CN114435578B - 飞行器及其一种运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种具有被动安全性能的飞行器，包括飞行器本体及其一种运行方法；所述飞行器包括机身，所述机身包括机舱和防撞吸能缓冲体，所述机身总体或各部分在其飞行方向上有一个以上剖面为流线型，所述机身总体或每个部分在其飞行方向垂直面的截面是圆形、椭圆形、多边形或边角倒圆的多边形；所述机舱可以承载人员或物品，所述机舱上有动力系统，所述动力系统提供飞行器起降时的升力和飞行时前进的推力；所述机舱位于机身的几何中心，所述机身的重心位于所述几何中心下方；所述防撞吸能缓冲体连接在机舱上能在坠机或撞击时保护所述机舱。本发明显著地提高了飞行器的安全性。

Description

飞行器及其一种运行方法

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种具有被动安全性能的飞行器，包括飞行器的本体及其一种运行方法。

背景技术

全球有超过200多家公司正在开发适用于城市立体交通的新型飞行器，包括从吉利等汽车制造商到波音、空客这样的飞机制造商，再到Lilium、Volocopter这类科技公司。目前已公开的产品，按照技术路线进行分类有：倾旋翼86款、固定翼+多旋翼35款、多旋翼54款、飞行自行车或个人飞行器41款、电动旋翼机19款。以上产品研发的目的是为了提供比现有的飞行器更加适合城市立体交通需求的新型飞行器。目前已公布的所有方案中：比如德国的lilium jet或上海磐拓航空器科技服务有限公司的飞行器，其方案是对固定翼飞机在机翼上缘增加22个或36个涵道风扇，通过转动风扇向上或向前提供推力，实现飞行器垂直起飞和水平飞行；或者例如中国专利CN110803280A，是一个使用四组共八个旋翼抬升一个带有起落架的吊舱实现垂直起降和飞行的飞行器；又或者亿航智能的亿航系列多旋翼无人驾驶载人飞机；以及其它新型飞行器产品，包括波音公司的产品，它们的共同特点是缺乏充分的被动安全设计，当它们的动力系统或控制系统发生大面积故障时，飞行器将失控并急速坠落， 会对乘员造成伤亡损害，还会对坠落区域造成附带损伤。

被动安全性是目前所有应用于城市立体交通的新型飞行器的痛点；在这一点上，即使上述新型飞行器使用了降落伞救生系统，当其在城市环境低空运行时，因反应时间短或空间狭小其降落伞可能无法及时充分地打开，其在城市低空运行时的安全性能无法彻底改善；近年来全世界发生了多次通用航空坠机事故：比如 2020年1 月美国球星科比直升飞机坠机事件、2021年印度国防部长直升机坠机，这些坠机事件大多都会造成乘员的死亡或重伤。这些坠机事故说明，尽管飞行器可以提高其自身设备的可靠性，杜绝因自身内部原因导致的事故发生，但在复杂的实际使用环境中，一旦发生事故，基于现有技术的飞行器对自身或撞击对象的人员和财物造成损伤几乎是不可避免的。而提高飞行器对乘员和对飞行器周边人员的安全性，是其能够作为城市立体交通工具能被广泛接受的前提。

在CN108100207B号专利中，公布了一种充气式垂直起降飞行器，是一种基于常规固定翼飞行器布局的充气机身、充气机翼结构，并结合了多旋翼垂直起降技术的飞行器，其载人舱室设计在飞行器的头部，并利用机载降落伞来提高其坠机时的被动安全性能；在CN101223079B的专利中，公布了一种高安全性能飞行器，其方案是将伞翼机的伞翼替换为充气机翼；以上专利方案，当其在城市上空飞行时，如果其飞行器头部或载人舱室直接撞击在障碍物上，其充气结构或机载降落伞并不能起到保护作用。

综上所述，目前尚不存在一种既满足城市低空狭窄空间或者复杂自然环境条件下的使用要求又具有充分的被动安全性能，并且飞行速度快、效率高、成本低、对驾乘人员和飞行区域周边的人员和建筑物友好的飞行器。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种飞行器，包括飞行器本体及其一种运行方法，使飞行器具有较高的被动安全性能，并且可以在各种环境中随时随地地起降或者运送货物和人员。

