[发明专利]飞行器及其飞行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器及其飞行方法。

背景技术

目前的无人机通常采用旋翼进行垂直起飞和平飞，并通常采用电动机驱动旋翼，电力由电池提供。这样的无人机存在起飞载重小，航程小，以及平飞速度慢等缺点。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种燃料引擎和电动机混合驱动的飞行器(例如，无人机或小型载人飞机)。进一步地，本发明还提供一种同时包括旋翼和固定机翼的飞行器，这种飞行器不仅能够如通常的直升飞机一样垂直起降，还能够如通常的固定翼飞机一样平飞。具体地，本发明的实施例提供以下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种飞行器，其具有多个动力装置。所述多个动力装置包括燃料动力装置和电动动力装置，所述燃料动力装置由燃料引擎驱动，所述电动动力装置包括由电动机驱动的电动旋翼；并且所述燃料动力装置的推进方向和所述电动旋翼的旋转平面基本垂直，使得所述燃料动力装置和所述电动动力装置的同时工作能够实现所述飞行器的垂直飞行。该飞行器由于同时包括燃料动力装置和电动旋翼，所以既能够承载更重的物品又能够更容易和精确地控制飞行器的平衡和姿势。根据本发明，通过旋翼的升力抵消飞行器自重，滞空时间会比普通电池驱动的多旋翼飞行器长。

可选地，所述飞行器还包括固定机翼，所述固定机翼与所述多个动力装置的推进方向基本平行，使得所述多个动力装置中包括所述燃料动力装置的至少部分动力装置与所述固定机翼的配合能够实现所述飞行器的平飞。当所述飞行器平飞时，飞行方向可以与所述固定机翼基本平行。由于这种飞行器同时包括了固定机翼，因此其可以类似于通常的固定翼飞机一样快速平飞。 由于可以通过燃料动力装置提供平飞动力，并由固定机翼提供升力，因此这种飞行器的速度和航程可以大大增加。

可选地，所述飞行器平飞时，由所述燃料动力装置提供动力或者由所述燃料动力装置和所述电动动力装置同时提供动力。这种飞行器至少采用燃料动力装置提供平飞的动力，所以可以增大飞行器的速度和航程。此外，可以选择由所述燃料动力装置和所述电动旋翼同时提供动力，这样可以使得总动力增大，提高飞行速度。

可选地，所述电动旋翼有多个，并且多个所述电动旋翼分布于所述固定机翼的两侧，使得改变所述固定机翼的两侧的电动旋翼的推力比和/或推力方向能够改变所述飞行器的飞行姿势。由此可以灵活控制飞行器的飞行姿势，例如从垂直起飞姿势转变到平飞姿势，或者相反。

可选地，所述燃料动力装置可以安装于所述固定机翼上，使得飞行器垂直起飞时更容易平衡，例如，当所述燃料动力装置包括由所述燃料引擎驱动的机动旋翼时，可以将机动旋翼安装于所述固定机翼的前端。

可选地，所述燃料动力装置中的至少一个包括由所述燃料引擎驱动的机动旋翼。可选地，所述机动旋翼可以安装于所述固定机翼的侧端，使得所述固定机翼的翼尖被包裹在所述机动旋翼的螺旋气流中，从而降低飞机平飞时的能耗。

可选地，所述燃料引擎中的至少一个还连接有发电机，所述发电机能够为向所述电动机提供电力的电池充电，或者直接为电动机供电。这样可以在需要电动旋翼工作时保证其有充足的电力供应。根据该实施例，机械能/电能转化的方式，与传统的机械传动比，可以让多旋翼的布局设计更灵活多变。

可选地，所述发电机通过共轴线的动力轴直接连接对应的燃料引擎。所述对应的燃料引擎还通过所述共轴线动力轴直接连接机动旋翼。这样的设计减少了传动装置所需的重量，同时也减少了传动装置带来的能量损失，而且提高了可靠性。

可选地，所述发电机由对应的燃料引擎通过离合器驱动。

可选地，所述燃料引擎中的至少一个通过离合器驱动机动旋翼。

可选地，所述飞行器的平衡、飞行方向和/或飞行姿势可以由所述电动旋翼控制，或者由所述电动旋翼和所述燃料动力装置共同控制。电动旋翼的控制更灵活，因此由电动旋翼参与控制飞行器的平衡、飞行方向和/或飞行姿势 可以使飞行器的飞行更稳定和灵活。

可选地，所述电动旋翼中的至少一个能够改变旋转方向。

可选地，所述飞行器的一侧装有起落架，使得所述飞行器可以在跑道上滑跑起降。

可选地，所述燃料动力装置中使用变距浆。

可选地，所述电动动力装置的最大总推力不超过所述燃料动力装置的最大总推力的50％。如此，一方面，可以减小相应的发电机、电池和/或电动机的容量和体积，从而减小飞行器自身的重量，另一方面仍能保证飞行器的平衡飞行。