[发明专利]一种新布局的VSTOL飞行摩托

说明书

技术领域

本发明涉及一种新布局的可垂直/短距起降(VSTOL)轻型单人飞机——飞行摩托，属于航空飞行器中固定翼飞机涉及技术领域。

背景技术

现有飞行器分为固定翼和旋翼两种，而目前城市轻小型飞行器多为旋翼类。旋翼飞行器具有体积较小、操作简单，可垂直起降，不需要滑跑跑道，占用空间小等优点，因而目前在单人飞行器领域中被广泛应用。但是，其飞行速度小、飞行高度低、机动性较差的缺点制约了飞行器在城市高楼间穿梭的灵活性，安全性也随之降低；固定翼飞机因其具有飞行速度快，航时长，飞行距离远等特点，在多人轻型飞机中应用较多。但是因为其尺寸较大，滑跑起飞降落需用很大空间，在单人飞行器的发展中受到了很大限制。本发明的研究方案是可垂直/短距起降的固定翼类单人飞行器。它兼备固定翼和旋翼的优点，而且结构简单，可作为城市之间的远距离航行工具，未来发展前景将十分广阔。

现有设计方案主要包括：

1)城市轻小型飞行器

日前专注生产制造人类“钢铁侠”飞行装备的马丁飞行喷射包公司已在2月在澳大利亚证券交易所主板挂牌交易，“钢铁侠飞行包”即将上市，售价125万人民币。人类对于单人飞行器的研究热情从未减退，2011年，德国人托马斯·森克尔携手斯特凡·沃尔夫和亚历山大·措泽尔研制出一种新型单人遥控飞行器，这种新型飞行器名为E-Volo。美国一家公司近年来推出一款“飞行摩托”，可供单人驾驶和乘坐，能在空中飞行前进。

2)E-Volo单人飞行器

2011年，德国人研制出一种新型单人遥控飞行器，首次载人试飞飞行1分30秒后安全着陆。设计者说，未来它不仅可以走入寻常百姓家，用作“空中飞车”，还可用于管道系统检测、空中救护或航拍等作业。这种新型飞行器名为E-Volo，由托马斯·森克尔携手斯特凡·沃尔夫和亚历山大·措泽尔研制。飞行器看上去就像一个人坐在弹跳球上，周围被遥控直升机模型环绕。实际上，它由4组16个水平旋翼组成，每个旋翼由电脑控制，因此飞行员坐在位于中心的底座上，仅用无线控制器就可操控驾驶，如同玩电子游戏一样。座位下方的球主要起减震作用。飞行器配备了全球定位系统(GPS)，能自动避开障碍物，自控到达已设定位置。它还可在飞行员非操控状态下静止盘旋于空中。

3)飞行摩托

美国一家公司近年来推出一款“飞行摩托”，可供单人驾驶和乘坐，能在空中飞行前进。这种飞行摩托可以在离地近5米高的地面上飞行，时速约为48公里。该飞行器的驱动装置是其下面两个圆盘，利用两个圆盘旋转产生的上升气流，可让摩托升到空中。根据制造该款飞行器的公司介绍，这种个人飞行器上有两个手柄，可以调节行驶速度和高度。同时，飞行摩托内置感应装置，人在上面驾驶时，可以利用身体的倾斜产生的重心变化，改变飞行摩托的飞行方向。

4)个人喷气式"飞行背包"

新西兰航空设计师格伦·马丁坚信，他成功开发出一种能使普通人实现遨游太空梦想的单人飞行器，使喷气背包在现实生活中驶离地面。据马丁介绍，尽管喷气背包的飞行距离、飞行高度和持续时间上都不算太理想，分别只有50英尺、6英尺和45秒，但这些都不是实验的目标。马丁说：“我只是想去证明这项技术可以奏效。无论是6英尺，还是600英尺，一旦你身在天空，这些数字不会有什么区别。”从飞行设计原理上看，马丁喷气背包更像是气垫船而非喷气机。使用汽油的摩托发动机通过汽车风扇皮带驱动两个扇形螺旋桨，螺旋桨在两个外表看似超大号汤罐的装置内水平旋转。这种涵道风扇设计比直升机无屏蔽发动机效率更高。发动机、燃料箱和飞行员处于升力扇中间及下方，以降低重力中心，避免喷气背包在飞行中上下颠倒，撞向地面。

固定翼垂直/短距起降技术发展

迄今为止，世界上具备比较成熟的垂直/短距起降技术的固定翼代表飞机有英国的鹞式，美国的V-22鱼鹰和F-35。“鹞”实现垂直短距起降的基本原理在于，采用一台4个可旋转喷口的“飞马”涡扇发动机来提供起降时所需的升力以及过渡飞行和正常飞行所需的推力；V22-鱼鹰倾转旋翼机是在类似于固定翼飞机的机翼两翼尖处各装一套可在水平位置与垂直位置之间转动的旋翼螺旋桨组件；美国的F35B型联合攻击战斗机是目前最先进的垂直/短距起降战斗机，其推进系统是由一台两级对转升力风扇和一台喷管可转向的主发动机组成。在垂直升降过程中，主发动机喷口向下偏转产生一部分升力的同时，通过主发动机轴驱动升力风扇产生升力。

现有技术的问题