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包括中央翼和两个可旋转侧翼的电动推进 飞行器

专利类型	发明公开	法律事件	公开; 实质审查; 授权;
专利有效性	有效专利	当前状态	授权
申请号	CN202080088612.4	申请日	2020-12-03
公开(公告)号	CN114945509A	公开(公告)日	2022-08-26
申请人	EENUEE公司;	申请人类型	企业
发明人	埃里克·赫茨贝格尔; 伯努瓦·塞内拉特;	第一发明人	埃里克·赫茨贝格尔
权利人	EENUEE公司	权利人类型	企业
当前权利人	EENUEE公司	当前权利人类型	企业
省份	当前专利权人所在省份：	城市	当前专利权人所在城市：
具体地址	当前专利权人所在详细地址：法国圣艾蒂安	邮编	当前专利权人邮编：
主IPC国际分类	B64C3/40	所有IPC国际分类	B64C3/40 ; B64C3/56 ; B64C39/10 ; B64C39/00 ; B64C35/00
专利引用数量	6	专利被引用数量	0
专利权利要求数量	9	专利文献类型	A
专利代理机构	北京汉德知识产权代理事务所	专利代理人	王占军;
摘要	本发明涉及一种飞行器（100），该飞行器包括容纳乘客和/或货物的中央翼（1）以及绕相应的旋转轴线（3；3'）在该中央翼（1）上枢转的两个侧翼（2，2'），这些各个翼（1；2，2'）遵循以下几何特性：‑Larg是两个轴线（3，3'）之间的距离，‑Long是中央翼（1）的长度，‑Haut是中央翼（1）的高度，‑Env是飞行器（100）的翼展，其特征在于：‑0.3×Long 1.4×Long，并且‑ 旋转轴线（3，3'）相对于飞行器（100）的竖直轴线倾斜某个角度，使得侧翼（2，2'）从后向前枢转，反之亦然，以更接近机身或从机身在两侧展开。
权利要求	1.一种飞行器（100），所述飞行器包括由容纳乘客和/或货物的中央翼（1）构成的主机身、绕相应的旋转轴线（3；3'）在所述中央翼（1）上枢转的两个侧翼（2，2'），所述各个翼（1； 2，2'）遵循以下几何特性： ‑ Larg是所述枢转侧翼（2，2'）的两个旋转轴线（3，3'）之间的距离， ‑ Long是所述中央翼（1）的长度， ‑ Haut是所述中央翼（1）的高度， ‑ Env是所述飞行器（100）的翼展，其特征在于： ‑ 0.3 × Long < Larg < Long， ‑ 0.11 × Long < Haut < 0.25 × Long， ‑ Env> 1.4 × Long，并且 ‑ 所述侧翼（2，2'）的旋转轴线（3，3'）相对于所述飞行器（100）的竖直轴线Z倾斜角度β，比如10° < β < 50°，使得所述侧翼（2，2'）从后向前枢转，反之亦然，以更接近所述机身或从所述机身在两侧展开。 2.根据权利要求1所述的飞行器（100），其特征在于，所述侧翼（2，2'）各自包括至少一个气动控制表面（5，5'）。 3.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述侧翼（2，2'）绕其相应的旋转轴线（3，3'）在所述飞行器的第一极限展开飞行位置与第二极限折叠存放位置之间枢转，这两个极限位置之间的角度Ω的幅值为大约70°。 4.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述侧翼（2，2'）绕其相应的旋转轴线（3，3'）在第一极限展开飞行位置与第二展开居中起飞和/或降落位置之间枢转，这两个位置之间的角度Ω的幅值为大约40°。 5.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述飞行器包括至少一个外挂架（8），所述至少一个外挂架在所述中央翼（1）上方、支撑至少一个电动和/或热能推进装置（9）、并且集成有至少一个气动控制表面（10）。 