飞行器、用于飞行器的控制系统以及控制飞行器的方法与流程

本公开大体涉及用于飞行器的控制系统、飞行器以及用于控制飞行器的相关方法。

背景技术：

1、人们一直希望生产一种尽管在跑道距离相对较短或没有跑道的情况下也能够起飞和着陆的飞行器。这可以通过增加飞行器的推力和通过提高飞行器的升力来实现。如果增加飞行器的推力，就会使用更大、动力更强劲的发动机，这会增加飞行器的重量并消耗更大的燃料量。这些类型的飞行器可以具有倾斜机翼和被固定到倾斜机翼的发动机，发动机的尺寸被设计为提供提升和着陆飞行器的总推力。在这种情况下，当使飞行器着陆时，倾斜机翼旋转到入站过渡位置(inbound transition position)，并且发动机被节流或减流，以在该入站过渡期间以较低的推力操作。倾斜机翼的有效攻角/迎角(angle of attack)由速度矢量和螺旋桨滑流矢量(propeller slipstream vector)的组合确定。因此，入站过渡期间较低的推力导致较低的滑流速度被施加到倾斜机翼，并且使倾斜机翼更接近导致机翼失速(stall)发生的攻角。当飞行器处于下降轨迹时，机翼失速会恶化，速度矢量来自倾斜机翼下方。

技术实现思路

1、因此，希望开发一种控制系统、飞行器和相关方法，其利用多个推进器，这些推进器共享使飞行器起飞和着陆的推力需求。

2、本公开涉及一种用于具有机身的飞行器的控制系统。该控制系统包括倾斜机翼，该倾斜机翼被配置为能够相对于机身在巡航位置、过渡位置和悬停位置之间移动。过渡位置是悬停位置和巡航位置之间的多个位置。控制系统还包括多个主螺旋桨，这些主螺旋桨被耦连到倾斜机翼，使得主螺旋桨随着倾斜机翼相对于机身向巡航位置、过渡位置和悬停位置之一的移动而改变取向。所述控制系统还包括多个主推进器，所述多个主推进器被耦连到主螺旋桨中的相应一个主螺旋桨。主推进器被配置为向主螺旋桨提供第一最大推力量。控制系统还包括与倾斜机翼间隔开的多个辅助螺旋桨。此外，控制系统包括多个辅助推进器，这些辅助推进器被耦连到辅助螺旋桨中的相应一个辅助螺旋桨。辅助推进器被配置为向辅助螺旋桨提供可变推力量。控制系统还包括与倾斜机翼、主推进器和辅助推进器通信的控制器。当倾斜机翼从巡航位置移动到过渡位置时，控制器向主推进器发出信号以在第一最大推力量下操作，并且当倾斜机翼处于过渡位置时，控制器向辅助推进器发出信号以在可变推力量下操作，在所述过渡位置中第一最大推力量和可变推力量一起提供使飞行器下降和着陆的总推力。

3、本公开涉及一种包括机身和控制系统的飞行器。控制系统包括由机身支撑的倾斜机翼。倾斜机翼能够相对于机身在巡航位置、过渡位置和悬停位置之间移动。过渡位置是悬停位置和巡航位置之间的多个位置。控制系统还包括多个主螺旋桨，这些主螺旋桨被耦连到倾斜机翼，使得主螺旋桨随着倾斜机翼相对于机身向巡航位置、过渡位置和悬停位置之一的移动而改变取向。控制系统还包括多个主推进器，所述多个主推进器被耦连到主螺旋桨中的相应一个主螺旋桨，并且主推进器被配置为向主螺旋桨提供第一最大推力量。控制系统还包括与倾斜机翼间隔开的多个辅助螺旋桨。此外，控制系统包括多个辅助推进器，这些辅助推进器被耦连到辅助螺旋桨中相应的一个辅助螺旋桨，并且辅助推进器被配置为向辅助螺旋桨提供可变推力量。控制系统包括与倾斜机翼、主推进器和辅助推进器通信的控制器。当倾斜机翼从巡航位置移动到过渡位置时，控制器向主推进器发出信号以在第一最大推力量下操作，并且当倾斜机翼处于过渡位置时，控制器向辅助推进器发出信号以在可变推力量下操作，在所述过渡位置中第一最大推力量和可变推力量一起提供使飞行器下降和着陆的总推力。

