专利名称：单人飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞行器，特别是一种能够垂直起落且高速飞行的单人飞行器。
背景技术：
现有技术的单人飞行器种类很多，例如美国人迈克尔.莫希尔研制的单人飞行 器S0L0TREK-XFV，该飞行器由一台活塞式发动机带动两具涵道风扇产生升力拉动飞行器起 飞，但该飞行器没有机翼，整个飞行过程都由发动机带动涵道风扇产生升力飞行，速度慢、 航程近、续航时间短。瑞士人伊夫.罗西研制的单人飞行器“飞行动力翼”由一对可折叠的 机翼和固定在机翼下的4台涡喷发动机构成，驾驶者把“飞行动力翼”固定在后背，从正在 高空飞行的飞机上跳下，展开折叠机翼并启动涡喷发动机喷气飞行，最后打开降落伞降落， “飞行动力翼”虽然有机翼能在飞行时产生升力，同时用涡喷发动机喷气推动，飞行速度高， 但只能从正在空中飞行的飞机上跳下起飞，不能在地面上垂直起落。综上所述，现有单人飞行器技术存在的不足是不能兼顾垂直起落和高速飞行。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种能够兼顾垂直起落 与高速飞行，而且能在二者间平稳转换的单人飞行器。本发明是通过以下技术方案实现的，即一种单人飞行器，包括驾驶舱、涵道风扇推 进系统、涵道短翼、机翼、尾翼或鸭翼，其特征是1)所述驾驶舱位于飞行器中部，驾驶舱基础是舱体，舱体正面具有舱门，头部为舱 盖，飞行器垂直起落时飞行器整体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水 平飞行时飞行器整体为水平向前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；2)、所述涵道风扇推进系统位于驾驶舱两侧，涵道风扇推进系统包括，位于发动机 舱内的发动机，离合器，减速器，支撑涵道的整流片，位于涵道内的风扇，其中风扇的风扇轴 的轴线与飞行器的纵轴线平行，从俯视图上看，两个风扇轴轴心之间的连线与飞行器的横 轴线重合；3)、所述机翼为位于驾驶舱中部两侧的梯形直机翼，该机翼穿过发动机舱中部并 向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机 翼的后缘有襟翼，发动机舱之外的一段机翼后缘有副翼，在两侧发动机舱的尾部与驾驶舱 尾部之间都具有由水平安定面和升降舵组成的水平尾翼，在两侧发动机舱的尾部正背面都 具有由垂直安定面和方向舵组成的垂直尾翼；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时， 水平尾翼的升降舵向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后升降舵复位；或4)、所述机翼为位于驾驶舱中部两侧的梯形直机翼，机翼穿过发动机舱中部并 向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机 翼的后缘有襟翼，发动机舱之外的一段机翼后缘有副翼，驾驶舱尾部辐射安装有由X形安 定面和χ形舵面组成的χ形尾翼，并保证每一面χ形尾翼都有足够长度暴露在涵道风扇产生的滑流中；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，X形尾翼上的X形舵面向前角度偏 转；飞行器达到水平姿态后X形舵面复位；或5)、所述机翼为位于驾驶舱中尾部两侧的双三角翼，该机翼穿过发动机舱尾部 并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段 机翼的后缘有襟翼，发动机舱之外的一段机翼后缘有升降副翼，在飞行器头部的背面具有 鸭翼，在两侧发动机舱的尾部正背面都具有由垂直安定面和方向舵组成的垂直尾翼；当飞 行器要由空中悬停转换为水平飞行时，双三角翼的襟翼和升降副翼向前角度偏转；飞行器 达到水平姿态后襟翼和升降副翼复位；或6)、所述机翼为位于驾驶舱中部两侧的三角翼，该机翼穿过发动机舱中尾部并 向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机 翼的后缘有襟翼，发动机舱之外的一段机翼后缘有升降副翼，在两侧发动机舱的尾部正背 面都具有由垂直安定面和方向舵组成的垂直尾翼；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行 时，升降副翼向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后升降副翼复位。本发明由于上述结构而具有的优点是显而易见的能够垂直起落且高速飞行，同 时垂直状态与平飞状态之间相互转换非常平稳。