6.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述飞行器包括至少两个水翼（6，6'），所述至少两个水翼在所述中央翼（1）下方并且能够缩回在所述中央翼（1）中。 7.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述飞行器包括至少一个门（12），所述至少一个门在所述中央翼（1）的后部和/或前部。 8.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述飞行器包括至少一个驾驶舱（7），所述至少一个驾驶舱在所述中央翼（1）的顶部上并且位于所述侧翼（2，2'）的高度处。 9.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器（100），其特征在于，所述飞行器包括应急降落伞（13），所述应急降落伞在所述中央翼（1）的内部。
说明书全文	包括中央翼和两个可旋转侧翼的电动推进飞行器技术领域 [0001] 本发明涉及一种包括中央翼和两个可旋转侧翼的电动推进飞行器。该电动推进飞行器特别适用于乘客或货物的航空运输。背景技术 [0002] 非常不同的飞机架构（特别是大型水上飞机）一直共存到1945年，。喷气式发动机的出现以及飞机可靠性的提高使得趋于选择单一架构。具有两个侧翼和尾翼、总体上圆柱形类型的椭圆机身构成了战后的主要保留的形式。主要追求的是速度是的，一切都被设计成使得飞行器尽可能快地移位，特别是为了穿越大西洋。在这一趋势下，飞机架构以800 km/h至1000 km/h的速度（低于声障）为目的而被标准化。机场的标准的铺设跑道长度必须进行调整，为2千米至4千米，，并且对飞机进行加压，以便在海拔高度超过10,000米处飞行。 [0003] 固定翼飞机（相对于直升飞机）的制造商发现他们在全球范围内面临着四个基本的技术需求，即飞行速度、起飞和降落的距离缩短、乘客的容纳、行进距离加长。除此之外，还有经济上和生态上的限制。 [0004] 使用大功率马达可以响应快速飞行这一需求，但这些大功率马达会导致所行进的距离减小。基本上由于空气中的摩擦导致的阻力（）构成了要克服的障碍/阻碍。因此，需要尽可能地减小飞机的外表面（湿表面），特别是翼的外表面和机身的外表面。 [0005] 对于起飞和/或降落距离缩短这一需求，飞机的重量、翼的表面和一些附属件（襟翼或高升力条板式附属件）是关键参数。 [0006] 容纳期望数量的乘客（或甚至货物）这一需求显然与飞行器的大小和该飞行器的机舱的布局有关。在此领域中，为了优化乘客数量/机舱大小之比，已经进行了许多努力，但毫无疑问，对于最佳的飞行舒适度来说，接近达到极限。 [0007] 最后，关于进行相当长距离的飞行的可能性，通过使飞行器以其最大细度比（升力与气动阻力之比）且以最低可能总重量进行飞行来获得最大飞行距离。在理论上，在摩擦阻力等于诱导阻力（由升力诱导的阻力）时会获得最大细度比。而且，该最大细度比的值会通过减小两种阻力类型而增加。 [0008] 最常采用的飞行器架构如下：‑ 具有两个侧翼的圆柱体/雪茄型机身架构。这种架构在全球范围内并持续数十年对以亚音速飞行长距离的需求作出响应。但是，这种架构产生了重大的缺点。这种架构的翼具有低升力表面，从而需要大型机场并且导致许多后勤和登机复杂性。为了容易停在航站楼并且以最小可能难度在地面上进行移位，这些翼的展幅也有限。例如，一些大容量飞机型号需要在各个国家进行大量的机场开发/重建。机身的较小大小（减小阻力所需）以及机身的大致圆形的截面（支持加压）使得机上的生活有时令人非常不舒服（窒息的感觉、幽闭恐惧症的风险、工作人员和乘客的复杂移位、复杂的机舱布局）。机身中所承载的重量相对于较小尺寸的集中导致了非常高的空重。