飞行器及其飞行方法技术

本发明专利技术提供了一种飞行器及其飞行方法。所述飞行器具有多个动力装置。所述多个动力装置包括燃料动力装置和电动动力装置，燃料动力装置由燃料引擎驱动，电动动力装置包括由电动机驱动的电动旋翼；并且燃料动力装置的推进方向和电动旋翼的旋转平面基本垂直，使得燃料动力装置和电动动力装置的同时工作能够实现所述飞行器的垂直飞行。该飞行器由于同时包括燃料动力装置和电动旋翼，所以既能够承载更重的物品又能够更容易和精确地控制飞行器的平衡和姿势。可选地，所述飞行器还包括固定机翼，固定机翼与多个动力装置的推进方向基本平行，使得多个动力装置中包括所述燃料动力装置的至少部分动力装置与固定机翼的配合能够实现飞行器的平飞。

Aircraft and flight method thereof

The invention provides an aircraft and its flight method. The aircraft has a plurality of power devices. The plurality of power device comprises a fuel power plant and electric power plant, power plant fuel powered by fuel engine, electric power device comprises a motor rotor driven by the motor; and a fuel powered propulsion rotating plane and electric rotor vertical, the vertical flight fuel power plant and electric power plant can work at the same time implementation of the aircraft. Due to the simultaneous use of the fuel power device and the electric rotor, the aircraft can not only carry more weight, but also more easily and accurately control the balance and posture of the aircraft. Alternatively, the aircraft also includes a fixed wing, the development direction of fixed wing and a plurality of power device with multiple parallel, making power device including the fuel power plant at least part of the power device and fixed wing aircraft to achieve the level of fly.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种飞行器及其飞行方法。
技术介绍
目前的无人机通常采用旋翼进行垂直起飞和平飞，并通常采用电动机驱动旋翼，电力由电池提供。这样的无人机存在起飞载重小，航程小，以及平飞速度慢等缺点。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种燃料引擎和电动机混合驱动的飞行器(例如，无人机或小型载人飞机)。进一步地，本专利技术还提供一种同时包括旋翼和固定机翼的飞行器，这种飞行器不仅能够如通常的直升飞机一样垂直起降，还能够如通常的固定翼飞机一样平飞。具体地，本专利技术的实施例提供以下技术方案。根据本专利技术的一个方面，提供一种飞行器，其具有多个动力装置。所述多个动力装置包括燃料动力装置和电动动力装置，所述燃料动力装置由燃料引擎驱动，所述电动动力装置包括由电动机驱动的电动旋翼；并且所述燃料动力装置的推进方向和所述电动旋翼的旋转平面基本垂直，使得所述燃料动力装置和所述电动动力装置的同时工作能够实现所述飞行器的垂直飞行。该飞行器由于同时包括燃料动力装置和电动旋翼，所以既能够承载更重的物品又能够更容易和精确地控制飞行器的平衡和姿势。根据本专利技术，通过旋翼的升力抵消飞行器自重，滞空时间会比普通电池驱动的多旋翼飞行器长。