本发明上述结构可以通过附图给出的非限定性的实例进一步说明。图1是本发明的普通常规布局正面结构示意图；图2是本发明的普通常规布局背面局部剖视结构示意图；图3是图2中A的结构放大示意图；图4是本发明的普通常规布局座舱结构示意图；图5是本发明的普通常规布局垂直起飞和悬停状态结构示意图；图6是本发明的普通常规布局前飞状态结构示意图；图7是本发明的X尾翼常规布局正面结构示意图；图8是本发明的X尾翼常规布局垂直起飞和悬停状态结构示意图；图9是本发明的X尾翼常规布局前飞状态结构示意图；图10是本发明的鸭式布局正面结构示意图；图11是本发明的鸭式布局背面结构示意图；图12是本发明的鸭式布局垂直起飞和悬停状态结构示意图；图13是本发明的鸭式布局前飞状态结构示意图；图14是本发明的无尾三角翼布局正面结构示意图；图15是本发明的无尾三角翼布局垂直起飞和悬停状态结构示意图；图16是本发明的无尾三角翼布局前飞状态结构示意图。图中1、舱体；2、舱门；3、舱盖；4A、梯形直机翼；4B、双三角翼；4C、三角翼；5、襟 翼；6A、副翼；6B、升降副翼；7、发动机舱；8、涵道；9、风扇；10、整流片；11、整流罩；12、水 平安定面；13、升降舵；14、垂直安定面；15、方向舵；16、缓冲器；17、支柱；18、机轮；19、涵 道短翼；20、降落伞舱；21、协调轴；22、万向节；23、连接轴；24、齿轮副；25、圆锥齿轮；26、 风扇轴；27、减速器；28、离合器；29、发动机；30、把手；31、驾驶杆；32、身体托布； 、踏板；34、高度调节杆；35、登机梯；36、矩形凹槽；37、X型安定面；38、X型舵面；39、鸭翼；40、鸭翼 连接件。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明实施例一，参见附图1、2、3、4、5，和6中普通常规布局的单人飞行器，包括驾驶舱、 涵道风扇推进系统、涵道短翼19、机翼4A、水平尾翼及垂直尾翼，其特征是所述驾驶舱位 于飞行器中部，驾驶舱基础是舱体1，舱体1正面具有舱门2，头部为舱盖3，飞行器垂直起落 时飞行器整体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水平飞行时飞行器整 体为水平向前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；所述涵道风扇推进系统位于驾驶舱两侧， 涵道风扇推进系统包括位于发动机舱7内的发动机29，离合器28，减速器27，支撑涵道的 整流片10，其中风扇9的风扇轴26的轴线与飞行器的纵轴线平行，从俯视图上看，两个风 扇轴26的轴心之间的连线与飞行器的横轴线重合；所述机翼为位于驾驶舱1中部两侧的梯 形直机翼4A，该机翼穿过发动机舱7中部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升 力的长度，驾驶舱与发动机舱之间的一段机翼后缘有襟翼5，发动机舱之外的一段机翼后缘 有副翼6A，在两侧发动机舱的尾部与驾驶舱尾部之间都具有由水平安定面12和升降舵13 组成的水平尾翼，在两侧发动机舱的尾部正背面都具有由垂直安定面14和方向舵15组成 的垂直尾翼；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，水平尾翼的升降舵向前角度偏转； 飞行器达到水平姿态后升降舵复位。上述普通常规布局单人飞行器中，所述涵道风扇推进系统通过涵道短翼19安装 在驾驶舱的两侧；安装在驾驶舱两侧的涵道风扇推进系统的风扇9的风扇轴26之间具有动 力同步传递机构，所述动力同步传递机构中间是协调轴21，协调轴21两边对称的布置有万 向节22，该万向节向外有连接轴23，所述连接轴穿过涵道短翼19和整流片10，通过齿轮副 24与安装在风扇轴26上的圆锥齿轮25啮合，使两侧风扇9的转速保持相同，并且使当一侧 发动机因故障停止工作时，另一侧正在工作的发动机能通过动力同步传递机构进行动力的 同步传递，使飞行器能够安全迫降；这时，将故障发动机一侧的离合器断开，以减少另一侧 正常工作的发动机的负荷；两侧风扇9的安装角度相反，旋转方向也相反，使两侧风扇旋转 产生的反扭力相互抵消，使飞行器空中悬停时不产生自旋；所述整流片10的剖面呈单凸翼 型，叶数和风扇9相同或呈倍数，安装角度和风扇9相反，使风扇的滑流相除滑流扭转，呈直 线排出，并且两侧涵道8内与两侧涵道短翼19相接并分别呈两条直线安装的两叶整流片10 最大厚度处有空间以容纳连接轴23 ；所述垂直安定面14末端有缓冲器16，支柱17和机轮 18，在地面上由四个垂直安定面14上的机轮18稳定的支撑起飞行器；所述驾驶舱大小适度 以满足一个体型正常的成年人能站立其中驾驶；所述机翼4A的翼型是平凸翼型或非对称 双凸翼型；在驾驶舱头部的背面具有降落伞舱20，里面有降落伞，以备在飞行器失去动力 时用降落伞迫降；所述发动机29为活塞式发动机或涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机。