[发明专利]陆空两用全电多旋翼载人飞行器

说明书

本发明陆空两用全电多旋翼载人飞行器，由升力系统、动力/传动系统、机体结构、起落架、能源系统、飞行控制系统、航电系统以及安全救生系统组成。升力系统采用X型四旋翼形式；动力/传动系统由四台大功率直流电机组成；机体结构由底盘、前部整流罩、座椅壳体组成；起落架采用前三点轮式起落架；能源系统由大功率石墨烯锂电池组组成；飞行控制系统由驾驶杆、飞控计算机、GPS天线、数传天线、转向舵机、刹车舵机以及显示系统组成；航电系统主要为电源系统；安全救生系统由快卸式五点安全带、轻型飞行头盔以及备份伞组成。该飞行器机臂可折叠，地面空中共用一套动力系统，备有多套安全方案，巡航时间长，体积紧凑，可最大程度满足各种需求。

技术领域：

本发明涉及一种陆空两用全电多旋翼载人飞行器，属于航空系统技术领域。

背景技术：

自1841年William Samuel Henson和John String Fellow兄弟发明单翼机飞行汽车相关技术以来，人们对于陆空两用飞行器相关技术的探索就一直未曾止息。近年来，随着汽车、航空、控制技术的发展以及道路交通资源问题的日趋严重，陆空两用飞行器又一次成为了人们关注的重点。时至今日，全球范围关于陆空两用飞行器的专利申请数量逐年上升，甚至已经出现了一批可实际应用的陆空两用飞行器。

不管是尚处于专利概念阶段，还是已经制造出来投入使用，这些陆空两用飞行器基本都可以归为以下几类：旋翼飞行器-汽车类；固定翼飞行器-汽车类；涵道风扇飞行器-汽车类；或是以上三类的选择性结合。不论哪一类，它们大都存在一个共性的问题，即飞行动力系统与地面行驶动力系统分离。在这种设计结构下，当陆空两用飞行器处于地面行驶或着空中飞行模式时，另一种模式下的动力系统便会成为无效载荷，给飞行器增加不必要的负载。且已有的专利中基本都未考虑飞行过程中的安全问题。

除此之外，各类陆空两用飞行器都有自己较为突出的问题。对于旋翼飞行器-汽车类，一般未对飞行器进行气动优化，机身和旋翼之间大都气动干扰严重；对于固定翼飞行器-汽车类，虽大多采用了机翼折叠技术，但由于一般采用大展弦比机翼，地面行驶模式下尺寸仍会比较大，且转向空中飞行模式时，一般需要特定跑道；对于涵道风扇飞行器-汽车类，一般驱动涵道转向的机构复杂，在涵道风扇交变载荷的持续作用下，易因结构疲劳导致机械结构失效。

在专利“申请号：201610906819.3，申请公布日：2017.02.22，申请公布号：CN106427437A”中提出了一种飞行汽车，此飞行汽车由车身、机翼、尾翼、螺旋桨组成，当飞行汽车处于飞行模式时，机翼、尾翼、螺旋桨均从机身内部伸出，作为飞行模式时的动力系统；当飞行汽车处于地面模式时，机翼、尾翼、螺旋桨均收缩到机身内部，地面行驶的动力供给与机翼、尾翼、螺旋桨无关。

在专利“申请号：201621133509.4，申请公布日：2017.04.26，申请公布号：CN206124646U”中提出一种旋翼可收放的陆空两用飞行汽车，此飞行汽车由车体、发动机、旋翼模块、变总距模块、两个前轮、水平动力模块和控制模块组成，当飞行汽车处于飞行模式时，旋翼模块从车体内伸出展开，同时水平动力模块(主体为可折叠涵道风扇)展开伸出到车体外提供推力和反扭矩；当飞行汽车处于地面模式时，旋翼模块收放到车体内部，水平动力模块同时折叠到车体内作为汽车行驶的主动轮使用。此飞行汽车未对车体外形做优化，且陆空两用的可折叠水平动力单元结构相对复杂。

为满足陆空两用飞行器地面行驶及空中飞行的要求，现有设计还需要进一步改进。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有设计的缺陷，在提高陆空两用全电多旋翼载人飞行器巡航能力的同时，保留旋翼飞行器和汽车各自的优点，简化机臂变向机构，使地面和空中可采用同一套动力系统，最大程度上利用旋翼动力；在满足气动要求和舒适性的前提下，优化机身气动外形，简化结构，缩减体积；采用双开式布局，使系统易于维护；使地面空中可采用同一套操纵系统，避免操纵系统切换的繁杂；考虑运行过程中的安全问题，设计了一套易于操作的安全保障方案。