Самопилотируемый летательный аппарат для пассажирских и грузовых перевозок - RU2018143894A
Код документа: RU2018143894A
Формула
1. Самопилотируемый электрический летательный аппарат для осуществления вертикальных взлетов и посадок, содержащий:
фюзеляж, имеющий первую сторону и вторую сторону, противоположную первой стороне;
множество крыльев, соединенных с фюзеляжем в конфигурации с тандемным расположением крыльев, причем указанное множество крыльев включает в себя по меньшей мере первое заднее крыло и первое переднее крыло, расположенные на первой стороне фюзеляжа, а также включает в себя по меньшей мере второе заднее крыло и второе переднее крыло, расположенные на второй стороне фюзеляжа;
первый электроприводной воздушный винт, соединенный с первым передним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом первое переднее крыло;
второй электроприводной воздушный винт, соединенный со вторым передним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом второе переднее крыло;
третий электроприводной воздушный винт, соединенный с первым задним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом первое заднее крыло;
четвертый электроприводной воздушный винт, соединенный со вторым задним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом второе заднее крыло;
пятый электроприводной воздушный винт;
множество полетных датчиков; и
контроллер, выполненный с возможностью приема входных данных от полетных датчиков и управления полетом летательного аппарата на основании указанных входных данных, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления позиционированием каждого из воздушных винтов так, чтобы каждый из воздушных винтов имел возможность поворота из положения для горизонтального полета в положение для вертикального полета, при этом контроллер выполнен с возможностью управления каждым из воздушных винтов так, чтобы каждый воздушный винт обеспечивал тягу во время горизонтального полета и во время вертикального полета.
2. Летательный аппарат по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью управления тангажом, креном и рысканием летательного аппарата путем выборочного регулирования скоростей лопастей множества воздушных винтов.
3. Летательный аппарат по п. 1, дополнительно содержащий множество аккумуляторных батарей, причем каждый из воздушных винтов электрически соединен с указанным множеством батарей.
4. Летательный аппарат по п. 1, в котором фюзеляж содержит раму и съемный пассажирский модуль, соединенный с рамой, причем указанный пассажирский модуль имеет по меньшей мере одно пассажирское сиденье.
5. Летательный аппарат по п. 1, дополнительно содержащий аккумуляторную батарею, электрически соединенную по меньшей мере с одним из воздушных винтов, причем фюзеляж имеет впускное и выпускное отверстия, причем аккумуляторная батарея расположена в отсеке фюзеляжа на пути воздушного потока от впускного отверстия к выпускному отверстию так, чтобы воздух из впускного отверстия протекал через указанный отсек к выпускному отверстию, пассивно охлаждая аккумуляторную батарею во время полета.
6. Летательный аппарат по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью хранения заданных данных, указывающих значения тяги, которые должен обеспечивать каждый из воздушных винтов, для разных рабочих состояний воздушного винта летательного аппарата, причем контроллер выполнен с возможностью определения текущего рабочего состояния воздушного винта летательного аппарата, указывающего, является ли по меньшей мере один из воздушных винтов работающим, причем контроллер выполнен с возможностью анализа заданных данных на основании текущего рабочего состояния воздушного винта и по меньшей мере одного полетного параметра, чтобы определять значение для управления по меньшей мере одним из воздушных винтов, при этом контроллер выполнен с возможностью управления тягой, обеспечиваемой по меньшей мере одним воздушным винтом, на основании указанного значения.
7. Летательный аппарат по п. 6, в котором по меньшей мере один полетный параметр включает в себя значение, указывающее требуемую величину крена, тангажа или рыскания летательного аппарата.
8. Летательный аппарат по п. 1, дополнительно содержащий:
датчик обнаружения и определения дальности с помощью света (лидарный);
датчик обнаружения и определения дальности с помощью радиоволн (радарный); и
камеру,
причем контроллер выполнен с возможностью обнаружения объектов на основании лидарного датчика, радарного датчика и камеры, а также управления полетом летательного аппарата так, чтобы обходить обнаруженные объекты.
9. Летательный аппарат по п. 8, в котором контроллер выполнен с возможностью обнаружения объектов на основании радарного датчика и датчика камеры во время горизонтального полета, при этом контроллер выполнен с возможностью обнаружения объектов на основании лидарного датчика во время вертикального полета.
10. Летательный аппарат по п. 1, в котором каждое из множества крыльев выполнено с возможностью поворота относительно фюзеляжа.
11. Летательный аппарат по п. 10, в котором контроллер выполнен с возможностью поворота каждого из множества крыльев, тем самым поворачивая каждый из воздушных винтов, для перехода летательного аппарата между горизонтальным полетом и вертикальным полетом.
12. Летательный аппарат по п. 1, в котором конец первого заднего крыла образует винглет для обеспечения устойчивости по рысканию, и конец первого второго заднего крыла образует винглет для обеспечения устойчивости по рысканию.
