專利名稱：一種新式可垂直起降固定翼單人飛行器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種單人飛行器，尤其是一種可改變發(fā)動機方向的具有垂直起降和水平飛行功能的固定翼單人飛行器。
背景技術：
像鳥一樣自由飛翔是人類幾千年來的夢想?，F有的可垂直起降的飛行器有頭頂共軸式雙旋翼方案、頭頂單旋翼方案、噴氣背包、火箭背帶等，這些方案的共有優(yōu)點是垂直起降，但共有的主要缺點是沒有固定翼，無法實現遠距離平飛，航時和航程都很短，且速度慢、飛行成本高、操縱復雜、安全性差。現有的可以水平飛行的輕型單人飛行器如動力滑翔傘和動力三角翼飛機等，速度慢，航程短，無法垂直起降。在中國專利號為CN1203167A，申請?zhí)枮?7112823. 5，名稱為《載人垂直起降飛行器》的專利中公開了一種載人垂直起降飛行器，其缺點在于駕駛員重心和飛行器重心的相對位置不固定，當在飛行中利用滑軌來回滑動調整二者相對重心位置時，引發(fā)的重心不穩(wěn)容易使整個系統頭重腳輕，有可能導致頭朝下飛行并撞向地面。也就是說，滑軌滑動調整重心位置不是一個易收斂于穩(wěn)定的控制過程，具有較大的危險性，而且滑軌結構較復雜，重量大。在申請?zhí)枮?00810070233. 3，公開號為CN101353084A，名稱為《垂直起落輕型飛行器》的發(fā)明中，以及申請?zhí)枮?00910168948. 7，公開號為CN 101927825，名稱為《單人飛行器》的發(fā)明中公布了兩種同類的單人飛行器，也可垂直起降和水平飛行，但是二者的狀態(tài)轉換是利用發(fā)動機驅動涵道風扇旋轉產生動力，吹在機翼和尾翼上產生力矩，以此控制垂直起降和水平飛行的轉換，這是一種被動式狀態(tài)轉換，狀態(tài)轉換不夠靈活。在申請?zhí)枮?01210261225. 3，公開號為CN102785776A，名稱為《一種可垂直起降固定翼單人飛行器》的發(fā)明中公開了一種安裝有尾部發(fā)動機的單人飛行器，也可通過旋轉尾部發(fā)動機的方向，產生側力來實現垂直起降和水平飛行的轉換，這種單人飛行器在實現垂直起降和水平飛行時，駕駛員要同時控制主發(fā)動機的轉速、尾部發(fā)動機的轉速和尾部發(fā)動機的轉向，操作十分復雜，難以掌握，且尾部發(fā)動機轉向較慢，非常不靈活，在近地面氣流比較復雜的情況下難以掌握平衡，容易造成安全事故。

發(fā)明內容
針對上述現有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種新式可垂直起降固定翼單人飛行器，可更靈活實現垂直起降和水平飛行狀態(tài)轉換，低空飛行操作方便，調整靈活，對復雜氣流適應力更強。為了解決以上問題，本發(fā)明所采用的技術方案是利用兩個可同步轉動的發(fā)動機來實現垂直起降和水平飛行之間的狀態(tài)轉換過渡。一種新式可垂直起降固定翼單人飛行器，包括機翼、發(fā)動機、支撐架、儲能箱、扶臂、飛行控制器、背帶，其特征在于，機翼通過支撐架固定在機身上。兩臺發(fā)動機固定在一根支撐架兩端，中間固定分布有兩個軸承，軸承外側固定在機身上，兩臺發(fā)動機之間再用支撐架固定，一臺發(fā)動機正轉，一臺發(fā)動機反轉，以相互抵消扭矩。兩個扶臂固定連接在兩臺發(fā)動機之間的支撐架上，通過拉動扶臂，使發(fā)動機轉動，向飛行器后方推動空氣，拉動飛行器頭部向前轉動，使飛行器向水平飛行狀態(tài)轉換；當從水平狀態(tài)向垂直狀態(tài)轉換時，執(zhí)行逆過程。扶臂擺動靈活、快速，方便及時修正，整個狀態(tài)切換過程，單手即可操作實現。兩個扶臂上分別裝有兩個飛行控制器，類似于摩托車車把上的控制器，一個用于同步控制兩臺發(fā)動機轉速，可以采用無彈簧設計，方便控制器停留在任何轉動角度上 ’另一個飛行控制器可設計為在原有基礎上控制其中一臺發(fā)動機轉速的增大或減小，以此來控制飛行時的左右轉向，可采用彈簧設計，使控制器自然狀態(tài)下不改變其中一臺發(fā)動機轉速，也 可設計為控制豎直尾翼的轉動，來實現飛行時左右轉向，此時需在尾部增加豎直尾翼。本飛行器機翼的上下表面都安裝有太陽能電池板，方便充電，節(jié)約飛行成本，隨著太陽能電池技術的進步，轉換效率的提高，效果將越來越明顯。不使用太陽能電池板同樣屬于本專利的保護范圍。本飛行器上還安裝有救生傘和救生氣囊，當飛行中發(fā)生緊急情況時，駕駛員、救生傘和救生氣囊可以和飛行器其他部分分離，以便于打開救生傘逃生，如果落在水上，則救生氣囊可以立即充滿氣彈出，實現水上救生。本發(fā)明可以實現垂直低速飛行和水平高速飛行，控制簡單、靈活，對復雜氣流適應能力強，飛行平穩(wěn)。本發(fā)飛行器針對人體特點設計成可穿戴式，結構簡單，輕便。本飛行器機翼采用可控折疊設計，垂直飛行時，機翼可折疊起來，從而減小受到氣流的影響，使飛行更加穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明立體示意圖。圖2為本發(fā)明采用噴氣發(fā)動機時的示意圖。圖中標示說明1_機翼，2-支撐架，3-軸承，4-發(fā)動機，5-螺旋槳，6_扶臂，7_飛行控制器，8-背帶，9-儲能箱，10-太陽能電池板，11-機身。