本发明采取了以下技术方案：在飞行器各个方向上设置相应的碰撞吸能缓冲体，将飞行器所要运载和保护的部分设置在所述缓冲体的有效保护范围内。具体地说：一种飞行器，其机身包括机舱和防撞吸能缓冲体，机身的总体或各部分在其飞行方向上有一个以上的剖面为流线型，机身的总体或每个部分在其飞行方向垂直面的截面是圆形、椭圆形、多边形或边角倒圆的多边形；机舱可以承载人员或物品，机舱上有动力系统，动力系统提供飞行器起降时全部或部分的升力和飞行器飞行时前进的全部推力；机舱位于机身的几何中心，机身的重心位于几何中心的下方；防撞吸能缓冲体连接在机舱上，防撞吸能缓冲体的强度、体积经过计算和实验测试能在坠机时保护机舱，有效地吸收发生在多个可能方向上的坠机撞击所产生的冲击力。

进一步地，以所述飞行器的一种布局为例，飞行器的机身沿其自身的长度方向依次为机首、机舱和机尾三部分；所述机首、机舱和机尾各自呈流线型串列，或串列组成流线型的航空器本体；所述机首与机舱、机舱与机尾通过机械连接，操控机械连接实现机首对机舱及机尾对机舱的变形；所述机舱本体上还设置有动力系统，用于提供航空器垂直起降的动力和水平飞行的推力；所述航空器水平飞行的方向与所述机身流线型本体的长度方向相一致；所述航空器垂直起飞或垂直降落时，所述机首和机尾变形至和地面垂直，所述机舱和地面平行或者垂直，所述动力系统向下提供推力。所述机身本体包括机头、机舱和机尾；所述机身呈梭状流线型，所述机身的横截面为圆形或椭圆形或其他边角倒圆的多边形。

进一步地，所述动力系统包括两组以上推进器，所述推进器分别位于机舱两侧的对称位置并与机舱连接。

进一步地，所述推进器可以围绕机身纵轴的垂线任意旋转；所述推进器的推力大小可以独立控制；通过两组以上推进器配合，可以调整所述机身本体的飞行姿态。

进一步地，所述机首呈流线型，前端为球形或锥形；其横截面为圆形、椭圆形、或边角倒圆的多边形。

进一步地，所述机舱呈柱状或梭状，其横截面为圆形、椭圆形、或边角倒圆的多边形。

进一步地，所述机尾呈流线型，其末端为球形锥形；其横截面为圆形、椭圆形、或边角倒圆的多边形。

进一步地，所述机首和机尾内填充的物质具有一定的强度或压力，能够使机首和机尾保持一定的整体强度，可以保持机首和机尾在高速运行时不产生破坏性变形，可以在坠机或碰撞时作为碰撞缓冲体保护机舱和架乘人员。

进一步地，所述机首和机尾机尾内填充的物质可以是一种固体，也可以是气体或其他物质，也可以是密度小于空气的物质。

进一步地，当所述机首和机尾填充的物质为气体时，可以通过调节机首和机尾内部气压，使所述机首和机尾内部的气压与其所处的外部空气形成恒定的气压差；当采用以上措施时，所述飞行器的可靠性、适用性会进一步提高。

进一步地，当填充密度小于空气的物质时，可以使机首和机尾在空气中具有一定的浮力，在飞行时可以减少一部分用于克服升阻力的能耗。

进一步地，所述机首和机尾由复合材料或金属薄板制作，为单囊体或内部多囊体结构，当采用多囊体时，子气囊在机首或机尾内部，制造子气囊的材料可以是聚乙烯膜、橡胶膜或者某种多层复合膜；当内部填充子气囊时，所述飞行器的安全性、可靠性进一步提高。

进一步地，当浮力小于并接近飞行器重力时，所述飞行器空载时表现出微重量，在一种实施例中，所述飞行器的空载质量为115公斤，在气囊浮力作用下，其重量仅有约20公斤，其在地面停机维护时，以人力或小型机械便可以挪动空载的实施例飞行器，实现低成本、高效率的维护保养及储运。