空重与起飞重量之比通常介于0.5与0.6之间，这意味着近50%的推进力（与携带的燃料的消耗有关）没有用于运输乘客； ‑ 被称为飞翼架构的架构，通常具有（非常）大的展幅，包括箭形物以解决纵向稳定性的问题。所产生的阻力是最低的，并且此解决方案提供了更好的细度比。乘客被容纳在翼剖面的厚度中，但翼展必须大幅扩大。 [0009] 然而，地面操作并不非常容易。而且，非圆柱形乘客舱体积使得结构的构造更加复杂。最后，由于良好的重量分布，空重与起飞重量之比为大约0.4；‑ 已研究出被称为“翼身融合体”（BWB）架构的混合架构，特别是用于跨音速飞行，这种混合架构具有中央翼（本体）和固定侧翼（翼）。专利US 6 264 136 B1中已经提出了BWB型飞行器架构，该飞行器架构包括侧翼，这些侧翼的迎角相对于中央翼（本体）是可变的。 [0010] 此外，在第二次世界大战之后，水上飞机几乎没有经历过改进。由比如船体和阶梯式机身等在水面上进行操作所需的装置以及浮筒所产生的气动阻力限制了这种类型的设备用于商业航空的发展。最近，专利FR 2 902 079和FR 2 970 699中已经提出了利用水翼在水面上起飞和降落的解决方案。 [0011] 然而，所有这些飞行器在其空气动力学、其稳定性、其紧凑性、其飞行速度、其操作半径、其在短距离内起飞/降落的可能性或其有效载荷方面尚未得到优化。发明内容 [0012] 本发明旨在以特别是在架构和推进装置方面完全创新的方法克服这些缺点。 [0013] 为此，根据第一方面，本发明涉及一种飞行器，该飞行器包括由容纳乘客和/或货物的中央翼构成的主机身、绕相应的旋转轴线在中央翼上枢转的两个侧翼，各个翼遵循以下几何特性：‑ Larg是枢转侧翼的两个旋转轴线之间的距离， ‑ Long是中央翼的长度， ‑ Haut是中央翼的高度， ‑ Env是飞行器的翼展，其特征在于： ‑ 0.3 × Long < Larg < Long， ‑ 0.11 × Long < Haut < 0.25 × Long， ‑ Env > 1.4 × Long，并且 ‑ 侧翼的旋转轴线相对于飞行器的竖直轴线Z倾斜角度β，比如10° < β < 50°，使得侧翼从后向前枢转，反之亦然，以更接近主翼或从该主翼在两侧展开。 [0014] 根据下文阐述的实施方式和变体来实现本发明，这些实施方式和变型应被单独考虑或根据任何技术上操作的组合来考虑。 [0015] 有利地，侧翼各自包括至少一个气动控制表面。 [0016] 根据本发明的特定实施方式，侧翼绕其相应的旋转轴线在飞行器的第一极限展开飞行位置与第二极限折叠存放位置之间枢转，这两个极限位置之间的角度Ω的幅值为大约70°。 [0017] 以互补的方式，侧翼绕其相应的旋转轴线在第一极限展开飞行位置与第二展开居中起飞和/或降落位置之间枢转，这两个位置之间的角度Ω的幅值为大约40°。 [0018] 根据本发明的优选实施方式，飞行器包括至少一个外挂架，该至少一个外挂架在中央翼上方、支撑至少一个电动和/或热能推进装置、并且集成有至少一个气动控制表面。 [0019] 根据本发明的特别关注的方面，飞行器包括至少两个水翼，该至少两个水翼在中央翼下方并且可缩回在所述中央翼中。 [0020] 优选地，飞行器配备有至少一个门，该至少一个门在中央翼的后部和/或前部处。 [0021] 有利地，飞行器设置有至少一个驾驶舱，该至少一个驾驶舱在中央翼的顶部上并且位于侧翼的高度处。 [0022] 根据本发明的互补特征，飞行器包括应急降落伞，该应急降落伞在中央翼的内部。附图说明 [0023] 本发明的其他优点、目的和特征将从下面的参考附图、出于解释和非限制性目的给出的描述中得出，在附图中： [图1]图1是根据本发明的飞行器的¾的前俯视立体图，其中，侧翼处于水平飞行位置，并且表示了X、Y、Z 坐标系， [图2]图2是类似于图1的视图，其中，翼部分地向前折叠、处于飞行器的降落和/或起飞阶段期间的飞行位置， [图3]图3是类似于图1的视图，其中，翼完全地向前折叠、处于存放位置， [图4]图4是图1的飞行器的俯视图， [图5]图5是箔式副翼伸展的图4的飞行器的侧视图， [图6]图6是图5的飞行器的前视图，以及 [图7]图7是图1至图6的飞行器的外挂架的变体的详细视图。