专利名称：载人垂直起落飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及载人垂直起落飞行器技术领域。
现有技术中与本发明较近似的两种设计，一种是美国的V-22垂直起落试验机，一种是英国的AV-8B鹞式垂直起落战斗机，下面分别予以介绍1、V-22，是一种较好的仿生学设计，它靠两台设在机翼边缘的可转向发动机提供动力和升力，发动机可旋转90°向下或向后产生作用力，螺旋浆叶靠对转抵消相互产生的扭转力，用两个向下的作用力拉起机体的横向重心使机体垂直离开地面，然后靠发动机的转向产生向后的作用力，完成从垂直起飞向常规平飞的过渡，从速度和航程上来看它与常规飞行器几乎无异，是一种非常有效的设计。
2、AV-8B，是一种非常实用的垂直起落喷气式战斗机，它用四个作用力点稳定地支起机体的横向重心，当机体脱离地面一定距离以后，发动机开始向后转向，使飞机从垂直起飞状态向常规平飞过渡。
本发明的设计与以上两种设计的共同之处在于均设计有垂直起降与常规平飞的转换过渡，但本设计与以上两种设计间也有着本质的区别，以上两种设计垂直起飞推起的是横向重心点，作用力支起的是一个平面，所以至少需要两台发动机，如果只有两台发动机，则必须设计在被作用物的顶部，即使这样也不稳定，会前后摇摆。本设计垂直起飞推起的是飞行体的竖向重心点，作用力拉起的是一条直线，所以只需一个以上的发动机就足够了。
本发明的目的是提供一种能够改变人和飞行器的重心方向，即实现竖向重心与横向重心间的转换过渡，从而实现垂直起降与常规平飞间的转换过渡，针对人的生理结构特点设计，最大限度地发挥利用人的生理结构特点，结构最紧凑、最适合人飞行的载人垂直起落飞行器。
本发明的技术构思是针对人的生理结构特点设计，最大限度地使人的生理结构特点得到利用，最适合人的飞行要求，设计的关键在于改变人或飞行体的重心方向，即实现竖向重心与横向重心间的转换过渡，从而实现垂直起降与常规平飞间的转换过渡。
当作用在纵向重心点B上的力＞作用在横向重心点A上的力时，飞行体与人处于垂直起降状态；当作用在纵向重心点B上的力≥≤作用在横向重心点A上的力时，飞行体与人处于垂直起降与常规平飞间的过渡状态；当作用在纵向重心点B上的力≤作用在横向重心点A上的力时，飞行体与人处于常规平飞状态或基本平飞状态。
本发明的技术方案是本新型载人垂直起落飞行器，包括固定背带、固定带、滑轨、电动滑轨器、主机翼、发动机、操纵臂、操纵手柄、尾翼等主要部件；其中固定背带为两个，分别固定在滑轨上，飞行者背挎着两固定背带将滑轨背置在背上，在滑轨上还设置有若干固定带，将滑轨稳固地绑缚在飞行者身上，主机翼通过电动滑轨器与滑轨相连，主机翼的翼面平行于飞行者身体平面，主机翼上以主机翼的中心线为对称设置有两发动机，飞行用的燃油储存在主机翼内，在主机翼的顶部设置有两操纵臂，两操纵臂的另一端均位于飞行者正面，且这一端均设有操纵手柄，在飞行者的小腿处各固定一尾翼，尾翼翼面与飞行者身体平面平行；滑轨、电动滑轨器、机翼之间的连接电动滑轨器一端嵌入滑轨内，电动滑轨器这一端设有若干滑轮，一组滑轮位于滑轨的外滑道上，另一组滑轮位于滑轨的内滑道上，电动滑轨器内设有同步电机，同步电机带动齿轮组，从而带动一转线轮，还设有一转线轮，滑轮牵动钢丝一端固定在滑轨的一端，另一端成“8”字形绕过两转线轮，然后固定在滑轨另一端，电动滑轨器的另一端成尖或圆弧形尖状，位于主机翼翼面上的凹形导槽内，并用连接杆与主机翼相连，连接杆位于主机翼的槽内，槽内还设有弹簧，弹簧一端与连接杆相连，另一端固连在槽的远连接杆一端，连接杆与弹簧相连的一端还连有连接杆牵动钢丝，牵动钢丝的另一端拉出主机翼外，与连接杆牵动杆相连，连接杆牵动杆与