上述结构中的驾驶舱1的内部底端设置有登机梯35 ；登机梯35上方具有矩形凹 槽36 ；矩形凹槽36两侧具有高度调节杆34及高度调节杆34之上的踏板33 ；根据人体结构 在驾驶舱1内壁设置有身体托布32和驾驶杆31 ；风扇轴26的轴端具有整流罩11 ；在驾驶 舱的背面中部设置有把手30。
上述结构是这样工作的驾驶者通过登机梯35进入舱体1后，脚站在踏板33 上通过高度调节杆34将身体调节至手方便操纵驾驶杆31的位置，用身体托布将身体固定 在舱体1内。把登机梯35收好放在两腿之间的矩形凹槽36中，将舱门2和舱盖3紧锁，通 过舱盖3观察，垂直起飞时，驾驶者站立在驾驶舱里，通过操纵系统将机翼4A的襟翼5和副 翼6A向后角度偏转(相当于使平凸翼型或非对称双凸翼型的机翼消除弯曲度)；然后启动 发动机29，发动机的动力通过离合器28和减速器27，传递给风扇9，风扇9高速旋转产生 向下的滑流，克服飞行器重力，将飞行器拉离地面，这时虽然涵道风扇滑流吹过机翼，但机 翼相对已失去弯曲度，机翼正面和背面的空气动力抵消，飞行器不向后平移而在空中悬停； 当飞行器要由悬停转换为水平飞行时，水平尾翼的升降舵13向前角度偏转，流经的涵道风 扇的滑流使水平尾翼产生向后的力矩，使得飞行器绕横轴向前倾转，相应涵道风扇也向前 倾转，升力中产生的一部分向后的分力使飞行器向前偏移，此时机翼4A也相应前倾，这时 将襟翼5和副翼6A复位，使机翼恢复弯曲度，涵道风扇的滑流使机翼上产生的空气动力中 将产生一部分向上的升力，随着飞行器向前移动得越来越快，迎角也越来越小，逐渐机翼4A 将产生更大的升力，加强这种趋势，飞行器所受的重力将从涵道风扇完全转移到机翼4A上 来承担，涵道风扇推动飞行器实现高速水平飞行(这时驾驶员俯卧着驾驶，身体托布32托 负着驾驶员的身体)，同时升降舵13复位，水平飞行后，飞行器由副翼6A，水平尾翼和垂直 尾翼操纵；降落过程与起飞过程相逆。当飞行器在空中悬停状态需要分别向后偏移，向左偏 移，向右偏移，向左滚转，向右滚转时，通过对飞行器水平尾翼，垂直尾翼和副翼6A的分别 控制可以实现。在地面停放时，由人握住把手30通过机轮18在地面的滚动移动飞行器。实施例二，参见附图7、8和9中的X尾翼常规布局的单人飞行器，包括驾驶舱、涵 道风扇推进系统、涵道短翼19、机翼4A和X尾翼，其特征是所述驾驶舱位于飞行器中部， 驾驶舱的基础是舱体1，舱体1正面具有舱门2，头部为舱盖3，飞行器垂直起落时飞行器整 体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水平飞行时飞行器整体为水平向 前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；所述涵道风扇推进系统位于驾驶舱两侧，涵道风扇推 进系统包括位于发动机舱7内的发动机29，离合器28，减速器27，支撑涵道的整流片10，位 于涵道8内的风扇9，其中风扇9的风扇轴26的轴线与飞行器的纵轴线平行，从俯视图上 看，两个风扇轴26的轴心之间的连线与飞行器的横轴线重合；所述机翼为位于驾驶舱中部 两侧的梯形直机翼4A，该机翼穿过发动机舱7中部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产 生足够升力的长度，驾驶舱尾部辐射安装有由X形安定面37和X形舵面38组成的X形尾 翼，并保证每一面X形尾翼都有足够长度暴露在涵道风扇产生的滑流中，当飞行器要由竖 直起飞转换为水平飞行时，X形尾翼上的X形舵面38向前角度偏转；飞行器达到水平姿态 后X形舵面38复位。