CN115135576A - 带有位于翼尖的螺旋桨的飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器，包括机身，该机身设有第一机翼，带有弯曲翼尖，位于设有弯曲翼尖的第二机翼上方。转子组件位于第一机翼和第二机翼的弯曲翼尖之间，既可为飞行器垂直起飞提供垂直推力，也可自动旋转以产生电能，为机载电源充电。第一机翼可为V形，可旋转的鸭翼上可以设有额外的转子组件，向飞行器提供向前和垂直推力。

Description

带有位于翼尖的螺旋桨的飞行器

技术领域

本申请就2019年12月31日提交的美国临时专利申请62/956,227主张优先权。

本发明涉及飞行器及其使用的螺旋桨，更具体地，涉及位于翼尖的螺旋桨，螺旋桨可操作地接合到电动发电机。该电动发电机配置可为飞行器提供推力以供飞行，亦可在飞行器飞行期间捕获翼尖涡流能量，将翼尖涡流能量转换为电能。

背景技术

近年来，随着无人机出现，许多亚音速传统飞行器以及跑道垂直起飞飞行器都以螺旋桨驱动，以提高效率。这种飞行器上的螺旋桨与一个旋转轮毂接合，该旋转轮毂具有径向突出的桨叶，根据所接合马达的操作产生升力和阻力。螺旋桨将可操作地连接到动力源的马达所产生的旋转动力转换成线性推力，根据当时的操作，推动飞行器向上和向前。

这种产生推力的螺旋桨，在由电源例如电池及/或慢放电电容器可操作地供电时，会逐渐增加气流，降低气压，直到螺旋桨平面为止。到达旋转螺旋桨的平面后，下游气流的气压突然增加，当减小到自由气流值时，气压逐渐减少。

近年来，此类轻型无人机或遥控飞行器以垂直起降的方式运行。然而，配备降落架时，此类飞行器在常规跑道起飞和着陆中都易于操作。

垂直操作中，这种飞行器通常使用可操作地接合到马达的至少一个螺旋桨，优选地为多个。这种螺旋桨在垂直起飞和着陆操作中以产生垂直推力的方向设置。

在垂直移动期间，控制飞行器需要多个转子产生和改变推力，及/或控制转子桨叶的俯仰角。为了从垂直飞行过渡到水平飞行，一些飞行器倾斜产生推力的部件或倾斜整个飞行器，而其他轻型飞行器按每种飞行模式使用独立的电机驱动螺旋桨。

所有这些***都需要控制器，在飞行方向中维持飞行器飞行，并控制各种机翼表面和螺旋桨，以保持飞行器在空中飞行，在飞行过程中垂直及水平移动。

综上所述，在解释本发明带有位于翼尖的螺旋桨的飞行器***之至少一个优选实施例之前，应当理解，所公开的装置和***的应用不限于以下阐述或附图示出的使用细节及组件布置或步骤。本发明公开的飞行器***中各种设备和操作亦可有其他实施例，能以各种方式实践执行，审视本发明资料时，这些对于本领域的技术人员来说，将是显而易见的。

此外，亦应当理解，本发明使用的措辞和术语目的只为描述，不应被视为限制。因此，本领域的技术人员应该理解，本发明的概念可以容易地成为其他飞行器的基础，该等飞行器具有位于翼尖的螺旋桨，与电动发电机可操作地接合。因此，重要的是，在不脱离本发明的精神和范围下，本发明的实施例、目的和权利要求可被视为包括上述等效结构和方法。

发明内容

近年来，轻型螺旋桨飞行器已广泛用于航空观测、测量和摄影等业余爱好和工作。在提供多个地点之间的货物和人员运输方面，特别是采用垂直起降(VTOL)的情况，较新的设计展现出很大发展潜力。

本文中的飞行器和***可在本发明***和方法的各种模式下操作，以提供更快的飞行速度以及更长的飞行和滑行时间。此外，本发明中的飞行器配置和操作***扩展了这种飞行器的航程和飞行能力。

本发明飞行器***的一个优选模式中，通过位于翼尖的螺旋桨扩展飞行范围，每个螺旋桨可操作地接合到一个电动发电机。位于翼尖的螺旋桨是指螺旋桨可操作地接合到电动发电机，并且位于第一顶翼的对应弯曲翼尖和第一顶翼下的第二翼的对应弯曲翼尖之间。位于翼尖与对应电动发电机接合的螺旋桨，在大致水平的平面中旋转。大致水平的平面是指每个位于翼尖的螺旋桨的旋转平面在第一机翼及/或第二机翼平面的20°内。

