[发明专利]一种可倾转共轴双桨多动力涵道的载人飞行器

说明书

本发明提供了一种可倾转共轴双桨多动力涵道的载人飞行器，该飞行器为全电动载人飞行器，在飞行操纵方面采用电传操纵系统，由飞行控制模块自主控制三对六发的共轴双桨式动力涵道与机翼上的舵面部件，通过舵控与动力涵道倾转相结合的控制方式，实现在无人驾驶情况下垂直起降、水平巡航等飞行模态转换。该载人飞行器，飞行模态转换便捷，架构稳定，在多涵道螺旋桨的基础上结合固定翼飞行器的优势，兼具垂直起降能力与较高的巡航效率，对于起降场地要求低，在低空通勤、短距货物投递、疫苗运输分配、灾情物资保障等领域具有较强优势。

技术领域

本发明属于飞行器设计技术领域，具体设计一种可倾转共轴双桨多动力涵道的载人飞行器。

背景技术

目前，在日常民用载人飞行器中主流的起降方式为水平起降。而相较于水平起降飞 行器，垂直起降飞行器具备起降灵活、环境适应性高等特点，将大大降低对于机场等飞行器 配套设施的占地需求。而相较于传统的旋翼无人机而言，固定翼飞行器巡航效率更高，故兼 备垂直起降能力与固定翼优势的飞行器将在低空通勤、短距货物投递、疫苗运输分配、灾情 物资保障等领域具有较强优势。

目前，许多公司都在积极研发“飞行汽车”项目，主要对标城市交通中的短途低空通勤。其中，如美国的Archer、Joby及国产的亿航184等主流在研项目皆是以多旋翼为主的载人飞行器，且其旋翼式样主要为自由螺旋桨。多旋翼载人飞行器机体结构紧凑、技术成熟度较高因而被主流研发所青睐，但自由螺旋桨在运转过程中所产生的较大噪音，这对于城市空中交通的需求而言有待改善。同时，传统多旋翼飞行器受限于其气动布局的缘故，在机动性、巡航效率等方面表现较差。而在当下，受制于电池技术的发展，纯电驱动的多旋翼飞行器其续航时间将大打折扣；传统纯旋翼飞行器通过增加旋翼数量来提高飞行器冗余度，但过多的旋翼数量可能降低飞行器周期负载能力的表现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可倾转共轴双桨多动力涵道的载人飞行器，在兼备垂直起降能力的同时具有较高的机动性与巡航效率，采用独特的气动布局增加飞行器的整体气动效率，进一步改善全电动飞行器所面临的续航时长等问题。同时舵控与动力涵道倾转相结合的控制方式将大大减轻由于多动力涵道所致较大的周期负载，有效实现结构的紧凑化、模态转换的简单化、功能实现的自主化。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种可倾转共轴双桨多动力涵道的载人飞行器，包括：机体、姿态传感器等、前翼、前动力涵道、起落支架、主翼、主动力涵道、后动力涵道、水平尾翼、水平尾翼上的升降舵、襟翼、主翼上的副翼、电源管理系统、飞行控制模块、客舱；

其中机身具有前端与后端部分，机身定义了所述载人飞行线的中心轴线，其前端部分包含客舱所在位置，其后端部分靠近客舱处布有电源管理系统与飞行控制模块；主动力涵道、前动力涵道、后动力涵道分别经由电机驱动的转动轴安装至主翼、前翼与水平尾翼相应末梢处；且三对动力涵道皆为共轴双桨的电动涵道，分别于相应传动轴固连，可由电机驱动沿机身轴向做一定角度的俯仰转动；

其中前翼、主翼、水平尾翼皆为平直翼，其中主翼、水平尾翼两者的前缘部分都是后掠的；主翼后缘部分设有襟翼、副翼，其中襟翼靠近机翼根部，副翼靠近机翼梢部，两者皆可沿机身轴向做一定角度的俯仰转动；水平尾翼后缘部分设有升降舵，可沿机身轴向做一定角度的俯仰转动；

所述飞行控制模块位于机体内部，通过既定控制逻辑配合达到无人驾驶自主控制完成飞行过程；

所述起落支架位于机体下方，可为乘客进入客舱提供登机台阶。

多动力涵道采用的是共轴双桨的涵道螺旋桨，包括收缩涵道、轴支杆、正反螺旋桨等，共计三对六发电动涵道为飞行器提供飞行动力。其中，这三对动力涵道的涵道罩分别与转动轴固连，而传动轴另一边分别与前翼、主翼、水平尾翼连接。经电机驱动，前动力涵道、主动力涵道与后动力涵道可相应做出相应角度的俯仰倾转以此来改变涵道推力方向配合飞行，以协助实现该飞行器的垂直起降、水平巡航等各飞行模态转换。