CN102105357B - 包括一对相反旋转的垂直轴的螺旋桨的飞行器 - Google Patents

Abstract

飞行器(1)包括底盘(3)，底盘下方安装有两个垂直轴相反旋转的螺旋桨(5、7)，其共用同一旋转轴(8)。螺旋桨(5、7)通过穿过共同驱动机构(10)的两个电动机(9)驱动，电动机(9)安装在底盘(3)上、螺旋桨(5、7)上方并沿底盘(3)纵向间隔开。把手(21)可移动地安装在底盘(3)上、坐椅(15)和前端件(13)之间。飞行器(1)的使用者基本上坐在螺旋桨(5、7)顶部中央，腿跨在电动机(9)和驱动机构(10)上，驾驶位置非常接近驾驶摩托车。还公开了多种共同的和周期的叶片桨距控制机构。在一些实施例中，把手(21)和坐椅(15)由承载区替代。

Description

包括一对相反旋转的垂直轴的螺旋桨的飞行器

技术领域

本发明涉及一种的飞行器，其包括一对相反旋转的垂直轴的螺旋桨，螺旋桨位于所携带的负载的下方。

背景技术

有人提出一种包括飞行平台的飞行器，使用者站在该平台上，平台下方安装有螺旋桨来产生升力从而将该平台从地面上提升。该平台包括使用者抓握的外围扶手，使用者调整其重量来控制倾斜，从来控制平台移动的方向。这种飞行器在亚瑟·罗伯逊等人的美国专利2953321中提出。查尔斯·齐默尔曼也在二十世纪四五时年代提出过。

尽管具有这种早期设想的飞行平台的基础理论已经建立，但商用实践和更易控制的版本还从来未实现。

发明内容

本申请源于一些涉及解决真实世界不切实际的事的工作和先前提出的非常基础的飞行平台的问题。

根据本发明的第一个方面，提出了一种飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，其叶片布置成借助于电动机来旋转螺旋桨以产生升力，该飞行器配备有坐椅和把手，坐椅和把手安装在飞行器上螺旋桨上方、螺旋桨的外围径向向内的位置。

优选地，螺旋桨如此布置：可以针对进入每个螺旋桨的气流的任何差异来改变螺旋桨的特性，从而在使用中，每个螺旋桨产生基本相同的升力。

优选地，螺旋桨叶片的桨距可以变化。

优选地，该飞行器包括两个电动机。

优选地，所述两个电动机连接到一个单一的驱动装置，该驱动装置有效地将输出驱动从电动机传输到螺旋桨。

优选地，所述电动机每个通过各自的单向离合器连接到驱动装置，有效地使一个电动机驱动驱动装置而不需要另一个电动机。

优选地，把手在一个方向上与螺旋桨的旋转轴横向间隔开，坐椅在相反的方向上与螺旋桨的旋转轴横向间隔开。

优选地，把手的至少部分的运动有效地控制飞行器的偏航。

优选地，把手相对于飞行器的旋转控制飞行器的偏航。

在一个实施例中，飞行器包括一个尾部螺旋浆，把手有效地控制尾部螺旋浆来控制飞行器的偏航。

优选地，把手有效地控制尾部螺旋浆的旋转速度。

在另一个实施例中，把手有效地改变相反旋转的螺旋桨的特性，从而引起扭矩反作用来促使飞行器偏航。

优选地，把手控制每个相反旋转的螺旋桨的叶片的共同桨距之间的差异来控制飞行器的偏航。

优选地，把手只控制一个螺旋桨的叶片的共同桨距来控制飞行器的偏航。

把手可以替换地或附加地控制螺旋桨的相对转速来控制飞行器的偏航。

优选地，飞行器包括至少一个油门杆，其运动控制电动机的速度。

优选地，把手包括扭转手柄，其旋转控制至少一个螺旋桨的叶片的共同桨距从而控制产生的升力。

优选地，飞行器包括一共同桨距机构，其有效地改变螺旋桨的叶片的共同桨距，该机构包括一连接到螺旋桨叶片的斜盘，斜盘相对于螺旋桨叶片的运动使螺旋桨叶片绕其纵轴旋转来改变螺旋桨叶片的桨距。

优选地，斜盘布置成沿平行于螺旋桨旋转轴的方向直线移动，这个直线移动借助于将斜盘连接到叶片的联动装置转变成叶片的旋转运动。

优选地，每个螺旋桨与其各自的斜盘关联。

在一个实施例中，有一个传递斜盘将一个斜盘的运动传递给其它的斜盘。

优选地，配备一个致动器来影响一个斜盘的运动，该斜盘的运动通过传递斜盘传递到其它斜盘，这样，通过一个致动器，同时控制两个螺旋桨的叶片的共同桨距。

在另一个实施例中，每个斜盘的运动通过各自的致动器来控制，从而使一个螺旋桨的叶片的共同桨距的控制独立于其它的螺旋桨的叶片的共同桨距。

优选地，螺旋桨由外围的裙部环绕着。

优选地，裙部包括多个垂直间隔开的吊环，吊环之间的间隙在使用中起管道作用给螺旋桨提供空气。

优选地，吊环具有翼型的横截面。

优选地，飞行器的基部包括多个滑行装置，不飞时，飞行器支撑在滑行装置上。

优选地，飞行器的基部包括一个安装在中心的毂，帮助不飞时飞行器的移动。

优选地，毂包括一球体，可旋转地安装在飞行器基部的槽内。

根据本发明的第二个方面，提供一飞行器，该飞行器包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨叶片布置成借助电动机来旋转螺旋桨从而产生升力，把手可移动地安装在飞行器上、螺旋桨的上方，把手相对于飞行器的运动在使用中影响飞行器的偏航控制。

