垂直起飛的飛機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種垂直起飛的飛機(jī)，其帶有機(jī)翼，其中，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元可擺動(dòng)地支承地布置在機(jī)翼處，其中，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元與機(jī)翼的機(jī)翼端部間隔開地布置在機(jī)翼處，其中，第一驅(qū)動(dòng)單元相對(duì)于飛機(jī)的縱軸線的第一距離近似等于第二驅(qū)動(dòng)單元相對(duì)于飛機(jī)的縱軸線的第二距離，并且其中，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元可擺動(dòng)到水平飛行狀態(tài)和豎直飛行狀態(tài)中。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直起飛的飛機(jī)尤其作為無人駕駛飛機(jī)使用并且使用在軍事領(lǐng)域中。這種飛機(jī)通常具有布置在機(jī)身的相對(duì)而置的側(cè)部上的兩個(gè)機(jī)翼，其中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元在機(jī)翼處相應(yīng)可擺動(dòng)地支承地布置在與相應(yīng)的使用目的匹配的并且與機(jī)翼剛性地相連接的支承元件中。還已知這樣的飛機(jī)，在其中并未設(shè)計(jì)獨(dú)立的機(jī)身，并且機(jī)翼由沿著縱軸線對(duì)稱設(shè)計(jì)的兩個(gè)機(jī)翼半部形成，其中，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元在機(jī)翼半部處相應(yīng)可擺動(dòng)地支承地布置在與相應(yīng)的使用目匹配的并且與機(jī)翼半部剛性地連接的支承元件中。
[0003]支承元件例如可以是布置在機(jī)翼下方的吊艙，在其中在飛行方向上相繼可擺動(dòng)地支承地布置有驅(qū)動(dòng)單元。為了起飛和著落或者進(jìn)行懸浮飛行，將驅(qū)動(dòng)單元擺動(dòng)到豎直飛行狀態(tài)中，其中，由驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)力基本上豎向地朝地面的方向上起作用并且以這種方式實(shí)現(xiàn)豎向的上升、下降和懸浮飛行狀態(tài)。一旦飛機(jī)達(dá)到巡航高度，驅(qū)動(dòng)單元就擺動(dòng)到水平飛行狀態(tài)中。在水平飛行狀態(tài)中，由驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)力基本上水平地與飛行方向相反地起作用。因?yàn)樵谙鄳?yīng)帶有布置在吊艙中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的垂直起飛的飛機(jī)中，在吊艙中的驅(qū)動(dòng)單元在飛行方向上前后布置，所以在飛行方向上布置在前面的驅(qū)動(dòng)單元的流流入布置在后面的驅(qū)動(dòng)單元。由此垂直起飛的飛機(jī)的效率在水平飛行狀態(tài)中在所提供的轉(zhuǎn)子面積方面降低。
[0004]還已知的是，在機(jī)翼處設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)單元的獨(dú)立的支承元件，其中，一個(gè)獨(dú)立的支承元件在機(jī)翼處剛性地布置在機(jī)翼上方，而一個(gè)獨(dú)立的支承元件布置在機(jī)翼下方。以這種方式使得驅(qū)動(dòng)單元的流在水平飛行狀態(tài)中未相互流入，從而改善在水平飛行狀態(tài)中的效率。然而，因?yàn)轵?qū)動(dòng)單元布置在不同的高度上，所以驅(qū)動(dòng)單元在豎直飛行中在地面附近具有不同的地面效應(yīng)(Bodeneffekt)，其中，由布置得更低的驅(qū)動(dòng)單元提供的升力通常大于由布置得更高的驅(qū)動(dòng)單元提供的升力。因此，在豎直飛行中必須對(duì)布置在不同的高度上的驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行持續(xù)的調(diào)整。這導(dǎo)致在豎直飛行中的不平穩(wěn)的飛行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的在于，對(duì)已知的垂直起飛的飛機(jī)如此進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，S卩，在水平飛行中得到盡可能高的效率并且在豎直飛行中實(shí)現(xiàn)盡可能平穩(wěn)的飛行狀態(tài)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該目的由此實(shí)現(xiàn):在水平飛行狀態(tài)中，第一驅(qū)動(dòng)單元在機(jī)翼處布置在機(jī)翼面上部，而第二驅(qū)動(dòng)單元布置在機(jī)翼面下部，在豎直飛行狀態(tài)中，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元布置在近似水平的平面中。以這種方式在豎直飛行階段中在地面附近實(shí)現(xiàn)第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元的協(xié)調(diào)一致的地面效應(yīng)，從而尤其在起飛和著落階段中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的飛行狀態(tài)。在水平飛行狀態(tài)中，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元的流未互相流入，從而由此沒有出現(xiàn)效率損失。第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元在豎直飛行狀態(tài)中應(yīng)當(dāng)盡可能地布置在水平的平面內(nèi)。然而，這種布置方式的例如可能由于制造公差造成的稍微的偏差并未或者僅僅少許地影響飛行狀態(tài)。
