CN108100207B - 一种充气式垂直起降飞行器 - Google Patents

Abstract

一种充气式垂直起降飞行器，包括起落架、座舱、救生伞、升力风扇、气囊机翼、气囊机身、涵道风扇和太阳能收集薄膜，起落架为前三点式起落架，座舱位于飞行器前部，救生伞设置在座舱的上部后方，气囊机翼为上单翼布局，气囊机身为常规气动布局上平尾，太阳能收集薄膜覆盖在整个气囊机身和气囊机翼外表面，气囊机翼和气囊机身可以进行充气和放气。通过采用的气囊式机身、气囊式机翼设计兼顾了气动、结构、浮空力等方面需求，达到了功能结构的综合利用，主体结构部分本身就是浮空器，能够提供一定的升力，在平飞中，又可以发挥固定翼飞机的特点，产生升力，一定程度上减轻对浮空器尺寸的需求。

Description

一种充气式垂直起降飞行器

技术领域

本发明属于航空工业技术领域，具体涉及一种充气式垂直起降飞行器。

背景技术

随着科技的发达，物质生活水平的提高，在城市里群居的人也越来越多，城市的规模也越来越大，趋向于超级城市发展，但是城市地面甚至地下的交通道路是有限的，为了满足人在城市里的旅游、上班、购物等出行需要，地面/地下的交通压力也越来越大，都会成为制约和妨碍城市发展的问题。造成交通拥堵主要是过多的地面交通工具、过多的地面道路交叉网，往往为了从一个地方到一个目的，只能通过绕行/缓行等方式进行，又增加了旅行的路程，这在目前的特大城市甚至中等城市中已凸显弊端。为了环节和改善未来城市的交通状况，需要一种充分利用低空空域使用的飞行器作为补充，达到构建立体交通网的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种充气式垂直起降飞行器，具备高安全性、环保性、经济性，主要适用于城市内的交通运输。

一种充气式垂直起降飞行器，包括起落架、座舱、救生伞、升力风扇、气囊机翼、气囊机身、涵道风扇和太阳能收集薄膜，起落架为前三点式起落架，座舱位于飞行器前部，救生伞设置在座舱的上部后方，气囊机翼为上单翼布局，气囊机身为常规气动布局上平尾，气囊机翼和气囊机身为翼身融合，升力风扇用于飞行器的垂直起降阶段及空中悬停阶段并布置在气囊机翼和气囊机身融合区域的中间，涵道风扇布置在气囊机身平尾两端，太阳能收集薄膜覆盖在整个气囊机身和气囊机翼外表面，气囊机翼和气囊机身可以进行充气和放气。

更优方案为，该充气式垂直起降飞行器的涵道风扇相对于气囊机身的平尾可以沿着三个方向偏转，为飞行器提供三轴的姿态控制，涵道风扇为电源驱动。

更优方案为，充气式垂直起降飞行器的太阳能收集薄膜覆盖在整个气囊机身和气囊机翼外表面收集能源为飞行器电池充电补充能源。

本发明采用的气囊式机身、气囊式机翼设计兼顾了气动、结构、浮空力等方面需求，达到了功能结构的综合利用，主体结构部分本身就是浮空器，能够提供一定的升力，在平飞中，又可以发挥固定翼飞机的特点，产生升力，一定程度上减轻对浮空器尺寸的需求。在充气状态下，形成飞行器的外形，飞行中满足空气动力学特征，并且能按照浮空器原理，提供一定的升力；在未充气状态下，可以有效的降低地面停机状态所需的空间需求。并且该飞行器在城市中使用时，具备低噪音、零排放、垂直起降、压缩尺寸、节约造价和安全可靠使用的特点。

附图说明

图1为本发明气囊充气后的结构示意图。

在图中，1、起落架；2、座舱；3、救生伞；4、升力风扇；5、气囊机翼；6、气囊机身；7、涵道风扇；8、太阳能收集薄膜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释发明，并非用于限定本发明的范围。