操纵臂固连在一起；控制部分采用双向式PWM功放器速度系统，从+V、-V端给定一输入信号与经测速发电机测得的速度反馈信号相加送入前置放大器K1的1端，K1的2端接地，经测速发电机测得的速度信号同时反馈给校正回路，校正后的信号与K1输出端输出的信号相加送入K2的1端再次放大，同时校正输出，K2的2端接地，K2输出端输出的放大信号接入比较器A的2端，三角波发生器产生的信号接入比较器A的1端，K2输出的放大信号与三角波发生器产生的三角波信号相加经比较器A产生调制脉冲信号至逻辑延迟电路，逻辑延迟电路将调制脉冲分为四路逻辑控制脉冲信号逻辑延迟电路输出端1至EVK31-0501、-1-AX、逻辑延迟电路3至EVK31-0501-3-AY、逻辑延迟电路输出端4至EVK31-0512-4-BY、逻辑延迟电路输出端2至EVK31-0502-2-BX。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地描述
图1是本发明载人垂直起落飞行器的主视图；图2是本发明载人垂直起落飞行器的侧视图；图3是本发明载人垂直起落飞行器的俯视图；图4是本发明载人垂直起落飞行器的立体图；图5是本发明载人垂直起落飞行器的滑轨与电动滑轨器连接示意图；图6是本发明载人垂直起落飞行器的滑轨与电动滑轨器连接的A-A剖视图；图7是本发明载人垂直起落飞行器的发动机的电容式电打火电路原理图；图8是本发明载人垂直起落飞行器的控制部分电路原理图；图9是本发明载人垂直起落飞行器的起飞过程示意图；图10是本发明载人垂直起落飞行器的着陆过程示意图；图11是本发明载人垂直起落飞行器发生故障的逃生过程示意图。
它包括固定背带7、固定带8、滑轨11、电动滑轨器16、主机翼6、发动机5、操纵臂4、操纵手柄1、尾翼10等主要部件；其中固定背带7为两个，分别固定在滑轨11上，飞行者背挎着两固定背带7将滑轨11背置在背上，在滑轨11上还设置有若干固定带8，将滑轨11稳固地绑缚在飞行者身上，主机翼6通过电动滑轨器16与滑轨11相连，主机翼6的翼面平行于飞行者身体平面，主机翼6上以主机翼6的中心线为对称设置有两发动机5，飞行用的燃油储存在主机翼6内，在主机翼6的顶部设置有两操纵臂4，两操纵臂4的另一端均位于飞行者正面，且这一端均设有操纵手柄1，在飞行者的小腿处各固定一尾翼10，尾翼10翼面与飞行者身体平面平行；滑轨11、电动滑轨器16、机翼6之间的连接电动滑轨器16一端嵌入滑轨11内，电动滑轨器16这一端设有若干滑轮19，一组滑轮19位于滑轨11的外滑道24上，另一组滑轮19位于滑轨11的内滑道25上，电动滑轨器16内设有同步电机14，同步电机14带动齿轮组15，从而带动一转线轮17，还设有一转线轮17，滑轮牵动钢丝18一端固定在滑轨11的一端，另一端成“8”字形绕过两转线轮17，然后固定在滑轨11另一端，电动滑轨器16的另一端成尖或圆弧形尖状，位于主机翼6翼面上的凹形导槽13内，并用连接杆13与主机翼6相连，连接杆13位于主机翼6的槽26内，槽内还设有弹簧21，弹簧21一端与连接杆13相连，另一端固连在槽26的远连接杆13一端，连接杆13与弹簧21相连的一端还连有连接杆牵动钢丝22，牵动钢丝22的另一端拉出主机翼6外，与连接杆牵动杆23相连，连接杆牵动杆23与操纵臂4固连在一起；控制部分采用双向式PWM功放器速度系统，从+V、-V端给定一输入信号与经测速发电机测得的速度反馈信号相加送入前置放大器K1的1端，K1的2端接地，经测速发电机测得的速度信号同时反馈给校正回路，校正后的信号与K1输出端输出的信号相加送入K2的1端再次放大，同时校正输出，K2的2端接地，K2输出端输出的放大信号接入比较器A的2端，三角波发生器产生的信号接入比较器A的1端，K2输出的放大信号与三角波发生器产生的三角波信号相加经比较器A产生调制脉冲信号至逻辑延迟电路，逻辑延迟电路将调制脉冲分为四路逻辑控制脉冲信号逻辑延迟电路输出端1至EVK31-0501-1-AX、逻辑延迟电路3至EVK31-0501-3-AY、逻辑延迟电路输出端4至EVK31-0512-4-BY、逻辑延迟电路输出端2至EVK31-0502-2-BX。