上述X尾翼常规布局单人飞行器中，所述涵道风扇推进系统通过涵道短翼19安装 在驾驶舱的两侧；安装在驾驶舱两侧的涵道风扇推进系统的风扇9的旋转轴26之间具有动 力同步传递机构，所述动力同步传递机构中间是协调轴21，协调轴21两边对称的布置有万 向节22，该万向节向外有连接轴23，所述连接轴穿过涵道短翼19和整流片10，通过齿轮副 24与安装在风扇轴26上的圆锥齿轮25啮合，使两侧风扇9的转速保持相同，并且使当一侧 发动机因故障停止工作时，另一侧正在工作的发动机能通过动力同步传递机构进行动力的 同步传递，使飞行器能够安全迫降；这时，将故障发动机一侧的离合器断开，以减少另一侧正常工作的发动机的负荷；两侧风扇9的安装角度相反，旋转方向也相反，使两侧风扇旋转 产生的反扭力相互抵消，使飞行器空中悬停时不产生自旋；所述整流片10的剖面呈单凸翼 型，叶数和风扇9相同或呈倍数，安装角度和风扇9相反，使风扇的滑流相除滑流扭转，呈直 线排出；并且在两侧涵道8内与两侧涵道短翼19相接并分别呈两条直线安装的两叶整流片 10最大厚度处有空间以容纳连接轴23 ；所述X安定面37末端有缓冲器16，支柱17和机轮 18，在地面上由四个X安定面37上的机轮18稳定的支撑起飞行器；所述驾驶舱大小适度以 满足一个体型正常的成年人能站立其中驾驶；所述机翼4A的翼型是平凸翼型或非对称双 凸翼型；在驾驶舱头部的背面具有降落伞舱20，里面有降落伞，以备在飞行器失去动力时 用降落伞迫降；所述发动机29为活塞式发动机或涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机。上述结构中的驾驶舱的内部底端设置有登机梯35 ；登机梯35上方具有矩形凹槽 36 ；矩形凹槽36两侧具有高度调节杆34及高度调节杆34之上的踏板33 ；根据人体结构在 驾驶舱1内壁设置有身体托布32和驾驶杆31 ；风扇轴26的轴端具有整流罩11 ；在驾驶舱 的背面中部设置有把手30。上述结构是这样工作的驾驶者通过登机梯35进入舱体1后，脚站在踏板33 上通过高度调节杆34将身体调节至手方便操纵驾驶杆31的位置，用身体托布32将身体固 定在舱体1内。把登机梯35收好放在两腿之间的矩形凹槽36中，将舱门2和舱盖3紧锁， 通过舱盖3观察，垂直起飞时，驾驶者站立在驾驶舱里，通过操纵系统将机翼4A的襟翼5和 副翼6A向后角度偏转(相当于使平凸翼型或非对称双凸翼型的机翼消除弯曲度)；然后启 动发动机29，发动机的动力通过离合器28和减速器27，传递给风扇9，风扇9高速旋转产生 向下的滑流，克服飞行器重力，将飞行器拉离地面，这时虽然涵道风扇滑流吹过机翼4A，但 机翼4A相对已失去弯曲度，机翼正面和背面的空气动力抵消，飞行器不向后平移而在空中 悬停；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，X形尾翼上的X形舵面38向前角度偏转， 流经的涵道风扇的滑流使X形尾翼产生向后的力矩，使得飞行器绕横轴向前倾转，相应涵 道风扇也向前倾转，升力中产生的一部分向后的分力使飞行器向前偏移，此时机翼4A也相 应前倾，这时将襟翼5和副翼6A复位，使机翼恢复弯曲度，涵道风扇的滑流使机翼上产生的 空气动力中将产生一部分向上的升力，随着飞行器向前移动得越来越快，迎角也越来越小， 逐渐机翼4A将产生更大的升力，加强这种趋势，飞行器所受的重力将从涵道风扇完全转移 到机翼4A上来承担，涵道风扇推动飞行器实现高速水平飞行(这时驾驶员俯卧着驾驶，身 体托布32托负着驾驶员的身体)，同时X形舵面38复位，水平飞行后，飞行器由X形尾翼操 纵；降落过程与起飞过程相逆。当飞行器在空中悬停状态需要分别向后偏移，向左偏移，向 右偏移，向左滚转，向右滚转时，通过对X形尾翼的控制可以实现。在地面停放时，由人握住 把手30通过机轮18在地面的滚动移动飞行器。实施例三，参见附图10、11、12和13中鸭式布局的单人飞行器，包括驾驶舱、涵道 风扇推进系统、涵道短翼19、机翼4B、鸭翼39及垂直尾翼，其特征是所述驾驶舱位于飞行 器中部，驾驶舱的基础是舱体1，舱体1正面具有舱门2，头部为舱盖3，飞行器垂直起落时飞 行器整体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水平飞行时飞行器整体为 水平向前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；所述涵道风扇推进系统位于驾驶舱两侧，涵道 风扇推进系统包括位于发动机舱7内的发动机29，离合器28，减速器27，支撑涵道的整流片 10，位于涵道8内的风扇9，其中风扇9的风扇轴26的轴线与飞行器的纵轴线平行，从俯视图上看，两个风扇轴26的轴心之间的连线与飞行器的横轴线重合；所述机翼为位于驾驶舱 中尾部两侧的双三角翼4B，该机翼穿过发动机舱7尾部并向外延伸一段在水平巡航飞行时 能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼后缘有襟翼5，发动机舱之外的 一段机翼后缘有升降副翼6B，在飞行器头部的背面具有鸭翼39，在两侧发动机舱的尾部正 背面都具有由垂直安定面14和方向舵15组成的垂直尾翼；当飞行器要由竖直起飞转换为 水平飞行时，双三角翼4B的副翼5和升降副翼6B向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后副 翼5和升降副翼6B复位。