优选地，把手相对于飞行器底盘的旋转在使用中影响飞行器的偏航控制。

在一个实施例中，飞行器包括一个尾部螺旋浆，把手用于控制尾部螺旋浆来控制飞行器的偏航。

优选地，把手用于控制尾部螺旋浆的旋转速度。

在另一个实施例中，把手用于改变相反旋转的螺旋桨的特性来减少扭矩反作用，从而引起飞行器偏航。

优选地，把手改变每个相反旋转的螺旋桨叶片的共同桨距之间的差异来减少扭矩反作用。

优选地，把手仅控制一个螺旋桨叶片的共同桨距来控制飞行器的偏航。

把手可替换地或附加地控制螺旋桨的相对转速来控制飞行器的偏航。

优选地，把手包括扭转手柄，其旋转控制至少一个螺旋桨的叶片的共同桨距，从而控制产生的升力。

优选地，飞行器包括一共同桨距机构，其用于改变螺旋桨的叶片的共同桨距，该机构包括连接到螺旋桨叶片的斜盘，斜盘相对于螺旋桨叶片的运动使螺旋桨叶片绕其纵轴旋转，以改变螺旋桨叶片的桨距。

优选地，斜盘沿与螺旋桨旋转轴平行的方向直线运动，这个直线运动通过连接斜盘与叶片的联动装置转变成叶片的旋转运动。

优选地，每个螺旋桨与各自的斜盘关联。

在一个实施例中，有一个传递斜盘将一个斜盘的运动传递给其它的斜盘。

优选地，配备一个致动器来影响一个斜盘的运动，该斜盘的运动通过传递斜盘传递到其它斜盘，这样，通过一个致动器，同时控制两个螺旋桨的叶片的共同桨距。

在另一个实施例中，每个斜盘的运动通过各自的致动器来控制，从而使一个螺旋桨的叶片的共同桨距的控制独立于其它的螺旋桨的叶片的共同桨距。

根据本发明的第三个方面，提供一飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过电动机旋转时产生升力，把手安装在飞行器上、螺旋桨的上方，该飞行器还包括一共同桨距机构，用于共同地控制螺旋桨叶片的桨距，该共同桨距机构由把手控制。

优选地，把手包括扭转手柄，其旋转控制至少一个螺旋桨的叶片的共同桨距，从而控制产生的升力。

优选地，共同桨距机构包括连接到螺旋桨叶片的斜盘，斜盘相对于螺旋桨叶片的运动使螺旋桨叶片绕其纵轴旋转，以改变螺旋桨叶片的桨距。

优选地，斜盘沿与螺旋桨旋转轴平行的方向直线运动，这个直线运动通过连接斜盘与叶片的联动装置转变成叶片的旋转运动。

优选地，每个螺旋桨与各自的斜盘关联。

在一个实施例中，有一个传递斜盘将一个斜盘的运动传递给其它的斜盘。

优选地，配备一个致动器来影响一个斜盘的运动，该斜盘的运动通过传递斜盘传递到其它斜盘，这样，通过一个致动器，同时控制两个螺旋桨的叶片的共同桨距。

在另一个实施例中，每个斜盘的运动通过各自的致动器来控制，从而使一个螺旋桨的叶片的共同桨距的控制独立于其它的螺旋桨的叶片的共同桨距。

根据本发明的第四个方面，提供一飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过电动机旋转时产生升力。该飞行器还包括一偏航控制机构，用于改变至少一个螺旋桨相对于其它螺旋桨的特性，从而减少扭矩反作用，有效地促使飞行器偏航。

优选地，偏航控制机构控制每个相反旋转的螺旋桨的叶片的共同桨距之间的差异来减少扭矩反作用。

优选地，偏航控制机构仅控制一个螺旋桨的共同桨距来控制飞行器的偏航。

偏航控制机构可替换地或附加地控制螺旋桨的相对转速来控制飞行器的偏航。

优选地，偏航控制机构包括一共同桨距机构，其用于改变螺旋桨的叶片的共同桨距，该机构包括连接到螺旋桨叶片的斜盘，斜盘相对于螺旋桨叶片的运动使螺旋桨叶片绕其纵轴旋转，以改变螺旋桨叶片的桨距。

优选地，斜盘沿与螺旋桨旋转轴平行的方向直线运动，这个直线运动通过连接斜盘与叶片的联动装置转变成叶片的旋转运动。

优选地，每个螺旋桨与各自的斜盘关联。

优选地，每个斜盘的运动通过各自的致动器来控制，从而使一个螺旋桨的叶片的共同桨距的控制独立于其它的螺旋桨的叶片的共同桨距。

根据本发明的第五个方面，提供一飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过电动机旋转时产生升力，该飞行器配备有坐椅和把手以及毂，坐椅和把手安装在飞行器上螺旋桨的上方，毂凸伸到螺旋桨下方且凸伸到飞行器的最低部分下方，飞行器休息时，该毂沿倾斜方向部分支撑飞行器，使用者可以在起飞期间控制飞行器，随着飞行器处于非倾斜方向，使飞行器通过毂部分支撑并通过螺旋桨产生的升力部分支撑。

根据本发明的第六个方面，提供一飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过电动机旋转时产生升力，在螺旋桨上方提供一承载区，每个螺旋桨配备各自的叶片桨距控制机构，飞行器还包括一控制器，叶片桨距控制机构和控制器设置成使得一个螺旋桨的叶片的桨距相对于另一个螺旋桨的叶片的桨距能够独立地控制。