因此，位于各个弯曲翼尖之间的各个螺旋桨可以在机载电源供电时操作，向飞行器提供升力。未获供电时，可操作地位于两个相应弯曲翼尖之间的螺旋桨会运行，以从第一机翼和第二机翼的翼尖捕获涡流能量。该涡流能量用于旋转各个螺旋桨和可操作地接合的电动发电机，收集风能转换为电能，为机载电源充电。众所周知，这种机载电源可为可操作地连接的多组电池及/或电容器。

除了捕获水平飞行期间每个翼尖产生的涡流能量外，实验发现，位于翼尖的螺旋桨还会捕获机翼和鸭翼的涡流所产生的风力、接合到鸭翼的螺旋桨产生的螺旋桨滑流、以及环境风。这样位于翼尖可提供多种方式产生电力，并将电力储存到机载电源。

此外，螺旋桨接合到相应电动发电机及位于翼尖，在飞行器向前移动下降期间，可操作提供再生减速或自动旋转。飞行器下降期间产生气流，使每个位于翼尖的螺旋桨自动旋转，便会发生上述情况。该螺旋桨旋转使接合的电动发电机旋转，产生电流，该电流可传送至机载电源，为机载电源充电。

除了上述和优选的位于翼尖和水平面向并且与相应的电动发电机可操作地接合的螺旋桨以外，在本发明飞行器的一个特别优选模式中，飞行器可以包括由电动发电机驱动的螺旋桨，接合在可旋转的前置鸭翼上。虽然这种电动发电机驱动的螺旋桨可以简单地与机翼接合，但将它们设在与机身接合的鸭翼上并位于第一或头顶机翼和第二机翼前方，可使翼尖处水平旋转的螺旋桨直径更大，亦可通过使用致动器旋转鸭翼，控制推动方向。

如此定位，两个鸭翼可旋转地接合机身，从而旋转每个螺旋桨的平面，该螺旋桨可操作地连接到电动发电机，每个电动发电机附接到每个鸭翼。对于垂直起降，每个与鸭翼接合的螺旋桨的平面可以通过旋转相应的鸭翼来旋转，以在垂直平面与基本水平的定位平面之间移动螺旋桨的平面。螺旋桨位处的基本水平平面是指与可旋转的鸭翼接合的螺旋桨的平面，与第一机翼及/或第二机翼的平面平行。与鸭翼接合的螺旋桨的垂直定位平面是指每个上述螺旋桨的旋转平面呈法线方向或基本垂直于第一机翼及/或第二机翼的平面。因此，每个鸭翼旋转会使其上的电动发电机旋转，进而使接合对应电动发电机的对应螺旋桨的旋转平面旋转。

对于水平或向前飞行，鸭翼可以旋转，使每个接合鸭翼的螺旋桨的平面從水平平面移动至垂直旋转平面。每个鸭翼旋转，使接合到其上的电动发电机旋转，进而使接合到电动发电机的螺旋桨的平面旋转。

在本发明的飞行器模式中设有电动发电机，每個接合到鸭翼的电动发电机可操作地接合对应的螺旋桨，鸭翼可以被控制器旋转。在旋转过程中，每个螺旋桨可以根据飞行中特定时刻的需要，一同在水平平面和垂直旋转平面之间旋转。因此，可以控制每个螺旋桨平面的旋转，以在起飞、向前推进或着陆期间，提供飞行器所需的升力及/或向前推进力。在控制器上运行或与控制器操作沟通的软件，可以操作致动器或马达，以旋转每个鸭翼，在飞行器飞行的任何时期，提供所需的升力及/或向前推力。由于位于翼尖的螺旋桨在无动力时会自动旋转，因此它们会不断提供升力，从而对飞行器失速产生很大阻力。

由此可见，对于垂直起降，接合螺旋桨的鸭翼的旋转平面可为基本水平的，例如接合翼尖的螺旋桨的旋转平面。这样的方向允许来自四个螺旋桨的推力在起飞期间提升飞行器，并且允许四个螺旋桨自动旋转以在着陆期间减慢下降速度。

一旦升高，接合鸭翼的螺旋桨的旋转平面可以通过与每个鸭翼接合的致动器的受控旋转而旋转，从而将接合鸭翼的螺旋桨定位到旋转平面，为飞行器提供向前推力，从而在飞行过程中由第一机翼和第二机翼产生升力。在垂直起降(VTOL)期间，两个接合鸭翼的螺旋桨旋转回到水平旋转平面，与其接合的电动发电机将由机载电源供电，以在下降及/或垂直起飞的过程中旋转所接合的螺旋桨。在VTOL期间，与两个位于翼尖的螺旋桨接合的电动发电机也由机载电源供电。

