具有辅助的滑行、起飞和爬升的飞行器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有辅助的滑行、起飞和爬升的飞行器系统，包括能够自主执行飞行的巡航阶段和着陆阶段的主空中运载工具(1)、比主空中运载工具(1)轻并且适于在飞行的滑行阶段和起飞阶段对主空中运载工具(1)进行辅助的辅助空中运载工具(2)。主空中运载工具(1)和辅助空中运载工具(2)适于能够以可分开的方式连接，使得辅助空中运载工具能够在滑行、起飞及爬升期间当这两个空中运载工具附接至彼此时对主空中运载工具进行辅助。辅助空中运载工具(2)是无人驾驶空中运载工具并且还适于在其与主空中运载工具(1)分开时飞行及着陆。通过优化飞行器的一些系统的设计(尺寸)和能力，降低了飞行器操作成本和飞行器生产成本。

【技术实现步骤摘要】
具有辅助的滑行、起飞和爬升的飞行器系统
本专利技术涉及下述
：整体飞行器设计、机体构思以及民用和军用飞行器操作。专利技术目的本专利技术的总体目的在于降低与飞行器操作和飞行器生产相关的成本。通过根据飞行器的一些系统完成飞行实际所需要的来对这些系统的设计(尺寸)和能力进行优化，获得更高效的飞行器。本专利技术的更具体的目的在于减小飞行器重量，从而减少燃料消耗并延长任务航程。
技术介绍
传统上，民用和军用飞行器操作要求飞行器在完整的飞行或任务期间带有许多飞行器系统和能力。尤其是，在商用飞行器的情况下，要求机体以自主的方式——即，在没有外部设备支持的情况——执行完整收飞航的所有阶段，即：地面操作、向后推动、水平滑行、起飞、爬升、巡航、下降、着陆以及滑行至机位。为此目的，所有飞行器系统和诸如空气动力学和结构的特征都被设计成用于执行飞行的所有阶段。然而，一旦飞行器已经达到其巡航高度，存在对于剩余的飞行而言尺寸过大或者对于剩余飞行阶段而言甚至根据不需要的许多系统，如：动力装置、起落架、燃料箱等。在其他航空航天领域中，已知使用可分开或可消耗的辅助部件，一旦不再需要这些辅助附件，这些辅助附件就被从空中运载工具丢弃。例如，外部燃料箱用于增大军用飞行器的任务航程或者作为航天运载工具中的初始火箭运载阶段或者用于常规飞行器的短距离起飞和着陆(STOL)操作已经有数十年了。另一方面，英国专利GB-0.429.948和GB-0.525.015是公开了使用辅助空中运载工具以在起飞期间对主空中运载工具进行辅助的现有技术示例。主空中运载工具和辅助空中运载工具在起飞期间彼此上下安装，使得一旦起飞完成它们就被分开并独立飞行。上述解决方案适用于特定场景或任务，并且如从技术角度来看，所有这些解决方案都致力于改进空中运载工具的操作能力，即，现有技术解决方案意在提高空中运载工具执行我们的某些具有挑战性任务的能力。然而，这些解决方案都没有被构思成用于降低总体任务成本(减少燃料燃烧)或减少排放或降低生产成本。此外，它们都没有在经过认证的操作环境中在商用飞行器或重型军用运输领域中被实施。
技术实现思路
本专利技术通过将一些飞行器系统分解成两个空中运载工具而显著地降低了与飞行器操作和飞行器生产相关的燃料成本，其中，这两个空中运载工具中的每一者都针对飞行的不同阶段进行了优化。根据本专利技术，提供了能够以可分开的方式连接至彼此的两个空中运载工具，即：-主空中运载工具，该主空中运载工具具有适于承载飞行的有效载荷的机体并且该主空中运载工具针对巡航操作和着陆操作进行了优化，以及-辅助空中运载工具，该辅助空中运载工具实施为无人驾驶运载工具并且适于在地面操作、滑行、起飞和爬升期间与主空中运载工具进行配合。这两个空中运载工具在飞行任务的初始阶段——即，滑行、起飞和爬升——期间是联接在一起的，并且在这些阶段期间，这两个空中运载工具都通过主空中运载工具来控制。