优选地，叶片桨距控制机构和控制器设置成使得一个螺旋桨的叶片的共同的和周期的桨距的每一个相对于另一个螺旋桨的叶片的共同的和周期的桨距的每一个能够独立地控制。

优选地，至少一个叶片桨距控制机构通过控制器控制的伺服机构致动。

最优选地，每一个叶片桨距控制机构由各自的伺服机构控制。

优选地，每一个叶片桨距控制机构由其自己的一套伺服机构来提供，一个伺服机构用于一个螺旋桨叶片。

优选地，每个螺旋桨由各自的驱动轴驱动，驱动轴是同轴的，驱动轴中的至少一个是中空的，使得至少一个叶片桨距控制机构容纳在那个驱动轴中。

根据本发明的第七个方面，提供一飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过电动机旋转时产生升力，一乘载舱安装在螺旋桨的上方。

优选地，乘载舱是拉长的且沿飞行器的纵轴延伸，舱的宽度小于飞行器的宽度。

乘载舱可以包括搬运伤员的担架。

推进风扇组件包括向后定向的推进器，安装成绕垂直于垂直轴的螺旋桨的旋转轴旋转，并设置成使用时向后定向推进器产生附加推力。

提供至少一个可移动安装的机翼，机翼的倾斜角度可以相对于飞行器调整。

优选地，可移动安装的机翼安装用于绕跨越飞行器横向延伸的水平轴旋转。

优选地，提供多个可移动的机翼。

优选地，第一套可移动的机翼设置在飞行器前方，第二套在飞行器后方。

根据本发明的第八个方面，提供一飞行器，其包括至少一个电动机和两个垂直轴相反旋转的螺旋桨，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过电动机旋转时产生升力，承载区在螺旋桨的上方，提供一控制器，其包括多个用于产生信号指示飞行器姿势的陀螺仪，该控制器用于处理信号并控制飞行器保持在预设的姿势。

本发明的其它方面可以包括这里所提到的特征或限制的任何组合。

附图说明

本发明可以以多种方式实现，现在仅参考附图的实施例来描述。其中：

图1所示是根据本发明的飞行器从前方的透视图；

图2所示为图1所示的飞行器从后方的透视图；

图3所示为图1和图2所示的飞行器从前方的示意图；

图4所示为图1-3所示的飞行器从侧边的示意图；

图5所示为图1-4所示的飞行器从顶部和前方的透视图，为了清楚起见，拆除了飞行器的机体和控制部分；

图6所示是图1-5所示的飞行器从顶部和前方更详细的透视图，切除了飞行器的部分机体；

图7所示为根据本发明的飞行器使用的共同桨距机构的侧剖视图；

图8所示为根据本发明的飞行器使用的另一共同桨距机构的侧剖视图；

图9所示为根据本发明的飞行器的另一实施例的平面图；

图10所示为图9所示的飞行器从一前侧的透视图；

图11所示为图9和10的飞行器的前视图；

图12所示为图9和10的飞行器的侧视图；

图13所示为图9-12的飞行器前侧方的透视图，飞行器的部分处于打开位置；

图14所示为根据本发明的又一实施例的平面图；

图15所示为图14的飞行器的一前侧方的透视图；

图16所示为图14和15的飞行器的前视图；

图17所示为图14-16的飞行器的侧视图；

图18所示为根据本发明的飞行器使用的又一共同桨距的侧剖视图；

图19所示为根据本发明的改进飞行器的侧视图，为了清楚起见，移除了飞行器的部分且飞行器的其他部分处于第一状态；

图20所示为图19的改进飞行器的前视图；

图21所示为图19和20的改进飞行器的平面图；

图22所示为图19-21的改进飞行器的侧视图，飞行器的部分处于第二状态；

图23所示为图19-22的改进飞行器的方大的侧视图，飞行器的部分处于第一状态；

图24是对应于图23的视图，除了飞行器的部分处于第二状态；

图25所示为根据本发明的另一改进飞行器的侧视图，为了清楚起见，移除了飞行器的部分；飞行器的其它部分处于第一状态；

图26所示为图25的另一改进飞行器的前视图；

图27所示为图25和26的另一改进飞行器的平面图；及

图28所示为图25-27的另一改进飞行器的侧视图，飞行器的部分处于第二状态。

具体实施方式

参考图1-6，飞行器1包括一底盘3，其下侧安装两个垂直轴相反旋转的螺旋桨5、7，两个螺旋桨共用共同的旋转轴8。螺旋桨5、7通过同一驱动机构10由两个电动机9驱动，电动机9安装底盘3上、螺旋桨5、7的上方且沿底盘3纵向间隔开。机体安装在底盘3顶部、螺旋桨5、7的上方，包括一空气动力学的前端件13、前端件13后方的坐椅15和坐椅15后方的尾件17，在这个实施例中，尾件17配备涵道尾部螺旋浆19。把手21可移动地安装在坐椅15和前端件13之间的底盘3上，在这个实施例中把手是可旋转地安装。因此，飞行器的使用者的腿跨骑在电动机9和驱动机构10上，基本坐在螺旋桨顶部的中心，这种驾驶位置非常类似于驾驶摩托车。

底盘3包括两个平行的主底盘撑杆23，其由飞行器1前方向后纵向延伸。环形裙部25环绕这螺旋桨5、7且安装在底盘撑杆23的端部。裙部25包括多个垂直间隔的、具有翼型横截面的环27。这些环27通过多个垂直的间隔支杆29固定在间隔开的位置上，从而限定了每对环27之间的空气通风管道。

裙部25的基部配备了三个均布的滑行装置31、32。两个侧边的滑行装置31沿飞行器1纵轴约45度角从螺旋桨轴8到裙部25向前延伸。尾部滑行装置32从螺旋桨轴8沿与飞行器1的纵轴同轴的方向向后延伸。

每个滑行装置31、32的最低面是弯曲的，一中心球毂或旋转安装球33安装在螺旋桨轴8上、滑行装置31、32的交汇处。因此，当飞行器1放置在地面上时，会有一个倾斜的方向，从而向后并向一侧倾斜、搁置在球33、尾部滑行装置32和一个侧边的滑行装置31上。在地面上提升飞行器1，滑行装置31、32离地，仅支撑在球33上时，飞行器可以绕其旋转。