上述鸭式布局单人飞行器中，所述涵道风扇推进系统通过涵道短翼19安装在驾 驶舱的两侧；安装在驾驶舱两侧的涵道风扇推进系统的风扇9的旋转轴26之间具有动力同 步传递机构，所述动力同步传递机构中间是协调轴21，协调轴21两边对称的布置有万向节 22，该万向节向外有连接轴23，所述连接轴穿过涵道短翼19和整流片10，通过齿轮副24与 安装在风扇轴26上的圆锥齿轮25啮合，使两侧风扇9的转速保持相同，并且使当一侧发动 机因故障停止工作时，另一侧正在工作的发动机能通过动力同步传递机构进行动力的同步 传递，使飞行器能够安全迫降；这时，将故障发动机一侧的离合器断开，以减少另一侧正常 工作的发动机的负荷；两侧风扇9的安装角度相反，旋转方向也相反，使两侧风扇旋转产生 的反扭力相互抵消，使飞行器空中悬停时不产生自旋；所述整流片10的剖面呈单凸翼型， 叶数和风扇9相同或呈倍数，安装角度和风扇9相反，使风扇的滑流相除滑流扭转，呈直线 排出；并且在两侧涵道8内与两侧涵道短翼19相接并分别呈两条直线安装的两叶整流片 10最大厚度处有空间以容纳连接轴23 ；所述垂直安定面14末端有缓冲器16，支柱17和机 轮18，在地面上由四个垂直安定面14上的机轮18稳定的支撑起飞行器；所述鸭翼39通过 鸭翼连接件40安装在涵道8背面的外壁；所述驾驶舱大小适度以满足一个体型正常的成年 人能站立其中驾驶；所述机翼4B的翼型是平凸翼型或非对称双凸翼型；在驾驶舱头部的背 面具有降落伞舱20，里面有降落伞，以备在飞行器失去动力时用降落伞迫降；所述发动机 29为活塞式发动机或涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机。上述结构中的驾驶舱1的内部底端设置有登机梯35 ；登机梯35上方具有矩形凹 槽36 ；矩形凹槽36两侧具有高度调节杆34及高度调节杆34之上的踏板33 ；根据人体结构 在驾驶舱1内壁设置有身体托布32和驾驶杆31 ；风扇轴26的轴端具有整流罩11 ；在驾驶 舱的背面中部设置有把手30。上述结构是这样工作的驾驶者通过登机梯35进入舱体1后，脚站在踏板33 上通过高度调节杆34将身体调节至手方便操纵驾驶杆31的位置，用身体托布32将身体 固定在舱体1内。把登机梯35收好放在两腿之间的矩形凹槽36中，将舱门2和舱盖3紧 锁，通过舱盖3观察，垂直起飞时，驾驶者站立在驾驶舱里，通过操纵系统将双三角翼4B的 襟翼5和升降副翼6B向后角度偏转，(相当于使平凸翼型或非对称双凸翼型的机翼消除弯 曲度)，然后启动发动机29，发动机的动力通过离合器28和减速器27，传递给风扇9，风扇9 高速旋转产生向下的滑流，克服飞行器重力，将飞行器拉离地面，这时虽然涵道风扇滑流吹 过机翼4B，但机翼相对已失去弯曲度，机翼正面和背面的空气动力抵消，飞行器不向后平移 而在空中悬停；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，双三角翼4B的襟翼5和升降副 翼6B复位并继续向前角度偏转，使机翼恢复并增加弯曲度，流经的涵道风扇的滑流使机翼 产生向后的力矩，使得飞行器绕横轴向前倾转，相应涵道风扇也向前倾转，升力中产生的一部分向后的分力使飞行器向前偏移，与此同时机翼4B也相应前倾，涵道风扇的滑流使机翼 上产生的空气动力中将产生一部分向上的升力，随着飞行器向前移动得越来越快，迎角也 越来越小，逐渐机翼4B将产生更大的升力，与此同时鸭翼39也将产生升力，加强这种趋势， 飞行器所受的重力将从涵道风扇完全转移到机翼4B和鸭翼39上来承担，涵道风扇推动飞 行器实现高速水平飞行(这时驾驶员俯卧着驾驶，身体托布32托负着驾驶员的身体)，同时 襟翼5和升降副翼6B复位，水平飞行后，飞行器由机翼上的升降副翼6B和垂直尾翼操纵； 降落过程与起飞过程相逆。当飞行器在空中悬停状态需要分别向后偏移，向左偏移，向右偏 移，向左滚转，向右滚转时，通过对升降副翼6B和垂直尾翼的分别控制可以实现。在地面停 放时，由人握住把手30通过机轮在地面的滚动移动飞行器。