可选地，所述飞行器还包括固定机翼，所述固定机翼与所述多个动力装置的推进方向基本平行，使得所述多个动力装置中包括所述燃料动力装置的至少部分动力装置与所述固定机翼的配合能够实现所述飞行器的平飞。当所述飞行器平飞时，飞行方向可以与所述固定机翼基本平行。由于这种飞行器同时包括了固定机翼，因此其可以类似于通常的固定翼飞机一样快速平飞。由于可以通过燃料动力装置提供平飞动力，并由固定机翼提供升力，因此这种飞行器的速度和航程可以大大增加。可选地，所述飞行器平飞时，由所述燃料动力装置提供动力或者由所述燃料动力装置和所述电动动力装置同时提供动力。这种飞行器至少采用燃料动力装置提供平飞的动力，所以可以增大飞行器的速度和航程。此外，可以选择由所述燃料动力装置和所述电动旋翼同时提供动力，这样可以使得总动力增大，提高飞行速度。可选地，所述电动旋翼有多个，并且多个所述电动旋翼分布于所述固定机翼的两侧，使得改变所述固定机翼的两侧的电动旋翼的推力比和/或推力方向能够改变所述飞行器的飞行姿势。由此可以灵活控制飞行器的飞行姿势，例如从垂直起飞姿势转变到平飞姿势，或者相反。可选地，所述燃料动力装置可以安装于所述固定机翼上，使得飞行器垂直起飞时更容易平衡，例如，当所述燃料动力装置包括由所述燃料引擎驱动的机动旋翼时，可以将机动旋翼安装于所述固定机翼的前端。可选地，所述燃料动力装置中的至少一个包括由所述燃料引擎驱动的机动旋翼。可选地，所述机动旋翼可以安装于所述固定机翼的侧端，使得所述固定机翼的翼尖被包裹在所述机动旋翼的螺旋气流中，从而降低飞机平飞时的能耗。可选地，所述燃料引擎中的至少一个还连接有发电机，所述发电机能够为向所述电动机提供电力的电池充电，或者直接为电动机供电。这样可以在需要电动旋翼工作时保证其有充足的电力供应。根据该实施例，机械能/电能转化的方式，与传统的机械传动比，可以让多旋翼的布局设计更灵活多变。可选地，所述发电机通过共轴线的动力轴直接连接对应的燃料引擎。所述对应的燃料引擎还通过所述共轴线动力轴直接连接机动旋翼。这样的设计减少了传动装置所需的重量，同时也减少了传动装置带来的能量损失，而且提高了可靠性。可选地，所述发电机由对应的燃料引擎通过离合器驱动。可选地，所述燃料引擎中的至少一个通过离合器驱动机动旋翼。可选地，所述飞行器的平衡、飞行方向和/或飞行姿势可以由所述电动旋翼控制，或者由所述电动旋翼和所述燃料动力装置共同控制。电动旋翼的控制更灵活，因此由电动旋翼参与控制飞行器的平衡、飞行方向和/或飞行姿势可以使飞行器的飞行更稳定和灵活。可选地，所述电动旋翼中的至少一个能够改变旋转方向。可选地，所述飞行器的一侧装有起落架，使得所述飞行器可以在跑道上滑跑起降。可选地，所述燃料动力装置中使用变距浆。可选地，所述电动动力装置的最大总推力不超过所述燃料动力装置的最大总推力的50％。如此，一方面，可以减小相应的发电机、电池和/或电动机的容量和体积，从而减小飞行器自身的重量，另一方面仍能保证飞行器的平衡飞行。可选地，所述电动机由所述发电机直接供电，且所述发电机所消耗的功率不超过对应燃料引擎的输出功率的50％。如此，一方面，可以减小相应的发电机和/或电动机的容量和体积，从而减小飞行器自身的重量，另一方面在极端情况下仍能保证飞行器的平衡着落。可选地，所述机动旋翼位于所述电动旋翼的后方；并且所述机动旋翼中的至少一个与所述电动旋翼中的至少一个具有重叠。如此，电动旋翼向后推出的空气动力可以给机动旋翼提供推力，减小机动旋翼的阻力。尤其是，在由燃料引擎带动的发电机直接驱动电动旋翼的电动机情况下，上述布置可以在突然增大电动旋翼的转速时保证机动旋翼以及燃料引擎的转速，从而保证发电机输出电压的稳定。根据本专利技术的另一方面，提供一种飞行器的飞行方法，所述飞行器具有多个动力装置，所述多个动力装置包括燃料动力装置和电动动力装置，所述燃料动力装置由燃料引擎驱动，所述电动动力装置包括由电动机驱动的电动旋翼，所述燃料动力装置的推进方向和所述电动旋翼的旋转平面基本垂直。所述飞行方法包括：同时运行所述燃料动力装置和所述电动动力装置来实现所述飞行器的垂直飞行，其中所述飞行器的平衡由所述电动旋翼控制或者由所述电动旋翼和所述燃料动力装置共同控制。可选地，所述飞行器还包括固定机翼，所述固定机翼与所述多个动力装置的推进方向基本平行，所述飞行方法还包括：运行所述多个动力装置中包括所述燃料动力装置的至少部分燃料动力装置以与所述固定机翼配合来实现所述飞行器的平飞。可选地，所述飞行方法还包括：改变所述固定机翼的电动旋翼的推力大小和/或推力方向来改变所述飞行器的飞行姿势。