4、本公开涉及一种控制飞行器的方法。倾斜机翼能够相对于机身从巡航位置移动到过渡位置。过渡位置是悬停位置和巡航位置之间的多个位置。通过多个主推进器对多个主螺旋桨实现第一最大推力量。主螺旋桨被耦连到倾斜机翼，使得主螺旋桨随着倾斜机翼相对于机身向巡航位置、过渡位置和悬停位置之一的移动而改变取向。通过多个辅助推进器对多个辅助螺旋桨实现可变推力量。辅助螺旋桨与倾斜机翼间隔开。当倾斜机翼从巡航位置移动到过渡位置时，经由控制器向主推进器发出信号，使其以第一最大推力量操作。当倾斜机翼处于过渡位置时，经由控制器向辅助推进器发出信号，以使其以可变推力量操作，在所述过渡位置中，第一最大推力量和可变推力量一起提供使飞行器下降和着陆的总推力。

5、详细描述和附图或图是对本公开的支持和描述，但是本公开的权利要求范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施权利要求的一些最佳模式和其他配置，但是存在用于实践所附权利要求中限定的公开内容的各种替代设计和配置。

技术特征：

1.一种用于具有机身(16)的飞行器(10)的控制系统(12)，所述控制系统(12)包括：

2.根据权利要求1所述的控制系统(12)，其中：

3.根据权利要求2所述的控制系统(12)，其中所述主推进器(46)以所述第一最大推力量操作，并且所述辅助推进器(70)以第二最大推力量操作，所述第二最大推力量与所述第一最大推力量相结合满足在起飞期间当所述倾斜机翼(14)处于所述悬停位置时提升所述飞行器(10)的所述阈值推力量。

4.根据权利要求1所述的控制系统(12)，其中所述辅助螺旋桨(48)相对于所述机身(16)被固定在预定取向，而与所述倾斜机翼(14)的位置无关。

5.根据权利要求4所述的控制系统(12)：

6.根据权利要求1所述的控制系统(12)，其中所述辅助螺旋桨(48)中的至少一个能够相对于所述机身(16)旋转，而与所述倾斜机翼(14)的位置无关。

7.根据权利要求6所述的控制系统(12)：

8.根据权利要求1所述的控制系统(12)，其中：

9.根据权利要求1所述的控制系统(12)，其中：

10.根据权利要求1所述的控制系统(12)，其中：

11.一种飞行器(10)，包括：

12.根据权利要求11所述的飞行器(10)，其中：

13.根据权利要求11所述的飞行器(10)，其中所述辅助螺旋桨(48)中的至少一个能够相对于所述机身(16)旋转，而与所述倾斜机翼(14)的位置无关。

14.根据权利要求13所述的飞行器(10)：

15.根据权利要求11所述的飞行器(10)，其中所述辅助螺旋桨(48)相对于所述机身(16)被固定在预定取向，而与所述倾斜机翼(14)的位置无关。

16.根据权利要求15所述的飞行器(10)：

17.根据权利要求11所述的飞行器(10)，其中：

18.一种控制飞行器(10)的方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

20.根据权利要求18所述的方法：

技术总结本公开涉及飞行器、用于飞行器的控制系统以及控制飞行器的方法。飞行器、控制飞行器的方法以及用于飞行器的控制系统具有机身和能够相对于机身移动的倾斜机翼。多个主推进器被耦连到主螺旋桨，该主螺旋桨被耦连到倾斜机翼，所述多个主推进器被配置为提供第一最大推力量。多个辅助推进器被耦连到与倾斜机翼间隔开的辅助螺旋桨，所述多个辅助推进器被配置为提供可变推力量。当倾斜机翼从巡航位置移动到过渡位置时，控制器向主推进器发出信号以在第一最大推力量下操作；当倾斜机翼处于过渡位置时，控制器向辅助推进器发出信号以在可变推力量下操作，在所述过渡位置中第一最大推力量和可变推力量一起提供使飞行器下降和着陆的总推力。技术研发人员：F·詹尼尼受保护的技术使用者：波音公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17