透鏡狀飛艇的製作方法

2023-07-06 00:58:06

專利名稱：透鏡狀飛艇的製作方法
技術領域：
本公開涉及一種透鏡狀的飛艇。更具體地，本公開涉及透鏡狀飛艇。
背景技術：
自從1783年以來，隨著孟高爾費(Montgolfier)兄弟的熱氣球的第 一次 成功載人飛行，空氣靜力的比空氣輕(lighter-than-air)的飛艇已經具有實際用 途。從那以後進行了許多改進，但是，載人熱氣球的設計和理念保持大致 類似。這樣的設計可包括用於承載飛行員和旅客的吊艙、加熱裝置(例如， 丙烷炬)以及附著到吊搶並配置的以充滿空氣的大的氣嚢或者袋子。飛行員 然後可以利用加熱裝置加熱空氣直到受熱空氣的浮力在氣嚢上產生足夠的 力來升高氣球和附著的吊艙。這樣的飛艇的航行被證明是困難的，主要是 由於風流以及用於導向氣球的推進單元的缺失。
為了改進比空氣輕的飛行的理念， 一些比空氣輕的飛艇已經改進為包 括推進單元、導航儀器和飛行控制裝置。這樣的添加可以使得這樣的飛艇 的飛行員能夠在這樣的方向導向推進(propulsion)單元的推力(thrust)以使得 飛艇如期望地前進。利用推進單元和導航儀器的飛艇典型地並不使用熱空 氣作為升力氣體(儘管可以使用熱空氣)，許多.飛行員而是優選比空氣輕的升 力氣體例如氫氣和氦氣。其中，這些飛艇可還包括用於保持比空氣輕的氣 體的氣嚢、船員區域和貨物區域。飛艇典型地為軟式飛艇或者齊伯林式飛 艇形狀的流線型，其儘管提供減小的阻力，但是會使得飛艇遭受不利的航 空影響(例如，受氣流作用而轉向(weather cocking))。除了傳統的熱氣球之外，飛艇可以分為若干類構造硬式的、半硬式 的、非硬式的和混合類型的。硬式飛艇典型地具有包含多個非壓縮氣體單 元或者氣球以提供升力的剛性框架。這樣的飛艇一般不依靠氣體單元的內 部壓力來維持它們的形狀。半硬式飛艇一般利用氣嚢內的一些壓力來維持 它們的形狀，但是也可以具有沿著氣嚢的下部的框架以至少為了分布懸掛 負載到氣嚢中以及為了允許更低的氣嚢壓力。非硬式飛艇典型地利用超過 周圍空氣壓力的壓力水平以為了維持它們的形狀，並且與貨物承載裝置相 關的任何負載由氣嚢和相關的結構支承。常用的軟式小型飛船是非硬式飛 艇的一個例子。
混合式飛艇可結合其它飛艇類型的部件，例如用於承載負載的框架和 利用與升力氣體有關的壓力的氣嚢來維持其形狀。混合式飛艇還可結合比 空氣重的飛艇(例如，飛機和直升機)的特徵以及比空氣輕的技術以產生額外 的升力和穩定性。應當注意到，許多飛艇在滿載貨物和燃料時會比空氣更 重，從而可以使用它們的推進系統和形狀以產生停留在高處的空氣動力學 升力。但是，在混合式飛艇的情形下，飛艇和貨物的重量可以基本由與升 力氣體例如氦氣相關的力產生的升力來進行補償。這些力可以施加在氣嚢 上，而補充的升力可以來自與船體有關的空氣動力學升力。
與比空氣輕氣體相關的升力(也就是浮力)可以取決於許多因素，至少包 括環境壓力和溫度。例如，在海平面上，大約一個立方米的氦氣可以平衡 大約一公斤的質量。因此，飛艇可包括相應大小的氣嚢，藉助其維持足夠 的升力氣體來升力飛艇質量。配置的以提升重的貨物的飛艇可以利用根據 待提升的負載而定大小的氣嚢。
一旦飛艇開始起飛，飛艇的船體設計和流線型可以提供額外的升力， 但是，特別地，早先設計的流線型飛艇由於這樣的船體設計會受到基於空 氣動力學力的不利影響。例如， 一種這樣的力可以是受氣流作用的轉向力， 其可以由作用在飛艇的不同表面上的環境風引起。術語"受氣流作用而轉 向"源自於風標作用，其關於垂直軸樞轉並總是將其自身與風向對齊。受 氣流作用而轉向會是不期望的影響，其會導致飛艇經受基於與風相關的速 度的明顯的航向變化。這樣的影響從而會導致對於運動的更低的地速和額 外的能量消耗。比空氣輕的飛艇會對受氣流作用而轉向特別敏感，因此， 期望設計出最小化這樣的力的影響的比空氣輕的飛艇。基於對不利的空氣動力學力的敏感性，著陸和固定比空氣輕的飛艇還
會引入獨特的問題。儘管許多比空氣輕飛艇可以執行"垂直起落(VTOL)" 操控，但是一旦這樣的飛艇抵達接近地面的點，最後著陸階段會需要地勤 人員(例如，幾個人)的就緒引導和/或用於系留或者別的方式固定飛艇到地 面的停靠設備。沒有這些要素的引導，飛艇會被風流或者其它無法控制的 力帶走，儘管飛艇的飛行員試圖退出和處理最後的著陸階段。因此，能夠 使得由一個或多個飛行員著陸和固定飛艇的系統和方法會是期望的。

發明內容
本公開涉及利用飛艇的各示例性實施例，致力於上述一個或多個期望。
在一方面，本公開涉及一種飛艇。該飛艇可包括大致扁球狀的船體； 一個或多個限定支承結構的框架件，其中支承結構至少形成用於船體的部 分支承；以及至少一個可操作地耦合到飛艇的下表面的水平穩定件。該飛 艇可還包括至少一個具有第一末端和第二末端的水平穩定件，其中至少 一個水平穩定件限定上反角構型；以及具有樞轉耦合到飛艇的第一末端和 定向的以保持在飛艇的上表面下面的第二末端的垂直穩定件，其中垂直穩 定件配置的以在垂直平面內樞轉，並且其中垂直穩定件的第一末端和至少 一個水平穩定件的第一末端可操作地耦合。
在另一方面，本公開涉及一種飛艇。該飛艇可以包括限定支承結構 的一個或多個框架件，其中支承結構形成用於船體的支承；船體，其包括 至少一個配置的以維持一定體積的比空氣輕氣體氣嚢，其中該氣嚢可操作 地連接到支承結構，並且通過充填比空氣輕的氣體限定大致扁球的形狀； 以及至少五個推進組件。至少五個推進組件的第 一個可操作地耦合到與飛 艇相關的支承結構並位於與飛艇相關的周邊上的前部位置，至少五個推進 組件的第二個可以可操作地耦合到支承結構並位於周邊上關於第 一推進組 件成大約120度，至少五個推進組件的第三個可以可操作地耦合到支承結 構並位於周邊上關於第一推進組件成大約負120度。再者，第四推進組件 可以配置的以沿著大致平行於飛艇的滾轉軸的軸導向推力並大致與至少五 個組件的第二個共位，第五個推進組件可以配置的以沿著大致平行於飛艇 的滾轉軸的軸導向推力並大致與至少五個推進組件的第三個共位。
在又另一方面，本公開涉及用於與比空氣輕的飛艇相關的推進組件的安置。該安置可以包括至少五個推進組件。在該安置中，至少五個推進組 件的第 一個可以可操作地耦合到與飛艇相關的支承結構並位於與飛艇相關 的周邊上大致0度位置，至少五個推進組件的第二個可以可操作地耦合到
所述支承結構並位於周邊上關於第一推進組件成大約120度，至少五個推 進組件的第三個可以可操作地耦合到支承結構並位於周邊上關於第 一推進 組件成大約負120度。再者，第四和第五推進組件可配置的以沿著大致平 行於飛艇的滾轉軸線的軸導向推力。
根據再一方面，本公開涉及用於與飛艇相關的推進組件的安置。該安 置可以包括五個推進組件。五個推進組件的第一個可以可操作地耦合到與
件的第二個可以可操作地耦合到支承結構並位於周邊上關於第 一可導向推 進組件成大約120度，五個推進組件的第三個可以可操作地耦合到支承結 構並位於周邊上關於第一可導向推進組件大約負120度，第四推進組件可 以配置的以沿著大致平行於飛艇的滾轉軸的軸導向推力並大致與至少五個 推進組件的第二個共位，第五推進組件可以配置的以沿著大致平行於飛艇 的滾轉軸的軸導向推力並大致與至少五個推進組件的第三個共位。。
根據又一方面，本公開涉及用於比空氣輕飛艇的尾翼組件。該尾翼組 件可以包括至少一個具有第一末端和第二末端的水平穩定件，其中至少 一個水平穩定件限定上反角構型；以及垂直穩定件，其具有樞轉耦合到飛 艇的第一末端和定向的以保持在飛艇的上表面下面的第二末端。垂直穩定 件可配置的以在垂直平面內樞轉，並且垂直穩定件的第一末端和至少一個 水平穩定件的第 一末端可以可操作地耦合。