[0007]有利地設(shè)置成，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元相應(yīng)具有擺動(dòng)臂，其中，擺動(dòng)臂可擺動(dòng)地支承地布置在機(jī)翼處。以這種方式可如此預(yù)定驅(qū)動(dòng)單元的擺動(dòng)軸線，即，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元在豎直飛行狀態(tài)中基本上布置在水平的平面內(nèi)，而在水平飛行狀態(tài)中布置在機(jī)翼面上方和下方。適宜地，擺動(dòng)臂如此布置在機(jī)翼處，即，第一驅(qū)動(dòng)單元在豎直飛行狀態(tài)中在水平飛行方向上位于機(jī)翼前方，而第二驅(qū)動(dòng)單元位于機(jī)翼后方。在此，擺動(dòng)臂可如此設(shè)計(jì)和布置在機(jī)翼處，即，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元在水平飛行狀態(tài)中基本上在豎直面內(nèi)布置在機(jī)翼下方和上方。但同樣可行的是:第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元在水平飛行狀態(tài)中與豎直面間隔開地布置在機(jī)翼處。
[0008]垂直起飛的飛機(jī)的飛行狀態(tài)可由此進(jìn)一步改善，即，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元相對(duì)于飛機(jī)的縱軸線的機(jī)身距離小于第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元相對(duì)于伸延穿過機(jī)翼端部并且平行于縱軸線的機(jī)翼軸線的機(jī)翼端部距離。適宜地，驅(qū)動(dòng)單元布置成盡可能靠近機(jī)身。最小的可行的機(jī)身距離例如由第一驅(qū)動(dòng)單元或第二驅(qū)動(dòng)單元的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子直徑限制。
[0009]適宜地，驅(qū)動(dòng)單元的總負(fù)載經(jīng)由合適的布置在機(jī)翼內(nèi)的一個(gè)或者多個(gè)橫梁傳遞到機(jī)身上。通過將驅(qū)動(dòng)單元在機(jī)身附近布置在機(jī)翼處，可采用更輕的機(jī)翼結(jié)構(gòu)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)單元的載荷僅僅必須通過機(jī)翼的小的部件傳導(dǎo)至機(jī)身。
[0010]由于將驅(qū)動(dòng)單元布置在機(jī)翼前方和后方而可加長(zhǎng)機(jī)翼并且由此產(chǎn)生附加的機(jī)翼伸展。由此減小機(jī)翼在水平飛行中的誘導(dǎo)阻抗并改善飛行功率。
[0011]此外，通過將驅(qū)動(dòng)單元布置在機(jī)身附近使機(jī)翼結(jié)構(gòu)總體變得更有剛性，從而在機(jī)翼或承載橫梁中產(chǎn)生更小的彎曲振動(dòng)。由此尤其改善在豎直飛行狀態(tài)中的可操控性并得到更平穩(wěn)的飛行狀態(tài)。
[0012]有利地，根據(jù)發(fā)明設(shè)置成:在機(jī)翼處布置有擺動(dòng)裝置，并且第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元與擺動(dòng)裝置有效連接。通過共同使用用于第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元的擺動(dòng)裝置可進(jìn)一步降低機(jī)翼重量并且進(jìn)一步改善垂直起飛的飛機(jī)的飛行狀態(tài)。
[0013]為了可盡可能簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)垂直起飛的飛機(jī)并由此實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的飛行狀態(tài)，根據(jù)本發(fā)明有利地設(shè)置成:第一驅(qū)動(dòng)單元的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和第二驅(qū)動(dòng)單元的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。此外，通過關(guān)聯(lián)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)可放棄用于使驅(qū)動(dòng)單元獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)器并且使用特別成本有利且輕巧的擺動(dòng)裝置。
[0014]在根據(jù)發(fā)明的垂直起飛的飛機(jī)的一種特別有利的設(shè)計(jì)方案中設(shè)置成，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元形成驅(qū)動(dòng)裝置，并且在機(jī)翼處彼此間隔開地布置有至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。為了提高冗余度可由此進(jìn)行設(shè)置:在機(jī)翼處布置兩個(gè)或者三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。但還可根據(jù)需求在機(jī)翼處布置多于三個(gè)的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明由此實(shí)現(xiàn)特別成本有利的結(jié)構(gòu)和特別好的飛行狀態(tài)，即，第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元是螺旋槳式驅(qū)動(dòng)器或者葉輪式驅(qū)動(dòng)器或者噴氣動(dòng)力裝置。適宜地，螺旋槳式驅(qū)動(dòng)器剛性地來實(shí)施或者實(shí)施成帶有轉(zhuǎn)子葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0016]借助在附圖中示出的實(shí)施例進(jìn)一步闡述垂直起飛的飛機(jī)的其他的優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計(jì)方案。其中:
[0017]圖1顯示了處于水平飛行狀