一種具有多種飛行模式的飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有多種飛行模式的飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，以飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)組為例:在組合發(fā)動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置中，大多采用串列式、直線式、方形、環(huán)形等排列方式。這種方式受限于組合體中發(fā)動(dòng)機(jī)之間連接方式繁瑣，發(fā)動(dòng)機(jī)組工作時(shí)互相干擾，發(fā)動(dòng)機(jī)之間會(huì)產(chǎn)生不必要的空間、空隙，導(dǎo)致組合裝置的體積、重量增加。組合體中不同位置發(fā)動(dòng)機(jī)之間互相連接固定的部件因分力不均勻而導(dǎo)致組合體(系統(tǒng))中應(yīng)力集中，無(wú)限累加發(fā)動(dòng)機(jī)最終會(huì)導(dǎo)致飛行器連接結(jié)構(gòu)崩潰，因而不能無(wú)限增加組合體中發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量，載荷重物能力也很有限。此外，當(dāng)前直升機(jī)類飛行器的普遍缺點(diǎn)是能耗較高、航程較短、惡劣環(huán)境下穩(wěn)定性能欠佳，因而不能長(zhǎng)時(shí)、穩(wěn)定地完成各種飛行任務(wù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出來(lái)一種具有多種飛行模式的飛行器，將直升機(jī)類飛行器與固定翼類飛行器的特點(diǎn)有機(jī)整合，使得本飛行器既可以高速節(jié)能方式長(zhǎng)距離飛行又可以低速精準(zhǔn)的方式精確飛行，展現(xiàn)了其在復(fù)雜飛行任務(wù)中具有多種飛行模式組合的優(yōu)勢(shì)。
[0004]首先，飛行器的一個(gè)顯著特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)裝置以三角形排列可以在單位體積內(nèi)容納更多的驅(qū)動(dòng)裝置，飛行器在獲得同等推進(jìn)力的條件下可保持最優(yōu)的空間布局。
[0005]基本原則是飛行器驅(qū)動(dòng)裝置以三角形排列，組成三角形驅(qū)動(dòng)裝置模塊；三角形驅(qū)動(dòng)裝置模塊中的相鄰驅(qū)動(dòng)裝置之間的空間距離優(yōu)選為相等；以三角形排列的驅(qū)動(dòng)裝置模塊為基礎(chǔ)向空間方向映射排列組合成由多臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置組成的驅(qū)動(dòng)裝置組合體；驅(qū)動(dòng)裝置組合體中驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量為N臺(tái)，N多3。
[0006]驅(qū)動(dòng)裝置映射排列組合的優(yōu)選方法可用以下幾何方法表述，三角形ABC為等邊三角形，以等邊Δ ABC的BC邊為軸作出Λ ABC的軸對(duì)稱等邊Λ Β⑶構(gòu)成菱形ΑΒ⑶，分別沿ΑΒ、BD、CD、AC向兩邊反向延長(zhǎng)，截得與菱形邊長(zhǎng)相等的邊，連接相應(yīng)點(diǎn)，構(gòu)成無(wú)數(shù)菱形，然后將所有菱形的短對(duì)角線連接起來(lái)，形成由無(wú)數(shù)個(gè)等邊三角形構(gòu)成的菱形幾何結(jié)構(gòu)，幾何結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處視為驅(qū)動(dòng)裝置優(yōu)選安裝位置，節(jié)點(diǎn)重合處視為共用位置，根據(jù)實(shí)際需要，節(jié)點(diǎn)的各個(gè)空間方向均可安裝驅(qū)動(dòng)裝置。另外，驅(qū)動(dòng)裝置組合體的形狀及驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量可以根據(jù)飛行環(huán)境或載荷重量、形態(tài)等需要做出相應(yīng)變化。
