专利汇可以提供一种模块化的推进系统以及可以垂直起飞和降落的飞行器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种模 块 化推进系统以及可以垂直 起飞 和降落(“垂直起降”)的 飞行器 ,特别的是其通过混合动 力 或电驱动,用于将人或货物从一点运输到另一点,而不必需要机场跑道。飞行器50包括 机身 51,和位于机身51两侧的可折叠的主翼52,以及在飞行器50后部的 尾翼 54上的翼53。飞行器50使用模块化推进系统55,包括两组带有固定式推力 放大器 的多螺旋桨 推进器 56,其位于机翼52前面,机身51两侧;以及两组带有可移动的推力放大器的多螺旋桨推进器57,其位于主翼52的后面,在主翼52的上方,分列机身51两侧。,下面是一种模块化的推进系统以及可以垂直起飞和降落的飞行器专利的具体信息内容。
1.电驱动型的模块化推进系统,其特征在于它使用四组带有推力放大器的多螺旋桨推进器(1),(20)或(40),或者使用简易型的四组多螺旋桨推进器(200)。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,具有推力放大器的多螺旋桨推进器(1)包含多个涵道风扇(2),每个在一个涵道(3)中工作,每个风扇(2)由电机(4)驱动,电机优选无刷电机,并且涵道的壁是符合空气动力学的形状,并且涵道(3)彼此相切地形成涵道墙(7),涵道墙(7)被共用圆环(8)包围,产生了一个空间(9),共用圆环(8)位与涵道墙(7)的外表面之间的距离为D1,共用圆环(8)具有一些符合空气动力学特征形状的壁(10),共用圆环(8)通过几个肋片(12)支撑涵道墙(7)。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,在起飞过程中,风扇(2)从上方向下喷射空气,产生推进的推力,并且由风扇(2)喷射的空气在空间(9)中出现了因文丘里效应引起的强负压,负压带走了带有推力放大器的多螺旋桨推进器(1)周边的气团,增加了向下喷射的气流,气团的质量和对应的推力都增加了。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于具有推力放大器的多螺旋桨推进器(20)包括多个涵道风扇(21),每个风扇(21)在涵道(22)中运行,并且每个风扇(21)都是一些具有轴径向外形的叶片,在两个方向上引导空气,并且在与叶片(23)的外端部相同的平面处有多个与涵道(22)的外表面(25)连通的多个通道(24),并且它们的出口位于突出部分(26)处,并且每个通道(24)与外表面(25)之间的距离为D2,并且每个风扇(21)由电机(27)驱动。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,当电机(27)作用于风扇(21)时,一部分空气被离心并被推到通道(24),并且在通道(24)的开口处空气被分流,且由于附壁效应的存在,使得外表面(25)让包围在涵道(22)外部的空气向下运动。包围在涵道(22)以及位于它上部的空气的加速就变成了两个阶段,一部分是由附壁效应产生,一部分是由文丘里效应产生的,这样就增加了多螺旋桨推进器(20)的总的气流量,并相应的提升了推力。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于具有推力放大器的多螺旋桨推进器(40)包含多个涵道(41),并且每个涵道(41)分别包含两个反向旋转的风扇(42)和(43),风扇(42)为轴径向型,并且在两个阶段中将气流分成两部分,而风扇(43)是轴向型的,沿轴向推动空气。两个风扇(42)和(43)由相同的电机(44)驱动,风扇(43)由电机(44)直接驱动,风扇(42)通过一些悬挂在涵道(41)内的支撑件(46)和逆变器(45)驱动。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,由于串联安装的两个风扇(42)和(43)的结构,涵道(41)内的气流增加。
8.根据权利要求2,4和6所述的系统,其特征在于,部分风扇(2)沿着主轴(13)对齐,其他风扇(2)沿着主轴(14)对齐,两个轴(13)和(14)平行。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述多螺旋桨推进器(200)包含多个涵道风扇(201),每个风扇(201)在涵道(202)中工作,并且每个风扇(201)由电机(203)驱动,电机优选无刷电机。涵道(202)彼此相切共同组成涵道墙(205),并且一部分风扇(201)与主轴线(206)对齐,另一部分风扇(201)与主轴线(207)对齐,主轴(206)与(207)平行。
