不对称飞行器制造技术

一种飞行器，该飞行器包括：第一机翼结构；和第二机翼结构，该第二机翼结构在一位置处与第一机翼结构垂直相交，该位置在朝向第一机翼结构的第一翼尖的方向上从第一机翼结构的横轴的中点偏移。该飞行器还可包括第一组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第一机翼结构的一部分并排布置，该部分在第一机翼结构的横轴的中点与第一机翼结构的第二翼尖之间延伸。飞行器还可包括第二组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第一部分并排布置，该第一部分从第一机翼结构的第一面延伸。飞行器还可包括第三组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第二部分并排布置，该第二部分从第一机翼结构的第二面延伸。

Asymmetric aircraft

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不对称飞行器
实施方式总体涉及不对称飞行器、组装不对称飞行器的方法以及用于组装不对称飞行器的一套零件。
技术介绍
能够垂直起降(VTOL)的飞行器，例如诸如20世纪50年的XFV-1的尾座式飞机，通常将同一组飞行控制用于垂直和水平飞行，并且表示实现过渡飞行的最直接方式。然而，在飞行员在垂直飞行期间面向上的情况下，例如在降落期间进行视觉评估可能是困难的。进一步地，尾座式飞机具有其他技术问题。例如，它们往往容易倾倒，例如当在风中降落时。这是由于相对于尾座尺寸的高重心引起。为了解决该问题，可以安装大跨度的起落架，或者可以加大尾座的跨度，以覆盖地面上的更宽区域。这些措施通常增加重量和气动阻力，这转而危害了飞机的性能(例如巡航持续时间)。能够VTOL的另一种飞行器将是具有倾斜机翼或倾斜旋翼构造的飞机。这些飞机在过渡期间通常保持水平。由此，这些构造将致使飞机适于载客。然而，具有倾斜机翼或倾斜旋翼构造的飞机将需要用于直升机模式和飞机模式飞行的单独组的飞行控制，这导致它们的开发和实现的高复杂性。另一方面，无人驾驶飞行器(UAV)或无人机不载客或飞行员。因此，能够VTOL的飞机的乘客和飞行员相关限制不适用于UAV。然而，还存在与UAV的自主过渡的开发有关的另外问题。典型过渡操纵通常跨大范围的空速和攻角。当在与其他变量的组合中覆盖大范围的值的变量相乘时，这些变量的存在可能潜在地导致大规模气动数据库，以便充分覆盖过渡包络线。这在开发自主过渡时，将招致由诸如风洞测试、CFD等生成的大量努力和成本。另外，高度非线性气动特性以及稳定性特性在高攻角范围内的变化将需要开发复杂的非线性控制策略和算法，这进一步增加开发努力的复杂性。PCT国际公报号WO2013/048339中公开了一种已知四旋翼无人驾驶飞行器。所描述的四旋翼无人驾驶飞行器可以能够垂直起降(VTOL)以及在垂直飞行模式(或直升机模式)与水平飞行模式(或飞机模式)之间过渡。然而，四旋翼无人驾驶飞行器的操作限制是在螺旋桨中的一个发生故障的情况下，对于相应的控制轴完全丧失可控性。在PCT国际公报号WO2015/099603中公开了一种无人驾驶飞行器，该无人驾驶飞行器被提出来通过具有三对同轴且反向旋转的螺旋桨来提供冗余，以解决螺旋桨故障的场景。然而，驱动每对同轴且反向旋转的螺旋桨的每对马达都涉及复杂的机构。所公开的该三对同轴且反向旋转的螺旋桨构造的操作限制还在于：它在悬停或直升机模式飞行期间在偏航上具有弱控制权，偏航控制也是飞机模式飞行中的侧滚控制。悬停期间的偏航控制可能较弱，因为偏航控制只能使用差动转矩。在直升机模式期间的偏航(或飞机模式期间的侧滚)的弱控制权往往劣化飞机的可控性，特别是在侧风中悬停(这是重要的实际操作场景)时。
技术实现思路
根据各种实施方式，提供了一种飞行器，该飞行器包括：第一机翼结构；和第二机翼结构，该第二机翼结构在一位置处与第一机翼结构垂直相交，该位置在朝向第一机翼结构的第一翼尖的方向上从第一机翼结构的横轴的中点偏移。该飞行器还可包括第一组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第一机翼结构的一部分并排布置，该部分在第一机翼结构的横轴的中点与第一机翼结构的第二翼尖之间延伸。该飞行器还可包括第二组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第一部分并排布置，该第一部分从第一机翼结构的第一面延伸。该飞行器还可包括第三组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第二部分并排布置，该第二部分从第一机翼结构的第二面延伸。根据各种实施方式，提供了一种组装飞行器的方法。该方法可以包括：设置第一机翼结构；以及设置第二机翼结构，该第二机翼结构在一位置处与第一机翼结构垂直相交，该位置从第一机翼结构的中点朝向第一机翼结构的第一翼尖偏移。