飞行器及其控制方法_2

文档序号:8466468阅读:来源:国知局
1上,第一主旋翼12的轴线,第二主旋翼13的轴线及中心涵道11的中线共线;第一主旋翼12位于第二主旋翼13的上方;第一涵道风扇16、18,第二涵道风扇17、19通过四个涵道风扇固定组件112固定在中心涵道11的外侧壁上;安装支架111,驱动电机的固定支架及涵道风扇固定组件112构成本实施例的机架。
[0019]参见图3,第一涵道风扇16由第一涵道161,支架163,导流片166及通过支架163固定于第一涵道161内的第一电机162,第一涵道桨164与第一整流帽165构成。第一涵道桨164为右旋螺旋桨,导流片166由4片沿第一涵道161的径向布置的矩形板构成,导流片166的导流面与第一涵道161的中线平行,支架163与导流片166远离第一涵道161的内侧壁的一端固定连接。
[0020]参见图4,第二涵道风扇17由第二涵道171,支架173、导流片176及通过支架173固定于第二涵道171内的第二电机172,第二涵道桨174与第二整流帽175构成。第二涵道桨174为左旋螺旋桨,导流片176由4片沿第二涵道171的径向布置的矩形板构成,导流片176的导流面与第二涵道171的中线平行,支架173与导流片176远离第二涵道171的内侧壁的一端固定连接。
[0021]参见图5,涵道风扇固定组件112由可开合的两个半圆筒1121构成,半圆筒1121上焊接有用于将涵道风扇固定组件112固定于中心涵道11外侧壁上的固定支架11210。
[0022]参见图6,反扭矩控制装置14由第一导流板旋转轴1401,第一导流板旋转轴1402,第一导流板141,第一导流板142,第二导流板143,第二导流板144,两根第一连杆145及两根第二连杆146构成。第一导流板旋转轴1401与第一导流板旋转轴1402平行地固定于中心涵道11的下唇口处,第一导流板旋转轴1401与第一导流板旋转轴1402关于中心涵道11的轴线中心对称布置,第一导流板141及第二导流板143可绕第一导流板旋转轴1401旋转地安装于第一导流板旋转轴1401上,第一导流板142及第二导流板144可绕第一导流板旋转轴1402旋转地安装于第一导流板旋转轴1402上,两根第一连杆145连接于第一导流板141与第一导流板142的两端上,使二者以同转速绕第一导流板旋转轴旋转,两根第一连杆146连接于第二导流板143与第二导流板144的两端上,使二者以同转速绕第一导流板旋转轴旋转。第一导流板141与第二导流板144关于中心涵道11的中线中心对称布置,第一导流板142与第二导流板143关于中心涵道11的中线中心对称布置,从而使第一导流板与第二导流板关于中心涵道11的中线中心对称布置。
[0023]参见图7,行进控制单元15由二根第二导流板旋转轴1501、1502,二块第三导流板151、152及两根第三连杆153构成。第三导流板151可绕第二导流板旋转轴1501旋转地安装于第二导流板旋转轴1501上,第三导流板152可绕第二导流板旋转轴1502旋转地安装于第二导流板旋转轴1502上,两根第三连杆153连接于第三导流板151及第三导流板152的两端,使二者以同转速绕第二导流板旋转轴旋转。第二导流板旋转轴1501及第二导流板轴1502关于中心涵道11的中线中心对称布置,第三导流板151与第三导流板152关于中心涵道11的中线中心对称布置。
[0024]参见图8,第一主旋翼12安装于第一驱动电机122的转子轴上,第一驱动电机122通过第一固定支架123固定于安装支架111上。第二主旋翼13安装于第二驱动电机132的转子轴上,第二驱动电机132通过第二固定支架133固定于安装支架111上。第一主旋翼12的桨径d与第二主旋翼13的桨径D之比为0.56。飞行器I在飞行过程中,由于第一主旋翼12的桨径小于第二主旋翼13的桨径,第一主旋翼12旋转形成的下洗气流量将成为第二主旋翼13的桨叶的桨根区域下洗气流量的一个补充,使第二主旋翼13的旋转面内能产生更多的下洗气流量;由于第一主旋翼12旋转形成的面积只覆盖第二主旋翼13旋转形成面积的四分之一左右,且主要位于第二主旋翼13的桨根区域,可有效减轻其对第二主旋翼13的下洗气流形成阻碍。