10.根据权利要求8和9所述的飞行器,其特征在于具有推力放大器的多螺旋桨推进器(1),(20)或(40)可以安装在飞行器(50),(90)或(110)上,主轴(13)和(14)垂直于飞行器(50),(90)或(110)的中间平面。
11.根据权利要求8和9所述的飞行器,其特征在于具有推力放大器的多螺旋桨推进器(1),(20)或(40)可安装在飞行器(50),(90)或(110)上,主轴(13)和(14)与飞行器(50),(90)或(110)的中间平面平行。
12.根据权利要求10所述的飞行器,其特征在于具有推力放大器的多螺旋桨推进器(1),(20)或(40)是可移动的,并且可以绕着与主轴(13)和(14)平行的轴旋转。
13.根据权利要求11所述的飞行器,其特征在于具有推力放大器的多螺旋桨推进器(1),(20)或(40)是可移动的,并且可以绕着与主轴线(13)和(14)垂直的轴旋转。
14.根据权利要求11所述的飞行器,其特征在于具有推力放大器的两组多螺旋桨推进器(1),(20)或(40)是固定的,并且安装在飞行器(50)的机身(51)两侧。
15.根据权利要求10和11所述的飞行器,其特征在于,飞行器(50)包括机身(51),和位于机身(51)两侧的可折叠的主翼(52),以及安装在飞机(50)后部尾翼(54)上的翼(53)。飞行器(50)使用模块化推进系统(55),该系统包括两组带有固定式推力放大器的多螺旋桨推进器(56),位于主翼(52)的前面,机身(51)两侧。还有另外两组带有可移动的推力放大器的多螺旋桨推进器(57),位于主翼(52)的后面,在主翼(52)上方,分别在机身(51)两侧。每组带有推力放大器的多螺旋桨推进器(56)均位于空腔(58)中,空腔(58)可以通过机身(51)内可收缩的收纳门(59)关闭。每组带有推力放大器的多螺旋桨推进器(57),其主轴垂直于飞行器(50)的中间平面,并且可以绕由执行机构作用的轴(60)旋转。
16.根据权利要求15所述的飞行器,其特征在于,在运行中,当从有限的空间起飞或降落时,主翼(52)向上折叠,多螺旋桨推进器(56)和(57)呈垂直方向,并且收纳门(59)缩回。
当飞行器(50)处于合适的高度时,主翼(52)伸展到用于向前飞行的位置,并且在从垂直飞行到水平飞行的过渡期间(反之亦然),多螺旋桨推进器(57)是倾斜的,多螺旋桨推进器(56)继续向下喷射空气。飞行器(50)的速度随着多螺旋桨推进器(57)产生的推力的水平分量的增加而增加,升力主要由主翼(52)和翼(53)提供,当多螺旋桨推进器(57)到达与初始位置垂直的位置时,多螺旋桨推进器(56)暂停使用,并且收纳门(59)关闭。在向前飞行中,升力被放大了,主要是由于多螺旋桨推进器(57)吸收主翼(52)上方的空气,放大其上方的负压,同时增加机翼(53)下部的压力。
17.根据权利要求13所述的飞行器,其特征在于,飞行器(70)具有机身(71),和位于机身(71)两侧的可折叠的主翼(72),以及安装在飞行器(70)的后部尾翼(74)上的翼(73)。飞行器(70)使用由四组带有可移动的推力放大器的多螺旋桨推进器(76)组成的模块化推进系统(75),两组位于主翼(72)前面,机身(71)两侧,两组位于主翼(72)后面,机身(71)两侧。
每组多螺旋桨推进器(76)的主轴平行于飞行器(70)中间平面,可以绕执行机构作用的从动轴(77)旋转。多螺旋桨推进器(76)直接安装在机身(71)上,位于后部的多螺旋桨推进器(76)安装到与机身(71)有足够间隔的一些支柱(78)上,使得在水平飞行中,由前方的多螺旋桨推进器(76)喷射的气流可以穿过支柱(78)和机身(71)之间而不被阻挡。
18.根据权利要求17所述的飞行器,其特征在于,在起飞或降落时,多螺旋桨推进器(76)将空气流向下引导,并且在从垂直飞行到水平飞行的过渡期间(反之亦然),多螺旋桨推进器(76)是倾斜的。飞机(70)的速度随着多螺旋桨推进器(76)所产生的推力的水平分量的增加而增加,在前进飞行中,升力分别由主翼(72)和机翼(73)提供,多螺旋桨推进器(76)到达垂直位置。