该方法还可以包括以下步骤：设置第一组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第一机翼结构的一部分并排布置，该部分在第一机翼结构的中点与第一机翼结构的第二翼尖之间延伸。该方法还可以包括：设置第二组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第一部分并排布置，该第一部分从第一机翼结构的第一面延伸。该方法还可以包括：设置第三组至少两个螺旋桨，其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第二部分并排布置，该第二部分从第一机翼结构的第二面延伸。根据各种实施方式，提供了一种用于组装飞行器的套件。套件可以包括：第一机翼结构；和第二机翼结构，该第二机翼结构适于在一位置处与第一机翼结构垂直相交，该位置从第一机翼结构的中点朝向第一机翼结构的第一翼尖偏移。套件还可以包括第一组至少两个螺旋桨，该第一组至少两个螺旋桨适于布置为其相应的螺旋桨旋转轴沿着第一机翼结构的一部分并排，该部分在第一机翼结构的中点与第一机翼结构的第二翼尖之间延伸。套件还可以包括第二组至少两个螺旋桨，该第二组至少两个螺旋桨适于布置为其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第一部分并排，该第一部分从第一机翼结构的第一面延伸。套件还可以包括第三组至少两个螺旋桨，该第三组至少两个螺旋桨适于布置为其相应的螺旋桨旋转轴沿着第二机翼结构的第二部分并排，该第二部分从第一机翼结构的第二面延伸。附图说明在附图中，同样的附图标记通常贯穿不同视图指代相同的零件。附图不是必须为等比例，重点反而通常在于例示本专利技术的原理。在以下描述中，参照附图描述各种实施方式，在附图中：图1示出了根据各种实施方式的、处于垂直飞行模式(或直升机模式或悬停方位)的飞行器；图2示出了根据各种实施方式的、处于水平飞行模式(或飞机模式)的图1的飞行器；图3示出了根据各种实施方式的图1的飞行器的螺旋桨的旋转方向；图4示出了根据各种实施方式的图1的飞行器的飞机方位中的螺旋桨的相对定位；图5示出了根据各种实施方式的图1的飞行器的过渡操纵的示意图；图6示出了根据各种实施方式的图1的飞行器的过渡操纵的另一个变型例的示意图；图7示出了根据各种实施方式的图1的飞行器的过渡操纵的又一个变型例的示意图；图8示出了根据各种实施方式的飞行器；图9示出了根据各种实施方式的图8的飞行器的一部分的放大图；图10示出了根据各种实施方式的飞行器；图11示出了根据各种实施方式的飞行器；图12示出了根据各种实施方式的飞行器；图13示出了根据各种实施方式的、处于垂直飞行模式(或直升机模式或悬停方位)的飞行器；图14示出了根据各种实施方式的、处于水平飞行模式(或飞机模式)的图13的飞行器。具体实施方式下面在设备的背景下描述的实施方式对于各方法类似有效，反之亦然。此外，将理解，可以组合下面描述的实施方式，例如，一个实施方式的一部分可以与另一个实施方式的一部分组合。应理解，术语“在……上”、“在……上方”、“顶部”、“底部”、“下”、“侧”、“后”、“左”、“右”、“前”、“侧面”、“上”、“下”、等，当在以下描述中使用时，是为了方便且帮助理解相对位置或方向而使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器，该飞行器包括：/n第一机翼结构；/n第二机翼结构，该第二机翼结构在一位置处与所述第一机翼结构垂直相交，该位置在朝向所述第一机翼结构的第一翼尖的方向上从所述第一机翼结构的横轴的中点偏移；/n第一组至少两个螺旋桨，所述第一组至少两个螺旋桨具有沿着所述第一机翼结构的一部分并排布置的相应的螺旋桨旋转轴，该部分在所述第一机翼结构的所述横轴的所述中点与所述第一机翼结构的第二翼尖之间延伸；/n第二组至少两个螺旋桨，所述第二组至少两个螺旋桨具有沿着所述第二机翼结构的第一部分并排布置的相应的螺旋桨旋转轴，该第一部分从所述第一机翼结构的第一面延伸；以及/n第三组至少两个螺旋桨，所述第三组至少两个螺旋桨具有沿着所述第二机翼结构的第二部分并排布置的相应的螺旋桨旋转轴，该第二部分从所述第一机翼结构的第二面延伸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞行器，该飞行器包括：
第一机翼结构；
第二机翼结构，该第二机翼结构在一位置处与所述第一机翼结构垂直相交，该位置在朝向所述第一机翼结构的第一翼尖的方向上从所述第一机翼结构的横轴的中点偏移；
第一组至少两个螺旋桨，所述第一组至少两个螺旋桨具有沿着所述第一机翼结构的一部分并排布置的相应的螺旋桨旋转轴，该部分在所述第一机翼结构的所述横轴的所述中点与所述第一机翼结构的第二翼尖之间延伸；
第二组至少两个螺旋桨，所述第二组至少两个螺旋桨具有沿着所述第二机翼结构的第一部分并排布置的相应的螺旋桨旋转轴，该第一部分从所述第一机翼结构的第一面延伸；以及
第三组至少两个螺旋桨，所述第三组至少两个螺旋桨具有沿着所述第二机翼结构的第二部分并排布置的相应的螺旋桨旋转轴，该第二部分从所述第一机翼结构的第二面延伸。


