垂直起飛的飛機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種垂直起飛的飛機，其帶有機翼，其中，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元可擺動地支承地布置在機翼處，其中，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元與機翼的機翼端部間隔開地布置在機翼處，其中，第一驅(qū)動單元相對于飛機的縱軸線的第一距離近似等于第二驅(qū)動單元相對于飛機的縱軸線的第二距離，并且其中，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元可擺動到水平飛行狀態(tài)和豎直飛行狀態(tài)中。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直起飛的飛機尤其作為無人駕駛飛機使用并且使用在軍事領(lǐng)域中。這種飛機通常具有布置在機身的相對而置的側(cè)部上的兩個機翼，其中，兩個驅(qū)動單元在機翼處相應(yīng)可擺動地支承地布置在與相應(yīng)的使用目的匹配的并且與機翼剛性地相連接的支承元件中。還已知這樣的飛機，在其中并未設(shè)計獨立的機身，并且機翼由沿著縱軸線對稱設(shè)計的兩個機翼半部形成，其中，兩個驅(qū)動單元在機翼半部處相應(yīng)可擺動地支承地布置在與相應(yīng)的使用目匹配的并且與機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翼下方的吊艙，在其中在飛行方向上相繼可擺動地支承地布置有驅(qū)動單元。為了起飛和著落或者進行懸浮飛行，將驅(qū)動單元擺動到豎直飛行狀態(tài)中，其中，由驅(qū)動單元提供的驅(qū)動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現(xiàn)豎向的上升、下降和懸浮飛行狀態(tài)。一旦飛機達到巡航高度，驅(qū)動單元就擺動到水平飛行狀態(tài)中。在水平飛行狀態(tài)中，由驅(qū)動單元提供的驅(qū)動力基本上水平地與飛行方向相反地起作用。因為在相應(yīng)帶有布置在吊艙中的兩個驅(qū)動單元的垂直起飛的飛機中，在吊艙中的驅(qū)動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)動單元的流流入布置在后面的驅(qū)動單元。由此垂直起飛的飛機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，在機翼處設(shè)置有用于驅(qū)動單元的獨立的支承元件，其中，一個獨立的支承元件在機翼處剛性地布置在機翼上方，而一個獨立的支承元件布置在機翼下方。以這種方式使得驅(qū)動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，因為驅(qū)動單元布置在不同的高度上，所以驅(qū)動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)動單元提供的升力通常大于由布置得更高的驅(qū)動單元提供的升力。因此，在豎直飛行中必須對布置在不同的高度上的驅(qū)動單元的驅(qū)動功率進行持續(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，對已知的垂直起飛的飛機如此進一步進行改進，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，該目的由此實現(xiàn):在水平飛行狀態(tài)中，第一驅(qū)動單元在機翼處布置在機翼面上部，而第二驅(qū)動單元布置在機翼面下部，在豎直飛行狀態(tài)中，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動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現(xiàn)第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元的協(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)動單元和第二驅(qū)動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)動單元和第二驅(qū)動單元在豎直飛行狀態(tài)中應(yīng)當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)動單元和第二驅(qū)動單元相應(yīng)具有擺動臂，其中，擺動臂可擺動地支承地布置在機翼處。以這種方式可如此預(yù)定驅(qū)動單元的擺動軸線，即，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動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)中布置在機翼面上方和下方。適宜地，擺動臂如此布置在機翼處，即，第一驅(qū)動單元在豎直飛行狀態(tài)中在水平飛行方向上位于機翼前方，而第二驅(qū)動單元位于機翼后方。在此，擺動臂可如此設(shè)計和布置在機翼處，即，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元在水平飛行狀態(tài)中基本上在豎直面內(nèi)布置在機翼下方和上方。但同樣可行的是:第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元在水平飛行狀態(tài)中與豎直面間隔開地布置在機翼處。
[0008]垂直起飛的飛機的飛行狀態(tài)可由此進一步改善，即，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元相對于飛機的縱軸線的機身距離小于第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元相對于伸延穿過機翼端部并且平行于縱軸線的機翼軸線的機翼端部距離。適宜地，驅(qū)動單元布置成盡可能靠近機身。最小的可行的機身距離例如由第一驅(qū)動單元或第二驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子直徑限制。
[0009]適宜地，驅(qū)動單元的總負載經(jīng)由合適的布置在機翼內(nèi)的一個或者多個橫梁傳遞到機身上。通過將驅(qū)動單元在機身附近布置在機翼處，可采用更輕的機翼結(jié)構(gòu)，因為驅(qū)動單元的載荷僅僅必須通過機翼的小的部件傳導(dǎo)至機身。
[0010]由于將驅(qū)動單元布置在機翼前方和后方而可加長機翼并且由此產(chǎn)生附加的機翼伸展。由此減小機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)動單元布置在機身附近使機翼結(jié)構(gòu)總體變得更有剛性，從而在機翼或承載橫梁中產(chǎn)生更小的彎曲振動。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:在機翼處布置有擺動裝置，并且第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元與擺動裝置有效連接。通過共同使用用于第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元的擺動裝置可進一步降低機翼重量并且進一步改善垂直起飛的飛機的飛行狀態(tài)。
[0013]為了可盡可能簡單地調(diào)節(jié)垂直起飛的飛機并由此實現(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)動單元的擺動運動和第二驅(qū)動單元的擺動運動相關(guān)聯(lián)。此外，通過關(guān)聯(lián)擺動運動可放棄用于使驅(qū)動單元獨立旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜的單獨驅(qū)動器并且使用特別成本有利且輕巧的擺動裝置。
[0014]在根據(jù)發(fā)明的垂直起飛的飛機的一種特別有利的設(shè)計方案中設(shè)置成，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元形成驅(qū)動裝置，并且在機翼處彼此間隔開地布置有至少兩個驅(qū)動裝置。為了提高冗余度可由此進行設(shè)置:在機翼處布置兩個或者三個驅(qū)動裝置。但還可根據(jù)需求在機翼處布置多于三個的驅(qū)動裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明由此實現(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)動單元和第二驅(qū)動單元是螺旋槳式驅(qū)動器或者葉輪式驅(qū)動器或者噴氣動力裝置。適宜地，螺旋槳式驅(qū)動器剛性地來實施或者實施成帶有轉(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施例進一步闡述垂直起飛的飛機的其他的優(yōu)點和設(shè)計方案。其中:
[0017]圖1顯示了處于水平飛行狀