可选地，所述飞行方法还包括：所述飞行器沿着与所述固定机翼所在平面平行的方向加速，以获得平飞所需的速度。以上关于飞行器的技术方案的优点同样适用于飞行方法的技术方案。附图说明通过下面结合附图对实施例的描述，本专利技术的这些和/或其他方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，其中：图1是根据本专利技术的一实施例的飞行器的结构示意图。图2是根据本专利技术的另一实施例的飞行器的结构示意图。图3是根据本专利技术实施例的飞行器垂直飞行时的飞行姿势示意图。图4是根据本专利技术实施例的飞行器平飞时的飞行姿势示意图。图5是根据本专利技术实施例的飞行器的燃料引擎连接发电机的结构示意图。图6是根据本专利技术实施例的飞行器的燃料引擎连接发电机的另一结构示意图。图7是根据本专利技术实施例的飞行器的燃料引擎连接发电机的另一结构示意图。图8是根据本专利技术的另一实施例的飞行器的结构示意图。图9是根据本专利技术的另一实施例的飞行器的结构示意图。图10是根据本专利技术的另一实施例的飞行器的结构示意图。图11是根据本专利技术的另一实施例的飞行器的结构示意图。图12是根据本专利技术的另一实施例的飞行器的结构示意图。具体实施方式现在将参考本专利技术的示例性实施例对本专利技术进行详细描述。然而，本专利技术不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器，具有多个动力装置，其特征在于：所述多个动力装置包括燃料动力装置和电动动力装置，所述燃料动力装置由燃料引擎驱动，所述电动动力装置包括由电动机驱动的电动旋翼；并且所述燃料动力装置的推进方向和所述电动旋翼的旋转平面基本垂直。

【技术特征摘要】
2015.10.20 CN 201510685169X;2015.10.20 CN 201520811.一种飞行器，具有多个动力装置，其特征在于：所述多个动力装置包括燃料动力装置和电动动力装置，所述燃料动力装置由燃料引擎驱动，所述电动动力装置包括由电动机驱动的电动旋翼；并且所述燃料动力装置的推进方向和所述电动旋翼的旋转平面基本垂直。2.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述飞行器还包括固定机翼，所述固定机翼与所述多个动力装置的推进方向基本平行。3.如权利要求2所述的飞行器，其特征在于：所述飞行器平飞时，由所述燃料动力装置提供动力或者由所述燃料动力装置和所述电动动力装置同时提供动力。4.如权利要求2所述的飞行器，其特征在于：所述电动旋翼有多个，并且多个所述电动旋翼分布于所述固定机翼的两侧。5.如权利要求2所述的飞行器，其特征在于：所述固定机翼为多个，至少两个固定机翼上安装有所述燃料动力装置，且其余固定机翼中的至少一个上或两侧安装有所述电动旋翼。6.如权利要求2所述的飞行器，其特征在于：所述燃料动力装置中的至少一个包括由所述燃料引擎驱动的机动旋翼。7.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述燃料引擎中的至少一个还连接有发电机，所述发电机能够为向所述电动机提供电力的电池充电和/或向所述电动机直接提供电力。8.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于：所述电动机由所述电池供电、所述发电机供电、或者由所述电池和所述发电机并网供电。9.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于：所述发电机通过共轴线的动力轴直接连接对应的燃料引擎。10.如权利要求9所述的飞行器，其特征在于：所述对应的燃料引擎还通过所述共轴线的动力轴直接连接机动旋翼。11.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于：所述发电机由对应的燃料引擎通过离合器驱动。12.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于：所述燃料引擎中的至少一个通过离合器驱动机动旋翼。13.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述飞行器的平衡、飞行方向和/或飞行姿势由所述电动旋翼控制，或...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜兴，
申请(专利权)人：杜兴，
类型：发明
国别省市：北京;11