13. Летательный аппарат по п. 12, дополнительно содержащий по меньшей мере одну посадочную стойку, аэродинамически выполненную для обеспечения устойчивости по рысканию.
14. Летательный аппарат по п. 1, в котором пятый электроприводной воздушный винт соединен с первым передним крылом и расположен так, чтобы обдувать воздухом первое переднее крыло, причем летательный аппарат дополнительно содержит:
шестой электроприводной воздушный винт, соединенный со вторым передним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом второе переднее крыло;
седьмой электроприводной воздушный винт, соединенный с первым задним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом первое заднее крыло; и
восьмой электроприводной воздушный винт, соединенный со вторым задним крылом и расположенный так, чтобы обдувать воздухом второе заднее крыло.
15. Летательный аппарат по п. 14, в котором первый электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в том же направлении, что и лопасти четвертого электроприводного воздушного винта, при этом второй электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в том же направлении, что и лопасти третьего электроприводного воздушного винта, причем направление вращения лопастей первого электроприводного воздушного винта и лопастей четвертого электроприводного воздушного винта противоположно направлению вращения лопастей второго электроприводного воздушного винта и лопастей третьего электроприводного воздушного винта.
16. Летательный аппарат по п. 15, в котором пятый электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в том же направлении, что и лопасти восьмого электроприводного воздушного винта, при этом шестой электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в том же направлении, что и лопасти седьмого электроприводного воздушного винта, причем направление вращения лопастей пятого электроприводного воздушного винта и лопастей восьмого электроприводного воздушного винта противоположно направлению вращения лопастей шестого электроприводного воздушного винта и лопастей седьмого электроприводного воздушного винта.
17. Летательный аппарат по п. 14, в котором пятый электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на первом переднем крыле.
18. Летательный аппарат по п. 17, в котором шестой электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на втором переднем крыле.
19. Летательный аппарат по п. 18, в котором седьмой электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на первом заднем крыле, при этом восьмой электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на втором заднем крыле
20. Летательный аппарат по п. 19, в котором пятый электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в первом направлении так, чтобы указанный пятый электроприводной воздушный винт создавал восходящий поток на внутренней стороне этого пятого электроприводного воздушного винта.
21. Летательный аппарат по п. 20, в котором шестой электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения во втором направлении, противоположном первому направлению, так, чтобы указанный шестой электроприводной воздушный винт создавал восходящий поток на внутренней стороне этого шестого электроприводного воздушного винта.
22. Летательный аппарат по п. 21, в котором седьмой электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения во втором направлении, при этом восьмой электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в первом направлении.
23. Летательный аппарат по п. 22, в котором конец первого заднего крыла образует винглет, и конец второго заднего крыла образует винглет.
24. Летательный аппарат по п. 22, в котором первый электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в том же направлении, что и лопасти четвертого электроприводного воздушного винта, при этом второй электроприводной воздушный винт имеет лопасти, выполненные с возможностью вращения в том же направлении, что и лопасти третьего электроприводного воздушного винта, причем направление вращения лопастей первого электроприводного воздушного винта и лопастей четвертого электроприводного воздушного винта противоположно направлению вращения лопастей второго электроприводного воздушного винта и лопастей третьего электроприводного воздушного винта.
25. Способ управления летательным аппаратом вертикального взлета и посадки (ВВП), в котором:
обдувают воздухом первое переднее крыло летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП) с помощью первого электроприводного воздушного винта, соединенного с первым передним крылом, во время горизонтального полета и вертикального полета летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП);
обдувают воздухом второе переднее крыло летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП) с помощью второго электроприводного воздушного винта, соединенного со вторым передним крылом, во время горизонтального полета и вертикального полета летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП);
обдувают воздухом первое заднее крыло летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП) с помощью третьего электроприводного воздушного винта, соединенного с первым задним крылом, во время горизонтального полета и вертикального полета летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП);
обдувают воздухом второе заднее крыло летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП) с помощью четвертого электроприводного воздушного винта, соединенного со вторым задним крылом, во время горизонтального полета и вертикального полета летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП), причем первое заднее крыло и первое переднее крыло соединены с фюзеляжем летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП) и расположены на первой стороне фюзеляжа, при этом второе заднее крыло и второе переднее крыло соединены с фюзеляжем и расположены на второй стороне фюзеляжа, противоположной первой стороне;
обеспечивают тягу для вертикального взлета и посадки (ВВП) с помощью пятого электроприводного воздушного винта во время горизонтального полета и вертикального полета летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП);
измеряют параметры, указывающие положение, высоту и воздушную скорость летательного аппарата вертикального взлета и посадки (ВВП) с помощью множества полетных датчиков; и
управляют летательным аппаратом с помощью контроллера на основании измеренных параметров, при этом управление включает в себя поворот каждого из воздушных винтов из положения для горизонтального полета в положение для вертикального полета.
