[发明专利]升、推一体动力装置及其在飞行器上的应用方法

说明书

升、推一体动力装置，由压气与整流段、气流加速段、升力段、姿态控制面板段或导气喷管、导气管、分布式传感器、电子控制模块及其可在线升级控制软件组成，由电池提供直接能源。一个或多个该动力装置的组合在飞行器上对称布置的应用方法，实现飞行器系统在受动力装置的合力和合力矩平衡或不平衡态下都可控运行。

技术领域

本发明涉及一种动力装置及其在飞行器上的应用方法，尤其是一种升力、推力一体化生成的新型动力装置，以及该动力装置在新型短距或垂直起降飞行器上的应用方法。

背景技术

现有固定翼飞机一般通过喷气式发动机或者螺旋桨发动机提供动力，这些传统动力装置一般只能直接提供水平向前的推力，无法或者不能很好地实现飞机短距或垂直起降，其巨大的机翼结构亦不利于自身在小空间上的放置和运行。现有的可以垂直起降的航空器中，直升飞机因其外露且高速运转的旋翼结构而不够安全，且其结构较复杂，操控较困难； F35B垂直起降飞机结构复杂，且其升力风扇在巡航时为死重，效率较低；尾座式飞行器和多旋翼飞行器都有低效和不够安全的问题，且都难以做到大载重和长续航；固定翼-多旋翼复合飞行器在垂直起飞时有效载重低，在巡航时旋翼机构成为死重，整体局限仍然较大；MV22类型的倾转旋翼机由于倾转机构复杂，易发生事故，可靠性较低；历史上美国的YC-14及其他采用动力增升技术的飞机，因受制于常规的固定翼布局设计和动力增升只提供部分升力，无法做到垂直起降，虽然具有短距起降的能力，但同时带来了气动结构和机体材料耐热性方面的问题，难以大规模应用。

发明内容

为了改进现有航空动力装置及应用现有动力装置的飞行器的上述不足，本发明提供了升、推一体动力装置及其在飞行器上的应用方法。该动力装置由压气与整流段、气流加速段、升力段、姿态控制面板段或导气喷管、分布式传感器、电子控制模块及其可在线升级控制软件组成。以电池作为直接能源。

该动力装置在飞行器上的应用方法为：多个动力装置按照受合力和受合力矩可以保持平衡及对称式的布局方式，按照推力、升力及力矩差动输出的控制方法，依据分布式传感器的反馈数据或人工控制信号，由电子控制模块及其可在线升级控制软件调控，安全、可靠、高效地实现以该动力装置做为动力的新型飞行器的可控运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：升、推一体动力装置及其在飞行器上的应用方法。该动力装置中，压气与整流段、气流加速段、升力段、姿态控制面板段无缝连接；由压气与整流段、气流加速段组成的高速气流发生装置产生、整流并加速的高速气流，以阻力最小的平直路径，流经升力段中的升力翼面板，以产生升力；还流经姿态控制面板段中的水平和垂直面板或部分气流通过导气喷管沿径向可控喷出，以产生姿态控制力矩；部分气流通过导气管吹向芯片、电池或其他易发热器件，以进行高效散热；最后高速气流直接作用于大气环境中，实现一体化生成升力、推力及力矩。

在升力翼面板和姿态控制面板的上下垂直投影与外界大气环境相连通的条件下，由一个或多个压气与整流段，一个或多个气流加速段，一个或多个升力段，零个、一个或多个姿态控制面板段或导气喷管，多个分布式传感器，多个电子控制模块及其可在线升级控制软件，一个或多个导气管，一块或多块电池组成。依据分布式传感器的反馈数据或人工控制信号，由电子控制模块及其可在线升级控制软件调控力和力矩的输出。以电池作为直接能源。

外界大气环境中的空气在高速气流发生装置出口吹气或入口吸气或二者共同制造的压强差的作用下，经过整流后在升力段产生平顺、规整、高速的气流，这些高速气流流经升力翼面板（升力翼面板须有翼型或攻角）或仅流经升力翼面板上表面（升力翼面板与升力段下壁面重合，此时升力段下壁面须为矩形面），使升力翼面板上表面气流流速大于其下表面气流流速，依据伯努利原理，升力翼面板上表面静压小于下表面静压，基于此压强差，将在升力翼面板上产生垂直向上的升力。