在又再一方面，本公開涉及用於比空氣輕飛艇的飛行控制系統。該系 統可以包括一個或多個配置的以接收操作者的輸入的操作者控制裝置、與 水平穩定件相關的水平控制面、與垂直穩定件相關的垂直控制面、配置的 以接收來自操作者控制的輸入信號並根據輸入信號產生控制信號的處理器 以及五個推進組件。五個推進組件的第 一個可以可操作地耦合到與飛艇相 關的支承結構並位於與飛艇相關的周邊上的第 一位置，五個推進組件的第 二個可以可操作地耦合到支承結構並位於周邊上關於第 一可導向推進組件 成大約120度，五個推進組件的第三個可以可操作地耦合到支承結構並位 於周邊上關於第一可導向推進組件成大約負120度。再者，第四推進組件可以配置的以沿著大致平行於飛艇的滾轉軸的軸導向推力並大致與至少五 個推進組件的第二個共位，第五推進組件可配置的以沿著大致平行於飛艇 的滾轉軸的軸導向推力，並大致與至少五個推進組件的第三個共位。


圖1A是透鏡狀飛艇(LA)的示例性實施例的示意性透視圖1B是支承結構的示例性實施例的示意性透視圖2是船體的示例性實施例的示意性透視圖3A是尾翼組件的示例性實施例的示意性透一見圖3B是示例性尾翼架(mount)的示意性部分透視圖3C是後部起落架組件構型的示例性實施例的示意性部分透視圖3D是突顯示例性尾翼、龍骨箍和縱向支承件之間的示例性安裝構型
的示意性視圖，該構型利用示例性尾翼架；
圖4A是推進組件的示例性實施例的示意性部分透視圖4B是推進組件的示例性實施例的另一示意性部分透視圖4C是推進組件的示例性實施例的又另一示意性部分透視圖5A是與LA相關的推進系統的安置的示例性實施例的示意性平面底
部側碎見圖5B是與LA相關的推進系統的安置的另一示例性實施例的示意性平 面底部側浮見圖6是示例性控制系統的方框圖7是計算機的示例性實施例的方框圖8A是吊艙底盤的示例性實施例的示意性透視圖8B是吊艙的示例性實施例的示意性透視圖9是示出用於在起飛操縱過程中控制LA的方法的示例性實施例的 流禾呈圖；以及
圖IO是示出用於執行與LA相關的著陸操縱的方法的示例性實施例的 流程圖。
具體實施例方式
圖1A示出透鏡狀飛艇(LA)10的一個示例性實施例。LA10可配置用於VTOL(垂直起落)以及三維(例如X， Y和Z平面)航行。為了有利於這樣的 飛行，LA10可包括支承結構20、船體22、尾翼組件25、後部起落架組件 377、包括推進組件31的推進系統、吊艙35、 一個或多個計算機600(參見 例如圖7)和/或前端起落架組件777。在各個實施例的整個討論中，術語"飛 艇，，和飛艇可以交替使用以表示各個實施例的LAIO。再者，術語"前端，， 和/或"前部"將用於表示LA10的半球部分內最靠近向前前進的區域，術 語"後部"和/或"後面"將用於表示在LA10的半球部分內最靠近前進的 相反方向的區域。而且，術語"尾部，，將用於表示與船體22有關的最後面 的點，而術語"鼻部，，將用於表示在船體22的前端部分內最向前的點。
圖1A還示出用於參照目的的示例性LA10有關的各個軸。LA10可包 括滾轉軸5、俯仰軸6和偏^4A 7。 LA10的滾轉軸5可對應在例如/人尾翼 組件25到吊艙35的方向延伸通過船體22的虛線。LA10的偏航軸7可對 應在例如從船體22的底部表面到船體22的頂面方向延伸通過船體22的垂 直於滾轉軸的虛線。俯仰軸6可對應垂直於偏航軸和滾轉軸二者延伸的虛 線以使得俯仰軸6從LA10的一側延伸通過LA10的另 一側。"滾轉軸"和 "X軸"；"俯仰軸"和"Y軸"；以及"偏航軸，，和"Z軸"在整個討論中 可以交替使用以表示有關LAIO的各個軸。本領域技術人員將認識到，在這 些段落中描述的術語僅僅是示例性的，並不意在進行限定。
圖1B示出根據本公開的一些實施例的示例性支承結構20。例如，支 承結構20可配置的以限定與LA10有關的形狀，同時提供對與LA10有關 的許多系統的支承。這樣的系統可以包括例如船體22、吊艙35、貨艙(未示 出)和/或推進組件31。支承結構20可由一個或多個互連的框架件限定以形 成期望的形狀。例如，根據一些實施例，支承結構20的第一部分可以限定 特定直徑的大致圓形的周邊梁(例如龍骨箍120)。龍骨箍120可包括一個或 多個具有限定彎曲半徑的框架部分，其可以彼此附著以形成期望半徑的龍 骨箍120。在一些實施例中，龍骨箍120可以具有例如大約21米的直徑。
根據一些實施例，支承結構20可包括橫向框架件122,其從龍骨箍120 的各個點以一定彎曲半徑大致垂直地延伸為第三尺度，並大致在龍骨箍120 的相對部分正交地匯合，例如，如圖1B所示。橫向框架件122因此可以提 供支承給龍骨箍120,並還可提供支承給一個或多個與LA10有關的附加部 件(例如推進組件31)。支承結構20可包括縱向框架件124,其配置的以在縱向方向從龍骨箍 120的前部延伸到龍骨箍120的後部。縱向框架架124可以大致正交地與龍 骨箍120匯合，並可以大致在與龍骨箍120相關的中點對齊。換句話說， 在二維平面觀看龍骨箍120時，縱向框架件124可與龍骨箍120以0度和 180度的相對位置相交。
如在圖1B的125處可看出的，例如，橫向框架件122可與縱向框架件 124基本直角地相交。相交的角度可以根據與縱向框架件124和橫向框架件 122相關的彎曲半徑而改變。
包括在支承結構20內的一個或多個框架件可以包括一個或多個水平的 支承結構。例如，在一些實施例中，矩形和/或其它多邊形狀的子支承132 可由一個或多個圍繞件134提供和圍繞，其可以在切線方向與多邊子支承 132相交，適於產生與框架件相關的彎曲半徑。在一些實施例中，類似字母 "D，，的多邊形狀可以被使用，如子支承136所示。該實施例可以特別用於 與龍骨箍120有關的框架件的構造。本領域技術人員將認識到，對於一個 或多個子支承132可以利用許多不同的形狀，並且可以根據需要使用更多 或更少級的支承。可以基於與一個或多個子支承132相關的形狀改變框架 件的大小和形狀。任何這樣的組合都意在落在本公開的範圍內。
根據一些實施例，與支承結構20相關的框架件可以構造為單件並組裝 為最終的框架件用於布置在支承結構20上。例如，龍骨箍120可包括限定 彎曲半徑的框架的多個部分。該框架部分的組裝可以產生具有限定半徑的 龍骨箍120。為了緊固與龍骨箍120相關的各個框架件， 一個或多個支架可 以與一個或多個緊固件(例如，膠粘劑、螺栓、螺母、螺釘等)結合使用，其 取決於期望的結合強度和類型。替代地，或者，額外地，框架件可以設計 的以使得各個框架件配合在一起，而膠粘劑可以用來保證框架件保持組裝 好。
在一些實施例中，六個框架件可以結合起來用於形成龍骨箍120。六個 框架件的每一個然後可以通過連接部件(例如，支架)用適當的膠粘劑和/或 緊固件彼此連接。取決於使用的膠粘劑，加溫膠粘劑以保證聚合性和/或利 用 一個或多個機械緊固件是期望的。
為了最大化與LA10有關的提升能力，設計和製造支承結構20以使得 與支承結構20有關的重量被最小化同時強度以及因此的例如對空氣動力學力的耐受力最大化，這是期望的。換句話說，最大化與支承結構20相關的
強度/重量比可以提供用於LA10的更期望的構型。例如， 一個或多個框架 件可以由重量輕但是強度高的材料構成，這些材料至少包括例如基本基於 碳的材料(例如，碳纖維)和/或鋁。