机体在平面上也是圆形的，其外围与裙部24的顶边34重合。前端件13、坐椅15和尾件17形成一个从飞行器前到后纵向延伸的统一体，安装在底盘23的顶部。坐椅15和把手21沿底盘3的纵轴间隔开且位于螺旋桨5、7的外围径向向内的位置。弯曲的辐条34从主体单元到裙部25的顶边径向向外延伸。脚凳36靠近坐椅15设置。

在这个实施例中，飞行器1包括沿底盘撑杆23纵向间隔开的两个电动机9，一个在螺旋桨5、7的旋转轴8的任一侧。这个实施例中，每个电动机9包括一四冲程旋转式汽油发动机，每个发动机包括各自的空气通风管道37，用于从飞行器1的前端件13内形成的进38吸入空气，每个空气通风管道包括各自的废气管和消音器39，其通过飞行器1的尾件17出去。每个电动机9的速度由各自的油门杆(图中未示出)控制，两个杆并排布置在坐椅前方把手21的下方。两者都设有针对于飞行员体重的RPM(每分钟转数)读数。一旦设定在这个特定的RPM，通常飞行期间，油门杆是不用的。

每个马达9包括一个各自的输出轴41，其连接到各自的楔块式或其它单向离合器43。每个楔块离合器43的输出轴输入到共同的驱动机构10。

驱动机构10包括变速器壳45，壳内安装有两个垂直的、同轴的螺旋桨轴47、49，外轴47容纳内轴49的上部。每个螺旋桨轴47、49的上端配备各自的45度螺旋伞齿轮51、53。螺旋桨轴47、49的下端分别连接到上部和下部的螺旋桨5、7。

伞齿轮51、53垂直间隔开并通过安装在变速箱壳45内的楔块离合器的输出轴44端部的更小的伞齿轮55驱动。更小的伞齿轮55位于两个伞齿轮51、53中间，这样，下方的伞齿轮51通过楔块离合器输出轴44的旋转来驱动从而沿第一方向旋转外侧的螺旋桨轴47和上方的螺旋桨5。上方的伞齿轮53通过楔块离合器输出轴44的旋转来驱动，从而沿与上方的螺旋桨5相反方向旋转内侧的螺旋桨轴49和下方的螺旋桨7。

电动机9和驱动机构10布置成驱动螺旋桨5、7相反旋转，这种相反旋转消除或最小化任何扭矩反作用，否则，会引起飞行器1绕螺旋桨轴8偏航。

楔块离合器43允许一个电动机9来驱动螺旋桨5、7而不要其它电动机9或需要一个产生比其它更小扭矩的电动机9，离合器43与非功能性或减少的扭矩有关，电动机9允许离合器输出轴44相对于电动机9的输出轴41旋转。

上方螺旋桨5的每个叶片5A的径向最里端安装在各自的间隔开的安装盘51对上。每对盘51通过两个径向隔开的球和球窝连接件55安装在外侧的螺旋桨轴47的下端的毂53上。连接件55这样设置：叶片5A和毂53绕螺旋桨轴8旋转且每个叶片5A也绕自己的纵轴57旋转，纵轴57是垂直于螺旋桨旋转轴8的一个轴，这样，可以改变叶片5A的桨距。

同样的，下方螺旋桨7的每个叶片7A的径向最里端安装在各自的隔开的安装盘71对上。每对盘71通过两个径向隔开的球和球窝连接件75在里面的螺旋桨轴49的下端处安装在毂73上。连接件75这样设置：叶片7A和毂73绕螺旋桨轴8旋转且每个叶片7A也绕自己的纵轴77旋转，纵轴77是垂直于螺旋桨旋转轴8的一个轴，这样，可以改变叶片7A的桨距。

图7和8示出了共同地控制每个螺旋桨5、7的叶片5A、7A的桨距的共同桨距机构的两个例子。

参考图7，示出了共同桨距机构81，其中，上方和下方的螺旋桨5、7的叶片5A、7A的桨距通过单一的致动器同时控制。

共同桨距机构81包括一个非旋转控制轴83，其同轴地穿过内螺旋桨轴49的中心、从变速箱壳45顶部凸出的控制轴83的上端、凸出到螺旋桨7最下部的毂73下方的控制轴83的下端。

控制轴83的上端连接到致动器85，在这个例子中，致动器包括线性伺服致动器。致动器85由把手21一端的扭转手柄控制器86控制。

下部斜盘87可旋转地安装在控制轴83的下端。下部斜盘87通过各自的与讨论中的叶片7A的纵轴隔开的位置处的联动装置89连接到每对盘71的下部安装盘71上。联动装置89将下方螺旋桨7的旋转运动传递给下部斜盘87，从而通过下方螺旋桨7相对于控制轴83来可旋转地驱动下部斜盘87。

每个叶片7A的上安装盘71通过各自的传递联动装置93连接到传递斜盘91。传递斜盘91随着内螺旋桨轴49可旋转地被驱动并安装在轴套94上，轴套94沿内螺旋桨轴49上下轴向滑动。

轴套94将传递斜盘91连接到上部斜盘97，上部斜盘97通过联动装置99连接到上方螺旋桨5的每对盘51的下安装盘51。上斜盘97可旋转地安装在随上螺旋桨5旋转的轴套94上，即，沿下方螺旋桨7和下部的传递斜盘87、91相反的方向旋转。

使用中，使用者通过扭转把手21上的扭转手柄86触动致动器85。这引起控制轴83相对于变速箱壳54和螺旋桨5、7向上运动。向上推动下方斜盘87，这种向上的直线运动通过联动装置89转换成叶片7A绕其纵轴77的顺时针旋转。