实施例四，参见附图14、15和16中无尾三角翼布局的单人飞行器，包括驾驶舱、 涵道风扇推进系统、涵道短翼19、机翼4C及垂直尾翼，其特征是所述驾驶舱位于飞行器中 部，驾驶舱的基础是舱体1，舱体1正面具有舱门2，头部为舱盖3，飞行器垂直起落时飞行器 整体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水平飞行时飞行器整体为水平 向前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；所述涵道风扇推进系统位于驾驶舱两侧，涵道风扇 推进系统包括位于发动机舱7内的发动机29，离合器28，减速器27，支撑涵道的整流片10， 位于涵道8内的风扇9，其中风扇9的风扇轴26的轴线与飞行器的纵轴线平行，从俯视图上 看，两个风扇轴26的轴心之间的连线与飞行器的横轴线重合；所述机翼为位于驾驶舱中部 两侧的三角翼4C，该机翼穿过发动机舱7中尾部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生 足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼后缘有襟翼5，发动机舱之外的一段机 翼后缘有升降副翼6B，在两侧发动机舱的尾部正背面都具有由垂直安定面14和方向舵15 组成的垂直尾翼；当飞行器要由悬停转换为水平飞行时，三角翼4C的升降副翼6B向前角度 偏转；飞行器达到水平姿态后升降副翼6B复位。上述无尾三角翼布局单人飞行器中，所述涵道风扇推进系统通过涵道短翼19安 装在驾驶舱的两侧；安装在驾驶舱两侧的涵道风扇推进系统的风扇9的旋转轴26之间具 有动力同步传递机构，所述安全同步机构中间是协调轴21，协调轴21两边对称的布置有万 向节22，该万向节向外有连接轴23，所述连接轴穿过涵道短翼19和整流片10，通过齿轮副 24与安装在风扇轴26上的圆锥齿轮25啮合，使两侧风扇9的转速保持相同，并且使当一侧 发动机因故障停止工作时，另一侧正在工作的发动机能通过动力同步传递机构进行动力的 同步传递，使飞行器能够安全迫降；这时，将故障发动机一侧的离合器断开，以减少另一侧 正常工作的发动机的负荷；两侧风扇9的安装角度相反，旋转方向也相反，使两侧风扇旋转 产生的反扭力相互抵消，使飞行器空中悬停时不产生自旋；所述整流片10的剖面呈单凸翼 型，叶数和风扇9相同或呈倍数，安装角度和风扇9相反，使风扇的滑流相除滑流扭转，呈直 线排出，并且在两侧涵道8内与两侧涵道短翼19相接并分别呈两条直线安装的两叶整流片 10最大厚度处有空间以容纳连接轴23 ；所述垂直安定面14末端有缓冲器16，支柱17和机 轮18，在地面上由四个垂直安定面14上的机轮18稳定的支撑起飞行器；所述驾驶舱大小 适度以满足一个体型正常的成年人能站立其中驾驶；所述机翼4C的翼型是平凸翼型或非 对称双凸翼型；在驾驶舱头部的背面具有降落伞舱20，里面有降落伞，以备在飞行器失去 动力时用降落伞迫降；所述发动机29为活塞式发动机或涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动 机。
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上述结构中的驾驶舱的内部底端设置有登机梯35 ；登机梯35上方具有矩形凹槽 36 ；矩形凹槽36两侧具有高度调节杆34及高度调节杆34之上的踏板33 ；根据人体结构在 驾驶舱内壁设置有身体托布32和驾驶杆31 ；风扇轴26的轴端具有整流罩11 ；在驾驶舱1 的背面中部设置有把手30。上述结构是这样工作的驾驶者通过登机梯35进入舱体1后，脚站在踏板33 上通过高度调节杆34将身体调节至手方便操纵驾驶杆31的位置，用身体托布32将身体固 定在舱体1内。把登机梯35收好放在两腿之间的矩形凹槽36中，将舱门2和舱盖3紧锁， 通过舱盖3观察，垂直起飞时，驾驶者站立在驾驶舱里，通过操纵系统将机翼4C的襟翼5和 升降副翼6B向后角度偏转，(相当于使平凸翼形或不对称双凸翼形的机翼消除弯曲度)， 然后启动发动机29，发动机的动力通过离合器28，减速器27传递给风扇9，风扇9高速旋 转产生向下的滑流，克服飞行器重力，将飞行器拉离地面，这时，虽然涵道风扇滑流吹过机 翼4C，但机翼相对已失去弯曲度，机翼正面和背面的空气动力抵消，飞行器不向后平移而在 空中悬停；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，三角翼4C的襟翼5复位，同时将升 降副翼6B复位并继续向前角度偏转，流经的涵道风扇的滑流使发动机舱之外的一段机翼 产生的向后的空气动力大于驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼产生的向后的空气动力，使 得飞行器绕横轴向前倾转，相应涵道风扇也向前倾转，升力中产生的一部分向后的分力使 飞行器向前偏移，与此同时机翼也相应前倾，涵道风扇的滑流使机翼上产生的空气动力中 将产生一部分向上的升力，随着飞行器向前移动得越来越快，迎角也越来越小，逐渐机翼4C 将产生更大的升力，加强这种趋势，飞行器所受的重力将从涵道风扇完全转移到机翼4C上 来承担，涵道风扇推动飞行器实现高速水平飞行(这时驾驶员俯卧着驾驶，身体托布32托 负着驾驶员的身体)，同时升降副翼6B复位，水平飞行后，飞行器由升降副翼6B和垂直尾翼 操纵；降落过程与起飞过程相逆。