进一步地，所述机首与机舱、机舱与机尾之间由可操控机械装置连接，所述装置可以是铰链、合页、连杆或着能实现机身变形的倾斜轴承系统。

进一步地，以上布局的一些飞行器还可以实现下面一种运行方法，包括以下步骤：

a)飞行器起飞状态，机首和机尾为竖直姿态，机舱为竖直或水平姿态，动力系统推力垂直向上。

b)接近飞行高度，机首和机尾逐渐调整为水平姿态，机舱为水平姿态，动力系统推力为斜向上。

c)降落时，机首和机尾逐渐调整为垂直姿态，机舱为竖直或水平姿态，动力系统推力垂直向上。

d)还包括一种不落地实现收摄或投送人员或物品的状态：此时，飞行器在空中悬停或减速到一定程度，机首和机尾逐渐调整为垂直姿态，机舱为竖直或水平姿态，动力系统推力垂直向上，机舱通过绳索实现不落地收摄或投送人员和物品；以上过程逆向即为恢复水平飞行过程。

进一步地，所述飞行器的任意部位还可以增加其它附加装置，比如机翼、传感器、太阳能板、发光或变色蒙皮等，使其适用于特殊的作业场景，或者在特定条件下改善其某项性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：具有更高的被动安全性能，能在坠机时保护乘员或所载物品，使飞行器具备人们一直以来渴望达到的安全效果；碰撞吸能缓冲体能同时保护飞行器的撞击对象，在城市低空运行时对城市建筑和人员更安全，使得飞行器加入城市立体交通更容易被大众接受，这是本发明预料外的有益效果；用碰撞吸能缓冲体解决飞行器的安全性问题，通过增加体积提高安全性的同时使飞行器的空气阻力系数减小，降低了空气阻力，在通用航空器设计领域，克服了习惯性地认为体积越大空气阻力越大的技术偏见；同时本发明的制造和使用成本低、运行效率高，经济效益更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的一种具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明飞行器在一种布局下的实施例之一的轴测图(水平飞行状态)；

图2为图1飞行器在y轴上的垂直剖视图(水平飞行状态)；

图3为图1飞行器的侧视图(临时停靠状态)；

图4为图1飞行器的主视图(临时停靠状态)；

图5为图1飞行器的一种运行流程图。

附图标记

1 机首；2 机舱；3 机尾；4 机身；11 头锥；12 机首子气囊；13 机首密封舱盖；14机首舱内张力网；21 推进器；22 座椅；23 支架；24 操纵杆；25 撑杆；231 支架圆心轴位；251 机首开合转轴；31 尾锥；22 机尾子气囊；13 机尾密封舱盖；14 机尾舱内张力网；41机身水平飞行或悬停状态；42 机身悬停并机首向上旋转88度的状态；431 机身悬停并机首向上旋转175度同时支架23锁定的状态；43 机首向上旋转175度，座椅22及支架23绕轴231旋转90度并且支架23张开，机身临时停靠的状态；44 机首1和支架23复位，机身空载，启动后或准备停止运行的状态；45、46、47 机身停止运行的状态。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明飞行器的一种布局下的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一种实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的一种选定实施例。基于本发明中的方法或实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1至图5所示，提供了本发明飞行器在一种布局下的实施例和所述布局下的一种运行方法：包括机身4本体，机身4整体呈流线形，机身4上沿其自身的长度方向依次布设有机首 1、机舱2、机尾3；机首1、机舱2、机尾3沿y轴串列布置；机舱两侧设置推进器21，推进器21的数量为两组；推进器21设置在机身的几何中心，推进器21可以绕与x、z轴同时垂直的y轴各自旋转，推进器21用于提供飞行器垂直起降的动力和水平飞行的推力；飞行器水平飞行的运行方向与机身4的长度方向一致；在飞行器准备降落时，其速度和高度降低达到一定值时，通过机首1绕251轴相对于机舱2和机尾3旋转，使机身4实现向上折叠变形，从而使得机身4逐渐对折并与地面垂直，由于机身4主要重量集中在机舱2，变形后的机身43（或431）为稳定的重力布局，通过机身变形实现在狭小场地垂直降落；由于变形后的飞行器通过重力布局实现了姿态稳定，而动力系统提供的力则全部用来提供悬停、起飞、降落的推力，飞行器能平稳地起飞、降落、悬停或缓慢平移以实现精准地起降或实施其他作业；上述过程的逆向则为飞行器起飞的过程。