下方斜盘87的向上运动通过传递联动装置93传递给传递斜盘91，这样，也推动传递斜盘91和轴套94沿内螺旋桨轴49向上。轴套94将这种垂直向上的运动传递给与上方螺旋桨5一起旋转的上斜盘97。上斜盘97相对于上方螺旋桨5的向上直线运动通过联动装置99转换成叶片5A绕其纵轴57的逆时针旋转。

这样，通过扭转把手的扭转手柄86，上方和下方螺旋桨5、7的叶片5A、7A的共同桨距同时改变，绕叶片5A、7A的纵轴，沿一个方向，解释了螺旋桨5、7相反旋转，即下叶片7A顺时针旋转而上叶片5A逆时针旋转。扭转手柄86作为共同桨距控制，在使用中控制飞行器1的上升或下降。

在这个实施例中，螺旋桨叶片5A、7A的桨距不用于控制飞行器1的偏航。替代地，尾部螺旋浆19的特性如叶片的桨距或旋转速度用于控制偏航。通过沿飞行器偏航需要的方向，相对于底盘3旋动把手21来实现控制。把手21的旋动触发致动器，相应地，致动器调整尾部螺旋浆19的桨距或转速。

参考图8，显示了可替换的共同桨距机构101，其中，上方和下方螺旋桨5、7的叶片5A、7A的距离是独立控制的。可替换的共同桨距机构101做为偏航控制机构起作用。

除了省略传递和上斜盘91、97外，这个机构101类似与机构91。下斜盘87象上面所述的一样保持和控制下方螺旋桨7的叶片7A的共同桨距。

在这个实施例中，通过偏航斜盘103控制上方螺旋桨叶片5A的共同桨距，斜盘103通过各自的联动装置105连接到上螺旋桨5的叶片5A的上安装盘51。偏航斜盘103可旋转地安装在轴套107上，轴套107沿外侧螺旋桨轴47上下轴向滑动。轴套107的顶部连接到线性伺服致动器109，致动器109安装在变速箱壳45的下部111上。

致动器109沿外侧螺旋桨轴47上下滑动地移动轴套107，从而移动偏航斜盘103靠近或远离上方螺旋桨5。偏航斜盘103相对于上方螺旋桨5的直线运动通过联动装置105转换成上方螺旋桨叶片5A绕其纵轴57逆时针旋转。

下方和偏航斜盘87、103以及其相关的致动器85、109使上方和下方的螺旋桨5、7的叶片5A、7A的共同桨距可以独立调整。

通过同时调整下方螺旋桨叶片5A的共同桨距和上方螺旋桨叶片7A的共同桨距，可以象上面描述的一样控制飞行器1的上升和下降。

然而，通过独立于下方螺旋桨叶片7A来调节上方的螺旋桨叶片5A，改变相反旋转的螺旋桨5、7产生的扭矩反作用，从而控制飞行器1的偏航。

在这个实施例中，控制飞行器偏航时，下方螺旋桨叶片7A的桨距保持不变，仅通过改变上方螺旋桨的叶片5A的共同桨距来控制偏航的程度。

控制上方螺旋桨的叶片5A的桨距的致动器109通过把手21上的扭转手柄86和把手21自身的旋转来触发。控制下方螺旋桨叶片5A的桨距的致动器85仅通过把手21上的扭转手柄86来触发。

因此，如果使用者希望上升，他扭转扭转手柄86，扭转手柄86触动两个致动器85、109，同时改变上方和下方螺旋桨的叶片5A、7A的共同桨距。

如果使用者希望沿一个方向偏航，使用者保持扭转手柄86在一个固定位置，然后沿希望的方向转动把手21。这样仅触发上方的致动器109来增加上方螺旋桨的叶片5A的桨距，从而增加给定方向的扭矩反作用，使飞行器1顺时针偏航。如果反向转动把手21，触发上致动器109来减少上方螺旋桨的叶片5A的桨距，从而减少导致飞行器1逆时针偏航的扭矩反作用。如果把手21保持在直前的位置，致动器85、109使上方和下方螺旋桨的叶片5A、7A的共同桨距相同，以至于没有扭矩反作用，因此，飞行器1没有偏航。

在这个实施例中，尾部螺旋浆19是不需要且可以忽略的。

在每个上述实施例中，通过使用油门杆增加或减少电动机9的速度来提供飞行器上升和下降的一些辅助控制。

通过运动感觉，即调整使用者相对于飞行器1的重量分布来获得飞行器1的定向控制。向前移动飞行器1，使用者向前倾斜，向后移动飞行器1，使用者就向后倾斜。在飞行中，使用者也可以通过向一侧或另一侧倾斜来操控飞行器1，这种控制通常与使用把手21控制飞行器1的偏航相互协同。

在给定方向飞行时，气流通过裙部25内的、翼型的环27上方的管道。这简化了螺旋桨5、7上的气流，并产生增加飞行器1的速度和效率的升力。

考虑到实际上下方螺旋桨7使用中移动空气更快，上方和下方螺旋桨的叶片5A、7A的桨距有一点不同。

在地面上，可以通过使用中心球33旋转飞行器1来环绕。球33可以有低摩擦材料制成，以便在地面滑行或可旋转地安装在飞行器1基部的凹槽内使飞行器1能多方向运动。

球33状的毂和尾部滑行装置32如此安装：放置时，飞行器1处于一个倾斜的方向以便后面翘起帮助起飞，通过使用者调整其重量以便尾部滑行装置32在整个飞行器1之前离开地面。在飞行器1起飞前，这给使用者提供合适重量分配的反馈。中心球33安装的比外围的裙部25低。预备起飞操作期间，使用来自螺旋桨5、7的如60％的推力，飞行员将学会在外围的裙部25与地面不接触情况下，在中心球33上保持平衡。当达到总体平衡时，是飞行器1通过中心球33和来自螺旋桨5、7的升力支撑处于非倾斜方向的时候，然后增加共同桨距以便开始起飞。