根據一些實施例， 一個或多個框架件可以被構成，包括碳纖維/樹脂復 合材料和蜂窩碳夾層結構。蜂窩碳夾層結構還包括碳泡沫類型的材料。在 該實施例中，與支^R結構20相關的單個框架件可以製造為適當的大小和形 狀用於組裝在支承結構20中。該構造可以產生用於支承結構20的期望的 強度/重量比。在一些實施例中，製造支承結構20以使得相關質量例如小於 200公斤是期望的。
船體22可包括悽t層/氣囊和/或可以是半硬性結構。再者，船體22可以 為大致扁球形狀的，或者"透鏡狀"形狀。例如，扁球形狀的尺度可以大 致由代表式A二B〉C描述，其中A為物體的長度尺度(例如，沿著滾轉軸5); B為寬度尺度(例如，沿著俯仰軸6);和C為高度尺度(例如，沿著偏航軸 7)。換句話說，扁球可以具有明顯圓形的俯視圖，高度(例如，極直徑)小於 圓形俯一見圖的直徑(例如，赤道直徑)。例如，才艮據一些實施例，船體22可 包括以下尺度A=21米；B=21米；和C7米。與船體22相關的尺度還可 以限定，至少部分地限定一定體積的可以保持在船體22內的比空氣輕的氣 體。例如，通過使用上面給出的用於船體22的尺度，與船體22相關的未 壓縮的內部體積可以為大約1275立方米。
圖2是才艮據本^^開的船體22的示例性實施例的示意圖。船體22可配 置的以保持一定體積比空氣輕的氣體並可以製造的以使得通過保持該體積 的氣體，產生大致透鏡狀的和/或扁球形狀。因此，船體22可包括由織物或 者材料縫合或者別的方式組裝的第一氣嚢282,其配置的以保持比空氣輕的 氣體和/或具有圓形俯視圖，其最大厚度小於圓形俯視圖的直徑。第一氣嚢 282可以由包括例如鍍鋁塑料、聚氨酯、聚酯、層疊橡膠以及任何適於保持 比空氣輕的氣體的其它材料製成。在一些實施例中，第一氣嚢282可以由 一個或多個聚酯片製成並可以縫合或者別的方式成形以使得保持一定體積 的比空氣輕氣體以使得第一氣嚢282呈現扁球形狀。
與船體22相關的第一氣嚢282可以配置的以緊固在支承結構20上以 使得支承結構20可提供支承給船體22。第一氣嚢282可以在適當位置並通過任何適當的方法包括例如拉鏈、捆綁帶(tie-downs)，咬合等緊固到支承 結構20。根據一些實施例，拉鏈帶284可以設置在龍骨箍120的周邊周圍， 相配的拉鏈部分圍繞第一氣嚢282的周邊。拉鏈部分然後可以"拉鏈閉合" 在一起，以使得第一氣嚢282緊固到龍骨箍120。第一氣嚢282可保持在龍 骨箍120的周邊內以及保持在由支承結構20限定的區域內。
用於船體22的第 一 氣嚢282內的比空氣輕的升力氣體可以至少包括例 如氦氣、氫氣、曱烷和氨氣。比空氣輕的氣體的升力潛力可以取決於該氣 體的密度相對於周圍空氣或者其它流體(例如，水)的密度。例如，氦氣在0 攝氏度和101.325千帕斯卡下的密度為大約0.1786克/升，而在0攝氏度和 101.325千帕斯卡的空氣密度可以為大約1.29克/升。忽略保持氣嚢的重量， 等式1示出用於計算基於比空氣輕的氣體體積的浮力F浮力的簡化公式，其 中Df是與周圍流體相關的密度，Dua是與比空氣輕的氣體相關的密度，gc 是重力常數，並且V是比空氣輕的氣體的體積。
F浮力(DrD!ta) x gc x V (1) 簡化基於懸浮在空氣內在O攝氏度和101.325千帕斯卡的氦氣的體積的 等式，浮力可大致確定為F浮力/g^1.11克每升(也就是，大約1千克每立方米 的氦氣)。因此，基於選取的比空氣輕的氣體，與船體22相關的第一氣嚢 282的內部體積可以選取的以使得期望量的升力可以由一定體積的比空氣 輕的氣體產生。等式2可用以計算用於空氣靜力學升力的期望體積，考慮 LA10的質量M。
V〉M/(DrDlta) (2) #4居一些實施例，與船體22相關的第一氣嚢282可以;故第一氣嚢282 內的一系列的"壁，，或者分隔結構(未示出)分隔。這些壁可以產生分隔開的 "艙，，，其可以每個都單獨充填比空氣輕的升力氣體。這樣的構型可以減輕 一個或多個艙失效(例如洩露或者織物破裂)的後果以使得在一個或多個艙 失效時LA10可仍具有一些空氣靜力學升力。在一些實施例中，每個艙可以 與至少一個其它搶流體連通，所述壁可以由類似於製造第一氣嚢282使用 的那些材料製造，或者，替代地(或者額外地)可以使用不同的材料。
根據一些實施例，第一氣嚢282可以通過利用由類似於用於形成第一 氣嚢282的織物形成的"壁，，分為四個搶。本領域技術人員將認識到，可 以根據需要使用更多或者更少的艙。第一氣嚢282內的一個或多個搶可以包括一個或多個充填和/或釋放閥 (未示出)，其配置的以允許充填第一氣嚢282,其會導致最小化第一氣嚢282 的過度膨脹的風險。這樣的閥可以設計來允許進入比空氣輕的氣體以及允 許比空氣輕的氣流在內部壓力達到預定值(例如大約150-400帕斯卡)時流出 第一氣嚢282。本領域技術人員將認識到，可以根據需要使用更多或者更少 的充填/釋放閥，並且釋放壓力可以至少基於與第一氣嚢282相關的材料進 行選取。
除了由保持比空氣輕的氣體產生的空氣靜力學升力之外，當放置在氣 流中(例如，LA10處於運動中和/或風圍繞船體22運動)時，船體22可配置
的基於相關的攻角以及氣流相對於飛艇的速度產生至少一些空氣動力學升 力。船體22因此可包括第二氣嚢283，其配置的以基本符合與第一氣嚢282 相關的形狀。與船體22相關的第二氣嚢283可以例如大致圍繞第一氣嚢282 的頂部和底部表面，或者，第二氣囊283可以由兩片或者更多片的材料形 成，每個基本覆蓋船體22的頂部和/或底部表面的僅僅一部分。例如，根據 一些實施例，第二氣嚢283可以非常類似於第一氣嚢282，但是包含稍微更 大的體積，以使得第二氣嚢283可以基本圍繞與船體22相關的支承結構20 和第一氣嚢282。
在一些實施例中，第二氣嚢283的第一部分可以配置的以僅覆蓋支承 結構20的下半部(例如，如圖2所示)，而第二氣嚢283的第二部分可以布 置在第一氣嚢282的上半部之上。在該實施例中，第二氣嚢283的第一部 分可以定位在支承結構20的下面，並且第二氣嚢283的邊緣被帶到龍骨箍 120的外周邊用於緊固(例如，拉鏈閉合)到龍骨箍120。第二氣嚢283的第 二部分然後可以被覆蓋在第一氣嚢282的頂部表面之上，並且邊緣被帶到 龍骨箍120的外周邊用於緊固(例如，拉鏈閉合)到龍骨箍120。第二氣嚢283 到龍骨箍120的緊固可以以與第一氣嚢282所用的類似方式實現。例如， 圍繞龍骨箍120周邊的拉鏈帶284可以具有第二拉鏈，其與第二氣嚢283 上的拉鏈部分匯合以使得它們可以被"拉鏈閉合，，在一起。或者，可以使 用任何其它適當的緊固方法(例如，捆綁帶)。
第二氣嚢283可提供將作用在第二氣嚢283上的升力轉移到縱向框架 件124、橫向框架件122和龍骨箍120。第二氣嚢283可包括帆布、乙烯基 和/或其它適當的材料，其可以縫合或者別的方式製作為適當的形狀，該形狀可以具有對外部應力(例如，撕拉、空氣動力學力等等)期望的抗性。在一
些實施例中，第二氣嚢283可包括低阻力和/或低重量的織物(fabric)，例如 聚酯、聚氨酯和/或DuPontTMTedlar ,具有熱塑性塗層。
