通过多个垂直升力转子、纵排机翼以及前向推力推进器的组合，允许一种安全、安静、易于控制、高效并且紧凑的飞机配置。升力转子与前翼和尾翼结合，对于垂直和水平飞行允许升力中心与重心的平衡。该机翼和多个转子系统具有对于盘旋、过渡或巡航飞行容忍有效载荷重量的相对大的变化的能力，同时还提供垂直推力冗余。该推进系统使用多个升力转子和尺寸小到足以屏蔽潜在的叶片打击的前向推力推进器，并且为乘客提供增加的感知和真实安全性。使用多个独立的转子提供了冗余并且消除了可能使得该飞行器在飞行中不可操作的单点故障模式。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】通过多个垂直升力转子、纵排机翼以及前向推力推进器的组合，允许一种安全、安静、易于控制、高效并且紧凑的飞机配置。升力转子与前翼和尾翼结合，对于垂直和水平飞行允许升力中心与重心的平衡。该机翼和多个转子系统具有对于盘旋、过渡或巡航飞行容忍有效载荷重量的相对大的变化的能力，同时还提供垂直推力冗余。该推进系统使用多个升力转子和尺寸小到足以屏蔽潜在的叶片打击的前向推力推进器，并且为乘客提供增加的感知和真实安全性。使用多个独立的转子提供了冗余并且消除了可能使得该飞行器在飞行中不可操作的单点故障模式。【专利说明】个人飞机
本文的公开整体涉及被配置为提供安全的操作同时实现健壮的控制的个人飞机。具体地，所述实施方式包括具有垂直起飞和着陆能力的飞机，其以受控的方式提供垂直和水平推力以便盘旋、过渡和巡航飞行。
技术介绍
飞机需要提供垂直和前向推力，以垂直地起飞和着陆以代替使用跑道来在地面上使机翼增长到足够的速度以提供足够的升力。在垂直方向中产生的推力为飞行器提供升力；水平地产生的推力提供前向运动。垂直起飞和着陆(VTOL)飞机可以产生垂直和水平推力，并且能够以平衡的方式控制这些力。旋翼飞机或直升机是一种常见类型的VTOL飞机。直升机具有用于提供垂直和水平推力的大型转子。为了使转子在大的空速范围内执行该双重功能，转子通常非常复杂。取决于飞行器的的状况，转子叶片必须处于360度方位旋转的不同的方向角度，以提供需要的推力。因此，转子的叶片方向角具有集体变化和循环变化。独立于360度旋转方位角度，均等地集体变化该变每个叶片的角度。以360度旋转方位角度的函数循环变化叶片攻角。循环的控制允许在不同的方向中倾斜转子并且因此向前、向后、向左或向右地导向转子的推力。该导向提供控制力在水平面中移动直升机并且响应于干扰如阵风。直升机转子是巨大的并且不能免受附近障碍物的打击。另外，它们使用机械上复杂的系统来控制集体叶片角度和循环叶片角度。该转子在机械上是复杂的并且需要维护。该转子基本上低速旋转；这导致转子与发动机之间的沉重的传动装置。该传动装置或变速箱降低了飞行器有效载荷潜力和飞行器安全性。因为整个飞行器系统的机械复杂度，许多部件是单个故障点。由于该缺少冗余，需要频繁的检查和维护以保持飞行器安全。
技术实现思路
本文描述的实施方式提供具有这样一种配置的个人飞机，其安全、安静并且有效的并且易于控制、高度紧凑并且能够利用到前向飞行或从其的过渡来完成垂直起飞和着陆。在一个实施方式中，该飞机配置包括多个转子，其被定向为提供用于起飞、向前向飞行过渡或从其过渡以及着陆期间的升力和控制的垂直推力。转子在固定的非平面的方向中附接到机身。转子的方向提供飞机的横向的并且在一些实施例中中前部和尾部的控制，而不需要改变姿态，并且当飞机在巡航时将对流动的干扰最小化。在不同的实施方式中，转子具有前向、后向、左向和右向方向，并且沿机身的左舷和右舷侧纵向地定位，两个或更多个转子位于每个侧上。机身承载可变重量的有效载荷。飞机具有在飞行器的前部和后部的纵排机翼。机翼在巡航期间提供升力和控制，并且一个或多个推进器提供前向推力。垂直升力转子与前部和后部纵排机翼的组合界定转子，允许飞行器的重心的移动，同时仍然使得飞行器能够维持垂直和水平飞行控制。前翼和尾翼还被定位为提供边界以免对升力转子的外来物体破坏(FOD)。包括升降舵和副机翼的控制表面用于通过调整升力的中心，另外通过改变攻角和姿态，在飞行期间补偿飞机的CG的改变。垂直升力转子设置在CG周围，并且每个转子的推力是可调整的，这在CG切换的情况下在允许在垂直飞行中升力中心的重定位。由于垂直升力转子的多个数量和独立性，垂直推力是冗余的，并且即使任意单个转子出故障，推力和控制任然可用。由于存在用于提供大控制力的多个垂直转子，转子更加小，即使在阵风条件中也对于操作具有更快的响应速率。在一个实施方式中，独立的电动机和控制器对每个垂直升力转子加电，以提供升力系统冗余来对抗一个或多个升力转子的故障。在其他实施方式中，垂直推力转子嵌入在管道中，管道隐藏转子并且提供增加的升力。其他实施方式相对开放，利用保护护套作为防护以防止与其他物体接触并且防止针对转子的F0D。