19.根据权利要求12所述的飞机,其特征在于,飞行器(90)包括机身(91)和位于机身(91)两侧的可折叠的一些主翼(92),以及安装在飞行器(90)的尾翼(94)上的翼(93)。飞机(90)使用由四组带有可移动的推力放大器的多螺旋桨推进器(96)组成的模块化推进系统(95),两组位于主机翼(92)的前面,机身(91)两侧,另外两组位于主机翼(92)后面,机身(91)两侧。每组多螺旋桨推进器(96)的主轴垂直于飞行器(90)的中间平面,并且可以绕由执行机构作用的轴(97)旋转。在飞行器(90)前部的多螺旋桨推进器(96),安装在与飞行器(90)的地板距离为D3的平面,在主翼(92)的高度之下。在飞行器(90)后部的多螺旋桨推进器(96),安装在与飞行器(90)的地板距离为D4的平面,在主翼(92)的高度之上。
20.根据权利要求12所述的飞行器,其特征在于,飞行器(110)具有机身(111)和位于机身(111)两侧的主翼(112),并且飞行器(110)使用由四组多螺旋桨推进器(113)组成的模块化推进系统,每组由机身(111)支撑一端,由框架(114)支撑另一端,现有的两个框架(114)相对于机身(111)对称。每个框架(114)固定在相应的主翼(112)上,并且每个框架(114)在后部包括延伸部分(115),在该延伸部分(115)上固定有次翼(116),次翼(116)连接着两个框架(114),并且次翼(116)由固定在机身(111)上的垂直翼片(117)支撑。
21.根据权利要求19和20所述的飞行器,其特征在于,在运行中,在起飞或降落期间,多螺旋桨推进器(96)将加压空气向下排出,并且在从垂直飞行到水平飞行的过渡期间(反之亦然),多螺旋桨推进器(96)是倾斜的。飞机(90)的速度随着带有推力放大器的多螺旋桨推进器(96)产生的推力的水平分量的增加而增加,并且在向前飞行中,升力分别由主翼(92)和翼(93)提供,带有推力放大器的多螺旋桨推进器(96)到达水平喷射空气的位置。多螺旋桨推进器(96)增加了主翼(92)下方的压力,多螺旋桨推进器(96)吸收了主翼(92)上方的空气,增加了上方的负压,提升了机翼(93)下方的压力。
22.根据权利要求12所述的飞行器,其特征在于,其构造为飞艇(130),包括两个相同的主体(131),两个驾驶室(132)悬挂在该主体(131)上,并且主体(131)具有符合空气动力学特性的外形,用于在向前飞行的时候提升飞艇(130)的升力。两个主体(131)分别通过一些翼(133)和(134)连接,其另一个作用是提升了主体(131)的刚性。机翼(133)置于前端,机翼(134)置于后端,而且在机翼(133)之上。飞艇(130)使用一个模块化的推进系统(135),主要包括两组可移动的带有推力放大器的多螺旋桨推进器(136),一组位于前部,在机翼(133)下面,另一组位于机翼(133)和(134)之间,在机翼(133)之上,机翼(134)之下。每组多螺旋桨推进器(136)的主轴和主体(131)垂直,还可以绕由执行器作用的轴(137)旋转,每个主体(131)的外表面有光伏电池(138),可以将太阳能转化成电能用于补充飞艇(130)的能量储备,而且主体(131)填充了比空气轻的氦气。
23.根据权利要求22所述的飞行器,其特征在于,在飞艇(130)未装载荷的情况下,升力是由氦气提供的。在运行中,当飞艇(130)装载荷的情况下,在起飞或降落时,多螺旋桨推进器(136)向下排出空气压力,使推力远大于负载重量,并且在从垂直飞行到水平飞行的过渡期间(反之亦然),多螺旋桨推进器(136)是倾斜的,并且飞艇(130)的速度随着多螺旋桨推进器(136)产生的推力的水平分量的增加而增加,升力由翼(133)、(134)和主体(131)提供。
在向前飞行中,多螺旋桨推进器(136)将气流沿水平方向排出,而且升力被增加了,主要原因是位于飞艇(130)前端的多螺旋桨推进器(136)提升了机翼(133)下方的压力,另一个原因是在飞艇(130)后端的多螺旋桨推进器(136)吸收了机翼(133)上方的空气,增加了负压,与此同时,也增加了机翼(134)下方的压力。
24.根据权利要求13所述的飞行器,其特征在于,飞艇(150)包括主体(151),悬挂在主体(151)上的驾驶室(152),并且主体(151)具有符合空气动力学的外形,用于给飞艇(150)提供升力。飞艇(150)使用四组多螺旋桨推进器(153)形成的模块化推进系统,其具有可移动的推力放大器,两组位于飞艇(150)前部,另外两组位于飞艇(150)后部,并且主体(151)在外表面上带有光伏电池(154),可以将太阳能转换成可用于补充飞艇(150)的能量储备的电能。