一旦达到最佳飞行高度或巡航高度，辅助空中运载工具就与主空中运载工具分开，因为对于剩余的飞行而言不再需要辅助空中运载工具的设备和系统。分开之后，辅助空中运载工具以自动操作或远程无人操作飞回至始发地机场(或其他机场)，并且主空中运载工具通常通过依靠自身执行巡航阶段、下降阶段、着陆阶段和滑行至机位阶段而完成剩余的飞行而到达目的地。更详细地，本专利技术的方面涉及一种具有辅助的起飞和爬升的飞行器系统，该飞行器系统包括主空中运载工具，该主空中运载工具能够在没有外部辅助的情况下自主地执行飞行的巡航阶段和着陆阶段。例如，主空中运载工具是商用飞行器或军用运输飞行器。该飞行器系统还包括辅助空中运载工具，该辅助空中运载工具比主空中运载工具轻并且其适于在飞行的地面操作阶段、滑行阶段、起飞阶段和爬升阶段期间对主空中运载工具进行辅助(与主空中运载工具进行配合)。主空中运载工具和辅助空中运载工具适于能够以可分开的方式连接，使得辅助空中运载工具在这两个空中运载工具附接至彼此时对主空中运载工具进行辅助。优选地，辅助空中运载工具能够以可分开的方式连接至主空中运载工具的腹部。这种配置被认为是最优的，以便在没有外部辅助装置的情况下便于该辅助运载工具与主空中运载工具的地面操纵和对接。这种配置还允许这两个运载工具的重心足够接近，以确保这两个运载工具在它们附接在一起时的适当飞行处理能力。辅助空中运载工具设置有其自己的起落架，使得在主空中运载工具和辅助空中运载工具在滑行和起飞期间附接时这两个空中运载工具的起落架伸出并且位于地面上，并且使得辅助空中运载工具部分地支承主空中运载工具的重量。为此目的，辅助空中运载工具有利地设置在主空中运载工具的左主起落架(左舷)与右主起落架(右舷)之间。这种布置产生的技术效果在于，主空中运载工具的飞行器机体和起落架可以减小尺寸。另外，由于增加了辅助空中运载工具的动力装置的推力，因而主空中运载工具的动力装置可以减小尺寸。在起飞阶段，在具有两台发动机的常规飞行器上，发动机推力的主要大小因素在于，一旦达到决定速度(也称为V1)并且在起飞之后保持最低爬升率以避开地面障碍物时在仅一台发动机处于最大功率的情况下起飞的能力。因此，增加辅助空中运载工具的附加推力使得能够减小主空中运载工具的动力装置的推力。因此，如上所述的本专利技术的飞行器系统通过使设备减小尺寸并且对主飞行器的设计进行优化并减少燃料燃烧来降低总体生产和操作成本，这又允许：-减小机体重量，-减小动力装置和系统的重量，-降低生产成本，因为主空中运载工具可以在给定的有效载荷/航程区域内依靠自身进行操作，而辅助空中运载工具允许扩大的有效载荷/航程任务。这不需要昂贵的飞行器改型来增大最大起飞重量或者增大航程，-减少总体任务燃料消耗，-减少总体排放(在地面上和飞行中的排放)，-减少起飞噪声印迹，-增大任务航程。辅助空中运载工具可以设计成用于：-已经存在的机体，所述机体具有许多改型并且可以飞行联接至本专利技术并且可以带来改进，比如增大的航程和增大的最大起飞重量，-新的主飞行器设计，该新的主飞行器设计将受益于这一构思可能具有的所有优点。除了前面提到的优点之外，还可以增加下述优点：进一步减小发动机尺寸(起飞所需的推力较小)并且减少巡航阶段和着陆阶段不需要的系统。附图说明下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式，在附图中：图1示出了根据本专利技术的主空中运载工具的侧视图，在该示例中，主空中运载工具包括配装有两个发动机的常规商用飞行器。图2示出了根据本专利技术的辅助空中运载工具的若干个视图，其中，图(A)是前视图；图(B)是侧视图；并且图(C)是俯视图。图3示出了本专利技术的飞行器系统的在主空中运载工具和辅助空中运载工具位于地面上并附接至彼此时的侧视图。