本实施例中，飞行器平飞时机身4产生一定的升力、而动力系统提供的力则全部用来提供水平飞行的推力；本实施例中的飞行器在其飞行方向上迎风面积约为3平方米，空气阻力系数为0 .045至0 .055，与蟋蟀超轻型飞机比较，蟋蟀飞机起飞重量为180公斤，飞行方向上的迎风面积最小约为1.19平米，空气阻力系数约为0 .18到0 .25，根据空气阻力计算公式可知，本实施例在同等推力下，可以获得比蟋蟀飞机更快的飞行速度，本实施例在提高被动安全性的前提下，速度和能效优于现有技术下同等起飞重量的飞行器；由于机身无操纵面，以重力布局保持运行姿态，以矢量推进操纵飞行，运行具有操控简单、可靠性高的特点，另外由于构件少，还便于使用维护。

本实施例中，机身4包括前机首1、机舱2和机尾3；机首1与机舱2连接；机舱2和机尾3连接。具体地说，机首1和机尾3，截面为圆形，各自向端头逐渐收缩呈锥状流线造型；机舱2为圆柱形，机首1和机尾3互相对称连接着机舱2上；上述造型的机身4具有空气阻力系数低、便于安装制造的特点。

本实施例中，动力系统包括两组推进器21，推进器21分别沿x轴设置在前机身2侧面正投影的几何中心上；推进器21由5台推力约150牛顿的电动涵道风扇组成，推进器21还安装有整流罩、进气口防护网；推进器21可以沿x轴各自独立旋转。

本实施例中，机首1为流线型圆锥体，其蒙皮为碳纤维复合材料；机首1端头安装有头锥11，头锥11为可拆卸部件；头锥11对机首1起保护作用，头锥11在机身4停止运行时还有作为支点固定机身的作用；头锥11内部安装有飞行控制用传感器；机首1内部装填有子气囊12，子气囊12由铝膜复合材料预制，子气囊12内部预装气体为常压的高纯氦气，机首1内部安装有柔软弹性材料制成的张力网14，张力网14用来固定子气囊14；机首1在朝向机舱的一侧安装有密封舱盖13，密封舱盖13打开后，可以向机首1内部装填子气囊12，也可以通过打开密封舱盖13对机首1内部进行维修和保养；密封舱盖13内部集成有用于检测机首1内部压力、气体成分、温度变化的传感器；密封舱盖13内部集成有用于调整机首1内部压力的调压装置，可以在一定范围内调整机首1内部气压，使其对机身4周边空气环境保持一定的气压差，利用气压使机首1保持形状和一定的强度；机首1的蒙皮小面积损坏时可以使用强力胶带和胶水做临时修补，子气囊14个别损坏时，可以通过拆卸密封舱盖13，取出损坏的子气囊14，必要时可以在修补完蒙皮后用装填氢气的橡胶气囊临时替换损坏的子气囊14；在复杂环境使用飞行器时，密封舱盖13内部可集成除氧组件，用来消除机首1内部的氧气。

本实施例中，机首1和机舱2采用铰链和电动撑杆连接，机舱2和机尾3采用固定连接；通过固定连接使机舱2和机尾3成为一个整体；通过电动撑杆25和位于转轴251位置的铰链实现机首1对机身4的变形；具体地说，通过操纵电动撑杆25，使机首1绕251轴转动，在重力的作用下，实现机身4从状态41到状态42再到状态43的变形。