此外，在飞行器水平飞行期间，与位于翼尖的螺旋桨接合的两个电动发电机没有接受供电，在这段飞行期间会自动旋转。当进行本发明所述的弦波再生飞行路径时，接合鸭翼的电动发电机将接受供电，以通过所连接的螺旋桨产生推力，直到飞行路径的最高点。在最高点，接合鸭翼的电动发电机被切断电力而下降，这使接合鸭翼的电动发电机上的螺旋桨因为加速飞行器向下的重力所产生的相对风而自动旋转。这使接合的电动发电机旋转，该电动发电机可用于产生电力，供给机载电源。下降到达底部时，机载电源的电力可以重新连接到接合在两个鸭翼上的电动发电机，以旋转与电动发电机接合的螺旋桨，提供向前的推力，使飞行器能够爬升回最高点。

本发明飞行器装置另一种模式的特征在于设有V形或V字构造的第一机翼或顶翼。在这种V形构造中，第一机翼或顶翼的中心部分接合到垂直稳定器或从飞行器机身后端延伸的尾翼。从上方观察时，该第一机翼或顶翼将从中央部分呈V形朝着接合有鸭翼的机身前端延伸到对应的弯曲翼尖。V形机翼的弯曲翼尖与位于翼尖的电动发电机和螺旋桨的一侧连接，例如连接位于翼尖的螺旋桨围绕其旋转的轴承，或连接电动发电机的外壳，或以任何方式固定电动发电机的位置，并容许接合的螺旋桨旋转。亦可以根据各个翼尖的曲线、制造材料以及本领域技术人员可能遇到的其他因素而变化。

实验发现，在向前飞行期间，这种V形第一机翼或顶翼提供了比线性机翼大的额外升力，因为它比大致垂直或仅以小角度从机身突出的机翼更长。另外亦发现，V形第一机翼使飞行器在飞行过程中更容易转向。进一步的测试证明，这种转向所需的力减轻，是因为向前飞行期间，V形第一机翼将更多空气引导到尾部或垂直稳定器，因此移动襟翼来操纵飞行器所需电力更少，与提供相对于机身轴线垂直突出的直翼相比，节省功率并延长了飞行时间。

因此，在本发明飞行器的一种模式中，与水平平面旋转的螺旋桨接合的电动发电机定位在弯曲翼尖的交汇处，以在飞行期间捕获涡流能量，对机载电源再充电，并且在飞行器下降过程中产生电力，为机载电源充电，这样带来了很大的益处。本发明飞行器的第二种模式中，增加了与鸭翼接合并带有螺旋桨的电动发电机，该螺旋桨可以通过鸭翼的受控旋转而改变旋转平面，在垂直下降期间额外发电，提供推力垂直起飞。在本发明的另一优选模式中，将V形第一机翼或顶翼添加到整体配置中，增加向前飞行期间的整体升力，减少了飞行器转向所需的动力，从而延长可用电力，航行时间更长。

关于以上描述，在详细解释本发明，即与电动发电机接合并于翼尖设有的螺旋桨的飞行器，其至少一个优选实施例之前，应理解本发明不限于以下描述或附图中所示的应用结构细节和组件布置。本发明可有其他实施例，并且本领域技术人员能够以各种方式实践和执行。此外，应当理解，这里使用的措辞和术语目的为描述，不应被视为限制。

因此，本领域技术人员应理解，本发明所用概念可以用作设计其他具有位于翼尖的螺旋桨驱动的飞行器结构、以至于其他接合鸭翼的螺旋桨、以及其他方法和***，来实现本发明的目的。因此，重要的是，在不脱离本发明本发明精神和保护范围的前提下，权利要求被视为包括上述等效结构和方法。

在权利要求描述各种发明特征和实施例时，“包括”意指包括但不限于“包括”一词之后的任何内容。因此，使用术语“包括”表示列出的元素是必需的或强制性的，但其他元素是可选的并且可能存在也可能不存在。“由……组成”是指包括并只限于短语“由……组成”之后的任何内容。因此，短语“由……组成”表示列出的要素是必需的或强制性的，并且可能不存在其他要素。“基本上由……组成”是指包括在该短语之后列出的任何要素，并且仅包括不干扰或促成本发明中针对所列要素所指定的活动或行动的其它要素。因此，短语“基本上由……组成”表示所列要素是必需的或强制性的，但其他要素是可选的，可能存在也可能不存在，取决于其他要素是否影响所列要素的活动或行动。

