STOL飞行器制造技术

一种电动STOL飞行器，该电动STOL飞行器具有专用电机，该专用电机被通电以将可移动的起落架展开，该起落架被驱动以推动短距起飞，并随着飞行器在降落时接近着陆时向下主动旋转以接合跑道表面。在降落过程中，前起落架和后起落架或二者可以在制动的情况下被驱动和致动，从而缩短降落距离，每个起落架驱动轮均具有专用的电动机和同轴的制动器。

STOL aircraft

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】STOL飞行器
本专利技术最一般地涉及一种固定翼飞行器，更具体地涉及电动固定翼飞行器，并且进一步更具体地涉及STOL电动飞行器，该STOL电动飞行器适用于城市环境中的极短距起降。
技术介绍
如今游览任何一个大的城市地区，就几乎会立即遇到交通问题。使用地面交通工具(公共汽车、小轿车、出租车)的短途驾乘会比悠闲地走过相同的路线和距离花费更长的时间。地铁和火车拥挤不堪，且因此令人不愉快。人口增长和城市移民的模型及预测表明，问题将只会变得更严重。因此，进行相当多的活动来设计交通工具替代方案，以减少现有系统上的负荷。一种解决方案是利用我们上方的几乎完全未开发的城市空间——街道和建筑物上方的天空。主要是由技术公司、点对点驾乘共享公司以及飞行器公司以疯狂的步伐来进行目前的工作和研究，以提出并设计适合在城市“空中出租车”系统中使用的飞行器。空客、波音、谷歌、Pipistrel(蝙蝠飞机公司)、美国航空航天局以及其它公司纷纷投入精力。无一例外，这些公司的早期和原型设计源自现有的垂直起降(VTOL)无人机和直升机设计，包括倾斜机翼、涵道式风扇、直升机、回旋陀螺仪、倾斜旋翼等等。明确的意图是飞行器能够利用建筑物的顶部作为空港。还设想了高度分层的城市交通管制区来实现这种用途。我们可能会在十年内看到实现功能完全的城市空中移动系统。可以获得新的大功率电动机和动力管理控制器来用于航空。正研究新的空中交通管理硬件和人工智能系统，以控制各个飞行器并实现与系统中的其它飞行器的安全隔离。无人驾驶和可选地有人驾驶的飞行器(OPA)以及其它类型的自主航空控制也正在开发中。然而，所提出的在城市环境中使用的飞行器设计无一例外均是VTOL类型的。遗憾的是，迄今为止已知的VTOL飞行器(包括电动飞行器)具有许多缺点，最突出的是在起降时产生高噪声并消耗大量的能量。因此，可能希望提供一种更常规的飞行器，以实现用于空中出租车或城市空中移动系统的VTOL设计的相同目的。对于VTOL飞行器的替代是短距起降(STOL)飞行器。这些飞行器很常见，与常规飞行器相比，它们的主要优点是它们能够从短跑道上运行。自19世纪50年代以来，它们已广泛用于军事运输，并且在偏远的荒野地区用作“丛林”飞机。STOL飞行器的不足之处在于降落通常不适用于城市环境。因此，需要一种改进的STOL飞行器，该STOL飞行器能够使用长度相当短的建筑物顶部跑道而在城市环境中安静且节能地运行。
技术实现思路
本专利技术的飞行器包括新颖类型的起落架，该起落架使得飞行器可能在大约60米或更短距离内实现短距起飞和平稳的短距降落。针对本专利技术的飞行器及其先进的起落架的应用是用于全电动STOL飞机，该全电动STOL飞机能够在几乎所有的气候条件下实现高巡航速度(最高达400km/hr)(250mph)。加速度和减速度以地球引力或“g”为单位来表述。加速度对时间的导数(或者加速率/减速率的变化)称为“急动度”，并且以g/sec来测量。如果加速率/减速率是渐进的、平稳的并且不间断的，则大多数人容易承受超过2g的加速率/减速率而不会感到惊慌或不适。商用客机降落具有相当低的减速度，但具有高的急动度。即使在低的0.5g下，颠簸和碰撞也会使一些人感到震颤和惊慌。为了适应广泛的个人舒适度水平，起飞和降落须确保平稳且没有震荡、颠簸、松动、晃动以及碰撞。实现短距离起飞的一种直接而有效的方式是简单地加速或者驱动飞机达到起飞速度。本专利技术的飞行器采用驱动轮，该驱动轮被定位在重心(COG)的最后方以防止后倾。然而，由于驱动轮在COG后面，因此飞机在起飞时较不易拉起。为了平衡期望的性能特征，使用在起飞时有效地驱动机头向上的机动化前起落架而在起飞滑行结束时实现拉起。同一个机动化机构用于软着陆。STOL降落也是有挑战的。降落距离不仅必须较短，而且飞机必须始终击中非常狭窄的着陆标记，与此同时，在起伏不定的状况中快速前进并且大幅减速。即使采用先进的机器人控制，在遵循平稳无颠簸路径的同时也无法实现这一点。那么，这是怎么做到的呢？本专利技术的飞行器包括传感器，这些传感器包络(envelope)飞机，并且在该飞机通入到着陆区时精确地测量到地面的距离。