当飞行器在空中悬停状态需要分别向后偏移，向左偏移， 向右偏移，向左滚转，向右滚转时，通过对升降副翼和垂直尾翼的分别控制可以实现。在地 面停放时，由人握住把手30通过机轮18在地面的滚动移动飞行器。本发明不仅只有上述4种布局形式，通过在以驾驶舱，涵道短翼19，动力同步传递 机构和涵道风扇推进系统构成的基体上，用机翼，水平尾翼，垂直尾翼，X尾翼和鸭翼分别组 合构造，可以形成其他布局形式，在此不一一详述。本发明为单人飞行器，也可以扩展成为双人飞行器，另外还可以作为无人飞行器 或航空模型使用。综上所述，本发明实现了既能垂直起落和高速飞行，而且能在二者之间平稳转换。
权利要求
一种单人飞行器，包括驾驶舱、涵道风扇推进系统、涵道短翼(19)、机翼、尾翼或鸭翼，其特征是1)、所述驾驶舱位于飞行器中部，驾驶舱基础是舱体(1)，舱体(1)正面具有舱门(2)，头部为舱盖(3)，飞行器垂直起落时飞行器整体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水平飞行时飞行器整体为水平向前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；2)、所述涵道风扇推进系统位于驾驶舱两侧，涵道风扇推进系统包括，位于发动机舱(7)内的发动机(29)，离合器(28)，减速器(27)，支撑涵道的整流片(10)，位于涵道(8)内的风扇(9)，其中风扇(9)的风扇轴(26)的轴线与飞行器的纵轴线平行，从俯视图上看，两个风扇轴(26)轴心之间的连线与飞行器的横轴线重合；3)、所述机翼为位于驾驶舱中部两侧的梯形直机翼(4A)，该机翼穿过发动机舱(7)中部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼的后缘有襟翼(5)，发动机舱之外的一段机翼后缘有副翼(6A)，在两侧发动机舱的尾部与驾驶舱尾部之间都具有由水平安定面(12)和升降舵(13)组成的水平尾翼，在两侧发动机舱的尾部正背面都具有由垂直安定面(14)和方向舵(15)组成的垂直尾翼；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，水平尾翼的升降舵(13)向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后升降舵(13)复位；或4)、所述机翼为位于驾驶舱中部两侧的梯形直机翼(4A)，机翼穿过发动机舱(7)中部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼的后缘有襟翼(5)，发动机舱之外的一段机翼后缘有副翼(6A)，驾驶舱尾部辐射安装有由X形安定面(37)和X形舵面(38)组成的X形尾翼，并保证每一面X形尾翼都有足够长度暴露在涵道风扇产生的滑流中；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，X形尾翼上的X形舵面(38)向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后X形舵面(38)复位；或5)、所述机翼为位于驾驶舱中尾部两侧的双三角翼(4B)，该机翼穿过发动机舱(6)尾部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼的后缘有襟翼(5)，发动机舱之外的一段机翼后缘有升降副翼(6B)，在飞行器头部的背面具有鸭翼(39)，在两侧发动机舱的尾部正背面都具有由垂直安定面(14)和方向舵(15)组成的垂直 尾翼；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，双三角翼(4B)的襟翼(5)和升降副翼(6B)向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后襟翼和升降副翼复位；或6)、所述机翼为位于驾驶舱中部两侧的三角翼(4C)，该机翼穿过发动机舱(7)中尾部并向外延伸一段在水平巡航飞行时能产生足够升力的长度，驾驶舱和发动机舱之间的一段机翼的后缘有襟翼(5)，发动机舱之外的一段机翼后缘有升降副翼(6B)，在两侧发动机舱的尾部正背面都具有由垂直安定面(14)和方向舵(15)组成的垂直尾翼；当飞行器要由空中悬停转换为水平飞行时，升降副翼(6B)向前角度偏转；飞行器达到水平姿态后升降副翼(6B)复位。