最后，如果没有针对特定部件或配置的尺寸或定位另有定义，术语“基本上”是指加减百分之十。

本发明的一个目的，是通过可操作地接合位于翼尖的电动发电机与接合电动发电机的螺旋桨，在飞行器飞行期间捕获风涡能、来自驱动转子的螺旋桨滑流能量、及环境风，以产生电力。

本发明的另一个目的，是在飞行器下降期间，通过与螺旋桨可操作地接合并位于翼尖的电动发电机以风力旋转，捕获风能，螺旋桨在下降期间会自动旋转并发电。

本发明的另一个目的是提供与机身接合的可旋转鸭翼，该等鸭翼可控制，以旋转电动发电机，而电动发电机与螺旋桨可操作地连接，从而旋转螺旋桨的旋转平面，进行垂直和水平飞行。

本发明的另一个目的是提供一种双翼飞行器，具有基本为V形的第一机翼或顶翼，以在飞行期间为水平稳定器或尾翼增加气流。

本飞行器的其他目的、特征和优点，以及其相对于现有技术的优点，以下将会加以描述，并通过本发明中所描述的改进以及下文描述的改进来实现完全公开，但不应被视为限制。

附图说明

附图并入本发明说明书并形成说明书一部分，说明了本发明飞行器各种模式的实施例及/或特征的示例，但不是唯一或排他的，这些示例可以单独使用或结合使用。本发明公开的实施例和附图应视为说明性质而非限制。

在图纸中：

图1示出了本文中的飞行器***的前透视图，示出了与螺旋桨接合的电动发电机的优选配置，所述电动发电机位于第一机翼/顶翼的弯曲翼尖与第一机翼下方的第二翼的弯曲翼尖之间，图1亦示出了第一机翼/顶翼的V形配置。

图2是本文的飞行器的俯视平面图，显示了V形第一机翼/顶翼，并显示了位于翼尖与电动发电机接合的螺旋桨的水平旋转平面，并描绘了鸭翼旋转到一个位置，在该处，与鸭翼接合的电动发电机设有螺旋桨，螺旋桨在基本垂直的旋转平面内与电动发电机接合。

图3描绘了图1及图2的飞行器***，显示了鸭翼从图1的水平定位向垂直定位旋转，由此与鸭翼连接的螺旋桨可以定位在垂直旋转平面、水平平面、或其间的各种旋转平面之间旋转。

图4以类似于图1至图3的方式描绘了本文的飞行器***，但示出了第一机翼/顶翼基本上与机身轴线成垂直角度延伸。

图5显示了第二转子的特别优选位置，当中螺旋桨接合到电动发电机，使螺旋桨可操作地连接到第一机翼/顶翼及位于下方的第二翼的弯曲翼尖之间，例如连接到轴承及/或连接到电动发电机的外壳。

图6描绘了本发明飞行器***在垂直起飞和着陆期间的典型操作模式。

图7示出了本发明飞行器***的操作模式，可以在向前飞行及/或滑翔期间捕获涡流能量，旋转位于翼尖的螺旋桨，在飞行期间发电。

结合附图和以下详细描述，本发明飞行器***的其他方面将更容易理解，附图和详细描述两者均不应被视为限制。

具体实施方式

在本说明书中，上、往上、下、往下、前、后、顶、上方、底、下方、左、右、第一、第二、及其他此类术语的方向介词，是指设备在附图中的面向，并且旨在便利，不会限制或暗示飞行器设备必须以任何特定方向使用或摆放。

现在参考图1至图7中的附图，其中相似的部件由相似的附图标记表示，在图1中可见为飞行器***10的前透视图，示出优选配置，包括转子组件中的第一电动发电机12和第二电动发电机13，可操作地连接到螺旋桨14上，螺旋桨14上具有多个桨叶16。

在飞行器***10一个优选的模式中，第一转子组件11设有第一电动发电机12，可操作地接合到具有多个桨叶16的螺旋桨14；第二转子组件15具有第二电动发电机13，可操作地接合到具有多个桨叶16的螺旋桨14；两个转子组件都分别可操作地定位于以下位置：第一机翼或顶翼20的第一弯曲翼尖18、与位于第一机翼20下方的第二机翼24的第二弯曲翼尖22之间。如图所示，具有第一电动发电机12的第一转子组件11位于机身26的右舷侧，具有第二电动发电机13的第二转子组件15位于机身26的左舷侧。