除了提供將空氣動力學升力轉移到支承結構20以及潛在的耐撕裂性之 外，在安裝第二氣嚢283時，可以在第一氣嚢282和第二氣嚢283之間形 成一定空間，其可以用作用於LA10的升降氣嚢。例如，升降氣嚢可以用於 補償第一氣嚢282內的升力氣體與圍繞LA10的環境空氣之間的壓差，以及 用於飛艇的壓艙。當環境空氣壓力增大時(例如當LA10下降時)，升降氣嚢 因此可以允許船體22維持其形狀。升降氣嚢還可以幫助控制第一氣嚢282 內的比空氣輕的氣體的膨脹(例如，當LA10上升時)，實質性地防止在更高 高度第一氣嚢282破裂。壓力補償可以通過當LA10上升和下降時例如分別 泵入空氣到升降氣嚢中或者從升降氣嚢排出空氣而實現。空氣的該泵送和 排出可以通過與船體22相關的空氣泵、排風片或者其它適當裝置(例如，推 進系統30的作用)完成。例如，在一些實施例中，當LA10上升時，空氣泵 (例如，空氣壓縮機)可以用空氣充填第一氣嚢282和第二氣嚢283之間的空 間以使得在第一氣嚢282上施加壓力，從而限制其響應減少的環境壓力而 膨脹的能力。相反地，當LA下降時，隨著在船體22上的環境壓力增大， 空氣可以從升降氣囊中排出，從而允許第一氣嚢282膨脹並有助於船體22 保持其形狀。
圖3A示出示例性尾翼組件25。尾翼組件25可配置的以提供穩定性和 /或航行功能到LA10。尾翼組件25可以經由支架、架子和/或氣體適當的方 法可操作地連接到支承結構20。例如，在一些實施例中，類似於圖3B所示 的尾翼架345可以用來可操作地連接尾翼組件25到縱向框架件124和龍骨 箍120。
才艮據一些實施例，尾翼組件25可包括垂直穩定件310和水平穩定件 315。垂直穩定件310可配置為翼面以提供LA在偏航/直線飛行控制方面的 穩定性和輔助性。垂直穩定件310可包括前邊緣、後邊緣、樞轉組件、一 個或多個桅以及一個或多個垂直控制面350(例如，方向舵)。
垂直穩定件310可樞轉附著到尾翼組件25上的點。在LA10的操作過 程中，垂直穩定件310可從尾翼組件25的安裝點大致向上導向到支承結構 20,而垂直穩定件310的最上點保持在船體22的頂部表面的最高點的下面或者基本相同水平。這樣的構型可以允許垂直穩定件310保持與LA10相關 的各向同性。在某些情形下(例如，自由空中入雞、疾風等情況)，垂直穩定 件310可配置的以圍繞樞轉組件在垂直平面內樞轉以使得垂直穩定件310 在水平或者向下，垂直方向停下來，並大致在水平穩定件315之間。該安 置還可使得LAIO能夠最大化相對於垂直軸的各向同性，從而最小化不利的 空氣動力學力的影響，例如關於垂直穩定件310的受氣流作用而轉向。在 本公開的一些實施例中，在船體22包括7米的厚度尺度以及尾翼組件25 安裝到龍骨箍120和縱'向空間件124的場合，垂直穩定件310可以具有從 大約3米到大約4米範圍的高度尺度。
垂直穩定件310可包括一個或多個桅(未示出)，其配置的以限定垂直穩 定件310的俯視圖以及提供用於與垂直穩定件310有關的蒙皮(skin)的支承。 一個或多個桅可以包括基本基於碳的材料，例如具有碳纖維泡沫的碳纖維 蜂窩夾層結構。一個或多個桅的每一個可以具有位於不同位置的開口(例如， 圓形孔)以使得重量最小化，並且對強度的損傷最小。本領域技術人員將認 識到，最小化使用的桅的數量，同時仍然保證期望的結構支承，可以允許 最小化與垂直穩定件310相關的重量。因此，可以沿著垂直穩定件310的 跨度以配置的以最大化支承同時最小化重量的期望間隔將 一 個或多個桅間 隔開。
前邊緣322可用於限定垂直穩定件310的邊緣形狀以及在安裝與垂直 穩定件310相關的蒙皮之前固定桅。前邊緣322可以還包括基本基於碳的 材料，例如具有碳纖維泡沫的碳纖維蜂窩夾層結構。
前邊緣322以及一個或多個桅可以對齊並緊固就位，蒙皮安裝的大致 罩住前邊緣322和桅。蒙皮可以包括例如帆布、聚酯、尼龍、熱塑塑料和 任何其它適當的材料。蒙皮可以通過利用膠粘劑、收縮包裝方法和/或任何 其它適當的方法進行固定，從而固定蒙皮到前邊緣322和一個或多個桅。
例如，在一些實施例中，帆布材料可施加到一個或多個桅和前邊緣322 之上，然後通過利用膠粘劑和/或其它的適當的緊固件進行固定。帆布材料 然後可以用聚氨酯和/或熱塑性材料進行塗覆以進一步增加強度和粘結到一 個或多個桅和前邊》彖322。
垂直穩定件310可還包括一個或多個垂直控制面350,其配置的以操控 垂直穩定件310周圍的氣流以為了控制LA10。例如，垂直穩定件310可包括配置的以在垂直穩定件310上從而在尾翼架345和船體22上施加側向力 的方向舵。該側向力可以用來產生關於LA10的偏航軸7的偏航運動，其對 於補償飛行期間的空氣動力學力是有用的。垂直控制面350可以可操作地 連接到垂直穩定件310(例如，經由鉸鏈)並可以通信地連接到與吊艙35相關 的系統(例如，操作者踏板)或者其它適當的位置。例如，通信可以與吊搶35 或者其它的適當的位置(例如，遠程控制)機械地建立(例如，纜線)和/或電性 地建立(例如，導線和伺服馬達和/或光信號)。
與尾翼組件25相關的水平穩定件315可以配置為翼面並可提供水平穩 定性並有助於LA10的俯仰控制。水平穩定件315可包括前邊緣、後邊緣、 一個或多個桅和一個或多個水平控制面360(例如，升降舵)。
在一些實施例中，在下反角(anhedral又名負或者反上反角)構型中，水 平穩定件315可安裝在船體22的下側。換句話說，水平穩定件315可相對 於滾轉軸5以向下的角度延伸遠離垂直穩定件310。水平穩定件315的下反 角構型可以允許水平穩定件315用作LA10的後部的地面和著陸支承。或者， 水平穩定件315可安裝為上反角或者其它適當的構型。
根據一些實施例，水平穩定件315可以可操作地附著到尾翼架345和/ 或垂直穩定件310。在某些情形下(例如，自由空中入塢、疾風等情況)，水 平穩定件315可配置的以允許垂直穩定件310在垂直平面內樞轉，以使得 垂直穩定件310大致在水平穩定件315之間停下來。
在一些實施例中，與水平穩定件315相關的跨度(也就是，末端到末端 的測量)可以為跨過大約10-20米，其:f又決於船體22的期望尺寸。在一些實 施例中，與水平穩定件315相關的跨度可以為例如大約14.5米。水平穩定 件315可包括一個或多個桅(未示出)，其配置的以限定水平穩定件315的俯 視圖以及提供對與水平穩定件315相關的蒙皮的支承。 一個或多個桅可以 包括基本基於碳的材料，例如具有碳纖維泡沫的蜂窩夾層結構。 一個或多 個桅的每一個可以具有位於不同位置的開口(例如圓形孔)，以使得重量最小 化而強度損傷最小。本領域技術人員將認識到，最小化使用的桅的數量同 時仍然保證期望的結構支承可以允許最小化與水平穩定件315相關的重量。 因此，桅可以沿著水平穩定件315的跨度以配置的以最大化支承同時最小 化重量的期望間隔間隔開。
前邊緣352可用於限定水平穩定件315的邊緣形狀以及在安裝與水平穩定件315相關的蒙皮之前固定每個桅。前邊緣352可還包括基本基於碳 的材料，例如具有碳纖維泡沫的碳纖維蜂窩夾層結構以獲得期望的強度/重 量比。 一旦前邊緣352和一個或多個桅已經對齊並緊固就位，蒙皮可以安 裝以基本罩住前邊緣352和一個或多個桅。蒙皮材料可包括例如帆布、聚 酯、尼龍、熱塑塑料和/或任何其它適當的材料。蒙皮可以通過利用膠粘劑、 收縮包裝方法和/或任何的其它適當的方法固定。例如，在一些實施例中， 帆布材^牛可施加在一個或多個桅和前邊糹彖352之上並通過利用力交粘劑和/或 其它適當的緊固件進行固定。帆布材料可以然後用聚氨酯和/或熱塑性材料 進行塗覆以進一步增加強度和粘結到桅和前邊緣352。