设想机体11由碳纤维制成，裙部25、环27和底盘3由铝制成。裙部25大约深0.25m，直径为2m。应该知道，任何其它合适的材料和尺寸都可以选用。

可以提供安全带使使用者将自身固定在飞行器1上。也可以提供一个降落伞机构，如存放在飞行器2的前端件13内，以便刚好安装在把手21的前方。

可以通过能遥控的自动驾驶仪控制致动器85、109和实际电动机转速以及尾部螺旋浆19叶片桨距/速度，这样，在把手21、扭转手柄86、油门控制杆和飞行器1的运动部件之间不需要直接的机械连接。

在所描述的实施例中，电动机9是内燃机，但可以由任何其它合适的动力源，如电动或氢动力电动机代替。希望使用的内燃机是两或四冲程的且适用汽油、柴油或生物燃油，可以集成增压进气系统(如增压器或涡轮增压器)。

可以想象，通过调节任一个螺旋桨5、7的相对转速，可以附加或可替换地提供控制飞行器1偏航的其它装置。例如可以通过上方螺旋桨7的盘式致动器来获得。

再参考图9-13，另一个实施例的飞行器12还包括一底盘，底盘下安装有两个垂直轴相反旋转的螺旋桨5、7，两个螺旋桨共用同一个旋转轴且通过穿过同一个驱动机构的两个电动机驱动，电动机安装在底盘上、螺旋桨5、7的上方并沿底盘纵向间隔开。

而在这个实施例中，安装在底盘顶部上、螺旋桨5、7上方的机体包括一个承载舱123，其可通过铰接或可拆卸的盖125关闭。

承载舱是拉长的，具有一与飞行器纵轴一致的纵轴，舱123具有沿飞行器长度的绝大部分延伸的长度，但具有相对窄的宽度，这样，舱123的侧边远离飞行器的侧边缘。

参考图14-17，又一个实施例的飞行器131具有类似于上面参考图9-12的飞行器121的特征。但是，改进了乘载舱是能够携带一个人。因此，在舱的盖125的一端配有至少能暴露人头部的切口133。切口可以覆盖一通气的透明的盖(图中未示出)。

在121、131的实施例中，忽略了尾部螺旋浆并通过改变每个螺旋桨5、7产生的旋转效果来控制飞行器121、131的偏航。

此外，可以设想，使用适合的无线电或基于GPS的控制器来远程控制飞行器121、131的飞行。

参考图18，改进的桨距控制机构140可以通过独立的伺服机构独立地控制每套叶片5A、7A的共同的和周期的桨距。

正如前面图7和8所述的实施例，每个电动机9包括一各自的输出轴41(可以是中间变速箱的输出轴(图中未示出))，其连接到各自的楔块或其它单向离合器43。每个楔块离合器43的输出轴44输入给共同的改进的驱动机构。

驱动机构包括一上变速箱壳145，其中安装有两个垂直、同轴的螺旋桨轴147、149，外侧轴147容纳内轴149的大部分。每个螺旋桨轴147、149的上端配备各自的45度螺旋伞齿轮151、153。螺旋桨轴47、49的下端分别连接到上方或下方螺旋桨5、7。

伞齿轮151、153垂直间隔开且通过安装在变速箱壳145内的楔块离合器输出轴44端部的更小的伞齿轮155驱动。更小的伞齿轮155在两个伞齿轮151、153的中间，这样，通过楔块离合器输出轴44的旋转驱动下方伞齿轮151，从而沿第一方向旋转外侧螺旋桨轴147和上方螺旋桨5。通过楔块离合器输出轴44的旋转驱动上方伞齿轮153，从而沿与上螺旋桨5相反的方向旋转内螺旋桨轴149和下方螺旋桨7。

上方螺旋桨5的每个叶片的径向最里端安装在各自的托座151上。通过两个径向间隔开的球和球窝连接件155，将每个托座151安装在外侧螺旋桨轴147的下端的毂153上。

同样地，下方螺旋桨7的每个叶片7A的径向最里端安装在各自的托座171上。每个托座171通过两个径向隔开的球和球窝连接件175安装在内螺旋桨轴149下端的毂173上。

外侧轴147具有相对宽的直径且是中空的，以便容纳内轴149和斜盘以及控制下方旋转叶片7A的共同的和周期的桨距的控制联动装置。

外侧轴147通过合适的轴承可旋转地安装在变速箱壳145内。外侧轴147的下端从变速箱壳145的下部凸出，连接件151安装在外侧轴147的暴露部分上。

上部旋转斜盘机构181安装在变速箱壳145的下部的外侧，且包括一与上方螺旋桨5一起旋转的下斜盘183并通过联动装置185连接到每个上方叶片5A的连接件151上。下斜盘183与上斜盘187配合并由上斜盘187上下推动，通过一铰接臂189阻止上斜盘187旋转。

上斜盘189通过上连接臂191连接到一对安装在变速箱壳145外部的推动/拉动控制伺服机构193。

可以控制伺服机构193来上下移动斜盘187，这种运动转换成旋转下斜盘183来或共同地或周期地调整下方螺旋桨7的叶片7A的桨距。

内轴149通过合适的轴承/密封件可旋转地安装在外侧轴147内。内轴149也是中空的。内轴149的下端从外侧轴147的下端凸出，且下方转子毂173安装在内轴149的凸出端。每个座171连接到各自的桨距控制臂195，控制臂195延伸穿过内轴149下部的壁。