本实施例中，机舱2内部还安装有圆弧形可滑动的支架23，支架23一部分固定在机舱2上，一部分固定在座椅22，支架23连接座椅22的部分可以沿自身的圆弧滑动，使座椅22围绕231转动；通过支架23实现的座椅22的转动与机身4的变形为随动关系，支架23的滑动使座椅22在机身在41到42再到43状态或者以上相反的转换过程中始终保持对水平面的直立状态；支架23也可以锁止，使座椅23与机舱2的关系为固定关系，使座椅22与机舱2在机身从41状态转换到42状态再转换到431状态或者以上相反的过程中始终保持一致运动；支架23还带有可收放的支架，作为机身在状态43时的起落架。

实施例中，机尾3为流线型圆锥体，其蒙皮为碳纤维复合材料；机尾3末端安装有尾锥31，尾锥31为可拆卸部件；尾锥31对机尾3起保护作用，尾锥31在机身4停止运行时还有作为支点固定机身的作用；尾锥31内部安装有飞行控制用传感器；机尾3内部装填有子气囊32，子气囊32由聚乙烯和铝膜复合材料预制，子气囊32内部预装气体为常压的高纯氦气，机尾3内部安装有柔软弹性材料制成的张力网34，张力网34用来固定子气囊34；机尾3在朝向机舱的一侧安装有密封舱盖33，密封舱盖33打开后，可以向机尾3内部装填子气囊32，也可以通过打开密封舱盖33对机尾3内部进行维修和保养；密封舱盖33内部集成有用于检测机尾3内部压力、气体成分、温度变化的传感器；密封舱盖33内部集成有用于调整机尾3内部压力的调压装置，可以在一定范围内调整机尾3内部压力，使其对机身4周边空气环境保持一定的气压差，利用气压使机尾3保持形状和一定的强度；机尾3的蒙皮小面积损坏时可以使用强力胶带和胶水做临时修补，子气囊34个别损坏时，可以通过拆卸密封舱盖33，取出损坏的子气囊34，必要时可以在修补完蒙皮后用装填氢气的橡胶气囊临时替换损坏的子气囊34；在复杂环境使用飞行器时，密封舱盖33内部可集成除氧组件，用来消除机尾3内部的氧气。

本实施例飞行器的运行工作原理为

在状态41下，机身4的空载质量为115千克以下，载重后的总质量约为215千克，机首和机尾提供约800牛顿浮力，通过两个推进器21推进机身4沿y轴飞行，机身4产生约1307牛顿升力，实现水平飞行；两个推进器提供的全部推力用于克服机身4在y轴方向的空气阻力， 机身4在状态41下实现高速飞行。

机身4在状态41下，减速到一定程度，机身4变形到状态42，推进器21提供斜向上的推力，机身4在状态42向状态43的变形中下降；因为状态42下机身4具有浮力和较大的空气阻力，又因重心在几何中心下方，具有稳定的重力布局，机身4可以轻易地实现稳定缓慢地下降。

机身4在状态41下，推进器21提供推力差动，实现机身4绕z轴转向；在状态41下，推进器21在水平向后提供推力的同时绕x轴各自做反向微动旋转，实现机身4在前进的同时绕y轴转动；在状态41下，推进器21在水平向后提供推力的同时绕x轴同步微动旋转，实现机身4在沿y轴前进的同沿z轴向上或向下变轨；在状态41下，推进器21将上述操作结合可以实现在沿y轴飞行时机身4在y轴的垂直面上的任意转向和变轨。

因此本实施例飞行器能够轻易稳定地完成一些特定的机动动作，具有灵活性高的特点。

本实施例飞行器的高被动安全性原理主要表现在两方面

第一，本实施例飞行器利用机首1和机尾3作为机舱2的碰撞安全缓冲物；飞行器在状态41的高速飞行中，或着飞行器在状态41的坠机中，当发生碰撞时，机首1或者机尾3可以在与障碍物碰撞并弹开的同时吸收大部分能量，减少了机舱3受到的冲击力。