水平穩定件315可還包括一個或多個水平控制面360(例如升降舵)，其 配置的以操控水平穩定件315周圍的氣流以實現期望的效果。例如，水平 穩定件315可包括升降舵，其配置的以在水平穩定件315上施加俯仰力(也 就是，向上或者向下的力)。這樣的俯仰力可以用於使得LAIO圍繞俯仰軸6 運動。水平控制面360可以可操作地連接到水平穩定件315(例如經由鉸鏈) 並可以^Mv吊搶35或者其它的適當的位置(例如，遠程控制)機械地(例如經由 纜線)和/或電性地(例如，經由導線和伺服馬達和/或光信號)受控。
圖3B是尾翼架345的示例性實施例的示意圖。尾翼架345可配置的以 可操作地連接垂直穩定件310、水平穩定件315和支承結構20。尾翼架345 可包括與參照支承結構20討論的相似的高強度低重量材料(例如，碳纖維蜂 窩夾層結構)。再者，尾翼架345可包括配置的以與支承結構20上的緊固點 配合的緊固點。例如，縱向框架件124和/或龍骨箍120可配置為具有在龍 骨箍120的後部位置附近的緊固點(例如，在繞龍骨箍120大約180度處)。 這樣的緊固點可以配置的以與設置在尾翼架345上的緊固點配合。本領域 技術人員將認識到，許多緊固件組合可以用於緊固尾翼架345到龍骨箍220 和縱向框架件124的相關緊固點。
尾翼架345還可配置的以使得垂直穩定件310可以樞轉以使得當期望 時垂直穩定件310可被布置在水平穩定件315之間的位置。尾翼架345可 包括銷、鉸鏈、軸承和/或其它適當的裝置以使得能夠實現這樣的樞轉動作。 在一些實施例中，垂直穩定件310可以安裝在與尾翼架345相關的轉銷(未 示出)上並可以包括配置的以可操作地連接垂直穩定件310到龍骨箍120和/ 或其它適當位置的鎖止機構(未示出)。鎖止機構(未示出)可包括玳瑁鎖止器、
27撞擊鎖止器、彈簧加載銷、擋料板、液壓促動器和/或任何其它適當機構的 組合。鎖止機構(未示出)的控制和垂直穩定件310的樞轉可以通過利用機械 (例如，經由纜線)和/或電(例如，經由控制信號和伺服馬達)或者任何其它適 當的控制方法(例如，經由液壓傳動)實現。
例如，當水平穩定件315以下反角安置配置(也就是，向下遠離船體傾 斜)並連接到LA10的下側時，水平穩定件315可以用作LA10的後部的地面 和著陸支承。為了有利於這樣的功能，後部起落架組件377可以可操:作地 連接到與水平穩定件315相關的每個翼面(例如，如圖3C所示)。後部起落 架組件377可包括一個或多個輪378、 一個或多個減震器381和安裝硬體 379。後部起落架組件377可在末端和/或其它任何適當位置(例如，水平穩 定件315的中點)連接到水平穩定件315。在一些實施例中，後部起落架組 件377可包括安裝在軸上的單一的輪，該軸可操作地通過油壓氣減震器在 每個翼面的最外末端連接到水平穩定件315。該構型可以允許後部起落架組 件377提供關於輸入的阻尼力(例如在降落和著陸過程中施加的力)。水平穩 定件315還可以基於所用構型和材料有助於這樣的阻尼。本領域技術人員 將認識到，起落架組件377可根據需要包括更多或者更少的部件。
後部起落架組件377可配置的以執行其它的功能，包括，例如收回、 放下和/或調節與LA10相關的負載。本領域技術人員將認識到，可以存在 用於後部起落架組件377的許多構型，並且這樣的構型意味著落在本公開 的範圍內。
圖3D是突顯尾翼25、龍骨箍120和縱向支承件124之間的使用尾翼 架345的示例性安裝構型的示意性視圖。本領域技術人員將認識到可以使 用許多其它安裝構型，其意在落在本公開的範圍內。
圖4A-4C示出推進組件31的各個示例性實施例。例如，如圖4A所示， 推進組件31可包括動力源410、動力轉換單元415、推進單元支架430和/ 或燃料源(例如，罐)(未示出)。動力源410可包括例如電動馬達、液體燃料 馬達、燃氣渦輪發動機和/或任何配置的以產生旋轉動力的適當動力源。動 力源410可還包括可變速度和/或可反轉類型馬達，其可以在任意方向運轉 (例如，順時針方向或者逆時針方向旋轉)和/或基於控制信號(例如，來自計 算機600的信號(例如，如圖7所示))以可變轉速運轉。動力源410可由電 池、太陽能、汽油、柴油燃料、天然氣、甲烷、和/或任何的其它的適當的燃料源賦能。在一些實施例中，例如，動力源410可包括由義大利的Simonini Flying,Via per Marano，4303,41010-San Dalmazio di Serramazzoni (MO)製造的 Mini2和/或Mini3馬達。
根據一些實施例，推進組件31可包括動力轉換單元415,其配置的以 將動力源410的旋轉能轉換為適於作用在LA10上的推進力。例如，動力轉 換單元415可包括翼面或者其它在旋轉時可以產生氣流或者推力的裝置。 例如，動力轉換單元415可安置為軸向風扇(例如，推進器)、離心式風扇和 /或正切風扇。該示例性風扇安置可以適於將由動力源410產生的轉動能轉 換為對操控LA10有用的推力。或者，在利用動力源例如燃氣渦輪發動機的 場合，可以不使用動力轉換單元415提供推力。本領域技術人員將認識到， 可以利用許多構型，其並不脫離本公開的範圍。
動力轉換單元415可以是可調節的以使得動力轉換單元415的攻角可 以被修改。這可以允許基於與動力轉換單元415相關的攻角改變推力強度 和方向。例如，在動力轉換單元415配置為可調節的翼面(例如，可變槳距 推進器)，動力轉換單元415可以旋轉通過90度以實現完全的推力反向。動 力轉換單元415可配置為具有例如葉片、艙門和/或其它裝置，以使得由動 力轉換單元415產生的推力可以在期望的方向被修改和導向。替代地(或者， 額外地)，與動力轉換單元415相關的推力方向可以通過操控推進單元支架 430完成。
如圖4B所示，例如，推進單元支架430可以可操作地連接到支承結構 20並可以配置為牢固地保持動力源410,以使得與推進組件31相關的力可 以轉移到支承結構20。例如，推進單元支架430可包括緊固點455,其設 計來與龍骨箍120、水平穩定件315、橫向框架件122上的緊固位置和/或任 何其它適當位置匯合。這些位置可以包括用於輔助承受與推進組件31有關 的阻力(例如推力)的結構性加強。此外，推進單元支架430可包括一系列的 緊固點，其設計來與特定動力源410上的緊固點相配。本領域技術人員將 認識到， 一系列緊固件可以用於固定緊固點以獲得推進單元支架430和緊 固位置之間的期望連接。
根據一些實施例，推進單元支架430可包括樞轉組件，其配置的以允 許推進組件31響應由例如計算機600提供的控制信號圍繞一個或多個軸(例 如軸465和470)轉動(例如參見圖7)。樞轉組件可以包括蝸輪、傘齒輪、軸承、馬達和/或其它可以便於圍繞推進組件31的一個或多個軸的受控旋轉的
裝置。在這些實施例中，電動馬達475可配置的以使得相關的蝸輪480旋 轉。蝸輪480的旋轉然後可以使得推進裝置齒輪485旋轉，從而轉動推進 支架430。
替代地，在一些實施例中，推進組件31可安裝的以使得能夠實現最小 的旋轉或者樞轉(例如，基本固定)，如圖4C所示。該構型可以根據需要用 於一個或多個推進組件31 。
圖5A和5B示出根據本公開的LA10的推進系統的示例性構型(從LAIO 的底部進行觀察)。與LA10相關的推進組件31可配置的以提供定向在特定 方向的推進力(例如推力)(也就是推力矢量)，並配置的以產生運動(例如，水 平運動)，抵消運動力(例如風力)和/或LA10的其它操控(例如偏航控制)。例 如，推進組件31可啟動偏航、俯仰和滾轉控制以及提供用於水平和垂直運 動的推力。該功能可以取決於與推進組件31相關的布置和動力。與推進系 統30相關的功能可以在多個推進組件31(例如，5個推進組件31)中分配。 例如，推進組件31可用於提供用於垂直起飛的升力以使得在第一氣嚢282