与同轴垂直升力转子结合的保护防护为高效的飞行提供低的巡航阻力。在不同的实施方式中使用低叶尖速垂直升力转子，以在起飞、过渡和着陆期间提供低的城市噪声。具有低前翼和带有小翼的高尾翼的实施方式提供高的空气动力学效率，同时还提供飞机的偏航稳定性。在一些实施方式中，当盘旋时或当在地面上时，机翼折叠以提供紧凑的飞行器占地。【专利附图】【附图说明】图1是根据一个实施方式的个人飞机飞行器的俯视图。图2示出了根据一个实施方式的个人飞机飞行器的第二视图。图3示出了根据一个实施方式的个人飞机飞行器的正视图。图4示出了根据一个实施方式的个人飞机飞行器的左侧视图。图5是示出了根据一个实施方式的飞行计算机的方框图。图6是示出了根据一个实施方式从垂直起飞过渡到前向飞行的方法的流程图。【具体实施方式】图1示出了根据一个实施方式的个人飞机100。飞机100包括具有固定方向的垂直升力转子组件IOla和101b(统称为101)、前向飞行推进器103、前翼104、具有小翼106a和106b (统称为106)的尾翼105、护栏IlOa和IlOb (统称为110)、驾驶员座舱区域112和机身107。机身107还包括起落架、飞行计算机和动力源(未显示)，在下文进一步描述它们中的每一个。图2示出了个人飞机100的第二视图，飞机100包括推进吊杆114、左舷侧主起落架202和前起落架204。图3示出了个人飞机100的正视图，其中，左舷起落架202a、右舷起落架202b和前起落架204是可见的。图4示出了根据一个实施方式的飞机100的左(左舷)侧的视图。在不同的实施方式中，飞机100的尺寸被设置为容纳单个飞行员和个人货物。例如，在不同的实施方式中，飞机从鼻部到它的最尾部表面的长度在15到20英尺之间，并且它的翼展在15到20英尺之间。在可替换的实施方式中，飞机可以更长或更短、更宽或更窄，如将是本领域的熟练技术人员所了解的，而不会背离本文所述的原理。在不同的实施方式中主要由合成材料构造飞机100。由碳纤维合成材料制造机身107和机翼104，105。在可替换的实施方式中，机翼可以具有附接到碳纤维合成机翼蒙皮的内部和外部的金属零件或肋部。在一些实施方式中，机翼蒙皮可以包括由与其他合成材料如凯夫拉尔合成的碳纤维制造的合成材料。在其他可替换的实施方式中，机身可以包括由钢或铝制造的金属构架，具有覆盖该构架的合成蒙皮。在该实施方式中可以由碳纤维、凯夫拉尔或本领域技术人员所理解的其他合成材料制造合成机身蒙皮。在一个实施方式中，驾驶员座舱窗户是聚碳酸酯的，但是也可以使用其他轻质透明塑料。由开凯夫拉尔和碳纤维合成物制造护栏110。转子组件101包括在一个实施方式中半径为16英尺的并且由碳纤维合成材料制造并且在可替换的实施方式中由附接到铝制轮毂的碳纤维合成叶片制造的转子。在其他实施方式中，由附接到铝制轮毂的木制叶片或附接到碳纤维合成轮毂的木制叶片制造转子。转子可以是栓锁到电机组件上的单件。下文进一步描述转子组件101。飞机100包括前本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种个人飞机，包括：具有纵轴和垂直轴的机身；前翼，所述前翼耦接到所述机身并且位于所述飞机的重心前部；尾翼，所述尾翼耦接到所述机身并且位于所述飞机的重心后部；左舷推进吊杆，所述左舷推进吊杆耦接到所述机身并且沿所述机身的左舷侧与所述机身的所述纵轴基本上平行地定向；左舷推进器，所述左舷推进器耦接到所述左舷推进吊杆并且被适配为提供前向推力；耦接到所述左舷推进吊杆的第一多个转子，所述第一多个转子被设置为与所述机身的所述纵轴基本上平行，每个转子耦接到发动机并且被适配为在主要沿所述垂直轴的方向中提供推力；右舷推进吊杆，所述右舷推进吊杆耦接到所述机身并且沿所述机身的右舷侧与所述机身的所述纵轴基本上平行地定向；右舷推进器，所述右舷推进器耦接到所述右舷推进吊杆并且被适配为提供前向推力；耦接到所述右舷推进吊杆的第二多个转子，所述第二多个转子被设置为与所述机身的所述纵轴基本上平行，每个转子耦接到发动机并且被适配为在主要沿所述垂直轴的方向中提供推力；其中，耦接到所述多个转子的每个发动机被适配为与其他发动机独立地受控制；并且其中，所述第一多个转子中的至少一个转子与所述第二多个转子中的至少一个转子在一个方向中被耦接，以在不位于所述垂直轴上的方向中提供推力的非零分量。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：I·克罗，
申请(专利权)人：吉埃罗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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