[0007]本實(shí)用新型中，飛行器如果是噴氣類旋轉(zhuǎn)扭力較小的驅(qū)動(dòng)裝置可以選用奇數(shù)臺(tái)或偶數(shù)臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置組合；如果使用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力比較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)裝置，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)連接螺旋槳的方式，需要優(yōu)選偶數(shù)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)連接螺旋槳以抵消反扭力。目前來(lái)說(shuō)，由多臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的飛行器多采用發(fā)動(dòng)機(jī)連接螺旋槳方式，因而，本實(shí)用新型的優(yōu)選方案為菱形映射，即以等邊三角形模塊為基礎(chǔ)組成菱形模塊，在菱形的節(jié)點(diǎn)處安裝發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以上下布置。
[0008]在幾何結(jié)構(gòu)中以菱形驅(qū)動(dòng)裝置模塊(兩個(gè)三角形模塊組成)為基礎(chǔ)構(gòu)建的組合體中，由于飛行器的結(jié)構(gòu)和功能特性，菱形模塊內(nèi)對(duì)角線的空間距離根據(jù)飛行器需要可以調(diào)節(jié)，并且，幾何結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的連接件中菱形的頂角角度可以調(diào)節(jié)。
[0009]本實(shí)用新型中，飛行器的驅(qū)動(dòng)裝置之間由連接件連接，連接件可以采用但不限于骨架或其他連接件。按照飛行器的特性及現(xiàn)有技術(shù)條件，飛行器可優(yōu)選為骨架連接，骨架之間可為固定式或者活動(dòng)式連接。采用固定式骨架是指可以制造一體式骨架或通過(guò)固定連接件固定骨架組件的形態(tài)；活動(dòng)式骨架之間由活動(dòng)連接件連接，制成可折疊或分解的骨架，在使用時(shí)骨架通過(guò)固定件限制骨架活動(dòng)構(gòu)成穩(wěn)固的形態(tài)，需要減小體積時(shí)解除限制骨架活動(dòng)的固定件即可實(shí)現(xiàn)骨架折疊或分解，這樣有效地減小了飛行器，尤其是大型飛行器的體積，方便存放和運(yùn)輸。
[0010]本實(shí)用新型的第二大特點(diǎn)在于，飛行器可以根據(jù)飛行環(huán)境、載荷的形態(tài)及重量確定飛行器的尺寸、形狀和驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量。飛行器上除去驅(qū)動(dòng)裝置占據(jù)的安裝位置外，其余區(qū)域均可作為飛行輔助裝置或載荷物的安裝或掛載區(qū)域。由于本實(shí)用新型飛行器的特殊構(gòu)架，飛行器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中每臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置或是每組驅(qū)動(dòng)裝置區(qū)域內(nèi)均可設(shè)置載荷掛載區(qū)域或與整體載荷相連接的區(qū)域，這樣設(shè)置的目的在于使飛行器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力均勻地施加給載荷部分，飛行器中的驅(qū)動(dòng)裝置與載荷之間的連接就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閼?yīng)力集中在某個(gè)區(qū)域而導(dǎo)致影響整體飛行系統(tǒng)的一系列惡性連鎖反應(yīng)。
[0011]本實(shí)用新型的第三大特點(diǎn)是在飛行器驅(qū)動(dòng)裝置基礎(chǔ)上加裝機(jī)翼且機(jī)翼數(shù)量為Μ個(gè)，1。以骨架方式連接為例，機(jī)翼通過(guò)連接件與飛行器骨架相連，機(jī)翼可以軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。在飛行過(guò)程中，飛行器與空氣之間存在相對(duì)速度時(shí)，適當(dāng)調(diào)整攻角機(jī)翼會(huì)產(chǎn)生升力以輔助驅(qū)動(dòng)裝置給飛行器提供升力，尤其是在低速飛行時(shí)，機(jī)翼通過(guò)調(diào)整不同角度配合飛行器的不同飛行姿態(tài)，從而最大限度地減小不利阻力。在特殊情況下飛行器與空氣具有相對(duì)速度時(shí)，飛行器可以依靠機(jī)翼飛行或利用機(jī)翼減速，例如，飛行器驅(qū)動(dòng)裝置失靈時(shí)可以利用機(jī)翼滑翔作為緩沖，有效地保護(hù)了飛行器，或者調(diào)整機(jī)翼旋轉(zhuǎn)角度使其在前進(jìn)的方向上產(chǎn)生阻力從而對(duì)飛行器進(jìn)行減速。