助。替代地(或者，附加地)，推進組件31可用於提供用於著陸操控的向下 的力以使得在第 一氣囊282內的比空氣輕的氣體的力被與推進組件31相關 的推力抵消。此外，水平推力還可以由推進組件31提供用於產生與LA10 相關的水平運動(例如，飛行)的目的。
利用推進組件31用於控制或者輔助控制與LA10相關的偏航、俯仰和 滾轉是期望的。例如，如圖5A所示，推進系統30可包括可操作地附著到 龍骨箍120的前部並大致平行於和/或在LA10的滾轉軸5上的前部推進組 件532。除了前部推進組件532之外，推進系統30可包括右舷推進組件 533,其以相對於LA10的滾轉軸5大約120度可操作地附著到龍骨箍120; 和左舷推進組件534，其以相對於LA10的滾轉軸5大約負120度(例如，正 240度)可操作地附著到龍骨箍120。該構型可以使得能夠控制與LA10相關 的偏航、俯仰和滾轉。例如，在期望能夠實現LAIO的偏航運動的場合，前 部推進組件532可旋轉或者樞轉以使得與前部推進組件532相關的推力矢 量基於期望的偏航被導向為平行於俯仰軸6並在相對於船體22的左側或者 右側。通過前部推進組件532的#:作，可以^f吏得LA10與前部推進組件532相關的定向推力反作用而偏航。
在其它的示例性實施例中，例如，在期望產生與LA10相關的俯仰運動 的場合，前部推進組件532可以旋轉以使得與前部推進組件532相關的推 力可以基於期望的俯仰平行於偏航軸並向著地面(也就是，向下)或者向著天 空(也就是，向上)導向。通過前部推進組件532的操:作，然後可以使得LAIO 受前部推進組件532相關的定向推力的反作用力而俯仰。
根據另外其它的實施例，例如，在期望產生與LA10相關的滾轉運動的 場合，右舷推進組件533可旋轉以使得與右舷推進組件533相關的推力可 以基於期望的滾轉平行於偏航軸7並向著地面(也就是，向下)或者向著天空 (也就是，向上)而導向，和/或左舷推進組件534可以旋轉以使得與左舷推進 組件534相關的推力可以在和與右舷推進組件533相關的推力方向相反的 方向導向。通過右舷推進組件533和左^l玄推進組件534的"t喿作，然後LAIO 可以受定向推力的反作用力而產生滾轉。本領域技術人員將認識到，通過 利用不同的組合和推進組件31的旋轉可以實現類似的結果，其並不脫離本 公開的範圍。
前部、右舷和左舷推進組件532， 533和534還可配置的以才是供用於產 生LA的向前或者向後運動的推力。例如，右舷推進單元533可安裝到推進 支架430並配置的以從其中相關的推力在向下方向(也就是，向著地面)導向 的位置樞轉到其中相關的推力在大致平行於滾轉軸5並向著LAIO的後部導 向的位置。這可以允許右舷推進單元533提供額外的推力輔助推進器。替 代地，右舷推進單元534可以從其中相關推力平行於滾轉軸5並向著LA10 的後部導向的位置旋轉到其中相關推力沿著俯仰軸6導向以使得逆向風力 可以被抵消的位置。
除了分別的前部、右舷和左舷推進組件532, 533和534之外，推進系 統30可包括一個或多個右舷推進器541和一個或多個左舷推進器542,其 配置的以提供水平推力到LAIO。右舷和左舷推進器541和542可安裝到龍 骨箍120、橫向框架件122、水平穩定件315或者與LA10相關的任何其它 適當位置。右舷和左舷推進器541和542可利用類似於上述那些的可操作 推進單元支架430進行安裝，或者，替代地，右舷和左舷推進器541和542 可以安裝的以使得能夠實現最小旋轉或者樞轉(例如，基本固定的)，如圖4C 所示。例如，右舷和左舷推進器541和542可以在垂直穩定件310的任一側上的後部位置(例如，在大約160度和負160度，如圖5B所示)安裝到龍 骨箍120。在一些實施例中，右舷和左舷推進器541和542可基本與如上所 述的右4玄和左^玄推進組件533和534共位(例如，正120度和負120度)。在 該實施例中，與右舷和左舷推進組件533和534相關的推進單元支架430 可包括其它緊固點以使得與右舷和左舷推進器541和542相關的推進單元 支架430可以可操作地彼此連接。替代地，與右舷和左舷推進器541和542 相關的推進單元支架430可以可操作地連接到支承結構20上的緊固點，該 緊固點與連接到與右舷和左舷推進組件533和534相關的推進單元支架430 的緊固點基本類似。
在一些實施例中，來自右舷和左舷推進器541和542的推力可以沿著 大致平行於滾轉軸5的路徑被導向。該構型可以使得與右舷和左舷推進器 541和542相關的推力能夠基於推力方向在向前或者向後方向驅動LAIO。
在一些實施例中，來自右舷和左舷推進器541和542的推力可以基於 相關推進單元支架430的位置構造。本領域技術人員將認識到，可以利用 用於右舷和左舷推進器541和542的其它構型，其並不脫離本公開的範圍。
圖6是示例性控制系統的方框圖。根據一些實施例，吊艙35可配置有 操控杆和/或操縱杆，用於提供推進組件31、水平穩定件315和垂直穩定件 310和/或水平控制面360和垂直控制面350控制信號。此外，吊艙35可包 括意在控制與LA10相關的俯仰和滾轉運動以及控制與LA10相關的向前和 向後或者減速運動的操控杆(未示出)。吊艙35可還包括用於控制垂直穩定 件例如310和/或垂直控制面350的兩側方向舵杆。
才艮據一些實施例，才喿控杆353可安裝在固定支承上以為了圍繞第一軸 和圍繞例如垂直於第一軸的第二軸角向運動。操縱杆353圍繞第一軸的運 動可以控制LA10的俯仰運動，而#:控杆353圍繞第二軸的運動可以控制 LA10的滾轉運動。換句話說，當操控杆353圍繞第一軸運動時，可以促動 具有水平控制面360的升力馬達組件31。當操控杆353圍繞第二軸運動時， 可以相應地促動升力馬達組件31 。
此外，操控杆353可以可滑動地安裝在支承上以為了至少通過控制右 舷和左舷推進器541和542控制LA10的向前和向後或者減速運動。
再者，側方向舵杆354還可以被促動以控制垂直穩定件410、垂直控制 面350和右舷和左舷推進器541和542在當其速度不足以使得通過垂直穩
32定件310偏航時，或者替代地在任何時候，輔助LA10的偏航運動。如圖6
所示，取決於其圍繞第一軸和第二軸的運動，並且取決於其滑動運動，操
控杆353可提供表徵俯仰、滾轉和向前/向後運動的信息，並且側方向舵杆 354可以提供表徵期望偏航的信息。
如所示，俯仰信息可以用於控制推進組件31和特別地前部推進單元 532、右舷推進單元533和左舷推進單元534的槳距設置和節流閥設置。相 應地，滾轉信息可以用於控制與右舷推進單元533和左舷推進單元534相 關的槳距設置和節流閥設置，以及水平控制面360。再者，向前/向後運動 信息可以用於控制與右舷和左舷推進器541和542相關的槳距設置和節流 閥設置。偏航信息可以用於控制與右舷和左舷推進器541和542相關的槳 距設置和節流閥設置，以及垂直穩定件310。
如所示，俯仰、滾轉、運動和偏航信息可以通過編碼器和多路傳輸器 以編碼和多路傳輸的方法通過機載通信網絡提供。
作為用於控制動力轉換單元415(例如，推進器)和推進組件31的槳距 和節流閥設置所關心的信息，從操控杆353和方向舵杆354發出的信號的 值由球面電位器356設定。但是，與每個俯仰、滾轉、運動和偏航相關的 信息可以通過單獨的電位計例如357單獨-沒定。
