用于垂直/短距起飞及着陆的方法及设备技术

本发明专利技术涉及用于垂直或短距起飞及着陆的方法及设备。在一个实施例中，所述设备包括附接有一或多个机翼的两个或两个以上逆向驱动环。在一个变体中，存在各自附接有多个机翼的上环及下环。在一个变体中，主要经由周围气流产生升力，从而允许所述装置的长期站台上操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于垂直/短距起飞及着陆的方法及设备优先权本申请案主张2011年11月16日申请的具有相同标题的第61/560,667号美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时专利申请案的全文以引用的方式并入本文中。
本专利技术大体涉及航空及航天工程领域更明确地说，在一个示范性方面中，本专利技术是针对用于垂直短距起飞及着陆的方法及设备。
技术介绍
先前技术广泛范围的与航空有关的应用在飞行器移动中需要灵活性共同要求是垂直或短距起飞、盘旋能力，及飞行航向的频繁改变，等此外，在防卫或其中在给定任务要求的情况下部署人员过于危险或不切实际的其它应用(例如毒品监视或禁止)中高度需要无人驾驶飞行器。不可能设计出满足每一航空应用的需要的飞行器。因此，利用广泛多种飞行系统(例如推进、起飞、着陆等)的广泛多种飞行器设计对于匹配多种任务的要求是必要的。然而，给出资金约束，存在对可经制造且专用于任何特定目的或群组的飞行器的数目的实际限制。因此，所选设计尽可能提供最广的任务灵活性同时不与已经广泛使用的飞行器不当地重叠是重要的。用于垂直短距起飞及着陆(VSTOL)的现有解决方案通常包括：(i)由经由尾部转子稳定化的主转子驱动的那些(例如，直升机)，(ii)由引擎或涡轮驱动的更传统飞机，其可以多个定向停机(例如，V-22鱼鹰式倾转旋翼机(Osprey)或鹞式(Harrier)喷气式飞机)，或(iii)依靠一或多个涡轮的小型航空器(多用途安全与监视任务平台或独行客(SoloTrek)Exo-Skeletor飞行器)。尽管更传统飞机设计提供高的最大速度，且经由滑翔能力而增加任务范围/持续时间，但这些系统在其可适应飞行航向的显著改变的速度方面受到限制因此，这些载具将不适合用于例如城市环境中的低高度应用。相反，直升机及基于较小涡轮的航空器缺乏保持在高处而不消耗大量电力或燃油资源来保持其涡轮运行的能力此外，所有这些载具具有优选定向，使得如果其翻转，则航空器将必须处于正常位置才可恢复提升能力。不幸的是，现代应用常常需要飞行器飞过受限区域且长时间停留在站台上或长途部署。此外，此些应用中使用的载具可能常常在其紧邻的空域中经历猛烈的破坏或湍流。因此，由于环境条件或非预期翻转而失去提升能力是显著的操作限制。因此，需要用于VSTOL的改进的解决方案。此些改进的解决方案应理想地对于城市或其它受限区域航行具有足够灵活性、能够在多个定向上产生升力，且具有适当的站台上停留及长途操作能力。
技术实现思路
本专利技术通过尤其提供用于垂直短距起飞及着陆的改进方法及设备而满足前述需要。在本专利技术的第一方面中，揭示一种垂直短距起飞及着陆设备在一个实施例中，所述设备包括多个(例如，两个)具有所附接机翼的对旋环、机身、电源，以及自含式马达及驱动系统具有所附接机翼的对旋环绕所述设备的中心轴旋转且产生升力。在一个变体中，引入主要从周围气流产生升力的能力此尤其允许载具停留在高处而具有最少的或甚至没有能量消耗。在本专利技术的第二方面中，揭示操作所述设备的方法。在本专利技术的第三方面中，揭示一种升力产生机构在一个实施例中，所述机构包括各自上安置有多个机翼的至少两个对旋环。在一个变体中，所述机翼可个别地(或一致地)改变俯仰或空间方位角在另一变体中，所述机翼还可从所述环径向延伸以便增大所述设备的有效直径。在本专利技术的第四方面中，揭示一种机翼机构。在一个变体中，所述机构包括多个机翼，其安置在前述对旋环上且各自经配置以围绕旋转轴铰接，所述轴中的每一者相对于所述环径向定向在另一变体中，所述机翼机构各自可径向延伸，使得有效机翼表面积增大。在本专利技术的第五方面中，揭示与所述设备有关的商业方法。在本专利技术的第六方面中，揭示一种用于远程操作VSTOL设备的设备。在本专利技术的第七方面中，揭示一种用于借助VSTOL设备产生升力的方法。在本专利技术的第八方面中，揭示控制VSTOL设备的方法。在本专利技术的第九方面中，揭示一种操作所述VSTOL设备以利用盛行气流产生升力的方法。在第十方面中，揭示一种低可观测性VSTOL设备。在本专利技术的第十一方面中，揭示一种减小VSTOL飞行器在飞行期间的雷达截面(RCS)的方法。在本专利技术的第十二方面中，揭示一种可延伸机翼设备。在本专利技术的第十三方面中，揭示一种升力产生系统在一个实施例中，所述系统包括：(i)一或多对环，(ii)安置在所述环上的多个机翼，及(iii)经配置以使所述对环对旋的驱动设备所述升力产生系统经配置以在所述对环的对旋期间经由在所述机翼周围的气流产生升力。在本专利技术的第十四方面中，揭示一种经配置以在其上存储至少一个计算机程序的非暂时性计算机可读媒体在一个实施例中，所述计算机程序包括多个指令，所述指令经配置以在执行时例如通过使用机翼空间方位角控件而控制VSTOL设备的操作的各种方面。