[发明专利]高速多旋翼垂直起降飞行器

说明书

本公开一般来说涉及包含固定翼飞行能力的高速垂直起降(VTOL)飞行器。所述高速VTOL飞行器可包含相对于所述飞行器在主翼上的纵轴等距地定位的至少两个推力产生旋翼以及相对于所述飞行器在垂直翼上的纵轴等距地定位的至少两个推力产生旋翼。所述旋翼可由电动机驱动。然而，可使用其它动力源，例如，内燃机或混合式发动机。通过调整所述旋翼的速度和/或桨距，所述飞行器可从垂直飞行形态转变到水平飞行形态以及从水平飞行形态转变到垂直飞行形态。本公开涉及一种高速多旋翼垂直起降飞行器。

技术领域

本发明涉及高速多旋翼垂直起降飞行器

背景技术

航空领域涵盖许多不同版本的有人驾驶和无人驾驶飞行器。绝大多数容易得到的、负担得起的有人驾驶和无人驾驶飞行器是固定翼设计，此些设计需要使用机库或停机坪空间来进行存放，且需要航带以供起降。为了消除此需要，在一些状况下，工具通过使用弹射机构(用于起飞)或降落钩(用于降落)而将对停机坪或降落区域的需要减到最小。在任一状况下，固定翼设计的简易性和效率通常都被对停机坪空间或此些额外工具的需要抵销。这些要求提高操作飞行器的总成本，且可使飞行器对于普通公民来说是难以接近的。另外，多数有人驾驶和无人驾驶的飞行器依赖于传统控制且需要训练和专业知识来对其进行操作。操作此些飞行器所需的难度和知识通常数倍于驾驶传统汽车的难度和知识，这可限制此行业的进入和增长。

相比之下，高速垂直起降(VTOL)飞行器可在不使用航带的情况下进行操作。当今使用的大量VTOL飞行器呈倾转旋翼飞行器、涵道飞行器和专用升力系统飞行器的形式，且由世界上各军队使用。倾转旋翼飞行器的整体复杂性通常将其使用限于经过良好训练的专业飞行员。然而，倾转旋翼平台的许多优点(包含垂直提升能力，并结合常规固定翼飞行器的速度和效率)如果可用于大众可彻底改变航空工业。

发明内容

本公开一般来说涉及高速垂直起降(VTOL)飞行器，优选地其包括包含固定翼飞行能力。所述高速VTOL飞行器可包含相对于所述飞行器在主翼上的纵轴等距地定位的至少两个推力产生旋翼以及相对于所述飞行器在垂直翼上的纵轴等距地定位的至少两个推力产生旋翼。所述旋翼可由电动机驱动。然而，可使用其它动力源，例如，内燃机或混合式发动机。通过调整所述旋翼的速度和/或桨距，所述飞行器可从垂直飞行形态转变到水平飞行形态以及从水平飞行形态转变到垂直飞行形态。

根据本发明的一个方面，提供了一种垂直起降(VTOL)飞行器，包括：第一机翼、第二机翼、第一推进系统和第二推进心痛以及被配置成引导所述推力控制调整所述飞行器的取向的控制管理系统。第一推进系统耦接到所述第一机翼，并且被配置成在所述飞行器处于悬停姿态中时，产生垂直升力，且在所述飞行器处于向前飞行姿态中时，产生纵向推力，并且被配置成提供推力矢量操纵。所述第二机翼的耦接到所述第二推进系统，并且被配置成在所述飞行器处于所述悬停姿态中时，产生垂直升力，且在所述飞行器处于所述向前飞行姿态中时，产生纵向推力，耦接到所述第二机翼的所述第二推进系统被配置成提供推力控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于使垂直起降(VTOL)飞行器飞行的方法。该方法包括：(i)使第一变速旋翼和第二变速旋翼旋转，(ii)使第三变速旋翼和第四变速旋翼旋转，(iii)诱导悬停模式以及(iv)从所述悬停模式转变为向前飞行模式。所述第一变速旋翼和所述第二变速旋翼耦接到主翼且被配置成彼此独立地旋转。所述第三变速旋翼和所述第四变速旋翼耦接到垂直翼且被配置成彼此独立地旋转。可通过使所述第一变速旋翼、所述第二变速旋翼、所述第三变速旋翼和所述第四变速旋翼以足以产生升力来克服所述飞行器的重量的速率旋转，而诱导悬停模式。通过调整至少所述第三变速旋翼或所述第四变速旋翼的速度而从所述悬停模式转变为向前飞行模式。在接近所述向前飞行模式时，调整至少所述第三变速旋翼或所述第四变速旋翼的所述速度以实质上匹配所述第一变速旋翼和所述第二变速旋翼的速度。