每个桨距控制臂195连接到各自的下方控制杆197，控制杆197内轴149内向上延伸，穿过两个轴向间隔的控制杆支撑199、201到达下方转子斜盘机构202的下斜盘203。下斜盘203可旋转地安装在球形支座205上，支座205滑动地安装在静止的斜盘支撑杆207上，支撑杆207顶部固定在变速箱壳端盖209上。

下斜盘203与上斜盘211配合，上斜盘211不旋转地安装在支撑杆207上。

上斜盘211连接到上控制杆213上，控制杆213在内轴149内向上延伸，通过控制杆支件215分别到达安装在端帽209上的线性推动/拉动伺服器219。

伺服器219的致动移动上控制杆213，控制杆213使上斜盘211沿支撑杆207上下滑动。上斜盘211的运动传输给下斜盘203。通过下控制杆197，下斜盘203的运动被转递给桨距控制臂195，来调整下螺旋桨7的每个叶片7A的角度。

这样，上方螺旋桨5的叶片5A的共同的和周期的桨矩可以相对于下方螺旋桨7的叶片7A的共同的和周期的桨距独立地控制。使用伺服机构来实现这些控制可以使用电子控制器(有线的或无线的)来控制伺服机构，从而无需直接机械连接来操作伺服机构和上方和下方螺旋桨5、7的叶片的桨距。

两套(一套用于下方螺旋桨5，一套用于上螺旋桨7)三个独立的伺服机构193、219和两个斜盘机构181、202可以使螺旋桨5、7获得独立且不同的共同的和周期的桨距。

所希望的不同的共同桨距控制使飞行器具有精确的偏航/航向控制。通过控制下螺旋桨7的桨距不同于上螺旋桨5的桨距，产生一个方向的力矩效应，导致飞行器旋转，即，引起飞行器偏航。可以通过同样地控制上螺旋桨伺服机构193来实现，这样，斜盘183、187角保持相同，但沿驱动轴147、149上下移动。每个上叶片5A在其座151内绕设定的角旋转，并控制下螺旋桨伺服机构219来使每个下叶片7A在其座171内绕不同角度旋转。

通过控制上螺旋桨伺服机构193不相等的移动获得不同的周期桨距控制，以至于斜盘183、187相对于驱动轴147、149倾斜，而致使每个叶片5A、7A在各自座151、171内的旋转角不同，旋转角取决于叶片5A、7A的旋转位置。

尽管叶片5A、7A的独立控制是可能的，但是应该清楚，对于标准控制的输入，斜盘183、187、203、211可以控制成上下叶片5A、7A相同地运动，除非飞行器的航向需要改变。

在这个实施例中，中心毂33采用合适的轴承(包括充气减震半球球轴承)可旋转地安装在内轴149的基部。

现在参考图19-24，改进的飞行器200配有前后拉长的可调节机翼221，其代替前面所述的飞行器1的固定的翼面环27的前后部分。可调节的机翼221每个包括安装在固定的翼面环27上的较长的翅膀，其分别绕每个机翼21的压力中心223处的水平轴旋转。

前、后套机翼221的每一个通过合适的机械或机电控制机构控制。可以想象，如每一套机翼连接到各自的控制臂，控制臂可以通过线性推/拉伺服机构来移动。

每套机翼221可以在如图19-23所示的中立位置和图22-24所示的倾斜位置之间移动。

在中立位置，前、后套的机翼211在总体上由箭头223指示的方向上即在平行于飞行器纵轴的方向上引导空气。这个中立位置用于悬停或低速飞行。

然而，当需要附加升力时，前、后套的机翼221移动到倾斜位置，以在总体上由箭头225指示的方向上即在倾斜于飞行器纵轴的方向上引导空气。

需要时，可移动的机翼可以产生附加的升力。

当然，前、后套机翼221可以独立控制，使前套或后套的机翼单独移动。这样使非常精确地调整产生的升力成为可能。可以设想，响应通过操作者对需要更大或更小升力的飞行器的输入，来自动控制机翼221的角度。

现在参考图25-28，另一个改进的飞行器230的后方配备后推进风扇组件231，其包括一叶轮管233，其中可旋转地安装有一推进器叶轮235，叶轮的旋转轴平行于飞行器的纵轴，即垂直于螺旋桨5、7的旋转轴。

由叶轮驱动轴239通过叶轮传动装置237驱动推进器叶轮235，叶轮驱动轴239从飞行器230中心的辅助变速箱241向后延伸。叶轮传动装置237可以包括，例如叶轮235和驱动轴237之间的齿轮或带连接。离合器243安装在辅助变速箱241和驱动轴239之间。辅助变速箱241由飞行器230的主变速箱10驱动。

推进风扇组件231用于需要时产生附加向前的推力。这在需要附加向前速度时可能很简单，或在其它方式，如快速提升高度或改变方向中提供帮助。

可以同时控制可移动的机翼221的推进风扇组件231，并自动控制，这样，叶片5、7、机翼221和推进器风扇组件231组合来传递所需的前推力、升力和方向的组合。

可以想象，上述的任何特征可以根据需要组合，而不仅限于所述的特殊实施例。如，推进风扇组件可装配在飞行器上，而不是可移动的机翼上。

可以想象，上述的飞行器可以配备多个坐椅。沿飞行器横向间隔开或沿纵向布置。

如果需要，螺旋桨5、7的速度和桨距、伺服机构193和219、可移动的机翼221和推进风扇组件231可以机械控制或通过合适的有线或无线控制器电子控制。

上述飞行器可以自动控制，即不需要飞行员在飞行器上。自动控制可以通过使用安装在飞行器上的陀螺仪来实现，陀螺仪侦测飞行器在给定方向上的运动并发送一个信号给控制器来改变螺旋桨5、7速度和桨距、伺服机构193和219、可移动的机翼221和推进风扇组件231其中至少一个来产生一个抵制侦测到的运动的力。