图4示出了在起飞阶段的初始阶段附接至彼此的两个飞行器。图中的箭头表示由这两个运载工具的动力装置提供的推力。图5示出了这两个空中运载工具之间的分开操作的侧视图。具体实施方式如附图中所示的，本专利技术的飞行器系统包括主空中运载工具1，主空中运载工具1具有与常规商用飞行器非常相似的外观并且能够承载有效载荷，所述有效载荷在该示例中为乘客和货物。主空中运载工具1具有优化的机体，以自主地执行飞行的巡航阶段、下降阶段和着陆阶段。这种优化包括：-机体空气动力学针对巡航阶段和着陆阶段进行了优化；-由于竖向稳定器不需要针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有辅助的起飞和爬升的飞行器系统，所述飞行器系统包括：主空中运载工具(1)，所述主空中运载工具(1)能够自主执行飞行的巡航阶段和着陆阶段，辅助空中运载工具(2)，所述辅助空中运载工具(2)比所述主空中运载工具(1)轻并且适于在飞行的滑行阶段和起飞阶段对所述主空中运载工具(1)进行辅助，其中，所述主空中运载工具(1)和所述辅助空中运载工具(2)适于能够以可分开的方式连接，使得所述辅助空中运载工具(2)能够在滑行、起飞及爬升期间当所述主空中运载工具(1)与所述辅助空中运载工具(2)两者附接至彼此时对所述主空中运载工具(1)进行辅助，并且其中，所述辅助空中运载工具(2)是无人驾驶空中运载工具，并且所述辅助空中运载工具(2)还适于在所述辅助空中运载工具(2)与所述主空中运载工具(1)分开时飞行及着陆。

【技术特征摘要】
2017.11.27 EP 17382801.31.一种具有辅助的起飞和爬升的飞行器系统，所述飞行器系统包括：主空中运载工具(1)，所述主空中运载工具(1)能够自主执行飞行的巡航阶段和着陆阶段，辅助空中运载工具(2)，所述辅助空中运载工具(2)比所述主空中运载工具(1)轻并且适于在飞行的滑行阶段和起飞阶段对所述主空中运载工具(1)进行辅助，其中，所述主空中运载工具(1)和所述辅助空中运载工具(2)适于能够以可分开的方式连接，使得所述辅助空中运载工具(2)能够在滑行、起飞及爬升期间当所述主空中运载工具(1)与所述辅助空中运载工具(2)两者附接至彼此时对所述主空中运载工具(1)进行辅助，并且其中，所述辅助空中运载工具(2)是无人驾驶空中运载工具，并且所述辅助空中运载工具(2)还适于在所述辅助空中运载工具(2)与所述主空中运载工具(1)分开时飞行及着陆。2.根据权利要求1所述的飞行器系统，其中，所述主空中运载工具(1)具有前起落架(8)和主起落架，所述主起落架包括左起落架(6)和右起落架(6)，并且其中，所述主空中运载工具(1)和所述辅助空中运载工具(2)适于使得所述辅助空中运载工具(2)能够以可分开的方式连接至所述主空中运载工具(1)的腹部并且连接在所述左起落架(6)与所述右起落架(6)之间。3.根据权利要求1或2所述的飞行器系统，其中，所述辅助空中运载工具(2)具有起落架(5、10)，并且其中，所述主空中运载工具(1)和所述辅助空中运载工具(2)构造成使得在滑行和起飞期间当所述主空中运载工具(1)和所述辅助空中运载工具(2)两者连接时，所述主空中运载工具(1)和所述辅助空中运载工具(2)两者的起落架(1、6、5)伸出并位于地面(9)上，并且所述辅助空中运载工具(2)部分地支承所述主空中运载工具(1)的重量。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯·卡萨多蒙特罗，哈维尔·林德艾利翁，
申请(专利权)人：空中客车西班牙运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES