专利名称：一种新式可垂直起降固定翼单人飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单人飞行器，尤其是一种可改变发动机方向的具有垂直起降和水平飞行功能的固定翼单人飞行器。
背景技术：
像鸟一样自由飞翔是人类几千年来的梦想。现有的可垂直起降的飞行器有头顶共轴式双旋翼方案、头顶单旋翼方案、喷气背包、火箭背带等，这些方案的共有优点是垂直起降，但共有的主要缺点是没有固定翼，无法实现远距离平飞，航时和航程都很短，且速度慢、飞行成本高、操纵复杂、安全性差。现有的可以水平飞行的轻型单人飞行器如动力滑翔伞和动力三角翼飞机等，速度慢，航程短，无法垂直起降。在中国专利号为CN1203167A，申请号为97112823. 5，名称为《载人垂直起降飞行器》的专利中公开了一种载人垂直起降飞行器，其缺点在于驾驶员重心和飞行器重心的相对位置不固定，当在飞行中利用滑轨来回滑动调整二者相对重心位置时，引发的重心不稳容易使整个系统头重脚轻，有可能导致头朝下飞行并撞向地面。也就是说，滑轨滑动调整重心位置不是一个易收敛于稳定的控制过程，具有较大的危险性，而且滑轨结构较复杂，重量大。在申请号为200810070233. 3，公开号为CN101353084A，名称为《垂直起落轻型飞行器》的发明中，以及申请号为200910168948. 7，公开号为CN 101927825，名称为《单人飞行器》的发明中公布了两种同类的单人飞行器，也可垂直起降和水平飞行，但是二者的状态转换是利用发动机驱动涵道风扇旋转产生动力，吹在机翼和尾翼上产生力矩，以此控制垂直起降和水平飞行的转换，这是一种被动式状态转换，状态转换不够灵活。在申请号为201210261225. 3，公开号为CN102785776A，名称为《一种可垂直起降固定翼单人飞行器》的发明中公开了一种安装有尾部发动机的单人飞行器，也可通过旋转尾部发动机的方向，产生侧力来实现垂直起降和水平飞行的转换，这种单人飞行器在实现垂直起降和水平飞行时，驾驶员要同时控制主发动机的转速、尾部发动机的转速和尾部发动机的转向，操作十分复杂，难以掌握，且尾部发动机转向较慢，非常不灵活，在近地面气流比较复杂的情况下难以掌握平衡，容易造成安全事故。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种新式可垂直起降固定翼单人飞行器，可更灵活实现垂直起降和水平飞行状态转换，低空飞行操作方便，调整灵活，对复杂气流适应力更强。为了解决以上问题，本发明所采用的技术方案是利用两个可同步转动的发动机来实现垂直起降和水平飞行之间的状态转换过渡。一种新式可垂直起降固定翼单人飞行器，包括机翼、发动机、支撑架、储能箱、扶臂、飞行控制器、背带，其特征在于，机翼通过支撑架固定在机身上。两台发动机固定在一根支撑架两端，中间固定分布有两个轴承，轴承外侧固定在机身上，两台发动机之间再用支撑架固定，一台发动机正转，一台发动机反转，以相互抵消扭矩。两个扶臂固定连接在两台发动机之间的支撑架上，通过拉动扶臂，使发动机转动，向飞行器后方推动空气，拉动飞行器头部向前转动，使飞行器向水平飞行状态转换；当从水平状态向垂直状态转换时，执行逆过程。扶臂摆动灵活、快速，方便及时修正，整个状态切换过程，单手即可操作实现。两个扶臂上分别装有两个飞行控制器，类似于摩托车车把上的控制器，一个用于同步控制两台发动机转速，可以采用无弹簧设计，方便控制器停留在任何转动角度上 ’另一个飞行控制器可设计为在原有基础上控制其中一台发动机转速的增大或减小，以此来控制飞行时的左右转向，可采用弹簧设计，使控制器自然状态下不改变其中一台发动机转速，也 可设计为控制竖直尾翼的转动，来实现飞行时左右转向，此时需在尾部增加竖直尾翼。本飞行器机翼的上下表面都安装有太阳能电池板，方便充电，节约飞行成本，随着太阳能电池技术的进步，转换效率的提高，效果将越来越明显。不使用太阳能电池板同样属于本专利的保护范围。本飞行器上还安装有救生伞和救生气囊，当飞行中发生紧急情况时，驾驶员、救生伞和救生气囊可以和飞行器其他部分分离，以便于打开救生伞逃生，如果落在水上，则救生气囊可以立即充满气弹出，实现水上救生。本发明可以实现垂直低速飞行和水平高速飞行，控制简单、灵活，对复杂气流适应能力强，飞行平稳。本发飞行器针对人体特点设计成可穿戴式，结构简单，轻便。本飞行器机翼采用可控折叠设计，垂直飞行时，机翼可折叠起来，从而减小受到气流的影响，使飞行更加稳定。
图1为本发明立体示意图。图2为本发明采用喷气发动机时的示意图。图中标示说明1_机翼，2-支撑架，3-轴承，4-发动机，5-螺旋桨，6_扶臂，7_飞行控制器，8-背带，9-储能箱，10-太阳能电池板，11-机身。
具体实施例方式实施例一