[0012]左右對(duì)應(yīng)設(shè)置的機(jī)翼通過(guò)改變角度差的方式產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)力使飛行器發(fā)生橫向滾轉(zhuǎn)，類似于固定翼飛機(jī)的副翼舵的功能；前后對(duì)應(yīng)設(shè)置的機(jī)翼或單個(gè)機(jī)翼通過(guò)調(diào)整攻角產(chǎn)生上升或者下壓力使飛行器發(fā)生縱向俯仰，類似于固定翼飛機(jī)的升降舵的功能。該飛行器在以一定速度飛行時(shí)，機(jī)翼可以產(chǎn)生額外的升力從而減小驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)擔(dān)，同時(shí)，操縱機(jī)翼產(chǎn)生的舵面效應(yīng)使飛行器改變姿態(tài)時(shí)也可減小驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)擔(dān)，這在一定程度上節(jié)約了能源，延長(zhǎng)了續(xù)航時(shí)間，也提高了載荷能力。
[0013]另外，當(dāng)機(jī)翼沿著軸向旋轉(zhuǎn)與機(jī)身平面不在同一水平面，即達(dá)到一定角度時(shí)，機(jī)翼還可以作為飛行器的起落支撐裝置，即起落架，從而有效地減少了飛行器的結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)和起飛重量。
【附圖說(shuō)明】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的幾個(gè)優(yōu)實(shí)施方式進(jìn)行具體描述:
[0015]圖1是本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)裝置基本分布示意圖；
[0016]圖2是飛行器驅(qū)動(dòng)裝置映射排列的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)施方式示意圖；
[0017]圖3是飛行器驅(qū)動(dòng)裝置映射排列的幾何結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施方式示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型飛行器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施布局方式示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型飛行器的一個(gè)實(shí)施布局方式示意圖；
[0020]圖6是本實(shí)用新型飛行器的另一個(gè)實(shí)施布局方式示意圖。
[0021]圖7a、圖7b、圖7c、圖7d、圖7e和圖7f分別是本實(shí)用新型飛行器優(yōu)選工作模式側(cè)視圖。
[0022]01-三角形驅(qū)動(dòng)裝置模塊02-節(jié)點(diǎn)03-映射體04-骨架05-驅(qū)動(dòng)裝置06-骨架連接件07-機(jī)翼08-機(jī)翼連接件09-螺旋槳10-水平參考線11-幾何結(jié)構(gòu)參考線12-發(fā)動(dòng)機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示出了本實(shí)用新型飛行器的驅(qū)動(dòng)裝置的基本分布，圖中三角形ABC為等邊三角形，三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處為飛行器驅(qū)動(dòng)裝置(05)位置，組成三角形驅(qū)動(dòng)裝置模塊(01);優(yōu)選地，相鄰驅(qū)動(dòng)裝置(05)之間的空間距離相等；以三角形排列的驅(qū)動(dòng)裝置模塊(01)為基礎(chǔ)向空間方向映射排列組合成由多臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置(05)組成的驅(qū)動(dòng)裝置(05)組合體，本圖中菱形ABCD即由三角形ABC驅(qū)動(dòng)裝置模塊衍生而來(lái)形成菱形模塊，依此類推，可以形成各種形態(tài)的驅(qū)動(dòng)裝置(05)組合體；驅(qū)動(dòng)裝置(05)組合體中驅(qū)動(dòng)裝置(05)的數(shù)量為N臺(tái)，3。其中，(03)為幾何結(jié)構(gòu)中三角形的映射體，(11)為幾何結(jié)構(gòu)參考線。
[0024]本實(shí)用新型飛行器中驅(qū)動(dòng)裝置映射排列組合的優(yōu)選實(shí)施方式可用以下幾何方法表述，如圖2，三角形ABC為等邊三角形，以等邊AABC的BC邊為軸作出AA