[发明专利]采用被动机翼倾斜的垂直起降飞行器

说明书

本公开涉及自动驾驶电动垂直起降(VTOL)飞行器，其可以在较长距离范围内安全、低噪且成本经济地运行以用于载货和载客应用。一种VTOL飞行器具有至少一个机翼，该机翼可相对于VTOL飞行器机身旋转，以使VTOL飞行器在悬停构造和向前飞行构造之间转换。可以使用空气动力被动地控制机翼的旋转，从而不需要使用致动器来主动控制旋转。

背景技术

垂直起降(Vertical takeoff and landing，VTOL)飞行器具有各种优点优于其他类型的需要跑道的飞行器。然而，VTOL飞行器可能设计复杂，使得设计VTOL飞行器使其成本经济且安全地用于运载乘客和货物是具有挑战性的。例如，直升机是一种常见的用于运载乘客和货物的常规VTOL飞行器。通常，直升机使用大的旋翼来产生升力和向前的推力，需要旋翼以高速运行。旋翼可能设计复杂，并且旋翼的故障可能是灾难性的。此外，大的旋翼在高速运行时产生大量噪声，这可能妨害公众安宁，并且潜在地限制了直升机允许运行的地理区域。直升机的制造和运行也可能是昂贵的，需要大量的燃料、维护工作以及熟练飞行员的工作。

由于常规直升机的缺点和成本的原因，电动VTOL飞行器比如电动直升机和无人机(UAV)已经被考虑用于某些载客和载货应用。使用电力来产生推力和升力可以在一定程度上有助于降低噪声，但是已经证明设计电动VTOL飞行器使其能够适应乘客或货物运载相关的许多应用所要求的重量而不会过分限制飞行器的范围是具有挑战性的。而且，如果VTOL飞行器可以被设计成自动驾驶，不需要人类飞行员的工作，则可以降低运行费用。然而，安全是最重要的问题，并且出于安全原因，许多消费者对自动驾驶飞行器持谨慎态度。

迄今为止，在本领域中存在一个未解决的需求，需要一种自动驾驶、电力驱动的VTOL飞行器，其可以在较长距离范围内安全、低噪且成本经济地运行以用于载货和载客应用。

附图说明

参考以下附图可以更好地理解本公开。附图的元件不一定相对于彼此成比例，重点在于清楚地说明本公开的原理。

图1示出了根据本公开的一些实施方案的自动驾驶VTOL飞行器的透视图。

图2A示出了如图1所示的自动驾驶VTOL飞行器的前视图，其中飞行操纵面被致动以用于控制侧倾和俯仰。

图2B示出了如图2A所示的自动驾驶VTOL飞行器的透视图。

图3是用于说明如图1所示的VTOL飞行器的各部件的框图。

图4是用于说明根据本公开的一些实施方案的如图3所示的飞行控制致动系统的框图。

图5示出了根据本公开的一些实施方案的处于悬停构造的如图1所示的自动驾驶VTOL飞行器的透视图。

图6示出了处于悬停构造的如图5所示的自动驾驶VTOL飞行器的俯视图，其中机翼倾斜使得由安装在机翼上的螺旋桨产生的推力基本垂直。

图7示出了根据本公开的一些实施方案的正在向前飞行构造和悬停构造之间转换的如图1所示的自动驾驶VTOL飞行器的透视图。

图8示出了根据本公开的一些实施方案的如图1所示的自动驾驶VTOL飞行器的机翼的侧视图。

图9示出了图8的机翼在机翼旋转之后的侧视图。

图10示出了根据本公开的一些实施方案的如图1所示的自动驾驶VTOL飞行器的透视图。

图11示出了根据本公开的一些实施方案的如图10所示的自动驾驶VTOL飞行器的透视图。

图12示出了根据本公开的一些实施方案的如图5所示的自动驾驶VTOL飞行器的侧视图。

图13示出了根据本公开的一些实施方案的处于悬停构造的自动驾驶VTOL飞行器的俯视图。

图14示出了定位成用于向前飞行的机翼的侧视图。