且所述驾驶舱模块呈自给式吊舱的形式。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的飞行器，其中，所述飞行器的主体包括机身。

24.根据权利要求23所述的飞行器，其中，所述机身包括可移动地附接到所述机身的多个控制面，用于控制所述飞行器的飞行。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的飞行器，其中，所述喷气式涡轮、轴杆和陀螺稳定组件纵向地布置。

26.根据权利要求25所述的飞行器，其中，所述喷气式涡轮、轴杆和陀螺稳定组件布置为绕所述飞行器的纵向轴线旋转。

27.根据权利要求1至24中任一项所述的飞行器，其中，所述喷气式涡轮和陀螺稳定组件彼此横向地布置。

28.根据权利要求27所述的飞行器，其中，所述喷气式涡轮和陀螺稳定组件布置为使得它们各自的旋转轴线基本上彼此垂直。

29.根据权利要求27或28所述的飞行器，其中，一个或多个陀螺风扇布置在垂直于所述喷气式涡轮的纵向轴线的平面内。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的飞行器，其中，设置有平行的陀螺风扇。

31.根据权利要求30所述的飞行器，其中，第一风扇位于机身的上侧，而第二风扇位于机身的下侧。

32.根据权利要求1至31中任一项所述的飞行器，其中，所述主体是环形的，具有呈圆环面形式的机身，多个喷气式涡轮安装到所述机身的侧面。

33.一种灭火方法，所述方法包括以下步骤：

将具有喷气式涡轮的飞行器移动到火场附近的位置，所述喷气式涡轮联接到所述飞行器的飞行器框架，其中，所述喷气式涡轮向所述飞行器提供推力，所述喷气式涡轮具有燃料源、用于吸入周围空气的发动机进气口、出口，以及适于由所述喷气式涡轮驱动的轴杆组件，燃烧后的空气燃料混合物通过所述出口高速排出，

操作通过所述轴杆组件联接到所述喷气式涡轮的陀螺稳定装置，并在飞行期间陀螺稳定所述飞行器；以及

操作所述喷气式涡轮以吸入周围空气，并控制气流引导组件以将燃烧后的空气燃料混合物从所述出口沿期望的方向引导从而灭火。

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