[发明专利]飞行器

说明书

一种飞行器，其可以包括第一机翼结构。该飞行器还可以包括第一螺旋桨和第二螺旋桨，该第一螺旋桨和第二螺旋桨沿着第一机翼结构布置。飞行器还可以包括第二机翼结构，该第二机翼结构被布置为与第一机翼结构相交，以形成交叉构造。飞行器还可以包括第三螺旋桨和第四螺旋桨，该第三螺旋桨和第四螺旋桨沿着第二机翼结构布置。在飞行器的悬停取向，第一和第二螺旋桨的相应螺旋桨旋转轴可以在可以与第一机翼结构的横轴垂直的相应平面中成非垂直的角度，并且第三和第四螺旋桨的相应螺旋桨旋转轴可以在可以与第二机翼结构的横轴垂直的相应平面中成非垂直的角度。

技术领域

各实施方式总体涉及飞行器、组装飞行器的方法以及用于组装飞行器的一套零件。

背景技术

能够垂直起降(VTOL)的飞行器、例如诸如20世纪50年代的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这两者，并且表示实现转换飞行的最直接方式。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而引起的。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。这些飞机在转换期间通常保持水平。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的自主转换的开发有关的另外问题。典型的转换操纵通常跨大范围的空速和攻角。当覆盖大范围的值的变量与其他变量的组合相乘时，该变量的存在可能潜在地导致大规模气动数据库，以便充分覆盖转换包络线。这在开发自主转换时，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W02013/048339中公开了一种已知的四旋翼无人驾驶飞行器。所描述的四旋翼无人驾驶飞行器能够垂直起降(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)之间转换。然而，四旋翼无人驾驶飞行器的操作限制是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比悬停期间的俯仰或侧滚控制相对更弱，因为俯仰或侧滚可能对力矩臂效应有影响，以增强控制力，但偏航控制仅可以使用差动转矩。进一步地，偏航的操纵性可以由作为翼展的结果的偏航的大惯性力矩来限制或减小，翼展通常为飞机的最长维数。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。

PCT国际公报号WO2016/013933中公开了另一种已知四旋翼无人驾驶飞行器。四旋翼无人驾驶飞行器包括在主机翼结构上的可旋转左右翼尖部分，这些翼尖部分可旋转，以便改善水平飞行模式下的侧滚控制和垂直飞行模式下的偏航控制。然而，使左右翼尖部分旋转将需要另外的机构，这些机构增加飞机系统的复杂性、重量以及成本。它还引入另外的故障模式，这危害飞机系统的可靠性。另外的旋转还将增加控制参数的数量，由此增加控制无人驾驶飞行器的复杂性。

US 2005/0178879中公开了另一种已知的VTOL。提出一种单机翼结构，该单机翼结构在各个相对翼尖处具有多对螺旋桨(一个在单机翼结构上方，一个在单机翼结构下方)，该单机翼结构利用分别在单机翼结构上方和下方的螺旋桨以离水平的稍微向上和向下角来实现，以便增大有效俯仰转矩。

发明内容