以下逐一阐述各主要部件的连接及功用固定背带7和固定带8，在滑轨11与身体之间，用于连接和固定身体与滑轨11。
滑轨11，与固定背带7、固定带8和电动滑轨器16相连，位于人体的背部，用来完成重心调整工作，具体地说，是通过同步电机14的正转或反转，带动齿轮组15，进而带动转线轮17，通过滑轨牵动钢丝18的缠绕固定方式使电动滑轨器16沿滑轨11上升或下降，从而带动主机翼6上升或下降，进而完成重心调整工作。
电动滑轨器16处于滑轨11和主视冀6之间，功能有二(1)在滑轨11上滑动，调整主机翼6在身体所处的位置，以达到调整重心的目的；(2)它可以使主机翼6在小范围内改变角度，用于飞行器垂直起降与常规平飞两状态过渡时，改变发动机对人与飞行器作用力方向，具体操作举由垂直起飞向常规平飞过渡来说明，飞行者手握操纵手柄1，向下向身体方向拉操纵臂4，由于电动滑轨器16的尖或圆弧形尖状端，位于主机翼6翼面上的凹形导槽2内，牵拉操纵臂，使得主机翼6翼面向水平方向转动一定角度，发动机给飞机者与飞行器一个倾向前的力，再配合其他动作，实现垂直起飞向常规平飞过渡。
主机翼6主机翼6与电控滑轨器16相连，其上以其中心线为对称设置有两发动机5，主机翼6是配合发动机5在飞行中分担人体重量的重要手段，飞行中的燃油都储存在其中。
发动机5与主机翼6结合在一起，给飞行者和飞行器提供足够的动力，需有足够的推重比，可选用螺旋桨发动机——一种非常成熟的发动机，安全性非常好、但动力不足，可选用喷气式发动机——较成熟的发动机，安全性一般，但动力非常理想，较为适合本系统，还可选用火箭式发动机——在试验中可选用。
垂尾9与滑轨11的末端结合在一起，在飞行中起着稳定的作用。
操纵臂4操纵臂4一端与主机翼6相连，另一端是操纵手柄1，它是用来控制主机翼6的角度和逃生的，控制主机翼6的角度在电动滑轨器16部分已经阐述过控制逃生是这样，飞行者双臂向外掰开操纵臂4，操纵臂4带动连接杆牵动杆23向外牵拉，连接杆牵动杆23带动连接杆牵动钢丝22，进而向外拔出连接杆13，连接杆13一且拔出，主机翼6和发动机5即卸落，随后降落伞打开，从而使飞行者安全逃生。
操纵手柄1与操纵臂4结合在一起，用手来操纵，它可以完成控制给油调速的工作。
尾翼10与人的小腿连接在一起，分担了重心以下的部分重量，有效地配合了主机翼6，它还可调整飞行中的姿态，利用飞行者膝关节和胯关节的转弯来完成以上工作。
本发明是一种全新的载人自由飞行技术和全新的垂直起降技术，首先，它可以完成人像鸟一样的自由飞行的梦想，是一个最适合人类飞行的设计，其次作为一种垂直起落的新技术，也可以应用于其它的飞行体的垂直起降设计上。
对本发明将产生的意义作以下阐述1、它可以使人在天空中自由飞翔，它完成了人类几千年来的自由飞行的梦想。
2、由于它的机动灵活性，它可能从此改变未来战争的结构，特别是对于军队的一些快速反应部队，由于它的价格低，机动性，易于操作和特有的性能，它的出现决不次于坦克的出现。
3、在军事方面逐渐成熟以后，可以逐渐向民用产品方面发展，因为技术是不可能永远保密的，加之它在民用市场方面的发展潜力也是非常巨大的，它可以应用于各行各业，它可能对未来的交通产生质的影响。