多个压电电子陀螺仪结合到控制飞行器的飞行控制伺服机构的控制器中。每个陀螺仪和每个伺服机构在偏航、攻角和翻滚方面将飞行器保持在特定的预定姿势，除非另有飞行员或控制器的命令。陀螺仪稳定系统阻止空气湍流或飞行器重量分布免受飞行器飞行中的姿势的影响。也允许飞行器由具有很低熟练水平的飞行员来驾驶，因为飞行器某种程度是自行控制自己的姿势，也就是，不依赖于飞行员的输入。控制器可以设定为：如果飞行员完全放弃飞行器的控制，控制器设定为如静止的悬停位置的中立位置。

多个加速器也结合到控制飞行控制伺服机构的控制器内。每个加速器评估高度运动、侧滑和蛇形运动。另外，还允许飞行器通过控制器控制，甚至在狂风中悬停保持静止位置，并阻止飞行器太快地冲向陆地。

陀螺仪和加速器的所有参数预订程序在控制器内，以适应飞行员的水平或合适的自动控制需要。不同的程序可以用于不同的飞行员或使用者。

陀螺仪控制系统还可以保持三个方向的稳定。

控制器可以有效地控制螺旋桨5、7的速度和桨距、伺服机构193、219、可移动的机翼221和推进风扇组件231的至少一个来移动飞行器改变方向，其中，通过陀螺仪感知飞行器的下落，将重心后移到飞行器下。

可以设想，如果需要，上方和下方螺旋桨5、7两者的周期桨距在例如0.06秒的间隙改变。例如，如果一阵风吹动飞行器轻微偏右，陀螺仪感知这个，并发送一个信号给控制周期桨距的控制器来增加桨距，同时靠近飞行器的右手侧，仅增加飞行器该侧的升力并重新弄平飞行器。可以设想，每分钟，成千上万的信号从控制器发送到伺服机构来调整桨距，从而随时保持飞行器处于最佳状况。加速器以相同方式工作，除非通过控制器来控制飞行器保持在最后感知的位置，而不是保持在特定的姿势。

在另一个可替换的实施例中的飞行器，上螺旋桨5的叶片5A的周期的和共同的桨距与下螺旋桨7的叶片7A的周期的和共同的桨距可以只使用三个伺服机构来控制。上面一套叶片5A的桨距不独立于下面一套叶片7A的桨距来控制。这样安排，飞行器的偏航可以通过气流调整机构来控制，气流调整机构包括调整气流流入和/或流出螺旋桨5、7的装置。

这个机构可以包括两套可调整的导流叶片，两套都安装在螺旋桨5、7的上方，一套朝向飞行器的前方，另一套朝飞行器的后方。两套装置如此安装：在飞行器纵轴的每一侧有每一套的一个叶片。为了运动，每个叶片绕主水平轴安装，这样能调整通过螺旋桨5、7的一些气流的方向。可以通过飞行器纵轴任一侧的导流叶片来调节气流，引起飞行器右旋或左旋。

气流调节装置包括改变气流方向的任何装置，包括翼面形式的叶片、翻门或各种开口管。

气流调节装置可以位于相对螺旋桨5、7的任何合适位置。这种位置包括，例如顶部螺旋桨5的上方、下方螺旋桨7的下面或螺旋桨5、7中间。

Claims (10)

1.一种飞行器，其包括：

位于两个垂直轴相反旋转的螺旋桨上方的至少一个马达，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过马达旋转时产生升力，所述螺旋桨共用一共同的旋转轴；

坐椅和把手，坐椅和把手安装在飞行器上螺旋桨上方、螺旋桨的外围径向向内的位置并且沿飞行器的纵轴间隔开；

底盘，把手可移动地安装在底盘上，脚凳靠近坐椅设置，坐椅、把手和脚凳设置成使得飞行器的使用者大体上坐在螺旋桨的顶部中心；以及

环绕着螺旋桨的外围裙部，所述裙部包括多个垂直间隔开的环，环之间的间隙使用中作为给螺旋桨提供空气的管道。

2.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述把手自飞行器的纵轴横向地延伸。

3.如权利要求1或2所述的飞行器，其特征在于，所述脚凳靠近坐椅的每一侧设置，以保护使用者的脚不受螺旋桨的伤害。

4.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，螺旋桨设置成使得螺旋桨的特性可以根据进入每个螺旋桨的气流的任何差异来改变，使得使用中使每个螺旋桨产生基本相同的升力。

5.如权利要求4所述的飞行器，其特征在于，螺旋桨叶片的桨距可以改变。

6.如权利要求1所述的飞行器，其特征在于，所述飞行器包括两个马达。

7.一种飞行器，其包括位于两个垂直轴相反旋转的螺旋桨上方的至少一个马达，螺旋桨的叶片布置成在螺旋桨通过马达旋转时产生升力，所述螺旋桨共用一共同的旋转轴，一承载区设置在螺旋桨的上方，每个螺旋桨配备有各自的叶片桨距控制机构，飞行器还包括一控制器，叶片桨距控制机构和控制器设置成使得所述螺旋桨的每一叶片的桨距能够独立地控制，以及环绕着螺旋桨的外围裙部，所述裙部包括多个垂直间隔开的环，环之间的间隙使用中作为给螺旋桨提供空气的管道。

8.如权利要求7所述的飞行器，其特征在于，至少一个叶片桨距控制机构通过由控制器控制的伺服机构致动。

9.如权利要求7或8所述的飞行器，其特征在于，每个叶片桨距控制机构由各自的伺服机构控制。

10.如权利要求9所述的飞行器，其特征在于，每个叶片桨距控制机构由其自己的一套伺服机构来提供，一个伺服机构用于一个螺旋桨叶片。