[发明专利]一种升浮一体飞行器及控制方法

摘要

本发明涉及一种升浮一体飞行器及控制方法，升浮一体飞行器同时具有空气动力学升力和空气浮力，由外部刚性支撑骨架支撑、采用后掠飞翼式气动布局的机身、可折叠的刚性桁架、可倾转的动力系统、有效载荷和电池系统、飞行控制装置；可倾转的动力系统由发动机梁、发动机杆、发动机和舵机组成。本发明采用后掠飞翼式布局，囊体内填充氦气等浮升气体，同时具有空气动力学升力和空气浮力。

主权项

一种升浮一体飞行器，其特征在于：包括采用后掠飞翼式气动布局的机身、外部刚性支撑骨架、可折叠的刚性桁架、可倾转的动力系统、飞行控制装置、有效载荷和电池系统；可倾转的动力系统包括发动机梁、安装在发动机梁端部的发动机杆、安装在发动机杆两端的发动机、位于发动机梁与发动机杆交界处的舵机，发动机杆在舵机作用下可绕发动机梁端部旋转；可折叠的刚性桁架连接在机身底部，可倾转的动力系统、有效载荷和电池系统均安装在可折叠的刚性桁架上；外部刚性支撑骨架以可拆卸的方式固定在可折叠的刚性桁架上，并通过机身上预制连接点对机身起支撑作用；飞行器整体可折叠展开；飞行器可垂直起降和平飞；飞行器垂直起降时，飞行控制装置控制发动机拉力向上，依靠浮力和发动机拉力克服自身重力，依靠各个发动机拉力不同调节飞行姿态；飞行器平飞时，飞行控制装置控制发动机拉力向前提供飞行动力，靠浮力和动升力克服重力，飞行器平飞时的姿态控制包括俯仰、滚转和偏航控制；俯仰时，飞行控制装置通过控制机身尾部两片舵面联动实现控制；滚转时，有两种控制方式：飞行控制装置通过控制机身尾部舵面差动实现滚转和通过改变两侧发动机在垂直方向的拉力分量实现滚转；这两种方式可单独使用，也可同时使用；偏航时，通过调节各台发动机向前的拉力大小实现；所述采用后掠飞翼式气动布局的机身的主体为柔性氦气气囊，所述柔性氦气气囊的外形由内部拉筋、外部刚性支撑骨架约束构成；内部拉筋为软式结构，布置在柔性氦气气囊内部；外部刚性支撑骨架采用刚性部件，通过柔性氦气气囊表面预留接口与气囊相连，外部刚性支撑骨架端部固定在可折叠的刚性桁架上；柔性氦气气囊内部填充氦气后密封；飞行器采用可折叠设计，外部刚性支撑骨架可从柔性氦气气囊上取出，使柔性氦气气囊可折叠到小空间内，便于储存和运输。