本新型适用范围广如海军、陆军、空军、海军陆战队、武装警察部队、海上警察、海陆警察、交通、地质、空中运动、农业、牧业等各个应用领域。
选图4做为摘要附图。
权利要求
1.一种载人垂直起落飞行器，其特征在于它包括固定背带(7)、固定带(8)、滑轨(11)、电动滑轨器(16)、主机翼(6)、发动机(5)、操纵臂(4)、操纵手柄(1)、尾翼(10)等主要部件；其中固定背带(7)为两个，分别固定在滑轨(11)上，飞行者背挎着两固定背带(7)将滑轨(11)背置在背上，在滑轨(11)上还设置有若干固定带(8)，将滑轨(11)稳固地绑缚在飞行者身上，主机翼(6)通过电动滑轨器(16)与滑轨(11)相连，主机翼(6)的翼面平行于飞行者身体平面，主机翼(6)上以主机翼(6)的中心线为对称设置有两发动机(5)，飞行用的燃油储存在主机翼(6)内，在主机翼(6)的顶部设置有两操纵臂(4)，两操纵臂(4)的另一端均位于飞行者正面，且这一端均设有操纵手柄(1)，在飞行者的小腿处各固定一尾翼(10)，尾翼(10)翼面与飞行者身体平面平行；滑轨(11)、电动滑轨器(16)、机翼(6)之间的连接电动滑轨器(16)一端嵌入滑轨(11)内，电动滑轨器(16)这一端设有若干滑轮(19)，一组滑轮(19)位于滑轨(11)的外滑道(24)上，另一组滑轮(19)位于滑轨(11)的内滑道(25)上，电动滑轨器(16)内设有同步电机(14)，同步电机(14)带动齿轮组(15)，从而带动一转线轮(17)，还设有一转线轮(17)，滑轮牵动钢丝(18)一端固定在滑轨(11)的一端，另一端成“8”字形绕过两转线轮(17)，然后固定在滑轨(11)另一端，电动滑轨器(16)的另一端成尖或圆弧形尖状，位于主机翼(6)翼面上的凹形导槽(12)内，并用连接杆(13)与主机翼(6)相连，连接杆(13)位于主机翼(6)的槽(26)内，槽内还设有弹簧(21)，弹簧(21)一端与连接杆(13)相连，另一端固连在槽(26)的远连接杆(13)一端，连接杆(13)与弹簧(21)相连的一端还连有连接杆牵动钢丝(22)，牵动钢丝(22)的另一端拉出主机翼(6)外，与连接杆牵动杆(23)相连，连接杆牵动杆(23)与操纵臂(4)固连在一起；控制部分采用双向式PWM功放器速度系统，从+V、-V端给定一输入信号与经测速发电机测得的速度反馈信号相加送入前置放大器K1的1端，K1的2端接地，经测速发电机测得的速度信号同时反馈给校正回路，校正后的信号与K1输出端输出的信号相加送入K2的1端再次放大，同时校正输出，K2的2端接地，K2输出端输出的放大信号接入比较器A的2端，三角波发生器产生的信号接入比较器A的1端，K2输出的放大信号与三角波发生器产生的三角波信号相加经比较器A产生调制脉冲信号至逻辑延迟电路，逻辑延迟电路将调制脉冲分为四路逻辑控制脉冲信号逻辑延迟电路输出端1至EVK31-0501-1-AX、逻辑延迟电路3至EVK31-0501-3-AY、逻辑延迟电路输出端4至EVK31-0512-4-BY、逻辑延迟电路输出端2至EVK31-0502-2-BX。
2.根据权利要求1所述的垂直起落飞行器，其特征在于在滑轨(11)的末端设置有两垂尾(9)，与飞行者身体平面成一定角度。
全文摘要
本发明公开了一种载人垂直起落飞行器,由滑轨、电动滑轨器、主机翼、发动机、操纵臂、操纵手柄等主要部件组成,解决了飞行器竖向重心与横向重心间的转换过渡的问题,针对人体生理结构特点设计,最适合人飞行,可实现垂直起降、垂直起降与常规平飞间的过渡、常规平飞。
文档编号B64C31/028GK1203167SQ9711282
公开日1998年12月30日 申请日期1997年6月24日 优先权日1997年6月24日
发明者宫晓明 申请人:宫晓明