如图所示，第一转子组件11和第二转子组件15都分别位于一个接合位，接合位位于第一弯曲翼尖18的远端及第二弯曲翼尖22的远端之间，第一弯曲翼尖18位于第一机翼20两端，第二弯曲翼尖22位于第二机翼24的两端。第一弯曲翼尖18和第二弯曲翼尖22连接到第一转子组件11和第二转子组件15，可以是连接对应第一电动发电机12或第二电动发电机13的外壳，或是一个或两个弯曲翼尖18和22连接围绕第一电动发电机12和第二电动发电机13的外壳，或者可以在两者之间使用紧固件或连接器，或者可以是第一弯曲翼尖18连接让螺旋桨14旋转的轴承或在轴承周围安装，并且第二弯曲翼尖22连接到第一电动发电机12或第二电动发电机13的外部。因此，连接各自具有与螺旋桨接合的电动发电机的第一转子组件11和第二转子组件15于第一弯曲翼尖18和第二弯曲翼尖22之间，意味着相应的第一转子组件11和第二转子组件15固定了位置，容许螺旋桨14与电动发电机操作接合，有足够的空间在旋转水平平面中旋转，旋转水平平面延伸到第一机翼20和第二机翼24之间的空间31中。

当第一电动发电机12和第二电动发电机13处于供电模式并从机载电源34获得电力时，与第一转子组件11和第二转子组件15可操作地接合的螺旋桨14使接合在其上的多个桨叶16在大致水平的平面内旋转。如上所述，该水平面延伸到空间31中，空间31位于两个转子组件一侧上的两个机翼之间。

飞行器向前飞行期间，第一机翼20和第二机翼24与弯曲翼尖接合的端部产生涡流，向多个桨叶16和螺旋桨14施加旋转力。该旋转力转动第一转子组件11的第一电动发电机12以及第二转子组件15的第二电动发电机13，产生折衷的能量，该能量被传送到机载电源34，以辅助充电。

在飞行器降落着陆过程中，与螺旋桨14的多个桨叶16撞击的气流施加使第一电动发电机12和第二电动发电机13旋转的力，从而使两者自动旋转，减慢下降速度，同时产生电力，可传送到机载电源34；电源34可以是电池及/或电容器或本领域中广为人知的其他电力储存器，可为单一个或组合，并且可操作地有线连接第一电动发电机12、第二电动发电机13、具有第三电动发电机46的第三转子组件45、以及具有第四电动发电机48的第四转子组件47，以发送和接收电力。

虽然本发明描述的飞行器设有第三转子组件45和第四转子组件47，与机身26前部的右舷鸭翼38和左舷鸭翼40接合，向飞行器提供向前推力，进行水平飞行，但飞行器也可以在没有右舷鸭翼38和左舷鸭翼40的情况下，由两个机翼的构造提供作用，两个机翼的构造具有第一转子组件11和第二转子组件15，第一转子组件11和第二转子组件15安装在两个机翼之间的弯曲翼尖处。因此，第三转子组件45可操作地连接到飞行器，在本发明飞行器***10的一个模式中提供水平飞行的前推力，该该模式中，第一转子组件11和第二转子组件15上的螺旋桨14也可以旋转，使得飞行器仍然从中获得电力和升力。这样，可以不需使用右舷鸭翼38和左舷鸭翼40，第一转子组件11和第二转子组件15的螺旋桨14自动水平旋转时仍然提供显著的电力和升力。

如图1至图3所示，飞行器机身26的后部设有尾部或水平稳定器28，第一机翼20的中心部分30可操作地连接在该尾部或水平稳定器28上。示出之第一机翼20和第二机翼24具有诸如襟翼32的控制表面，也可以包括本领域技术内的其他常规控制表面。

本发明的飞行器***10可以在以下描述的任何飞行器中运作良好:所述飞行器包括第一机翼20和第二机翼24，该第一机翼20具有第一弯曲翼尖18，第二机翼24具有第二弯曲翼尖22，其中第一转子组件11和第二转子组件15接合在第一机翼20相对端部的第一弯曲翼尖18的对应远端，以及第二机翼24的相对端部的第二弯曲翼尖22之间，第一弯曲翼尖18向第二机翼24弯曲,第二弯曲翼尖22朝第一机翼20向上弯曲。图1至图3示出这种构造，并在图4放大比例。