在一个变体中，所述计算机程序例如从高度计、加速度计、电子或电磁罗盘等接收物理输入信号且控制所述VSTOL设备的飞行。在一个变体中，各种方面包含所述VSTOL设备的自动驾驶。在另一变体中，各种方面包含辅助及翻译从远程源接收的远程驾驶指令。在又一变体中，各种方面包含控制安置在所述VSTOL设备上的感测装备。所属领域的技术人员参考如下文给出的附图及示范性实施例的详细描述将立即认识到本专利技术的其它特征及优点。附图说明图1是根据本文中提供的本专利技术中呈现的垂直短距起飞及着陆(VSTOL)设备的一个示范性实施例的提升机构的透视图。图1a是VSTOL设备的第二示范性实施例的提升机构的透视图。图2是图1的VSTOL设备的透视图，其中安装了盘形机身。图2a是图1a的VSTOL设备的透视图，其中附接了用于机身的支撑框架。图3是图2的示范性VSTOL设备的透视图，其说明其机翼的铰接。图3a是图2a的示范性VSTOL设备的透视图，其说明其机翼的铰接。图3b是图2a的VSTOL设备的一部分的侧视图，其说明机翼在其旋转经过控制点时的操作。图3c是具有可延伸机翼的旋转环的一部分的透视图。图4是用于铰接图3的VSTOL设备的机翼的铰接设备的一个实施例的透视图。图4a是用于铰接图3a的VSTOL设备的机翼的铰接设备的一个实施例的详细透视图。图5是处于完全下降位置的图4的铰接设备的透视图。图5a是处于完全下降位置的图4a的铰接设备的透视图。图6是处于完全抬高位置的图4的铰接设备的透视图。图6a是处于完全抬高位置的图4a的铰接设备的透视图。图7是VSTOL设备的替代实施例的透视图。图8是根据本专利技术的原理的VSTOL设备的又一替代实施例的透视图。图9是根据本专利技术的原理的VSTOL设备的又一替代实施例的透视图。图10是说明用于VSTOL设备的控制架构的一个实施例的功能框图。图11是VSTOL设备的一个示范性实施例的侧面正视图，其展示机翼的协调以产生高俯仰升力。图12是VSTOL设备的示范性实施例的侧面正视图，其展示机翼的协调以产生负升力。图13是VSTOL设备的替代实施例的俯视图，其展示长、细(直径)的机翼。图14是VSTOL设备的一个实施例的透视图，其展示无线电力及经由卫星的双向数据通信。图15是根据本专利技术的原理的VSTOL设备的又一替代实施例的透视图。图15a是图15中展示的VSTOL设备的实施例的俯视透视图。图15b是图15中展示的VSTOL设备的实施例的仰视透视图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直短距起飞及着陆VSTOL设备，其包括：两个或两个以上环，其各自具有附接到其的多个机翼；一或多个马达，所述一或多个马达经配置以按实质上逆向旋转的方式旋转所述环；以及一或多个电源，所述一或多个电源经配置以提供电力到所述一或多个马达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.16 US 61/560,6671.一种垂直短距起飞及着陆VSTOL设备，其包括：两个或两个以上电力环，其各自具有通过各自的第一杆附接到其的多个机翼；铰接系统，其包括：两个或两个以上控制环，其各自具有通过各自的第二杆附接到其的所述多个机翼，所述两个或两个以上控制环各自经配置以与所述两个或两个以上电力环中的相应者一起旋转；所述第一杆，其经配置以被接纳于包含在所述两个或两个以上控制环中的每一者中的相应的孔中；以及铰接设备，其经配置以使所述两个或两个以上控制环相对于所述两个或两个以上电力环上升或降低至少一部分，从而铰接所述多个机翼中的至少一者；一或多个马达，所述一或多个马达经配置以按相反方向旋转所述两个或两个以上电力环，且其中所述两个或两个以上控制环各自经配置以与所述两个或两个以上电力环中的相应者一起旋转；以及一或多个电源，所述一或多个电源经配置以提供电力到所述一或多个马达。2.根据权利要求1所述的VSTOL设备，其中所述多个机翼中的每一者经配置以被所述两个或两个以上控制环中的至少一者驱动，而在其完全降低位置和其完全升高位置之间旋转。3.根据权利要求2所述的VSTOL设备，其中所述多个机翼中的每一者进一步经配置以独立于所述多个机翼中的其它者而铰接。4.根据权利要求1所述的VSTOL设备，进一步包括经配置以容纳多个感测装备的机身。5.根据权利要求1所述的VSTOL设备，进一步包括经配置以容纳一或多个人员的机身。6.根据权利要求1所述的VSTOL设备，进一步包括经配置以容纳收发器设备的机身。7.根据权利要求6所述的VSTOL设备，其中所述VSTOL设备经配置以至少经由所述收发器设备而远程操作。8.一种借助权利要求1至7中任一项所述的VSTOL设备产生升力的方法，所述VSTOL设备包括两组环，其中所述两组环中的每一组包括至少一个电力环和与所述至少一个电力环对应的至少一个控制环，所述两组环各自附接有多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·海登，
申请(专利权)人：瑞德优斯实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US