作為意在控制垂直穩定件310和水平控制面360所關心的滾轉和偏舶二 信息，開關，例如開關358可用於提供多路傳輸器355相應的信息。
如上所述，與各種描述的控制信號相關的信息然後被編碼和傳輸，例 如經由多路傳輸器或者其它類似裝置，通過機載傳輸或者通信網絡(例如， 電傳操縱系統(fly-by-wire)或者光傳操縱系統(fly-by-light)),在各個推進組件 31和/或垂直和水平控制面350和360上解碼。
根據一些實施例，至少推進組件31和控制面可以由計算機600控制。 圖7是本公開的計算機600的示例性實施例的方框圖。例如，如圖7所示， 計算機600可包括處理器605、 ^磁碟610、輸入裝置615、多功能顯示器 (MFD)620、任選的外部裝置6"和接口 630。計算機600可根據需要包括 更多或者更少的部件。在該示例性實施例中，處理器605包括CPU635，其 連接到隨機存取存儲器(RAM)單元640、顯示存儲器單元645、視頻接口控 制器(VIC)單元650和輸入/輸出(I/0)單元655。處理器還可包括其它部件。
在該示例性實施例中，；茲盤610、輸入裝置615、 MFD620、任選的外部裝置625和4妄口 630通過I/O單元655連接到處理器605。再者，石茲盤610 可包含可由處理器605處理並由MFD620顯示的一部分信息。輸入裝置615 包括一才幾構，通過該才幾構用戶和/或與LA10相關的系統可以訪問計算枳』 600。任選的外部裝置625可允許計算機600經由控制信號操控其它裝置。 例如，電傳操縱系統或者光傳操縱系統可以被包括進來，從而允許控制信 號發送到任選的外部裝置，包括，例如，與推進單元支架430相關的伺服 馬達和與水平和垂直穩定件310和315相關的控制面。在此所用的"控制 信號，，可以指任何模擬、數字和/或其它形式的配置的以使得操作與飛艇10 的控制相關的部件的信號(例如，配置的以使得操作與LA10相關的一個或 多個控制面的信號)。在此所用的"電傳操縱系統"是指其中控制信號可以 以電子形式通過導電材料(例如銅線纜)的控制系統。該系統可以包括在才喿作 者控制裝置和最終的控制促動器或者表面之間的計算機600,其可以根據預 定的軟體程序修正操作者的輸入。在此所用的"光傳操縱系統"是指其中 控制信號類似於電傳操縱系統地傳輸(也就是，包括計算機600)但是其中控 制信號經由光在導光材料(例如光纖)上傳輸的控制系統。
根據一些實施例，除了通過輸入裝置615,接口 630可允許計算機600 發送和/或接收信息。例如，計算機600可接收表徵來自飛行控制裝置720、 遠程控制裝置和/或任何其它適當裝置的控制信息的信號。計算機600然後 可以處理這樣的指令並相應地傳輸適當的控制信號到與LA10相關的各系 統(例如，推進系統30，垂直和水平控制面350和360等)。計算才幾600可還 接收來自有關LA10的傳感器(例如，高度計，導航無線電、空速管等)的天 氣和/或環境情形信息並利用該信息產生與操作LA10相關的控制信號(例 如，與配平、偏航和/或其它的調節相關的信號)。
根據一些實施例，計算機600可包括使得實現其它功能的軟體和/或系 統。例如，計算機600可包括允許LA10的自動駕駛儀控制的軟體。自動駕 駛儀控制可包括配置的以獨立於LA10的操作者自動維持預定航線和/或執 行其它航行功能的任何功能(例如，穩定LAIO,防止不期望的操控、自動著 陸等)。例如，計算機600可接收來自LA10的操作者的信息，包括飛行計 劃和/或目的地信息。計算機600可使用這樣的信息連同自動駕駛儀軟體用 於確定適當的指令給推進單元和控制面以便於根據所提供的信息航行 LAIO。其它部件或者裝置也可以通過I/0單元655附著到處理器605。根據一些實施例，可以不使用計算機，或者其它計算機可以用於冗餘。這些構 型僅僅是示例性的，並且其它實施例將落在本公開的範圍內。
圖8A示出根據本公開的與吊艙35相關的底盤705的示例性實施例。 底盤705可配置為附著到支承結構20以便提供支承給與吊艙35、貨物和/ 或旅客相關的系統。底盤705可包括一個或多個;f皮此附著形成與底盤705 相關的形狀的框架件。底盤705的一些實施例可配置的以提供支承給飛行 員、導航儀表和/或飛行控制裝置。替代地(或者額外地)，底盤705可配置的 以提供支承給除了飛行員和相關飛行裝置之外的多位旅客。本領域技術人 員將認識到，用於吊艙35的設計可以基於LA10的建議的用途(例如，旅客 裝載、貨物裝載、觀察平臺等)而改變。
包括底盤705的一個或多個框架件可以包括高強度/重量比的材料，其 包括，例如，鋁和/或碳纖維。在一些實施例中，底盤705的一個或多個框 架件可以構造為大致管狀的並可包括碳纖維/樹脂複合材料和蜂窩碳夾層結
例中，單個框架件可以構造為適當的大小和形狀用於底盤705的組裝。該 構型可以產生根據LA10的特定目的需要產生用於底盤705的適當的強度/ 重量比。本領域技術人員將認識到，底盤705可構造為許多構型，其並不 超出本公開的範圍。如圖8A所示的底盤705的構型僅僅是示例性的。
衝艮據一些實施例，底盤705可配置的以提供支承以及操作性連接到前 端起落架組件777。例如，前端起落架組件777可以可操作地連接到底盤 705。前端起落架組件777可包括一個或多個輪、 一個或多個減震器和安裝 硬體。前端起落架組件777可以在一定位置連接到底盤705,其配置的以提 供在LA10處於停止或者在地面上滑行期間的穩定性。例如，前端起落架組 件777可以在操作者接口之後連接到吊艙35以使得在LA10的各個部件、 後部起落架組件377和前端起落架組件777之間實現平^f。本領域4支術人 員將認識到，前端起落架組件777的各定位構型(例如直接在操作者接口 710 之下的吊搶35上的點)可以被使用，其並不超出本公開的範圍。在一些實施 例中，前端起落架777可包括安裝在軸上的雙輪，該軸經由油氣減震器在 操作者接口 710周邊的點上可操作地連接到吊艙35。
根據一些實施例，前端起落架組件777可配置的以執行其它的功能， 包括，例如，當在地面上轉向(steer)LA10,收回、放下、調節負載等。例如，前端起落架組件777可包括到吊艙35的可操作連接以使得前端起落架組件 777可以轉動以使得LA10在地面上移動時朝向期望的方向。該連接可以包 括齒輪齒條副、蝸輪、電動馬達和/或其它適當裝置用於使得前端起落架組 件777響應轉向輸入而轉動。
根據一些實施例，前端起落架組件777可包括到與吊艙35中的軛相關 的轉向控制的可操作連接。操作者可以轉動軛，從而使得表徵轉向力的信 號發送到計算機600。計算機600然後可以使得與前端起落架組件777相關 的電動馬達迫使前端起落架組件777在由來自操作者的轉向力輸入的方向 轉動。替代地，轉向可以通過機械連接(例如，纜線、液壓傳動裝置等)或者 任何其它適當的方法完成。本領域技術人員將認識到，轉向控制可以連接 到飛行控制裝置720、專門的轉向控制裝置和/或其它的適當的控制裝置， 其並不超出本公開的範圍。
圖8B示出根據本公開的吊艙35的示例性實施例。吊艙35可包括底盤 705、操作者接口 710、前端起落架組件777(例如，如圖8A所示)、計算機 600(例如，參見圖7)和/或壓艙物(未示出)。
