[發(fā)明專利]升、推一體動力裝置及其在飛行器上的應用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811076919.3
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN110901896A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 范念
• 申請（專利權）人: 范念
• 主分類號: B64C15/02
• 分類號: B64C15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

升、推一體動力裝置，由壓氣與整流段、氣流加速段、升力段、姿態(tài)控制面板段或導氣噴管、導氣管、分布式傳感器、電子控制模塊及其可在線升級控制軟件組成，由電池提供直接能源。一個或多個該動力裝置的組合在飛行器上對稱布置的應用方法，實現(xiàn)飛行器系統(tǒng)在受動力裝置的合力和合力矩平衡或不平衡態(tài)下都可控運行。

技術領域

本發(fā)明涉及一種動力裝置及其在飛行器上的應用方法，尤其是一種升力、推力一體化生成的新型動力裝置，以及該動力裝置在新型短距或垂直起降飛行器上的應用方法。

背景技術

現(xiàn)有固定翼飛機一般通過噴氣式發(fā)動機或者螺旋槳發(fā)動機提供動力，這些傳統(tǒng)動力裝置一般只能直接提供水平向前的推力，無法或者不能很好地實現(xiàn)飛機短距或垂直起降，其巨大的機翼結構亦不利于自身在小空間上的放置和運行。現(xiàn)有的可以垂直起降的航空器中，直升飛機因其外露且高速運轉的旋翼結構而不夠安全，且其結構較復雜，操控較困難； F35B垂直起降飛機結構復雜，且其升力風扇在巡航時為死重，效率較低；尾座式飛行器和多旋翼飛行器都有低效和不夠安全的問題，且都難以做到大載重和長續(xù)航；固定翼-多旋翼復合飛行器在垂直起飛時有效載重低，在巡航時旋翼機構成為死重，整體局限仍然較大；MV22類型的傾轉旋翼機由于傾轉機構復雜，易發(fā)生事故，可靠性較低；歷史上美國的YC-14及其他采用動力增升技術的飛機，因受制于常規(guī)的固定翼布局設計和動力增升只提供部分升力，無法做到垂直起降，雖然具有短距起降的能力，但同時帶來了氣動結構和機體材料耐熱性方面的問題，難以大規(guī)模應用。

發(fā)明內容

為了改進現(xiàn)有航空動力裝置及應用現(xiàn)有動力裝置的飛行器的上述不足，本發(fā)明提供了升、推一體動力裝置及其在飛行器上的應用方法。該動力裝置由壓氣與整流段、氣流加速段、升力段、姿態(tài)控制面板段或導氣噴管、分布式傳感器、電子控制模塊及其可在線升級控制軟件組成。以電池作為直接能源。

該動力裝置在飛行器上的應用方法為：多個動力裝置按照受合力和受合力矩可以保持平衡及對稱式的布局方式，按照推力、升力及力矩差動輸出的控制方法，依據分布式傳感器的反饋數(shù)據或人工控制信號，由電子控制模塊及其可在線升級控制軟件調控，安全、可靠、高效地實現(xiàn)以該動力裝置做為動力的新型飛行器的可控運行。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：升、推一體動力裝置及其在飛行器上的應用方法。該動力裝置中，壓氣與整流段、氣流加速段、升力段、姿態(tài)控制面板段無縫連接；由壓氣與整流段、氣流加速段組成的高速氣流發(fā)生裝置產生、整流并加速的高速氣流，以阻力最小的平直路徑，流經升力段中的升力翼面板，以產生升力；還流經姿態(tài)控制面板段中的水平和垂直面板或部分氣流通過導氣噴管沿徑向可控噴出，以產生姿態(tài)控制力矩；部分氣流通過導氣管吹向芯片、電池或其他易發(fā)熱器件，以進行高效散熱；最后高速氣流直接作用于大氣環(huán)境中，實現(xiàn)一體化生成升力、推力及力矩。

在升力翼面板和姿態(tài)控制面板的上下垂直投影與外界大氣環(huán)境相連通的條件下，由一個或多個壓氣與整流段，一個或多個氣流加速段，一個或多個升力段，零個、一個或多個姿態(tài)控制面板段或導氣噴管，多個分布式傳感器，多個電子控制模塊及其可在線升級控制軟件，一個或多個導氣管，一塊或多塊電池組成。依據分布式傳感器的反饋數(shù)據或人工控制信號，由電子控制模塊及其可在線升級控制軟件調控力和力矩的輸出。以電池作為直接能源。

外界大氣環(huán)境中的空氣在高速氣流發(fā)生裝置出口吹氣或入口吸氣或二者共同制造的壓強差的作用下，經過整流后在升力段產生平順、規(guī)整、高速的氣流，這些高速氣流流經升力翼面板（升力翼面板須有翼型或攻角）或僅流經升力翼面板上表面（升力翼面板與升力段下壁面重合，此時升力段下壁面須為矩形面），使升力翼面板上表面氣流流速大于其下表面氣流流速，依據伯努利原理，升力翼面板上表面靜壓小于下表面靜壓，基于此壓強差，將在升力翼面板上產生垂直向上的升力。