当然，本领域技术人员亦可构想出其他配置，其中第一机翼20的第一弯曲翼尖18和第二机翼24的第二弯曲翼尖22朝彼此弯曲，分别与第一转子组件11及第二转子组件15接合。在这种接合中，第一转子组件11和第二转子组件15各自都具有水平平面旋转的螺旋桨14，该等螺旋桨14延伸到第一机翼20和第二机翼24之间的空间31中，此配置亦可带来本文所述的益处，并且包括在本发明权利要求内。

如图1-3所示，特别优选的是第一机翼20的构造，基本上为V形。

通过使水平气流在第二机翼24上方表面和第一机翼20下方流过，如上所述的V形的第一机翼20将气流导向至水平稳定器28，增强飞行器的转向，从而提供额外的优点。实验显示，增加气流接触可更容易操纵飞行器，并使其在水平面36中保持得更稳定，水平面36基本上与第二机翼24的平面对齐或基本上与第二机翼24的平面延伸平行。因此，除了位于翼尖的第一电动发电机12和第二电动发电机13外,设有该V形的第一机翼20进一步提高了飞行器的性能。

图1还显示了一个右舷鸭翼38和一个左舷鸭翼40，两者都配置为可旋转360°，并为VTOL(垂直起降)和向前的推力提供额外效用。控制器42与鸭翼致动器44或电机可操作地通信，使右舷鸭翼38和左舷鸭翼40如图3所示同时旋转。这种控制器42是通用的，可以包括陀螺仪、加速计、磁力计和其他组件，通过调整右舷鸭翼38和左舷鸭翼40的位置、所有螺旋桨的螺旋桨速度、以及在飞行前和飞行期间调整控制表面(例如襟翼32)，允许控制器42计算和调整飞行器的位置。控制器42可为机载，或与飞行器上的控制致动器等操作通信。

当包括右舷鸭翼38和左舷鸭翼40时，受控的旋转允许两者在图1和图2所示基本水平定位旋转至图3所示基本垂直定位。右舷鸭翼38的位置变化，同时改变第三转子组件45及与其接合的第三电动机或第三电动发电机38的面向。左舷鸭翼40的旋转同时改变了第四转子组件47的位置，也改变第四电动机或第四电动发电机48和接合在其上的螺旋桨14的面向。

第三电动发电机46和第四电动发电机48都具有接合到其上的螺旋桨14，螺旋桨14上具有多个桨叶16。如图1至图2所示，右舷鸭翼38和左舷鸭翼40被鸭翼致动器44旋转到与水平面36基本对齐，或与水平面36的基本水平位置基本平行，使飞行器向前飞行。这种配置可用于跑道起飞和向前飞行期间。当然,鸭翼与致动器44接合，可以在任何时候旋转，在任何平面上运行。

如图3所示，右舷鸭翼38和左舷鸭翼40均已旋转至基本垂直的位置，其中第三转子组件45、第四转子组件47以及其上的多个螺旋桨14和多个桨叶16在基本水平的平面中旋转，与第一转子组件11和第二转子组件15上的多个螺旋桨14一样,都在基本水平的平面中旋转。这种配置可以用于飞行器垂直起降，从而驱动第一电动发电机12上、第二电动发电机13上、第三电动发电机46上和第四电动发电机48上所有的螺旋桨14旋转，以提供VTOL升力。

飞行器垂直着陆过程中，多个螺旋桨14自动旋转，使第一电动发电机12、第二电动发电机13、第三电动发电机46和第四电动发电机48中一个或多个旋转，产生电力，电力可传送到机载电源34作充电之用。当然,在飞行期间，在控制器42的指令下，鸭翼致动器44旋转右舷鸭翼38和左舷鸭翼40，根据需要操纵飞行器，及/或改变其方向及/或高度。

如所指出的，图4中示出了飞行器装置10的替代配置，其中第一机翼20和第二机翼24更大程度上处于双平面配置，而不是图1至图3中所示第一机翼20的V形配置。另外，任何本领域技术人员能构想得到，具有位于第二机翼24上方的第一机翼20，使得第一转子组件11和第二转子组件15可以定位在两个机翼的两端的第一弯曲翼尖18和第二弯曲翼尖22之间的配置,也包括在本发明的范围内。

图5为放大视图，示出位于翼尖的第二转子组件15，该第二转子组件15上具有第二电动发电机13，第二电动发电机13上具有桨叶螺旋桨。如图所示，第一机翼20，具有第一弯曲翼尖18，该第一弯曲翼尖18向下朝第二机翼24弯曲，还示出第二机翼24，具有第二弯曲翼尖22，该第二弯曲翼尖22向上朝上面的第一机翼20弯曲。第二转子组件15与第一翼尖18及第二翼尖22可操作地接合，如图所示，第二转子组件15设有第二电动发电机13与螺旋桨14接合。设有第一电动发电机12的第一转子组件11，以相同方式接合到两个机翼的相对端上的第一弯曲翼尖18和第二弯曲翼尖22之间。

