CN204623838U - 一种涵道旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种涵道旋翼飞行器，包含动力装置和至少一个飞行机构；飞行机构包含旋翼、涵道和康达效应体；旋翼设置在涵道内；康达效应体设置在旋翼的正下方，用于产生附加的升力；动力装置用于给飞行机构中旋翼提供转动的动力。工作时，旋翼由动力装置带动在涵道内高速旋转，旋翼下气流流过康达效应体，最后流向飞行器下部。本实用新型结构简单，使用方便；能够在保证使用安全经济的同时取得良好的飞行操纵性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞行器气动布局和飞行控制领域，尤其涉及一种涵道旋翼飞行器。
背景技术
现在的旋翼涵道飞行器一般主要分为三种：
其一是前后各一个涵道螺旋桨共同作用为飞行器提供升力，飞行器的飞行姿态控制也是通过控制前后螺旋桨的转速或螺旋桨的桨距来实现飞行器控制或在涵道下口安装气流导流板来控制；这类飞行器存在着升力不足和航向及横向稳定性不足的问题，同时由于其控制舵面的布置导致飞行器的操纵功效不足。
其二是飞行背包类，如“马丁”个人飞行背包，这一类飞行器使用的操纵方式与前一类类似，但是这类飞行背包螺旋桨盘载荷较大，使用效率不高，操纵不方便，基本上不能实用。
其三是现有四旋翼（螺旋桨）飞行器外加涵道边，这类飞行器四旋翼各自独立且同高度，结构尺寸偏大，仅有螺旋桨提高升力，气动效率很低，不能做大型飞行器，飞行时间短、飞行载荷低、空机重量占重大，基本上靠电动、无人化，局限用作于航模。
由于航空技术的进步和人类对于出行质量的要求不断提高，一种能够个人驾驶，操纵简单，使用费用相对较低的个人飞行器逐渐成了人们出行的首要选择。个人飞行器能够贴近地面快速飞行，同时能够飞行一定的飞行高度，解决堵车，翻越障碍，快速到达目的地等出行需求。使用直升机需要专用的飞行员和较大的起飞场地，而且由于直升机较大的旋翼桨叶和高速旋转的尾桨，使用过程中会出现安全隐患，同时直升机的操纵极为复杂，维修保养要求高，全寿命周期费用也高较，是限制直升机作为代步工具的重要原因。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的问题，提供一种涵道旋翼飞行器，以供个人代步，具有良好的操纵性和安全性。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种涵道旋翼飞行器，包含动力装置和至少一个飞行机构；
所述飞行机构包含旋翼、涵道和康达效应体；
所述旋翼设置在涵道内；
所述康达效应体设置在旋翼的正下方，用于产生附加的升力；
所述动力装置用于给飞行机构中旋翼提供转动的动力。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述康达效应体的外表为气动优化的弧形。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述康达效应体为封闭的半球形。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，飞行器还包含起落架，用于滑跑和降落。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述飞行机构的涵道为圆形。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述飞行机构的个数为四个，所述四个飞行机构的涵道两两对应连接、去掉重叠部分后构成两个8字形涵道，所述两个8字形涵道分别设置在飞行器的前端和后端、横截面呈翼型。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述四个飞行机构的旋翼在同一8字形涵道内上下错开、不同8字形涵道内前后反对称布置，即前左后右旋翼同高度同旋转方向，前右后左同高度同旋转方向。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，飞行器还包含推进装置，用于提高飞行器的飞行速度。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述飞行机构的涵道正下方出口处设有导流板装置，用于提高飞行器的操纵稳定性及速度。
作为本实用新型一种涵道旋翼飞行器进一步的优化方案，所述旋翼采用螺旋桨或风扇替换。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 设计简单，使用方便；
2. 采用四副旋翼布置的形式，能够通过操纵各个旋翼的转速或桨距来控制其飞行姿态和状态；
3. 旋翼上下错开布置的方式能够减小全机的横向尺寸；
4. 能够在保证使用经济性的同时取得良好的飞行操纵性和稳定性。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；
图2是本实用新型一种实施例的剖视图；
图3是本实用新型一种实施例的俯视图；
图4是本实用新型一种实施例的前视图。
图中，1-涵道，2-安装架，3-舱盖，4-机身，5-旋翼，6-动力装置，7-起落架，8-康达效应体，9-涵道唇口，10-延伸轴，11-涵道出口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
本实用新型公开了一种涵道旋翼飞行器，包含动力装置和至少一个飞行机构；