25.根据权利要求24所述的飞行器,其特征在于,多螺旋桨推进器(153)可以任意旋转以适应飞艇(150)的每个运行阶段。
26.根据权利要求1所述的推进系统,其特征在于,模块化推进系统使用冗余型混合动力单元(170),混合动力单元(170)至少为M1-1,M1-2,...,..,M1-n;M2-1,M2-2,...,M2-n;
M3-1,M3-2,...,M3-n;M4-1,M4-2,..,M4-n四组电机提供能量,每组电机对应于带有推力放大器的多螺旋桨推进器。混合动力单元(170)通过两个热发电机(171)单独或一起工作来产生电能,每个热发电机(171)可以由内燃机和发电机,燃气轮机和发电机,或者自由活塞发动机和线性发电机构成。热发电机(171)可以通过容器(172)来提供燃料。每个热发电机(171)将能量传递给控制器(173),然后两个控制器(173)将能量传递给共用的分配器(174),分配器(174)可以包含一个能量存储系统(175),该系统可以是电池或者超级电容器。
27.根据权利要求26所述的推进系统,其特征在于分配器(174)可以根据需求以及飞行员的要求为电动机M1-1,M1-2,...,M1-n;M2-1,M2-2,M2-n;M3-1,M3-2,...M3-n;M4-1,M4-
2,...,M4-n分配必要的能量。混合动力推进系统是冗余的,可以靠单个热发电机(171)运行,在电动机M1-1,M1-2,...,M1-n;M2-1,M2-2,...,M2-n;M3-1,M3-2,...M3-n和M4-1,M4-
2,...M4-n中的一个或多个电机的故障时,飞机仍然可以继续安全运行。
28.根据权利要求1所述的推进系统,其特征在于,所述模块化推进系统使用冗余型混合动力单元(190),混合动力单元(190)可以至少为M1-1,M1-2,...,M1-n;M2-1,M2-2,...;
M2-n,M3-1,M3-2,...,M3-n;M4-1,M4-2,...M4-n四组电动机提供能量,每组都对应着一组带有推力放大器的多螺旋桨推进器。混合动力单元(190)通过热发电机(191)产生电能,热发电机(191)通过容器(192)提供燃料。热发电机(191)将能量传递给控制器(193),控制器(193)将能量传递给分配器(194)或者能量存储系统(195),分配器(194)根据需求及飞行员的要求将必要的能量分配给电动机M1-1,M1-2,...,M1-n;M2-1,M2-2,...,M2-n;M3-1,M3-
2,...,M3-n和M4-1,M4-2,...,M4-n。
29.根据权利要求28所述的推进系统,其特征在于,分配器(194)根据需求及飞行员的要求将必要的能量分配给电机M1-1,M1-2,...,M1-n;M2-1,M2-2,...M2-n;M3-1,M3-2,...,M3-n;M4-1,M4-2,...,M4-n,同时混合动力系统是冗余的,可以由热发电机(191)或者能量存储系统(195)提供能量,而且可以在M1-1,M1-2,...,M1-n;M2-1,M2-2,...M2-n;M3-1,M3-
2,...,M3-n;M4-1,M4-2,...,M4-n中一个或多个电机故障的情况下,飞机继续安全运行。
30.根据权利要求26和28所述的推进系统,其特征在于,每个热发电机(171)使用与发电机相协同的内燃机,并且所述内燃机是带有排气和冷却系统的热回收功能,而且具有高功率密度。
31.根据权利要求26和28所述的推进系统,其特征在于,每个热发电机(171)使用与发电机相协同的燃气轮机,并且所述燃气轮机具有废气热回收功能和高功率密度。
32.根据权利要求26和28所述的推进系统,其特征在于,每个热发电机(171)使用与线性发电机相协同的自由活塞发动机。
33.根据权利要求26和28所述的推进系统,其特征在于,通过使用将太阳能转化为电能的光伏电池(196),可以增加存储系统(195)所包含的能量水平。
34.根据权利要求26和28所述的推进系统,其特征在于,所述存储系统(195)包含具有高性能和高能量密度的电池。
35.根据权利要求26和28所述的推进系统,其特征在于,存储系统(195)包含具有高性能和高能量密度的超级电容器。
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