具体实施方式 [0024] 图1至图7表示了根据本发明的飞行器100，优选地具有电动或混合动力推进。 [0025] 此飞行器100包括中央翼1以及两个侧翼2和2'，该中央翼形成用于运输乘客和/或货物的机身。这些翼可以绕相应的旋转轴线3和3'枢转，以采取不同的位置，这将在后面进行描述。 [0026] 飞行器100、特别是翼1、2和2'的总体形状属于已知类型，并且遵循以下几何学考虑因素：‑ Larg是枢转侧翼2和2'的两个旋转轴线3和3'之间的距离， ‑ Long是中央翼1的长度， ‑ Haut是中央翼1的高度， ‑ Env是飞行器100的翼展。 [0027] 根据本发明，这些几何特性必须满足以下条件：‑ 0.3 × Long < Larg < Long， ‑ 0.11 × Long < Haut < 0.25 × Long， ‑ Env > 1.4 × Long。 [0028] 位于中央翼1与侧翼2和2'之间的过渡区4和4'中的两个轴线3和3'允许侧翼2和2'中的每一个进行枢转。轴线3和3'位于这些具有高厚度的区4和4'中，以支持由侧翼2和2'对机身产生的升力。 [0029] 如图1所示，轴线3和3'相对于竖直方向Z倾斜角度β。侧翼2和2'绕轴线3和3'旋转角度Ω引起以下考虑因素：‑ 对于旋转角度‑40° < Ω < +40°：侧翼2和2'与中央翼1之间的相对气动迎角在飞行中的变化伴随着气动推力中心沿着飞行器的纵向轴线X的改变； ‑ 对于旋转角度Ω > 70°或Ω < ‑70°：侧翼2和2'向前或向后存放，特别是在地面上或在水面上。 [0030] 迎角和推力中心位置在中央翼1与侧翼2和2'之间相对地变化允许选择总升力分布在侧翼2和2'与中央翼1之间，这些构型是根据飞行的不同阶段选择的。 [0031] 在飞行器的相对气动迎角较高（> 10°）时，特别是对于起飞和降落，采用了以下构型：侧翼2和2'被枢转成减小这些侧翼的气动迎角，以避免侧翼2和2'的失速并且维持由副翼5和5'进行的滚转控制的有效性。在这种构型中，伸长率低、接近三角翼的形状的中央翼1由于在其周围产生的涡旋而支持较大部分的升力，同时产生了较强的诱导阻力。因此而降低的升力与阻力之比适配于降落阶段。 [0032] 在巡航飞行中，侧翼2和2'完全展开（Ω = 0°），三个翼使升力分布成使得升力与阻力之比最大化，升力分布近似椭圆形式。 [0033] 侧翼2和2'各自配备有一个或多个后部控制表面5和5'，从而确保对飞行器100的气动控制。 [0034] 由于中央翼1下方定位有至少两个水翼6和6'，飞行器100也可以在水面上起飞和降落。水翼6和6'可缩回设置在中央翼1中的相应的壳体11中（参见箭头R）。这可以减小飞行中的阻力并且能够在浅水区中进行低速操纵。 [0035] 中央翼1包括驾驶舱7，该驾驶舱位于纵向轴线X上、接近侧翼2和2'。这允许对飞行器100的全部重要元件以及在地面上或在水面上的间距进行控制，在港口和机场中的操纵更加容易。 [0036] 飞行器100还设置有一个或多个外挂架8。每个外挂架8支撑热能或混合动力电动传动系统9。这些外挂架8结合后部控制表面10，用于控制飞行器100的偏航和/或俯仰和/或滚转。 [0037] 中央翼1的后部配备有一个或多个通道门12，该一个或多个通道门可以向上和或向下打开。这些门12可以在地面上、在飞行中、在水面上被操纵。 [0038] 最后，中央翼1配备有一个或多个应急降落伞13，该一个或多个应急降落伞以较小的体积分布。 [0039] 应当理解，仅以说明方式给出的对本发明的目的的详细描述绝不会以任何方式构成限制，技术等同物也包括在本发明的范围内。

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