当该飞机在±0.5米(20英寸)的目标高度上通过着陆区之上时，机动化起落架快速地展开并缩近飞机与地面之间的距离。机轮稳固地着陆，但并不使得飞机弹跳。前起落架在COG前方良好地触地，并且飞机的整个重量立即从机翼偏移并转移到机轮上，而无需在紧急制动期间考虑机头着地而翻转。设置在起落架撑杆的外端上的前机轮进行接管以使飞机减速，并且支腿将飞机的机体轻缓地降低到休止位置。从结合附图考虑的以下描述中，将更好地理解作为本专利技术特征的其它新颖特点，例如操作的组织和方法，以及本专利技术的进一步目的和优点，在附图中，通过示例来说明本专利技术的优选实施例。然而，应该明确理解的是，附图仅仅是用于说明和描述，并非旨在限制本专利技术。特别在权利要求书中指出表征本专利技术的具有新颖性的各种特点，权利要求书附于本公开并且形成本公开的一部分。本专利技术不在于这些单独特征中的任何一个，而是在于针对特定功能的其所有结构的特定组合。附图说明当考虑本文的以下详细描述时，将更好地理解本专利技术，并且除了上文阐述的那些以外的目的将变得明显。这种描述参照了附图，其中：图1是示出了飞行中的带有两个乘客的本专利技术的STOL飞行器的前上方斜视图；图2是沿着图1的剖面线2-2截取的示意性的左侧剖视图，该视图不包括框架构件的后部分和尾翼；图3是沿着图2的剖面线3-3截取的详细的左侧剖视图，示出了前起落架驱动机构的一部分；图4是示出了前起落架的两个臂和驱动前起落架驱动器的右前上方斜视图；图5是示出了处于滑行构造中的飞行器的左前上方斜视图；图6是在飞机接近降落区时处于降落构造中的飞行器的侧视图，示出了在即将与地面接触之前处于接近最大向下展开的位置处的前起落架；图7是左侧视图，图示了在降落程序中途的前起落架和后起落架的操作和构造；图8是左侧视图，示出了处于滑行构造以及拉起起飞前构造(pre-rotationtakeoffconfiguration)中的起落架；图9是左侧视图，图示了前起落架的操作，该前起落架在起飞时的拉起期间驱动飞行器机头向上；图10是左侧视图，示出了在降落期间处于着陆前构造中的替代性的起落架结构，其中，前起落架和后起落架最大程度地向下展开；图11是其侧视图，图示了在降落程序中途的前起落架和后起落架的操作和构造；图12是其左侧视图，示出了处于滑行构造以及拉起起飞前构造中的起落架；图13是其左侧视图，图示了前起落架的操作，该前起落架在起飞时的拉起期间驱动飞行器机头向上；图14是沿着飞机的纵向中线截取的示意性的局部剖面左侧视图并且示出了飞行中的飞行器，但从该视图中排除了飞机的后部和尾翼；图15是处于完全缩回和收起构造中的前起落架和后起落架的左前上方斜视图；图16是左上方斜视图，示出了前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器，包括：/n机身；/n一对相反的固定机翼，所述一对相反的固定机翼联接到所述机身的相反两侧，并且从所述机身的所述相反两侧横向地延伸；/n一个或多个螺旋桨，所述一个或多个螺旋桨联接到所述机翼和所述机身中的至少一个，以提供轴向指向的推力，从而向前推进所述飞行器；/n一个或多个电机，所述一个或多个电机用于驱动所述螺旋桨；/n至少一个动力源，所述至少一个动力源联接到所述一个或多个电机，以向所述一个或多个电机供应能量；以及/n三个或更多个可缩回且可展开的起落架模块，所述三个或更多个可缩回且可展开的起落架模块联接到所述机身和所述机翼中的一个或多个，并且是可操作的以在降落期间旋转，从而吸收所述飞行器的垂直下降能量并减小对于飞行器乘员的冲击，所述起落架模块包括近侧起落架模块和远侧起落架模块；/n其中，所述飞行器的重心设置在所述近侧起落架模块和所述远侧起落架模块之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170513 US 62/505,8901.一种飞行器，包括：
机身；
一对相反的固定机翼，所述一对相反的固定机翼联接到所述机身的相反两侧，并且从所述机身的所述相反两侧横向地延伸；
一个或多个螺旋桨，所述一个或多个螺旋桨联接到所述机翼和所述机身中的至少一个，以提供轴向指向的推力，从而向前推进所述飞行器；
一个或多个电机，所述一个或多个电机用于驱动所述螺旋桨；
至少一个动力源，所述至少一个动力源联接到所述一个或多个电机，以向所述一个或多个电机供应能量；以及
三个或更多个可缩回且可展开的起落架模块，所述三个或更多个可缩回且可展开的起落架模块联接到所述机身和所述机翼中的一个或多个，并且是可操作的以在降落期间旋转，从而吸收所述飞行器的垂直下降能量并减小对于飞行器乘员的冲击，所述起落架模块包括近侧起落架模块和远侧起落架模块；
其中，所述飞行器的重心设置在所述近侧起落架模块和所述远侧起落架模块之间。