以发动机4采用电动机为实施例进一步说明。在附图1中，机翼I采用对称设计，以飞行器纵轴线为对称，通过支撑架2固定在机身11后，机翼I采用可控折叠设计，垂直飞行时，机翼I可折叠起来，从而减小受到气流的影响，使飞行更加稳定。两台发动机4固定在一根支撑架2两端，中间固定分布有两个轴承3，轴承3外侧固定在机身11上，两台发动机4之间再用支撑架2固定。两台发动机4上分别安装有两部螺旋桨5，一部正转，一部反转，以相互抵消扭矩。飞行器上有救生伞和救生气囊用于救生。飞行控制器7安装在扶臂6上。机翼I上安装有太阳能电池板10。机身上装有背带8，和用于供能的储能箱9。当需要飞行时，飞行员打开折叠的飞行器，背上飞行器，扣紧背带8将自己固定在飞行器上，这时手握扶臂6上的飞行控制器7，启动两台发动机4，驱动螺旋桨5旋转，实现垂直起飞。起飞时可通过来回调整扶臂6和飞行控制器7来使飞行器平稳飞行。然后驾驶员控制飞行器展开机翼1，拉动扶臂6，同时控制飞行控制器7加大发动机转速，使飞行器向水平飞行状态转换。当从水平状态向垂直状态转换时，向前推扶臂6，执行逆过程。实施例二
以发动机4采用喷气发动机为例进一步说明。如附图2所示，发动机4为两部喷气发动机，发动机4上不需要安装螺旋桨3，储能箱9中有电池组和燃料，储能箱9中有供油装置，保证飞行器无论处于何种状态时，燃料均可供应到发动机上。其他部分同实施例一。以上所述仅是本发明优选实施方案的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在其他的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出如干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种新式可垂直起降固定翼单人飞行器，包括机翼、支撑架、发动机、螺旋桨、轴承、 背带、扶臂、飞行控制器、机身、储能箱，其特征在于，安装在飞行器上部的两台发动机可通过轴承旋转，牵动飞行器转向，实现垂直低速飞行，或过渡为水平高速飞行，也可通过转向转换回垂直状态。
2.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，飞行器上还装有一对扶臂，通过推、拉扶臂可控制两台发动机转向，扶臂上安装有发动机启动控制装置。
3.根据权利要求1或2所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，一对扶臂上分别装有飞行控制器，其中一个用于同步控制两台发动机的转速，另外一个飞行控制器单独控制其中一台发动机转速的增大或减小，以此来控制飞行时的左右转向，也可在机身尾部增加竖直尾翼，用于控制竖直尾翼的转动，来实现飞行时左右转向。
4.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，发动机为两部，分别对称安装在飞行器两侧的支撑架上，支撑架通过轴承跟机身连接。
5.根据权利要求书I或4所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，发动机可以是电动机，喷气发动机、内燃机、涡轮发动机，还可以是其他形式的发动机，还可以是喷气储气罐。
6.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，机身可伸缩或可折叠。
7.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，螺旋桨为可变距螺旋桨。
8.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，储能箱提供系统的能量供应，储能箱中可以是电池组或电池组和燃料的组合，电池组可以是蓄电池， 也可以燃料电池，还可以是多种电池的混合电池。
9.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，机翼上安装有太阳能电池板，太阳能电池板和储能箱中电池组成联合供电系统，不使用太阳能电池板也属于本专利保护范围。
10.根据权利要求1所述的新式可垂直起降固定翼单人飞行器，其特征在于，机翼采用可控折叠设计，垂直飞行时，机翼可折叠起来，从而减小受到气流的影响，使飞行更加稳定。
全文摘要
本发明公开了一种可垂直起降固定翼单人飞行器，由机翼、支撑架、发动机、转动轴承、背带、飞行控制器、机身、电池、扶臂、太阳能电池板、救生伞、救生气囊组成。利用转动两个发动机的方向实现垂直起降、低速飞行和向水平飞行的过渡，可不利用固定翼低速灵活飞行，也可利用固定翼实现高速、远距离飞行。
文档编号B64C29/00GK102991673SQ20121054425
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者刘斌 申请人:刘斌