26. Способ по п. 25, в котором управление включает в себя управление тангажом, креном и рысканием летательного аппарата ВВП путем выборочного регулирования скоростей лопастей множества воздушных винтов.
27. Способ по п. 25, в котором дополнительно подводят электропитание от множества аккумуляторных батарей по меньшей мере к одному из воздушных винтов.
28. Способ по п. 25, в котором фюзеляж содержит раму и съемный пассажирский модуль, соединенный с указанной рамой, причем пассажирский модуль имеет по меньшей мере одно пассажирское сиденье, при этом в способе дополнительно:
снимают с рамы пассажирский модуль; и
присоединяют к раме грузовой модуль.
29. Способ по п. 25, в котором поворот включает в себя поворот каждого из крыльев, поворачивая, тем самым, каждый из воздушных винтов, для перехода летательного аппарата ВВП между горизонтальным полетом и вертикальным полетом.
30. Способ по п. 25, в котором дополнительно:
подводят электропитание от аккумуляторной батареи по меньшей мере к одному из воздушных винтов, причем указанная аккумуляторная батарея расположена внутри отсека фюзеляжа; и
пассивно охлаждают аккумуляторную батарею воздухом, проходящим через отсек от впускного отверстия фюзеляжа до выпускного отверстия фюзеляжа.
31. Способ по п. 30, в котором дополнительно вставляют аккумуляторную батарею в отсек через впускное или выпускное отверстие.
32. Способ по п. 25, в котором первый электроприводной воздушный винт соединен с первым передним крылом, причем указанное обеспечение тяги включает в себя обдувание воздухом первого переднего крыла летательного аппарата ВВП с помощью пятого электроприводного воздушного винта, при этом в способе дополнительно:
обдувают воздухом второе переднее крыло летательного аппарата ВВП с помощью шестого электроприводного воздушного винта, соединенного со вторым передним крылом;
обдувают воздухом первое заднее крыло летательного аппарата ВВП с помощью седьмого электроприводного воздушного винта, соединенного с первым задним крылом;
обдувают воздухом второе заднее крыло летательного аппарата ВВП с помощью восьмого электроприводного воздушного винта, соединенного со вторым задним крылом.
33. Способ по п. 32, в котором дополнительно:
вращают лопасти четвертого электроприводного воздушного винта;
вращают лопасти первого электроприводного воздушного винта в том же направлении, что и лопасти четвертого электроприводного воздушного винта;
вращают лопасти третьего электроприводного воздушного винта; и
вращают лопасти второго электроприводного воздушного винта в том же направлении, что и лопасти третьего электроприводного воздушного винта;
причем направление вращения лопастей первого электроприводного воздушного винта и лопастей четвертого электроприводного воздушного винта противоположно направлению вращения лопастей второго электроприводного воздушного винта и лопастей третьего электроприводного воздушного винта.
34. Способ по п. 33, в котором дополнительно:
вращают лопасти восьмого электроприводного воздушного винта;
вращают лопасти пятого электроприводного воздушного винта в том же направлении, что и лопасти восьмого электроприводного воздушного винта;
вращают лопасти седьмого электроприводного воздушного винта; и
вращают лопасти шестого электроприводного воздушного винта в том же направлении, что и лопасти седьмого электроприводного воздушного винта;
причем направление вращения лопастей пятого электроприводного воздушного винта и лопастей восьмого электроприводного воздушного винта противоположно направлению вращения лопастей шестого электроприводного воздушного винта и лопастей седьмого электроприводного воздушного винта.
35. Способ по п. 32, в котором пятый электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на первом переднем крыле, при этом шестой электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на втором переднем крыле, при этом седьмой электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на первом заднем крыле, и при этом восьмой электроприводной воздушный винт установлен на конце крыла на втором заднем крыле.
36. Способ по п. 35, в котором дополнительно:
вращают лопасти пятого электроприводного воздушного винта в первом направлении так, чтобы пятый электроприводной воздушный винт создавал восходящий поток на своей внутренней стороне; и
вращают лопасти шестого электроприводного воздушного винта во втором направлении, противоположном первому направлению так, чтобы шестой электроприводной воздушный винт создавал восходящий поток на своей внутренней стороне.
37. Способ по п. 36, в котором дополнительно:
вращают лопасти седьмого электроприводного воздушного винта во втором направлении; и
вращают лопасти восьмого электроприводного воздушного винта в первом направлении.
38. Способ по п. 37, в котором дополнительно:
вращают лопасти четвертого электроприводного воздушного винта;
вращают лопасти первого электроприводного воздушного винта в том же направлении, что и лопасти четвертого электроприводного воздушного винта;
вращают лопасти третьего электроприводного воздушного винта; и
вращают лопасти второго электроприводного воздушного винта в том же направлении, что и лопасти третьего электроприводного воздушного винта;
причем направление вращения лопастей первого электроприводного воздушного винта и лопастей четвертого электроприводного воздушного винта противоположно направлению вращения лопастей второго электроприводного воздушного винта и лопастей третьего электроприводного воздушного винта.
