[發(fā)明專利]垂直升降飛機(jī)及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210267191.9
• 申請(qǐng)日: 2012-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102897316A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧格斯塔韋斯蘭股份公司
• 主分類號(hào): B64C27/22
• 分類號(hào): B64C27/22;B64C27/52;B64C29/00;B64D27/24
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種垂直升降飛機(jī)（convertiplane，推力換向式飛機(jī)），即，具有可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的能夠選擇性地采用“飛機(jī)（aeroplane）”結(jié)構(gòu)和“直升機(jī)（helicopter）”結(jié)構(gòu)的混合航空器（aircraft），在“飛機(jī)”結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子以自己的軸線與航空器的縱向軸線基本上平行而定位，在“直升機(jī)”結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子以自己的軸線與飛機(jī)的縱向軸線基本上垂直且交叉而定位，從而結(jié)合了固定機(jī)翼渦輪螺旋槳飛機(jī)和直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

背景技術(shù)

如上所述的調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)子的能力使得垂直升降飛機(jī)能夠像直升機(jī)一樣起飛和著陸，即，不需要跑道和沿著非常陡的軌道，以將地面噪聲減到最小，例如，甚至是在市區(qū)起飛和著陸；并且，使得垂直升降飛機(jī)像能夠達(dá)到并保持大約500km/h的巡航速度，或以任何比直升機(jī)的大約300km/h的巡航速度高的速度，以及7500米的典型巡航高度（其大約是直升機(jī)的巡航高度的兩倍）的飛機(jī)一樣飛行，并使得垂直升降飛機(jī)在大多數(shù)云體和大氣擾動(dòng)上方飛行。

換句話說(shuō)，相對(duì)于傳統(tǒng)的直升機(jī)，垂直升降飛機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：幾乎兩倍的巡航速度；對(duì)于給定的有效負(fù)載和燃料供應(yīng)，基本上兩倍的飛行距離和時(shí)間，從而使得其運(yùn)行更便宜；以及超過(guò)兩倍的巡航高度，從而使得其在大部分飛行過(guò)程中對(duì)天氣條件（云、湍流）不敏感。另一方面，相對(duì)于傳統(tǒng)的飛機(jī)，垂直升降飛機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：能夠盤(pán)旋，并且能夠在有限空間內(nèi)，甚至在市區(qū)，起飛和著陸。

已知的垂直升降飛機(jī)基本上包括：機(jī)身、一對(duì)在機(jī)身的相對(duì)側(cè)邊上伸出的半翼、以及一對(duì)容納相關(guān)轉(zhuǎn)子并相對(duì)于相應(yīng)的半翼與相關(guān)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的引擎機(jī)艙。

每個(gè)引擎機(jī)艙容納相關(guān)的電機(jī)-轉(zhuǎn)子組件，因此，其相對(duì)于相應(yīng)的半翼與引擎機(jī)艙一起旋轉(zhuǎn)。

詳細(xì)地，每個(gè)引擎機(jī)艙包括：

-燃?xì)廨啓C(jī)；以及

-機(jī)械傳動(dòng)裝置，將燃?xì)廨啓C(jī)與相關(guān)的轉(zhuǎn)子機(jī)械地連接。

每個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置適于將燃?xì)廨啓C(jī)的更高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成有效操作轉(zhuǎn)子所需要的較低的轉(zhuǎn)速。

為此目的，機(jī)械傳動(dòng)裝置包括多個(gè)齒輪箱、軸和軸承。

結(jié)果，所述機(jī)械傳動(dòng)裝置增加了垂直升降飛機(jī)的重量、復(fù)雜性和維修需求。

為了減少與機(jī)械傳動(dòng)裝置的存在相關(guān)的所有上述缺點(diǎn)，WO-A-2009/079049公開(kāi)了一種直升機(jī)，包括：

-主轉(zhuǎn)子；

-第一電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)主轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；

-尾轉(zhuǎn)子（tail?rotor）；以及

-第二電動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)尾轉(zhuǎn)子。

電動(dòng)機(jī)由機(jī)載電源供電，例如電池、混合電源等。

然而，機(jī)載電源需要定期地再充電。

近些年來(lái)，注意力已經(jīng)集中到空氣污染和氣候變化的環(huán)境問(wèn)題上。

結(jié)果，在行業(yè)內(nèi)感覺(jué)需要通過(guò)使用可再生能源（特別是風(fēng)能）對(duì)機(jī)載電源再充電。不幸地是，風(fēng)能特別難以收集，因?yàn)轱L(fēng)流的方向是變化的。

已知的垂直升降飛機(jī)還包括用于使轉(zhuǎn)子的角速度減慢并停止的機(jī)械制動(dòng)器。然而，機(jī)械制動(dòng)器很重，并且包括維修昂貴的液壓系統(tǒng)。此外，機(jī)械制動(dòng)器排放了大量的能量作為廢熱。

在行業(yè)內(nèi)感覺(jué)需要在減少作為熱浪費(fèi)的動(dòng)能的量的同時(shí)不需要昂貴且復(fù)雜的部件來(lái)制動(dòng)轉(zhuǎn)子。

此外，感覺(jué)需要盡可能地包含引擎機(jī)艙的尺寸和重量。

還感覺(jué)需要制造一種可以很易地裝配有不同的推進(jìn)包（package）的模塊化垂直升降飛機(jī)。

已知的垂直升降飛機(jī)還廣泛地使用液壓致動(dòng)系統(tǒng)，例如，用于使轉(zhuǎn)子傾斜和/或用于致動(dòng)起落架和/或用于控制轉(zhuǎn)子的葉片。液壓致動(dòng)系統(tǒng)在垂直升降飛機(jī)上需要油箱，維修昂貴，產(chǎn)生一定的起火危險(xiǎn)，并且需要在環(huán)境中處理油。

感覺(jué)需要制造一種盡可能克服與使用液壓致動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的缺點(diǎn)的垂直升降飛機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種被設(shè)計(jì)為以簡(jiǎn)單、低成本的方式滿足至少一個(gè)以上需求的垂直升降飛機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種垂直升降飛機(jī)，包括：

-一對(duì)半翼；

-至少一個(gè)第一轉(zhuǎn)子，包括軸，所述軸可圍繞相關(guān)的第一軸線旋轉(zhuǎn)，并在直升機(jī)模式與飛機(jī)模式之間相對(duì)于所述半翼與所述第一軸線一起圍繞第二軸線傾斜；

在所述直升機(jī)模式中，所述第一軸線在使用中與所述垂直升降飛機(jī)的縱向方向成橫向（transversal），并且，在所述飛機(jī)模式中，所述第一軸線在使用中與所述縱向方向基本上平行；

其特征在于，包括：

-電功率儲(chǔ)存裝置；以及

-至少一個(gè)電機(jī)；

所述電機(jī)包括：

-定子，其電連接至所述儲(chǔ)存裝置；以及