本发明涉及航空器,具体涉及一种电动垂直起降航空器。
背景技术:
1、航空业遏制碳排放量的迅速增长并进行减排,特别要显著减少航空发动机燃烧燃油排放的二氧化碳量。这就要求必须从航空器的设计制造寻求根本答案。
2、智能化、自动化、电动垂直起降是当今趋势,要求航空器进行变革。
3、本技术涉及的一种电动垂直起降航空器至少有以下有益技术效果:电动垂直起降航空器能垂直起降,不需要专门的机场和跑道,这样就省去了昂贵的机场建设费用,不用驱鸟了,也能在恶劣气象条件下起降,降低了使用成本;电动垂直起降航空器能显著减少碳排放量;电动垂直起降航空器的电动喷气矢量发动机不涉及高温部件,显著降低材料的性能要求及制造的难度。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种电动垂直起降航空器,能垂直起降、悬停,不需要专门的机场和跑道,减小使用成本,显著减少碳排放量,降低制造难度;有飞行效率高、飞行速度快、飞行稳定性高等优点。
2、本技术的技术方案是:一种电动垂直起降航空器,包括:机身(1)、飞行控制系统(2)、电动喷气矢量发动机(3)、动力电池(4)、机翼(5)、尾翼(6);
3、机身(1)的主要功能是装载设备、乘员、货物等,并且将飞行控制系统(2)、电动喷气矢量发动机(3)、动力电池(4)、机翼(5)、尾翼(6)等部件连为一个整体;电动喷气矢量发动机(3)是以空气为介质,将电能转化为空气的机械能,获得推力,克服航空器飞行时受到的阻力;
4、电动喷气矢量发动机(3)是以空气为介质,将电能转化为空气的机械能,获得推力,克服航空器飞行时受到的阻力;电动喷气矢量发动机(3)的尾喷口能向下偏转90度(或类似90度)或更多,当电动垂直起降航空器要垂直起降时,尾喷口向下偏转90度(或类似90度),产生向下的推力,从而产生向上的反作用力,给电动垂直起降航空器提供升力;
5、左边机翼(5)、右边机翼(5)各装有一(或数)个(组)电动喷气矢量发动机(3),机身(1)的尾部装有一个(组)电动喷气矢量发动机(3);
6、当电动垂直起降航空器要实现垂直起降时,左边机翼(5)、右边机翼(5)及机身(1)尾部的电动喷气矢量发动机(3)尾喷口均向下偏转90度(或类似90度),通过控制3个部位的电动喷气矢量发动机(3)推力来实现电动垂直起降航空器垂直起降、悬停、上仰下俯、左右滚转等的控制;
7、当电动垂直起降航空器要实现垂直起降时,左边机翼(5)、右边机翼(5)及机身(1)尾部的电动喷气矢量发动机(3)尾喷口均向下偏转90度(或类似90度),所述3个部位电动喷气矢量发动机(3)分别产生向下的推力, 作用力与反作用力大小相等,方向相反,从而分别产生与推力大小相等的向上反作用力,即给电动垂直起降航空器的升力;当电动垂直起降航空器要垂直起飞或加速上升时时,控制3个部位的电动喷气矢量发动机(3)分别给电动垂直起降航空器产生的升力之和大于电动垂直起降航空器的重力;当电动垂直起降航空器要加速下降时,控制3个部位的电动喷气矢量发动机(3)分别给电动垂直起降航空器产生的升力之和小于所述电动垂直起降航空器的重力;当电动垂直起降航空器要空中悬停或保持原升降状态时,控制3个部位的电动喷气矢量发动机(3)分别给电动垂直起降航空器产生的升力之和等于(或约等于)所述电动垂直起降航空器的重力;
8、当电动垂直起降航空器在垂直起降阶段要向左滚转时,减小左边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)推力或加大右边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)推力;
9、当电动垂直起降航空器在垂直起降阶段要向右滚转时,加大左边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)推力或减小右边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)推力;
10、电动垂直起降航空器在垂直起降阶段时,所述左边机翼(5)、右边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)给电动垂直起降航空器产生升力的合力在距离电动垂直起降航空器重心较短的前部;机身(1)尾部的电动喷气矢量发动机(3)给电动垂直起降航空器产生的升力在距离所述电动垂直起降航空器重心较长的后部,故机身(1)尾部电动喷气矢量发动机(3)的推力设计值比左边机翼(5)、右边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)推力设计值可以小很多;当电动垂直起降航空器要上仰(抬头)时,加大左边机翼(5)、右边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)给电动垂直起降航空器产生升力的合力或减小机身(1)尾部电动喷气矢量发动机(3)给所述电动垂直起降航空器产生的升力;当电动垂直起降航空器要下俯(低头)时,减小左边机翼(5)、右边机翼(5)的电动喷气矢量发动机(3)给电动垂直起降航空器产生升力的合力或加大机身(1)尾部电动喷气矢量发动机(3)给所述电动垂直起降航空器产生的升力;
11、当处于垂直起降状态的电动垂直起降航空器要转向平飞时,只需将左边机翼(5)、右边机翼(5)及机身(1)尾部的电动喷气矢量发动机(3)尾喷口缓慢向后转,转到水平向后位置(或类似水平向后位置)就能变成正常的平飞固定翼航空器;
12、在电动垂直起降航空器平飞时,所述机翼(5)是产生升力的主要部件;电动喷气矢量发动机(3)的推力主要用于克服航空器飞行时受到的阻力,该阻力一般要远小于电动垂直起降航空器的重力,飞行效率高;
