[发明专利]航空器垂直起降的升力装置、飞行器及固定翼航空器

说明书

本发明提供一种航空器垂直起降的升力装置、飞行器及固定翼航空器，包括：设置于支撑部件上方的离心叶轮；设置于支撑部件下方的动力装置，动力装置与离心叶轮通过传动轴连接，动力装置通过传动轴驱动离心叶轮进行旋转，在支撑部件上方形成负压区，在支撑部件上产生向上升力；设置于支撑部件外围的导向罩，导向罩与支撑部件通过连接件连接；被离心叶轮推向支撑部件外围的空气形成气流并水平射向导向罩，通过导向罩改变气流的方向使其向正下方喷射，在导向罩上产生向上的反作用力。本发明可使升力直接作用在航空器机体上，传动轴仅驱动叶片转动，不承受机体和载荷的重量，极大提高直升机和旋翼式无人机及垂直起降固定翼飞行器的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及航空器与无人机领域，具体地，涉及航空器垂直起降的升力装置、飞行器及固定翼航空器。

背景技术

直升机作为一种可垂直起降、悬停和低空慢速飞行的航空器，在国防上的用途和重要性无需多说，在抢险救灾、医疗救护、治安巡防、消防救生以及工程建设中发挥着重要作用。近年来随着电子技术的发展，使用和传统的直升机同样升力原理的小型多旋翼无人机更是得到了飞速发展，从儿童玩具到摄影录像、小物件投送等，渗透到了生产和生活的方方面面。

无论是传统的真正意义上的直升机还是小型旋翼式无人机，其升力和前进的动力都来源于旋翼，靠发动机的动力通过传输装置驱动螺旋桨(旋翼)高速旋转而产生升力，升力作用于叶片上，并通过传动轴作用到机体上。简单说来，飞行状态下直升机的机体是通过传动轴悬挂在旋翼上的，可形象地描述为“命悬一轴”，而旋翼和传动轴同时还在高速转动，旋翼和传动轴不仅要承受巨大的扭矩，同时还要承受机体和载荷的重量，不仅增加了制造和维修保养难度，也对直升机的安全性和可靠性提出了挑战，但目前尚未见到更好的设计。

另一方面，垂直起降也是固定翼航空器的理想的起降方式，经过数十年的研究和实践，世界上虽然开发出了几种不同升力类型的具有垂直起降功能的固定翼飞机，但是，应用最多和最成功的是把固定翼飞机和旋翼式直升机相结合，以直升机的形式起飞，到一定高度后转换成固定翼飞机，而这个转换过程对机械性能和操作人员的经验要求都非常高，而且事故时有发生。

经检索发现申请号为CN201811274291.8的中国专利，公开了一种垂直起降飞机，属于飞行器技术领域，包括机身、机翼、换向升力装置、垂直升力装置、转向螺旋桨、雪橇式起落架。机身内设有主控器，主控器与换向升力装置、垂直升力装置及转向螺旋桨相连接；机翼采用后掠翼式；换向升力装置位于机身前端，在主控器的控制下能够进行多角度转向，为飞机提供垂直方向的升力或前进的拉力，同时还能通过改变拉力的方向来改变飞机的航向；垂直升力装置采用电机带动桨叶转动的形式为飞机提供向上的升力，垂直升力装置通过支撑杆固定在机翼的后缘上。垂直升力装置(4)包括四个带有螺旋桨的电机，四个电机通过支撑杆固定在机翼(2)后缘上，四个电机的桨叶在同一水平面上，靠近机翼(2)翼尖部位的两个电机的转向相反，靠近机身(1)的两个电机的转向相反，在机身(1)同一侧的电机转向相反；四个电机相互抵消了扭矩，使得飞机能够平稳的进行垂直升降；飞机通过主控器控制垂直升力装置(4)的电机转速来改变飞机的俯仰，当增大垂直升力装置(4)的四个电机转速时，机身(1)尾部的升力大于机翼(2)的升力，使得飞机机头朝下，当降低垂直升力装置(4)的电机转速时，机身(1)尾部的升力小于机翼(2)的升力，飞机机头朝上；飞机还能通过主控器控制机身(1)两侧的垂直升力装置(4)的电机的转速差来控制飞机进行侧向滚转；当位于机身(1)左侧的垂直升力装置(4)的两个电机转速大于机身(1)右侧的两个电机时，飞机向右滚转；当位于机身(1)左侧的垂直升力装置(4)的两个电机转速小于机身(1)右侧的两个电机时，飞机向左滚转。但是上述专利的垂直升力装置存在以下不足：上述升力装置仍然是基于螺旋桨工作原理，升力直接作用在螺旋桨叶片上，然后通过传动轴传递到机体上，无论结构还是产生升力的方式都类似于已有的旋翼式直升机。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供航空器垂直起降的升力装置、飞行器及固定翼航空器。

本发明第一个方面为提供一种航空器垂直起降的升力装置，包括：