第二，因为浮力和空气阻力的原因，本实施例飞行器在坠机时的坠落加速度远低于其他飞行器，尤其是在低空飞行时，一方面坠落冲击力更小，另一方面，因为坠落加速度小、速度低，具有更多的处置时间；具体地讲，在状态41下，当机身4水平坠落时，其空气阻力达到现有技术飞行器水平坠落空气阻力的5倍以上，在空气阻力和浮力作用下机身4受到较小的向下合力，其下降的加速度远低于其他飞行器；在状态41下，当机身4以其它姿态坠落，虽然空气阻力会变小，但是机首或机尾处在先于机舱碰撞的位置，能吸收比较多的冲击能量；即使以空气阻力最小的竖直姿态坠落，因为浮力的存在，其下降的加速度仍然低于其他飞行器，而竖直坠落时机首1或机尾3恰好可以提供最大限度的吸能缓冲作用。

综上所述，尤其是在低空飞行中，由于机首1和机尾3的碰撞吸能缓冲保护，再加上事故时以低于其它飞行器的速度坠落，使本实施例飞行器对自身和外界均具有较高安全性。

本实施例飞行器的运行程序为

本实施例飞行器，当其在状态41下水平飞行并准备降落时，推进器21减小推力或向相反方向做功，机身4减速到一定程度；机首绕251轴转动，向上抬起约90度，机身4从状态41变形至状态42，此时机舱2内部的支架23携带座椅22随动变形，使座椅22保持竖直姿态；变形至状态42的机身4在浮力和空气阻力作用下缓慢下降，推进器21辅助机身4稳定平缓下降；当接近地面时，机身4变形至状态43，推进器21辅助机身4稳定和暂时停靠，支架23完全滑出并打开，驾乘人员持操纵杆24离舱，操纵杆24为遥控和线控两用，当其插入座椅22的扶手时，可以作为飞行器的线控操纵杆，当其和扶手分离时可以作为飞行器遥控手柄；人员离舱后机身4变形至状态44，并落地和停机，飞行器完成降落；同时飞行器的起飞过程就是飞行器降落的逆过程。

本实施例中飞行器，当其在状态43下临时停靠时，其所需要的场地仅为2米宽和5米长，可在一个上部无遮挡的露天车位完成临时起降，本实施例飞行器的起降对场地要求低，具有可以随地起降的特点。

本实施例中飞行器也可以使用绳索降落，具体地说，在机身4从状态41变形至状态42时，机舱2内部的支架23携带座椅22与机舱2锁定，使座椅22保持与机舱2一致运动，乘员或物品与绳索连接；变形至状态42的机身4在浮力和空气阻力作用下缓慢下降，推机器21辅助机身4稳定平缓下降；当接近地面时，机身4变形至状态431，推机器21辅助机身悬停和稳定，乘员携带遥控手柄24绳索降落或物品在绳索控制下降落；飞行器实现不落地投放人员或物品；同时飞行器的绳索登机过程或收摄物品的过程就是飞行器绳索投放人员或绳索投放物品的逆过程。

本实施例中飞行器，当其在状态431下投放和收摄人员或物品时，几乎可以适用于各种场地条件，还可以实现在强风中投放或收运人员及物品。

本实施例中飞行器，在停止运行后，可以45、46或47状态存放；可以是容器存放也可以是开放空间或户外存放；当飞行器在45、46或47状态下进行开放空间存放时，可对机首1和机尾3的头锥11和尾椎31进行固定；当飞行器在45、46或47状态下进行室外空间临时存放时，可将机首1或机尾3插入树冠或狭缝进行临时固定。

综上所述，本实施例飞行器具有安全性高，综合成本低，使用灵活、用途广泛、容易存放和管理的特点。

本发明的核心在于，使用碰撞缓冲体来保护机舱，机舱用来承载人员和物品，依据这个原理，使飞行器具有较高被动安全性能。以往的飞行器设计中，往往追求尽量小的体积，在航空器技术领域的一般认识中，往往认为体积增大会导致空气阻力增大。但这是一种技术偏见，根据空气阻力计算公式，在不考虑速度时，空气阻力的变化只和飞行器各部分的迎风面积及其空气阻力系数有关，与体积并无直接关系，因此在合理的流线造型下，使用碰撞缓冲体保护机舱，可以在增加飞行器体积的同时减小飞行器的空气阻力系数。