[0025]参见图9,飞行器I在飞行过程中的控制方法如下,沿Z轴自上向下俯视,第一主旋翼12为顺时针旋转,第二主旋翼13为逆时针旋转,二者均对飞行器I产生向上的提升力,使飞行器I垂直起飞,第一涵道风扇16及第一涵道风扇18中的旋翼以第一转速逆时针旋转,第二涵道风扇17及第二涵道风扇19中的旋翼也以第一转速顺时针旋转;第一涵道风扇16、第二涵道风扇17、第三涵道风扇18及第四涵道风扇19均为产生向上的提升力,为飞行器I的起飞提供辅助升力;第一涵道风扇16、第二涵道风扇17、第一涵道风扇18及第二涵道风扇19中的旋翼在旋转过程中产生的反扭矩可由下洗气流对其导流片作用产生的反扭矩抵消,在主旋翼因故障出现停车时,能够依靠四个涵道风扇产生的提升力,以防飞行器I出现紧急下降而出现损毁状况;在正常飞行过程中,四个涵道风扇主要是用于飞行器I出现姿态偏转或由于气流扰动而出现姿态倾斜等情况的调整,从而降低涵道风扇对电源的消耗。在飞行过程中,第一主旋翼12以比第二主旋翼13高的转速旋转,从而在第二主旋翼13的桨根区域产生更高的下洗气流速度,从而在有限的空间内产生更高的提升力,且第一主旋翼12产生的反扭矩将抵消第二主旋翼13产生的反扭矩,如果无法完全抵消,则可由控制单元控制第一导流板141、第一导流板142的下端分别绕第一导流板旋转轴1401及第一导流板旋转轴1402朝X轴的正向旋转;同时第二导流板143及第二导流板144的下端分别绕第一导流板旋转轴1401及第一导流板旋转轴1402以同等的转速沿X轴的负向旋转,旋转角度的大小根据需要抵消的反向扭矩而定;如果飞行器I需要朝一方向移动,只需通过调整相关装置在飞行器I上产生的反扭矩从而使飞行器I绕主涵道11的中线旋转一定角度至该方向为第三导流板151的法向在水平面上的投影;对于飞行器I的行进速度的控制,例如飞行器I需要在水平方向朝Y轴正向移动的速度产生变化,则控制单元将控制第三导流板151及第四导流板152的下端分别绕第二导流板旋转轴1501及第二导流板旋转轴1502朝Y轴的负向旋转相同角度,下洗的气流作用与第三导流板151及第四导流板152对飞行器产生一朝Y轴正向的推力,使飞行器朝Y轴正向移动;对于飞行器改变飞行方向的控制为通过改变第一导流板141、第一导流板142、第二导流板143及第二导流板144的旋转角度,从而使中心涵道11绕其中线旋转,使飞行器I的飞行方向产生改变。
[0026]在上述控制方法中,当控制单元检测到中心涵道11出现滚转情况时,控制单元控制第一导流板与第二导流板以相同的转速朝相反方向旋转一定角度而抵消相应的反扭矩至中心涵道11停止滚转为止。
[0027]为了搭载被运输物,可在中心涵道的下方设置一吊舱,为了减少吊舱对下洗气流的阻力,吊舱具有流线型的外壳体且邻近中心涵道11的顶端上设有整流罩。
[0028]在本例中,第一主旋翼12的桨距角大于第二主旋翼13的桨距角,第一导流板旋转轴1401与第二导流板旋转轴1501相正交。
[0029]飞行器及其控制方法第二实施例
作为对本发明飞行器及其控制方法第二实施例的说明,以下仅对与上述飞行器及其控制方法第一实施例的不同之处进行说明。
[0030]参见图10,第一固定支架223位于第二固定支架233的下方,第一驱动电机222的转子轴穿过形成于第二驱动电机232的转子轴内的通孔,与第二驱动电机232的转子轴共轴线布置。第一主旋翼22与第二主旋翼23在旋转过程中,可以有效地减少第一驱动电机222对第一主旋翼22与第二主旋翼32之间的空气流动形成阻碍,且第一主旋翼22的轮毂小于第二主旋翼23的轮毂,减小对轴线附近下洗气流的阻碍,提高整个飞行器的气动效率。第一主旋翼22的桨径d与第二主旋翼23的桨径D之比为0.6。
[0031]飞行器及其控制方法第三实施例
作为对本发明飞行器及其控制方法第三实施例的说明,以下仅对与上述飞行器及其控制方法第一实施例的不同之处进行说明。
[0032]参见图11,第一主旋翼32位于第二主旋翼33的下方,第一固定支架323位于第二固定支架333的上方,第二驱动电机333的转子轴穿过形成于第一驱动电机323的转子轴内的通孔,以与第一驱动电机323的转子轴共轴线布置。第一主旋翼32与第二
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