[发明专利]系留式飞行器、包括该系留式飞行器的飞行系统及其控制方法

权利要求书

1.一种系留式飞行器(10)，其包括机身(11)、设于所述机身(11)中的至少一个起降涵道(12)、位于所述起降涵道(12)中的升力旋翼(14)、设于所述机身(11)中的至少一个推力涵道(13)、以及位于所述推力涵道(13)中的推力旋翼(15)，其中，所述机身(11)具有整体流线型的几何设计，以使得所述机身(11)的左侧部分形成左固定翼(18)且所述机身(11)的右侧部分形成右固定翼(19)。

2.根据权利要求1所述的系留式飞行器(10)，其特征在于，

所述飞行器(10)构造成在系留于可移动的系留平台(60)的状态下能借助于所述系留平台(60)的移动速度切割空气流场而被所述空气流场作用以上扬力，从而使所述飞行器(10)被所述系留平台(60)拖曳起飞或拖曳滑行。

3.根据权利要求2所述的系留式飞行器(10)，其特征在于，

所述飞行器(10)包括与至少一个升力旋翼(14)和/或至少一个推力旋翼(15)运行学连接的至少一个发电机，并且，所述飞行器(10)构造成在被所述系留平台拖曳起飞或拖曳滑行的过程中使所述至少一个升力旋翼(14)和/或所述至少一个推力旋翼(15)被空气流场致动而带动所述发电机再生发电。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系留式飞行器(10)，其特征在于，

所述飞行器(10)包括用于驱动升力旋翼(14)和推力旋翼(15)的至少一个电机，所述起降涵道(12)和所述升力旋翼(14)构造成能在电机的驱动下为所述飞行器(10)提供垂直升力，所述推力涵道(13)和所述推力旋翼(15)构造成能在电机的驱动下为所述飞行器(10)提供前进或后退推力，所述电机尤其能够逆向运行以充当发电机。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系留式飞行器(10)，其特征在于，

所述飞行器(10)整体构造成呈燕尾镖形式；和/或

所述起降涵道(12)由贯通所述机身(11)的竖直通道构成，所述竖直通道尤其位于所述飞行器(10)的重心处；和/或

所述推力涵道(13)设于所述机身(11)的尾部处，尤其关于所述机身(11)的中央纵向轴线(L)对称地设于左、右固定翼(18，19)的尾部处；和/或

所述升力旋翼(14)由至少一组共轴反桨旋翼构成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系留式飞行器(10)，其特征在于，

所述飞行器(10)还包括位于左、右固定翼(18，19)的后缘处的带升降舵的水平尾翼(16)，尤其，所述水平尾翼(16)与同侧的起降涵道(12)相比距所述机身(11)的中央纵向轴线(L)更远地布置；和/或

所述飞行器(10)还包括位于左、右固定翼(18，19)的面向彼此的内侧边缘处的带方向舵(171)的垂直尾翼(17)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系留式飞行器(10)，其特征在于，

所述机身(11)承载有摄像装置(20)，所述摄像装置用于从高空拍摄对象的照片或视频；和/或

所述飞行器(10)还包括位于所述机身(11)上的选配空间(30)，所述选配空间(30)适于接收不同的选装设备以实现不同的改装，所述选装设备例如包括用于对系留平台(60)高空照明的照明装置。

8.一种飞行系统(100)，其包括根据前述权利要求中任一项所述的飞行器(10)、可移动的系留平台(60)以及用于将所述飞行器(10)连接至所述系留平台的系索装置(50)。

9.根据权利要求8所述的飞行系统(100)，其特征在于，

所述系索装置(50)借助于自动式锁扣装置与所述飞行器(10)可脱开地连接，尤其在所述飞行器(10)的重心处与所述飞行器(10)可脱开地连接；并且，所述系索装置(50)借助于绞盘(70)与所述系留平台(60)连接，所述系留平台例如是车辆。

10.一种用于控制如权利要求8或9所述的飞行系统(100)的方法，所述方法至少包括以下步骤：

-实时地采集所述可移动的系留平台(60)的当前运动学数据；

-基于所述系留平台(60)的当前运动学数据计算所述飞行器(10)针对所述系留平台(60)的当前运动学状态的优化的运动学状态和/或飞行姿态的改变；

-基于计算出的飞行器(10)的优化的运动学状和/或飞行姿态的改变确定用于操控所述飞行器(10)的控制数据；以及

-基于所述控制数据控制所述飞行器的动力系统和/或姿态调整装置，以使得所述飞行器(10)跟随所述系留平台(60)的当前运动学状态地进行运动学状态和/或飞行姿态的实时调整。