13、尾翼(6)主要功用是保证航空器平衡、稳定并操纵航空器;
14、飞行控制系统(2)用于操纵、控制航空器;
15、动力电池(2)是为航空器提供动力来源的电源;
16、电动垂直起降航空器的结构简单,材料的性能要求相对较低,制造工艺的要求相对较低,维护难度较低,使用成本小;
17、电动垂直起降航空器与正常固定翼航空器的主要区别在于航空发动机及动力来源的不同,其它大部分的结构及原理均相同,能利用现有的正常固定翼航空器进行改装,且改动量小、难度不大;能在正常固定翼航空器的设计进行部分更改,也能利用现有正常固定翼航空器的大部分制造流程、工艺、设备,设计及制造成本低;
18、驾驶员、地勤人员、维护人员经过简单的培训就能掌握电动垂直起降航空器的驾驶、运营、维护,使用成本低;
19、除非另有定义,本技术描述中所使用的技术术语或科学术语应当为本技术所属领域内的一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中,术语“外”“内”“一段”“一级”“进口”“出口”“轴向”“切向”“内径”“外径”“交错”“对应”“圆周”“某个”“最后”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置和元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外“第一级”“下一级”“逐级”“一个模块单元”“最后一级”以及类似用语,仅用于描述目的,用以区分不同的组成部分,而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”“一级”等类似词语,不应理解为对数量的绝对限制,而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”“或者”“或”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其它元件或者物件;
20、此外,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,在本技术的描述中使用的“连接”“组装”“安装”“组合”“连”等类似词语应做广义理解,例如,连接可以是固定连接,也可以是拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电气连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,还可以是两个元件内部的连通,领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义;
1.一种电动垂直起降航空器,其特征在于,所述电动垂直起降航空器包括机身(1)、飞行控制系统(2)、电动喷气矢量发动机(3)、动力电池(4)、机翼(5)、尾翼(6)。
2.根据权利要求书1所述电动垂直起降航空器,其特征在于,所述机身(1)的主要功能是装载设备、乘员、货物等,并且将飞行控制系统(2)、电动喷气矢量发动机(3)、动力电池(4)、机翼(5)、尾翼(6)等部件连为一个整体。
3.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,所述电动喷气矢量发动机(3)是以空气为介质,将电能转化为空气的机械能,获得推力,克服航空器飞行时受到的阻力;所述电动喷气矢量发动机(3)的尾喷口能向下偏转90度(或类似90度)或更多,当所述电动垂直起降航空器要垂直起降时,所述电动喷气矢量发动机(3)的尾喷口向下偏转90度(或类似90度),产生向下的推力,从而产生向上的反作用力,给所述电动垂直起降航空器提供升力。
4.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,左边所述机翼(5)、右边所述机翼(5)各装有一(或数)个(组)所述电动喷气矢量发动机(3),所述机身(1)的尾部装有一个(组)所述电动喷气矢量发动机(3)。
5.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,当所述电动垂直起降航空器要实现垂直起降时,左边所述机翼(5)、右边所述机翼(5)及所述机身(1)尾部的所述电动喷气矢量发动机(3)尾喷口均向下偏转90度(或类似90度),通过控制所述3个部位的所述电动喷气矢量发动机(3)推力来实现所述电动垂直起降航空器垂直起降、悬停、上仰下俯、左右滚转等的控制。
6.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,当垂直起降状态的所述电动垂直起降航空器要转向平飞时,只需将左边所述机翼(5)、右边所述机翼(5)及所述机身(1)尾部的所述电动喷气矢量发动机(3)尾喷口缓慢向后转,转到水平向后位置(或类似水平向后位置)就能变成正常的平飞固定翼航空器。
7.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,所述动力电池(2)是为航空器提供动力来源的电源。
8.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,当所述电动垂直起降航空器平飞时,所述机翼(5)是产生升力的主要部件。
9.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,所述尾翼(6)主要功用是保证航空器平衡、稳定并操纵航空器。
10.根据前述权利要求书中任一项所述的电动垂直起降航空器,其特征在于,所述飞行控制系统(2)用于操纵、控制航空器。