具體實施例方式實施例一
以發(fā)動機4采用電動機為實施例進一步說明。在附圖1中，機翼I采用對稱設計，以飛行器縱軸線為對稱，通過支撐架2固定在機身11后，機翼I采用可控折疊設計，垂直飛行時，機翼I可折疊起來，從而減小受到氣流的影響，使飛行更加穩(wěn)定。兩臺發(fā)動機4固定在一根支撐架2兩端，中間固定分布有兩個軸承3，軸承3外側固定在機身11上，兩臺發(fā)動機4之間再用支撐架2固定。兩臺發(fā)動機4上分別安裝有兩部螺旋槳5，一部正轉，一部反轉，以相互抵消扭矩。飛行器上有救生傘和救生氣囊用于救生。飛行控制器7安裝在扶臂6上。機翼I上安裝有太陽能電池板10。機身上裝有背帶8，和用于供能的儲能箱9。當需要飛行時，飛行員打開折疊的飛行器，背上飛行器，扣緊背帶8將自己固定在飛行器上，這時手握扶臂6上的飛行控制器7，啟動兩臺發(fā)動機4，驅動螺旋槳5旋轉，實現垂直起飛。起飛時可通過來回調整扶臂6和飛行控制器7來使飛行器平穩(wěn)飛行。然后駕駛員控制飛行器展開機翼1，拉動扶臂6，同時控制飛行控制器7加大發(fā)動機轉速，使飛行器向水平飛行狀態(tài)轉換。當從水平狀態(tài)向垂直狀態(tài)轉換時，向前推扶臂6，執(zhí)行逆過程。實施例二
以發(fā)動機4采用噴氣發(fā)動機為例進一步說明。如附圖2所示，發(fā)動機4為兩部噴氣發(fā)動機，發(fā)動機4上不需要安裝螺旋槳3，儲能箱9中有電池組和燃料，儲能箱9中有供油裝置，保證飛行器無論處于何種狀態(tài)時，燃料均可供應到發(fā)動機上。其他部分同實施例一。以上所述僅是本發(fā)明優(yōu)選實施方案的描述，應當指出，由于文字表達的有限性，而在客觀上存在其他的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出如干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種新式可垂直起降固定翼單人飛行器，包括機翼、支撐架、發(fā)動機、螺旋槳、軸承、 背帶、扶臂、飛行控制器、機身、儲能箱，其特征在于，安裝在飛行器上部的兩臺發(fā)動機可通過軸承旋轉，牽動飛行器轉向，實現垂直低速飛行，或過渡為水平高速飛行，也可通過轉向轉換回垂直狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，飛行器上還裝有一對扶臂，通過推、拉扶臂可控制兩臺發(fā)動機轉向，扶臂上安裝有發(fā)動機啟動控制裝置。
3.根據權利要求1或2所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，一對扶臂上分別裝有飛行控制器，其中一個用于同步控制兩臺發(fā)動機的轉速，另外一個飛行控制器單獨控制其中一臺發(fā)動機轉速的增大或減小，以此來控制飛行時的左右轉向，也可在機身尾部增加豎直尾翼，用于控制豎直尾翼的轉動，來實現飛行時左右轉向。
4.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，發(fā)動機為兩部，分別對稱安裝在飛行器兩側的支撐架上，支撐架通過軸承跟機身連接。
5.根據權利要求書I或4所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，發(fā)動機可以是電動機，噴氣發(fā)動機、內燃機、渦輪發(fā)動機，還可以是其他形式的發(fā)動機，還可以是噴氣儲氣罐。
6.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，機身可伸縮或可折疊。
7.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，螺旋槳為可變距螺旋槳。
8.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，儲能箱提供系統的能量供應，儲能箱中可以是電池組或電池組和燃料的組合，電池組可以是蓄電池， 也可以燃料電池，還可以是多種電池的混合電池。
9.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，機翼上安裝有太陽能電池板，太陽能電池板和儲能箱中電池組成聯合供電系統，不使用太陽能電池板也屬于本專利保護范圍。
10.根據權利要求1所述的新式可垂直起降固定翼單人飛行器，其特征在于，機翼采用可控折疊設計，垂直飛行時，機翼可折疊起來，從而減小受到氣流的影響，使飛行更加穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可垂直起降固定翼單人飛行器，由機翼、支撐架、發(fā)動機、轉動軸承、背帶、飛行控制器、機身、電池、扶臂、太陽能電池板、救生傘、救生氣囊組成。利用轉動兩個發(fā)動機的方向實現垂直起降、低速飛行和向水平飛行的過渡，可不利用固定翼低速靈活飛行，也可利用固定翼實現高速、遠距離飛行。
文檔編號B64C29/00GK102991673SQ20121054425
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者劉斌 申請人:劉斌