一种充气式垂直起降飞行器，包括起落架1、座舱2、救生伞3、升力风扇4、气囊机翼5、气囊机身6、涵道风扇7和太阳能收集薄膜8，飞行器的起落架1为前三点式起落架；座舱2位于飞行器前部；座舱2的上部后方为救生伞3，救生伞3主要用于飞行器救生时使用；气囊机翼5为上单翼布局；气囊机身6为常规气动布局，上平尾；气囊机翼5和气囊机身6为翼身融合；升力风扇4布置在气囊机翼5和气囊机身6融合区域的中间；涵道风扇7布置在气囊机身6平尾两端；太阳能收集薄膜8覆盖在整个气囊机身6和气囊机翼5外表面，气囊机翼5在飞行中，可按照固定翼飞机原理，为飞行器提供升力。

在飞行器起降过程时，气囊机翼5和气囊机身6通过充气后产生一定的浮力，低于飞行器的整备质量载荷；升力风扇4主要用于飞行器的垂直起降阶段及空中悬停阶段，启动升力风扇4提供辅助升力，通过该升力的大小调节完成飞行器的上升及下降；升空后，涵道风扇7打开，推动飞行器前行，此时气囊机翼5产生升力，升力风扇4扇减小辅助升力提供甚至为零升力。

飞行器从其的实用功能出发，不需要滚转等机动飞行，飞机的操纵控制主要为升/降、悬停、前进、航向方面。因此，通过控制升力风扇4、涵道风扇7的输出功率和推力方向达到基本的姿态控制。涵道风扇7相对于气囊机身6的平尾可以沿着三个方向偏转，为飞行器提供三轴的姿态控制；涵道风扇7为电源驱动。

覆盖在整个气囊机身6和气囊机翼5外表面的太阳能收集薄膜8可以收集能源，为飞行器的电源系统包括电池进行充电，补充能源，气囊机翼5和气囊机身6可以进行充气和放气；在使用阶段，气囊机翼5和气囊机身6通过充气可以为飞行器提供浮力；在停放阶段，气囊机翼5和气囊机身6可以放气减少停机时对空间的使用需求；气囊机翼5和气囊机身6的尺寸、容积及充气量视飞行器的设计进行确定；气囊机翼5是上反设计或下反设计，视飞行器的具体设计确定。飞行器可以实现空中悬停。

Claims (3)

1.一种充气式垂直起降飞行器，其特征在于：所述飞行器包括起落架(1)、座舱(2)、救生伞(3)、升力风扇(4)、气囊机翼(5)、气囊机身(6)、涵道风扇(7)和太阳能收集薄膜(8)，所述起落架(1)为前三点式起落架，所述座舱(2)位于飞行器前部，所述救生伞(3)设置在座舱(2)的上部后方，所述气囊机翼(5)为上单翼布局，所述气囊机身(6)为常规气动布局上平尾，所述气囊机翼(5)和气囊机身(6)为翼身融合，所述升力风扇(4)用于飞行器的垂直起降阶段及空中悬停阶段并布置在气囊机翼(5)和气囊机身(6)融合区域的中间，所述涵道风扇(7)布置在气囊机身(6)平尾两端，所述太阳能收集薄膜(8)覆盖在整个气囊机身(6)和气囊机翼(5)外表面，所述气囊机翼(5)和气囊机身(6)可以进行充气和放气。

2.根据权利要求1所述的充气式垂直起降飞行器，其特征在于：所述涵道风扇(7)相对于气囊机身(6)的平尾可以沿着三个方向偏转，为飞行器提供三轴的姿态控制，涵道风扇(7)为电源驱动。

3.根据权利要求1或2所述的充气式垂直起降飞行器，其特征在于：所述太阳能收集薄膜(8)覆盖在整个气囊机身(6)和气囊机翼(5)外表面收集能源为飞行器电池充电补充能源。

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