所述飞行机构包含旋翼、涵道和康达效应体；
所述旋翼设置在涵道内；
所述康达效应体设置在旋翼的正下方，用于产生附加的升力；
所述动力装置用于给飞行机构中旋翼提供转动的动力。
图1为四旋翼涵道飞行器，包括四个飞行机构、驾驶员座舱或设备舱、起落架和动力装置。每个飞行机构均包含一个旋翼、一个旋翼安装架、一个圆形涵道和一个康达效应体。
四个飞行机构的圆形涵道可以变换为两个8字形涵道，即由两个飞行机构的涵道两两对应连接、去掉重合部分后构成，分别设置在飞行器的前端和后端，其涵道边缘横截面形状为翼型。
动力装置提供旋翼旋转的动力，在旋翼的作用下气流从上部向涵道内部流动，气流流过涵道口，涵道唇口处因为绕流产生附加的升力，康达效应体安装在旋翼轴正下方。气流从涵道口向涵道内部继续流动，经过旋翼加速后流向康达效应体，在康达效应的作用下，继续产生附加的升力，涵道处的升力一共由三部分组成：其一是涵道唇口的附加升力；其二是旋翼产生的升力；其三是在康达效应体上产生的附加升力。在每副旋翼处产生的升力都是同样的原理。四副旋翼可以单独控制其旋转转速或桨距，通过控制每副旋翼的转速或桨距来调整飞行器的飞行姿态。飞行器在地面情况下机身的重量由机身两侧起落架承担。起落架可以用作滑跑和降落之用。
所述旋翼可以替换为螺旋桨或风扇，也可以是某新构型桨叶或新概念卷流旋翼。
所述康达效应体采用封闭的半球形状外形或气动优化的弧体外形。
所述四个飞行机构中旋翼的布局是同一8字形涵道内错开高度重叠部分区域，前后8字形涵道内旋翼反对称布置，即前左后右旋翼同高度同旋转方向，前右后左螺旋桨同高度同旋转方向。
动力装置可采用电机，电机安装架连接在机身上，电机安装在电机安装架上且处于涵道内部，康达效应体通过电机延伸轴与电机静子连接在一起。
飞行器能够加装推进装置，用于提高飞行器的飞行速度。
所述飞行机构的涵道正下方出口处可以设置导流板装置，用于提高飞行器的操纵稳定性及速度。
如图2所示，康达效应体安装在涵道的下部，起落架与机身连接在一起，起到支撑全机重量的作用。
四副旋翼如图3所示布置，相邻的旋翼错开一定的安全距离，保证旋翼在高速旋转的过程中不会碰撞到一起。
起落架如图4所示，其布置平行于机身构造平面。
电机从机身内部的电池获得电能，在驾驶员的控制下开始旋转，电机的旋转带动旋翼一起旋转，在旋翼高速旋转的作用下气流由外部向涵道流动，经过涵道上部的涵道唇口进入涵道内部，继续流过旋翼流向康达效应体,最后从涵道出口流出。在整个过程中当气流流过涵道唇口和康达效应体时会在两处产生附加的升力。
本实用新型采用四副旋翼布置的形式，可以通过操纵各个旋翼的转速或桨距来控制其飞行姿态和状态。旋翼上下错开布置的方式能够减小全机的横向尺寸。
通过同步操纵四副旋翼的转速或总距能够控制飞行器的升降；通过改变对角旋翼转速或总距能够控制飞行器的航向；通过前后差动和左右差动四副旋翼转速或总距能够分别调整飞行器俯仰和滚转姿态，通过姿态倾斜实现前飞或侧飞，改变姿态的同时变旋翼转速或总距可以调整飞行速度。飞行器在地面时使用下部的起落架支撑飞行器。
以上实施是采用电机变转速方式，本实用新型亦可以采用发动机变总距方式，图中旋翼的动力电机则由发动机及其传动轴代替。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种涵道旋翼飞行器，其特征在于，包含动力装置和至少一个飞行机构；
所述飞行机构包含旋翼、涵道和康达效应体；
所述旋翼设置在涵道内；
所述康达效应体设置在旋翼的正下方，用于产生附加的升力；
所述动力装置用于给飞行机构中旋翼提供转动的动力。
2.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述康达效应体的外表为气动优化的弧形。
3.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述康达效应体为封闭的半球形。
4.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，还包含起落架，用于滑跑和降落。
5.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述飞行机构的涵道为圆形。
6.根据权利要求5所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述飞行机构的个数为四个，所述四个飞行机构的涵道两两对应连接、去掉重叠部分后构成两个8字形涵道，所述两个8字形涵道分别设置在飞行器的前端和后端、横截面呈翼型。
7.根据权利要求6所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述四个飞行机构的旋翼在同一8字形涵道内上下错开、不同8字形涵道内前后反对称布置，即前左后右旋翼同高度同旋转方向，前右后左同高度同旋转方向。
8.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，还包含推进装置，用于提高飞行器的飞行速度。
9.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述飞行机构的涵道正下方出口处设有导流板装置，用于提高飞行器的操纵稳定性及速度。
10.根据权利要求1所述的涵道旋翼飞行器，其特征在于，所述旋翼采用螺旋桨或风扇替换。
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