2.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述涵道风扇推进系统通过涵道短 翼(19)安装在驾驶舱的两侧。
3.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是安装在驾驶舱两侧的涵道风扇推进 系统的风扇(9)的风扇轴(26)之间具有动力同步传递机构，所述动力同步传递机构中间是 协调轴(21)，协调轴(21)两边对称的布置有万向节(22)，该万向节向外有连接轴(23)，所述连接轴穿过涵道短翼(19)和整流片(10)，通过齿轮副(24)与安装在风扇轴(26)上的圆 锥齿轮(25)啮合，使两侧风扇的转速保持相同，并且使当一侧发动机因故障停止工作时， 另一侧正在工作的发动机能通过动力同步传递机构进行动力的同步传递，使飞行器能够顺 利迫降。
4.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是两侧风扇(9)的安装角度相反，旋转 方向也相反，使两侧风扇旋转产生的反扭力相互抵消，使飞行器空中悬停时不产生自旋。
5.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述整流片(10)的剖面呈单凸翼 型，叶数和风扇(9)相同或呈倍数，安装角度和风扇(9)相反，使风扇的滑流消除滑流扭转， 呈直线排出；并且两侧涵道(8)内与两侧涵道短翼(19)相接并分别呈两条直线安装的两叶 整流片(10)最大厚度处有空间以容纳连接轴(23)。
6.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述垂直安定面(14)末端有缓冲器 (16)，支柱(17)和机轮(18)，在地面上由四个垂直安定面(14)上的机轮(18)稳定的支撑 起飞行器。
7.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述X形安定面(37)末端有缓冲器 (16)，支柱(17)和机轮(18)，在地面上由X形安定面(37)上的机轮(18)稳定的支撑起飞 行器。
8.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述鸭翼(39)通过鸭翼连接件(40) 安装在涵道(8)背面的外壁。
9.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述驾驶舱大小适度以适合一个体 型正常的成年人驾驶。
10.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述机翼的翼型是平凸翼型或非对 称双凸翼型。
11.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是在驾驶舱头部的背面具有降落伞舱 (20)，里面有降落伞，以备在飞行器失去动力时用降落伞迫降。
12.根据权利要求1所述的单人飞行器，其特征是所述发动机(29)为活塞式发动机 或涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机。
全文摘要
一种单人飞行器，包括驾驶舱、涵道风扇推进系统、涵道短翼、机翼、尾翼或鸭翼，其中驾驶舱基础是舱体，舱体正面具有舱门，头部为舱盖，飞行器垂直起落时飞行器整体为竖直向上姿态，驾驶员相应站立在驾驶舱内，飞行器水平飞行时飞行器整体为水平向前姿态，驾驶员相应俯卧在驾驶舱内；所述涵道风扇推进系统通过涵道短翼安装在驾驶舱两侧，涵道风扇推进系统包括位于发动机舱内部的发动机，离合器，减速器，支撑涵道的整流片，位于涵道内的风扇。发动机驱动风扇旋转产生动力，由机翼、水平尾翼或X型尾翼控制垂直起落和水平飞行的转换。本发明由于所述结构，实现了垂直起落和高速飞行，而且垂直状态和水平状态之间转换非常平稳。
文档编号B64C3/00GK101927825SQ200910168948
公开日2010年12月29日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月5日
发明者龙川 申请人:龙川