[发明专利]具有四边形连杆机构的双倾转翼飞行器

说明书

本发明提供了一种具有竖向起降飞行模式和向前飞行模式的飞行器，该飞行器包括机身和双倾转翼组件，双倾转翼组件相对于机身具有竖向升力取向和向前推力取向，双倾转翼组件包括通过四边形连杆机构联接在一起并且联接至机身的前翼和后翼，分布式推进系统联接至双倾转翼组件并且包括联接至前翼的多个前推进组件和联接至后翼的多个后推进组件，飞行控制系统可操作地与分布式推进系统和双倾转翼组件相关联，飞行控制系统能够操作成对推进组件中的每个推进组件独立地进行控制并且能够操作成使双倾转翼组件在竖向升力取向与向前推力取向之间转变。

技术领域

本公开总体上涉及具有向前飞行模式和竖向起降飞行模式的飞行器，并且具体地，涉及使用四边形连杆机构来将机翼联接在一起以用于在向前飞行模式与竖向起降飞行模式之间同步转变的双倾转翼飞行器。

背景技术

诸如飞机之类的固定翼飞行器能够使用响应于飞行器的向前空速而产生升力的机翼进行飞行，飞行器的向前空速是通过来自一个或更多个喷射发动机或推进器的推力产生的。机翼通常具有翼型横截面，该翼型横截面在飞行器向前运动时使空气向下偏流，从而产生升力以支承处于飞行中的飞行器。然而，固定翼飞行器通常需要用于起飞及着陆的数百或数千英尺长的跑道。

与固定翼飞行器不同的是，竖向起降(VTOL)飞行器不需要跑道。替代地，VTOL飞行器能够竖向地起飞、悬停和着陆。VTOL飞行器的一个示例是直升机，该直升机是具有向飞行器提供升力和推力的一个或更多个旋翼的旋翼飞行器。旋翼不仅能够实现悬停与竖向起降，而且能够实现向前飞行、向后飞行及侧向飞行。这些属性使直升机在固定翼飞行器可能无法起飞和着陆的拥挤地区、隔离地区或偏远地区中高度通用。然而，直升机通常缺乏固定翼飞行器的向前空速。

倾转旋翼飞行器是VTOL飞行器的另一示例。倾转旋翼飞行器使用推进旋翼来产生升力和推进力，所述推进旋翼通常联接至安装在固定翼的端部附近的短舱。短舱相对于固定翼旋转以使得推进旋翼具有用于竖向起飞、悬停和着陆的大致水平的旋转平面和用于向前飞行的大致竖向的旋转平面，其中，固定翼提供升力并且推进旋翼提供向前推力。以这种方式，倾转旋翼飞行器将直升机的竖向升降能力与固定翼飞行器的速度和航程结合。然而，倾转旋翼飞行器在VTOL操作期间由于与固定机翼产生的滑流干扰而通常遭受低效率下载的问题。

VTOL飞行器的又一示例是倾转翼飞行器，该倾转翼飞行器的特征在于可旋转的机翼，该可旋转的机翼对于向前飞行是大致水平的并且对于竖向起降时旋转至大致竖向方向。螺旋桨联接至旋转机翼以为起飞和着陆提供所需的竖向升力并且在向前飞行期间提供所需的向前推力以产生来自机翼的升力。倾转翼设计使得由螺旋桨产生的滑流能够大致沿机翼的翼弦方向行进，从而，与倾转旋翼飞行器相比，在较小尺寸上冲击机翼并且提高了竖向升力的效率。然而，已经发现，倾转翼飞行器在悬停期间可能难以控制并且通常需要在机尾安装推力站以在VTOL操作期间产生俯仰控制力矩。

发明内容

在第一方面中，本公开涉及一种具有竖向起降飞行模式和向前飞行模式的飞行器。飞行器包括机身和双倾转翼组件，双倾转翼组件相对于机身具有竖向升力取向和向前推力取向。双倾转翼组件包括前翼、后翼和四边形连杆机构。四边形连杆机构将前翼联接至后翼，并且四边形连杆机构将前翼和后翼联接至机身。分布式推进系统联接至双倾转翼组件。分布式推进系统包括联接至前翼的多个前推进组件和联接至后翼的多个后推进组件。飞行控制系统可操作地与分布式推进系统和双倾转翼组件相关联。飞行控制系统能够操作成对推进组件中的每个推进组件独立地进行控制并且能够操作成使双倾转翼组件在竖向升力取向与向前推力取向之间转变。