2.根据权利要求1所述的飞行器，还包括起落架控制系统，所述起落架控制系统是操作的以在接近降落时使起落架下降，从而使得降落的反作用垂直力主要被所述起落架吸收。


3.根据权利要求1所述的飞行器，其中，至少一个起落架模块包括线性撑杆构件，所述线性撑杆构件在近端处由旋转接头联接到所述机身，其中，远端以旋转接合的方式支撑至少一个机轮。


4.根据权利要求3所述的飞行器，其中，所述线性撑杆构件是可操作的以在起飞期间旋转，从而提供所述机身的拉起和提升。


5.根据权利要求4所述的飞行器，其中，所述线性撑杆构件具有电机驱动的机轮，以在起飞期间使所述飞行器在地面上加速。


6.一种STOL飞行器，包括：
机身，所述机身具有左舷侧和右舷侧；
至少一个固定机翼，所述至少一个固定机翼联接到所述机身，并且从所述左舷侧和所述右舷侧中的每一个横向地延伸；
至少一个螺旋桨，所述至少一个螺旋桨联接到所述机身或所述至少一个固定机翼，以提供推力；
动力设备，所述动力设备用于为所述至少一个螺旋桨提供动力；
前起落架模块和后起落架模块，所述前起落架模块和所述后起落架模块被可操作地联接到所述机身，所述前起落架模块和所述后起落架模块中的每一个均包括至少一个可旋转的起落架撑杆，其中，在所述至少一个可旋转的起落架撑杆的远端上设置有机轮；
起落架电机，所述起落架电机用于独立地驱动所述前起落架撑杆和所述后起落架撑杆；以及
控制系统，所述控制系统用于控制所述起落架电机，以将所述前起落架撑杆和所述后起落架撑杆展开和缩回；
其中，所述控制系统被配置成使得所述起落架撑杆中的一个或多个响应于飞行器飞行状况和位置数据而旋转，所述飞行器飞行状况和位置数据包括空速、对地速度以及相对于跑道的位置。


7.根据权利要求6所述的STOL，其中，所述前起落架撑杆或所述后起落架撑杆的所述机轮中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺·蒙巴利，
申请(专利权)人：布鲁诺·蒙巴利，
类型：发明
国别省市：美国;US