基于以上原理还可以提出其它的实施例，比如一种飞行器，其机舱在中间，左右两侧各有一个碰撞吸能缓冲体，碰撞吸能缓冲体的截面为直径一米的圆形，沿飞行方向的剖切面为长十米左右的流线型；机舱的顶视投影为宽2米、长3米、高0 .6米的矩形，机舱的纵剖面为流线型，机舱用来承载人员和物品，机舱前后各有两组推进器，在起飞和降落阶段，推进器提供向上的推力，在水平飞行阶段，推进器提供斜向上的推力；所述实施例具有建造成本更低，结构更简单的特点。对上述实施例进行技术替换还可以得到更多具有高被动安全性能飞行器的实施例。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的一些实施技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种飞行器，包括机身，所述机身包括机舱和防撞吸能缓冲体，所述机身的总体或每个部分在其飞行方向上有一个以上剖面为流线型，所述机身的总体或每个部分在其飞行方向垂直面的截面是圆形、椭圆形或多边形，所述机舱可以承载人员或物品，所述机舱上有动力系统，所述动力系统提供飞行器起降时全部或部分的升力，所述动力系统提供飞行器飞行时前进的全部推力，其特征在于：所述机舱位于机身的几何中心，所述机身的重心位于所述几何中心的下方，所述防撞吸能缓冲体连接在机舱上，其强度、体积经计算和测试能吸收飞行器坠机或遭遇撞击时对所述机舱产生的冲击力，所述飞行器具有一种布局，其机首和机尾是防撞吸能缓冲体，机首、机舱、机尾依次沿飞行器的飞行方向串列布置，所述机首和机舱、机舱和机尾的连接为固定连接或铰接，当所述的连接为铰接时，可以实现机首对机舱、机尾对机舱各自独立或同时的变形，所述飞行器具有一种运行方法，包括以下步骤：

a .在起飞状态，机首和机尾为竖直姿态，机舱为竖直或水平姿态，动力系统推力垂直向上；

b .在飞行高度，机首和机尾逐渐调整为水平姿态，机舱为水平姿态，动力系统推力为斜向上；

c .在降落时，机首和机尾逐渐调整为垂直姿态，机舱为竖直或水平姿态，动力系统推力垂直向上；

d .还可包括一种不落地实现收摄或投送人员或物品的状态，此时，飞行器在空中悬停或减速到一定程度，机首和机尾逐渐调整为垂直姿态，机舱为竖直或水平姿态，动力系统推力垂直向上，机舱通过绳索实现不落地收摄或投送人员和物品，以上过程逆向即为恢复水平飞行过程。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述防撞吸能缓冲体内部填充轻物质，所述轻物质是一种固态泡沫材料。

3.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述的防撞吸能缓冲体内部填充一种气体，所述气体预封装在子气囊中，所述子气囊通过弹力扩张网固定在缓冲体腔内。

4.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于：所述的防撞吸能缓冲体带有一个密封舱盖，所述的舱盖打开后可以向缓冲体腔内装填子气囊，所述子气囊内预封装的气体是氦气，所述舱盖上带有气压调节和传感装置。

5.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于：所述的防撞吸能缓冲体带有一个密封舱盖，所述的舱盖打开后可以向缓冲体腔内装填子气囊，所述子气囊内预封装的气体是氢气，所述舱盖上带有气压调节和传感装置，还带有氧气传感器和除氧装置。

6.根据权利要求1~5任一项所述的飞行器，其特征在于：机舱上的动力系统为两组以上的推进器，所述推进器的推力大小可以各自独立调节。

7.根据权利要求1~5任一项所述的飞行器，其特征在于：机舱上的动力系统为两组以上的推进器，所述推进器可以以飞行器飞行方向的垂线为旋转轴各自独立旋转。

8.根据权利要求1所述的飞行器，其机身的总体或每个部分在其飞行方向垂直面的截面是多边形，其特征在于：所述的多边形是边角导圆的多边形。

9.根据权利要求1所述的飞行器，当所述的连接为铰接时，其特征在于：所述的铰接包括连杆连接和倾斜轴承连接。

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