2.根据权利要求1所述的飞行器，其中，在所述飞行器的悬停方位中，所述飞行器被构造为生成围绕所述飞行器的偏航轴的控制力矩，使得所述控制力矩不具有侧滚和俯仰残余分量中的一项或两项。


3.根据权利要求1或2所述的飞行器，其中，所述第一组至少两个螺旋桨中的所述螺旋桨与所述第一机翼结构的横向重心的平均距离是所述第二机翼结构与所述第一机翼结构的所述横向重心的偏移距离的两倍。


4.根据权利要求1至3中任意一项所述的飞行器，其中，所述第二组至少两个螺旋桨中最靠近所述第一机翼结构的所述第一面的螺旋桨和所述第三组至少两个螺旋桨中最靠近所述第一机翼结构的所述第二面的螺旋桨与所述第一机翼结构的相应的表面等距。


5.根据权利要求1至4中任意一项所述的飞行器，其中，所述第二组至少两个螺旋桨中最远离所述第一机翼结构的所述第一面的螺旋桨和所述第三组至少两个螺旋桨中最远离所述第一机翼结构的所述第二面的螺旋桨与所述第一机翼结构的相应的表面等距。


6.根据权利要求1至5中任意一项所述的飞行器，其中，所述第一组至少两个螺旋桨、所述第二组至少两个螺旋桨以及所述第三组至少两个螺旋桨中的每组的内螺旋桨沿第一方向旋转，并且所述第一组至少两个螺旋桨、所述第二组至少两个螺旋桨以及所述第三组至少两个螺旋桨中的每组的外螺旋桨沿第二方向旋转，所述第二方向与所述第一方向相反。


7.根据权利要求6所述的飞行器，其中，在所述飞行器的飞机方位中，当所述飞行器被操作为通过在所述第一组至少两个螺旋桨、所述第二组至少两个螺旋桨以及所述第三组至少两个螺旋桨中的每组的所述内螺旋桨和所述外螺旋桨之间生成差动推力来生成侧滚力矩时，所述飞行器被构造为补偿所产生的残余偏航力矩。


8.根据权利要求7所述的飞行器，其中，所述飞行器被构造为向所述第二组至少两个螺旋桨和所述第三组至少两个螺旋桨中的每组的所述螺旋桨施加校正推力调节，并且向所述第一组至少两个螺旋桨的所述螺旋桨反向地施加所述校正推力调节。


9.根据权利要求7所述的飞行器，其中，所述飞行器被构造为向所述第一组至少两个螺旋桨中的所述内螺旋桨和所述外螺旋桨施加校正推力调节。


10.根据权利要求9所述的飞行器，其中，所述飞行器还被构造为通过向所述飞行器的所有螺旋桨施加校正油门输入来补偿残余推力，该残余推力由向所述第一组至少两个螺旋桨中的所述内螺旋桨和所述外螺旋桨施加所述校正推力调节而产生。


11.根据权利要求6所述的飞行器，其中，在所述飞行器的飞机方位中，所述飞行器被构造为通过以下方式来生成侧滚力矩：在所述第二组至少两个螺旋桨和所述第三组至少两个螺旋桨中的每组的所述内螺旋桨和所述外螺旋桨之间生成差动推力，并且停止使用所述第一组至少两个螺旋桨。


12.根据权利要求6至11中任意一项所述的飞行器，其中，在所述飞行器的所述悬停方位中，所述第一组至少两个螺旋桨中的所述螺旋桨的所述相应的螺旋桨旋转轴在垂直于所述第一机翼结构的所述横轴的相应的平面中非垂直地成角度，并且其中，所述第二组至少两个螺旋桨和第三组至少两个螺旋桨中的所述螺旋桨的所述相应的螺旋桨旋转轴在垂直于所述第二机翼结构的横轴的相应的平面中非垂直地成角度。


13.根据权利要求12所述的飞行器，其中，所述第一组至少两个螺旋桨、所述第二组至少两个螺旋桨以及所述第三组至少两个螺旋桨中的每组的所述内螺旋桨的所述相应的螺旋桨旋转轴沿相应的方向非垂直地成角度，使得所述相应的内螺旋桨被定向为引起沿相同第一力矩方向围绕所述偏航轴的力矩。


14.根据权利要求13所述的飞行器，其中，所述第一组至少两个螺旋桨...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健元，
申请(专利权)人：新科宇航，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG