[发明专利]空中机动交通工具及其操作方法

说明书

一种空中机动交通工具及其操作方法，其中，发动机按要求操作以提供机械驱动力或电能。电池用来自发动机的电能充电。主旋翼使用电池的电能和发动机生成的电力进行操作以执行起飞、着陆和巡航。辅助旋翼设置在交通工具主体的重心处或者与该重心相邻，并且经由离合器机机械连接至发动机。当离合器处于啮合位置时，辅助旋翼通过从发动机接收机械驱动力来执行起飞、着陆或巡航。控制器监测电池和主旋翼的状态，并且控制发动机和离合器的操作。

技术领域

本发明总体上涉及一种空中机动交通工具。

背景技术

已经提出了使用风扇和叶轮作为提升装置的相关技术方法，以用于能够以比直升机更高的速度操作的固定机翼竖直起飞和着陆的(VTOL)飞机、小型私人飞行器(PAV)等。然而，当为这种VTOL飞机或PAV而设计的这种基于风扇的提升装置用于城市空中机动(UAM)交通工具时，可能会出现以下问题：1)飞行效率低，因为在生成升力期间消耗大量的电力；2)在用于运载乘客的空中机动交通工具的情况下，乘客空间可能减小，因为用作主要推进装置的风扇需要占用大量空间以生成推进力；以及3)当风扇用作主要推进装置时，由于风扇的特性，在向前机动期间由于入口气流分离等可能使性能和飞行可靠性显著降低。

因此，用于UAM交通工具的相关技术的这种基于风扇的推进装置应用是有限的，并且在推进装置的应用中，需要考虑乘客空间和电力消耗来确定布局和安装计划。

在UAM交通工具的机动中，旋翼的竖直起飞和着陆机动是事故率高的因素，并且因此必须高度优先考虑以提供高可靠性。辅助推进装置是在竖直起飞或着陆操作期间，为空中机动交通工具在紧急情况下(例如旋翼故障或分布式电力推进系统故障)提供安全的装置。在乘客数量相对较少的UAM交通工具中，在大多数情况下，交通工具主体的重心位于机舱位置。然而，当辅助推进装置安装在机舱的位置时，机舱的可用空间可能减小，并且施加到UAM交通工具腹部的阻力可能增大，这是有问题的。

前述内容仅旨在帮助理解本发明的背景，而不意味着本发明属于本领域技术人员已知的相关领域的范围。

发明内容

因此，本发明考虑到在现有技术中出现的问题而提出。本发明的具体实施方式提供了能够执行竖直起飞和着陆的功能和巡航功能的空中机动交通工具。在实施方式中，空中机动交通工具具有能够可靠地提供辅助推进力的结构，从而在主旋翼的推进力不足或主旋翼中的至少一个故障时提高飞行的安全性，并且具体地，当主旋翼中的至少一个故障使得推进力在横向方向上不平衡时，能够灵活地执行响应操作以平衡交通工具主体。

根据本发明的一个实施方式，空中机动交通工具包括：发动机，按需要操作以提供机械驱动力或电能；电池，被配置为用来自发动机的电能充电；主旋翼，使用电池的电能和发动机生成的电力来进行操作以执行起飞、着陆和巡航；辅助旋翼，设置在交通工具主体的重心处或者与该重心相邻并且经由离合器机械连接至发动机，当离合器处于啮合位置时，该辅助旋翼通过从发动机接收机械驱动力来执行起飞、着陆或巡航；以及控制器，监测电池和主旋翼的状态，并且控制发动机和离合器的操作。

该发动机可以是内燃机。

电池可设置在单独的位置，例如机舱的后面或者与交通工具主体机翼共线，并且主旋翼可以以相等的数量设置在电池的左侧和右侧。

辅助旋翼可设置在机舱的左侧和右侧。

辅助旋翼可被设置以在横向方向上与交通工具主体的重心一致，同时在纵向上位于距交通工具主体的重心为交通工具主体长度的0.002倍以内的距离处。

发动机可位于辅助旋翼与电池之间。发动机可在其前部设置有驱动轴。分割轴的向左侧和右侧延伸的部分可经由驱动轴接收驱动力。辅助旋翼可通过分割轴旋转。

辅助旋翼可在竖直方向上定向，以在向下方向上提供辅助推进力，从而协助提升交通工具主体。