弯曲翼尖与第一转子组件11和第二转子组件15的接合，可为接合到第一电动发电机12或第二电动发电机13的外壳，或者接合到固定第一电动发电机12或第二电动发电机13的轴承或其他安装，从而将螺旋桨14和延伸的多个桨叶16保持在固定的水平面。这使螺旋桨14接受机载电源34的供电时为垂直升力提供垂直推力，并在下降期间自动旋转，以缓慢下降并同时发电。此外，向前飞行期间，这种定位允许接合的螺旋桨14捕获翼尖处产生的涡流力，以产生再充电机载电源34所需的电力。

图6示出过程100的示例性流程图，详细说明右舷鸭翼38和鸭翼致动器44的操作步骤，用于VTOL操作、转子及电容器，对应飞行器100(图1至图5)的飞行曲线(图7的曲线200)。

该过程由步骤102开始。在步骤104，确认鸭翼面向朝上。在步骤106，所有电动发电机接受供电以产生升力。在步骤108，飞行器爬升到期望或有利的高度。在步骤110，鸭翼角度减小。

在步骤112，飞行器开始下降。电动发电机在步骤114断开供电。位于翼尖的电动发电机在步骤116开始自动旋转，使机载电源34充电。在步骤118，飞行器下降到期望或有利的高度。一旦达到这个高度，进入步骤120，右舷鸭翼38和左舷鸭翼40的迎角增加，以产生飞行器的动量，使飞行器爬升。在步骤122，例如控制器42检测到飞行器速度降低，电源34在步骤124开始放电。转子在步骤126接受供电运作，然后飞行器又爬升到步骤108的最大高度后。

图7示出了本发明飞行器***10的操作模式示例，其中涡流和自动旋转能量被捕获，用以旋转位于翼尖的螺旋桨，在飞行期间产生电力，为电源34充电。

曲线200示出了飞行器100(如图1至图5所示)上升或下降高度时的各个发电阶段。

阶段201代表初始支出阶段，对应飞行器10从地面起飞的阶段。该阶段期间，飞行器的高度上升，消耗来自电源34的电力。

步骤202代表曲线200上的段/点，对应飞行器10的垂直起降(VTOL)。

步骤204代表曲线200上对应飞行器10初始爬升高度的一段。

阶段205代表本发明所述飞行器的滑行再生阶段。该阶段期间，飞行器高度下降,同时迎角相对于外部侧风(右舷侧第一电动发电机12和左舷第二电动发电机13(图1))改变，第一电动发电机12及第二电动发电机13自动旋转，，增加来自第二机翼24和第一机翼20的升力，同时旋转产生电力，使能源再生。另外，第三电动发电机46和第四电动发电机48可以断开供电，捕获和储存相应的风产生的电力。

步骤206代表曲线200上对应开始无动力滑翔的一段。

步骤208代表曲线200中的反曲点，代表图1至图3中飞行器10开始恢复上升至原来高度。

阶段209代表电源34的放电阶段，其中来自电源34的能量，例如来自可以机载充电的电池及/或电容器，有利地为飞行器上的机载操作供电。曲线200上对应电源放电段的那一段，呈现出有利的斜率或角度，使升阻比、机翼性能、额外的横向风力发电等最大化。高度增减、以及产生或使用由机载电动发电机产生的电力，在本发明中提到的每个部分中都有说明。

阶段211显示飞行器滑翔期间的能量再生，可在无动力滑翔212期间启用，其中部分或所有电动发电机接受供电，如上所述地旋转并产生的电力。

本发明公开的飞行器***包括位于飞行器两个机翼的弯曲翼尖之间与相应螺旋桨接合的电动发电机，但亦具有其他应用，本领域技术人员可以辨别。本发明的特征说明并不限制本发明的权利要求，本领域技术人员阅读本发明后所开发的其他应用均视为包含在本发明中。

另外要注意的是，尽管此装置以最简单的形式和可能的配置示出，但制造本文中的本发明时，所公开的机翼***各个部件和方面可以具有不同的形状或略微修改。因此，本领域技术人员须理解，本发明的描述仅为在本发明总体范围和意图内描绘示例，即与电动发电机接合的弯曲机翼***的优选模式，不应被视为以任何方式进行限制。

此外，虽然本发明已经参考特定的实施例显示和描述了所有基本特性和特征，但在前述公开以及随后的权利要求中，可以进行修改、各种变化和替换，并在不背离本发明所阐述的范围下，可以在某些情况下使用本发明的一些特征而不相应地使用其他特征。此外还应理解，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行各种替换、修改和变化。因此，所有这样的修改、变化和替换都包括在由以下所附权利要求的范围内。

Claims (8)

1.权利要求如下：

一种飞行器，包括：

机身，具有前端和后端，机身具有右舷侧和与右舷侧相对的左舷侧；

第一机翼，位于第二机翼上方；

所述第一机翼具有第一弯曲翼尖，其位于机身的右舷侧，并且具有第二弯曲翼尖，位于机身的左舷侧；

所述第二机翼具有第一弯曲翼尖，其位于机身的右舷侧，并且具有第二弯曲翼尖，位于机身的左舷侧；

第一转子组件，位于第一机翼第一弯曲翼尖的远端和第二机翼第一弯曲翼尖的远端之间；

第二转子组件，位于第一机翼第二弯曲翼尖的远端和第二机翼第二弯曲翼尖的远端之间；

所述第一转子组件具有与第一电动发电机接合的第一螺旋桨，该螺旋桨在水平面内旋转，水平面延伸到第一机翼和第二机翼之间的间隙中；

所述第二转子组件具有与第二电动发电机接合的第二螺旋桨，该螺旋桨在所述水平面中旋转。

2.根据权利要求1所述的飞行器，还包括：

所述第一机翼为V形；

水平稳定器,其第一端接合到所述机身,并延伸到一远端；及

所述第一机翼具有中心部分，与所述水平稳定器的远端接合。

3.如权利要求1所述的飞行器，还包括：

右舷鸭翼，其第一端与机身右舷侧接合,并延伸到一远端；

左舷鸭翼，其第一端与机身左舷侧接合,并延伸到一远端；

第三转子组件，位于右舷鸭翼上，所述第三转子组件具有与螺旋桨接合的第三电动发电机；

第四转子组件，位于左舷鸭翼上，所述第四转子组件具有与螺旋桨接合的第四电动发电机。

4.如权利要求2所述的飞行器，还包括：

右舷鸭翼，其第一端与机身右舷侧接合,并延伸到一远端；

左舷鸭翼，其第一端与机身左舷侧接合,并延伸到一远端；

第三转子组件，位于右舷鸭翼上，所述第三转子组件具有与螺旋桨接合的第三电动发电机；

第四转子组件，位于左舷鸭翼上，所述第四转子组件具有与螺旋桨接合的第四电动发电机。

5.根据权利要求3所述的飞行器，还包括：

右舷鸭翼的第一端和左舷鸭翼的第一端均与致动器接合；

致动器可旋转；

通过致动器的旋转，右舷鸭翼和左舷鸭翼可在水平定位和垂直定位之间旋转；

所述水平定位将第三转子组件的螺旋桨和第四转子组件的螺旋桨定位到垂直位置，使螺旋桨在飞行器水平飞行期间产生向前推力；

所述垂直定位将第三转子组件的螺旋桨和第四转子组件的螺旋桨定位到水平位置，使螺旋桨在飞行器垂直飞行期间产生垂直推力。

6.根据权利要求4所述的飞行器，还包括：

右舷鸭翼的第一端和左舷鸭翼的第一端均与致动器接合；

致动器可旋转；

通过致动器的旋转，右舷鸭翼和左舷鸭翼可在水平定位和垂直定位之间旋转；

所述水平定位将第三转子组件的螺旋桨和第四转子组件的螺旋桨定位到垂直位置，使螺旋桨在飞行器水平飞行期间产生向前推力；

所述垂直定位将第三转子组件的螺旋桨和第四转子组件的螺旋桨定位到水平位置，使螺旋桨在飞行器垂直飞行期间产生垂直推力。

7.根据权利要求5所述的飞行器，还包括：

再生充电过程，其通过与第一转子组件接合的螺旋桨、及与第二转子组件接合的螺旋桨的自动旋转，为飞行器上的机载电源充电；

将再生充电过程产生的电能传送到机载电源，从而对机载电源再充电。

8.根据权利要求6所述的飞行器，还包括：

再生充电过程，其通过与第一转子组件接合的螺旋桨、及与第二转子组件接合的螺旋桨的自动旋转，为飞行器上的机载电源充电；

将再生充电过程产生的电能传送到机载电源，从而对机载电源再充电。

Images