例如，吊艙35可配置的以安裝在縱向框架件124上的位置以使得與 LA10相關的靜態平衡可以得以維持。吊艙35可安裝在例如沿著滾轉軸5 的位置，以使得與吊艙35的質量相關的關於俯仰軸6的轉矩大致抵消與尾 翼組件25的質量相關的關於俯仰軸6的轉矩。吊艙35可安裝在沿著俯仰 軸6的位置以使得不從吊艙35的質量產生關於滾轉軸5的轉矩。
吊艙35可包括操作者界面，其可以配置的以提供飛行員或者其它個人 場所以執行與飛行LA10相關的任務。操作者界面710可至少包括導航儀表 715、飛行控制裝置720和/或氣嚢控制裝置(例如，還包括座椅等)。導航儀 表715可包括模擬儀表(例如，高度計、空速表、無線電等)、數字儀表和/ 或可包括一個或多個MFD620。 MFD620可包括任何航空顯示器，其提供多 種功能的顯示，例如基本功能顯示(PFD)。如本領域技術人員熟知的，MFD 可包括CRT顯示器、等離子體顯示器、LCD顯示器、觸摸敏感顯示器和/ 或任何其它類型的電子裝置。計算機600可連接到導航儀表和/或MFD620， 以及垂直和水平控制面350和360、推進系統30和/或其它與LA10有關的 系統。
飛行控制裝置720可配置的以提供給LA10的操作者能夠在滑行和飛行期間控制LA10的控制。飛行控制裝置720可接收表徵來自才喿作者的期望 的航行功能(例如，轉動、偏航、俯仰等)的輸入並提供該輸入給計算機600、 垂直和/或水平控制面350和360、推進單元支架430或者其它的適當的系 統，其配置的以使得LAIO由操作者根據需要導向。飛行控制裝置720可包 括飛行手柄(flightstick)740、控制踏板741和/或發動機控制裝置742。飛行 控制可根據需要通信地連接到計算機600、垂直和水平控制面350和360、 推進單元支架430以及其它系統。
根據一些實施例，氣嚢控制裝置(未示出)可配置的以允許控制氣嚢內的 壓力。例如，氣嚢控制裝置可以使得能夠促動泵、閥、襟翼和/或其它裝置， 以使得氣嚢內的壓力可以得以控制。例如，增加氣嚢內的壓力以在LA10產 生壓艙效果是期望的。操作者可以促動氣嚢控制裝置，其使得空氣泵(未示 出)將壓縮空氣泵入到氣嚢內，從而在第一氣嚢282上施加壓力。替代地(或 者額外地)，操作者會希望利用氣嚢內的壓縮空氣來在LA10產生止停力。 操作者可以促動氣嚢控制裝置以使得閥打開，從而從氣嚢在與LA10相關的 運動方向大致相反的方向釋放一股壓縮空氣。氣嚢控制裝置可以通信地連 接到計算機600或者其它的適當的裝置用於產生與氣嚢相關的期望的結果。 本領域技術人員將認識到，許多其它操作可以與氣嚢控制裝置相關並意在 落在本公開的範圍內。
圖9是示出用於在起飛操控期間控制LA10的方法的示例性實施例的 流程圖880。 LA10的操作者可以確定是否從LAIO的當前位置進行垂直起 飛(也就是，不滑行LAIO而升空)或者滑行起飛(步驟882)。例如，在LAIO 定位為具有沿著地面滑行的最小能力(例如，周圍有許多樹或者建築物)的場 合，操作者可以確定垂直起飛會是最適當的(步驟882:是)。因為船體22 可包括大量比空氣輕的升力氣體，LA10可以基於與比空氣輕的升力氣體相 關的升力而垂直升空，如上所述。替代地(或者額外地)，LA10的操作者會 希望利用與推進系統30相關的力用於垂直升空。在該實施例中，操作者可 以例如促動飛行控制裝置(例如，飛行駕駛杆、發動機控制裝置等)以使得與 前部推進單元532、右舷推進單元533和/或左舷推進單元534相關的推進
驟884)。根據一些實施例，通過接收操作者輸入，計算機600可傳輸控制 信號，其配置的以產生與前部推進單元532、右4玄推進單元533和/或左4玄推進單元534相關的推進單元支架430的操控。 一旦推進單元31已經旋轉 到期望位置，對該推進單元31的動力可以增大，例如，通過節流閥(步驟 886)。本領域技術人員將認識到，存在許多用於增大給推進組件31的各實 施例(例如，節流閥、電流調節器等)的動力的方法，其意在落在本公開的範 圍內。增大對推進單元31的動力然後可以導致來自每個推進單元31額外 的推力，因此，額外的向上力施加到支承結構20,從而增大與LA10相關 的其它升力(例如，與比空氣輕的氣體相關的力)。LA10然後可以以垂直起 飛方式離開地面(步驟888)。
根據一些實施例，LA10的操作者可以確定滑行起飛將是更期望的(例 如，在LA10由於貨物而很重的場合)(步驟882:否)。LA10的滑行可以通 過當與前後起落架組件777和377相關的輪接觸地面時提供動力給左舷及 右舷推進器542和541而實現(步驟894)。提供動力給左舷及右舷推進器可 以產生與左舷及右舷推進器相關的推力以在LA10上通過支承結構20施加 力，從而使得LA10在與該推力相反的方向(例如，向前)滑行(步驟896)。在 該滑動期間，LA10的"l喿作者可以至少在可通過控制面350和360之外通過 使用與前端起落架組件777的轉向組件通信地耦合的控制裝置(例如，軛) 控制與LA10相關的移動方向。當滑行LA10時操作者還可以執行其它功能， 例如，調節前部推進單元532、右舷推進單元533和/或左舷推進單元534 以提供額外的升力，如上所述(步驟898:是)。替代地，操作者可以不期望 來自該推進組件31的額外的升力並可以允許LA10在與LA10相關的空空 氣動力學力和空氣靜力升力下離地(步驟898:否)。
一旦升空，操作者和/或計算機600可傳輸配置的以控制與LA10相關 的飛行的各方面的各種信號(步驟892)。例如，在飛行期間，LA10的操作 者可以期望通過利用飛行控制裝置720轉動LA10到不同的航向。在該例子 中，操作者可以促動一個或多個飛行控制裝置720,從而使得相應的信號傳 輸到計算機600。計算機600然後可以基於操作者期望的結果(例如，向右 轉)確定相應的動作。該動作可以包括水平和/或垂直控制面360和350的揭: 控和/或推進單元31的才喿控(例如，至少動力和方向控制)。因此，計算機600 可產生配置的以產生與LA10的各系統相關的特定動作以產生意在的結果 的控制信號。例如，計算機600可傳輸信號到與水平控制面360相關的液 壓促動器，從而使得控制面改變其攻角。再者，計算機600可傳輸信號，其配置的以使得與前部推進單元532相關的推進單元支架430旋轉以使得 推力被導向以產生LA10的偏航運動。該動作可以根據LA10的操:作者的期 望促進穩定的轉動。替代地，可以利用機械連接來繞過計算機600並將操 作者期望的動作直接傳輸到LA10的各個系統。例如，操作者可以利用節流 閥來增大給推進單元31的動力。該節流閥的運動可以使得通信地連接到動 力源410的纜線增大或者減小供應給動力源410的燃料。本領域技術人員 將認識到，計算機600可以與機械連接級聯使用以用於完成與LA10的航行 相關的期望動作。可以預見，這樣的構型落在本公開的範圍內。
根據一些實施例，計算機600傳輸飛行中的信號是期望的，該信號配 置的以例如獨立於LA10的操作者糾正航向和/或輔助穩定LA10。例如，計 算機600可以基於來自各個傳感器(例如，高度計，空速管，風速計等)的輸 入計算與LA10周圍的環境條件相關的風速和風向。基於該信息，計算機 600可確定一組可維持LA10的穩定性的運行參數。該參數可以包括例如推 進單元參數、控制面參數、壓艙參數等。計算機600然後可以傳輸根據該 參數的指令，從而輔助維持LA10的穩定性和/或控制。例如，計算機600 可以確定隨著LA10獲得高度，氣嚢應當被壓縮以防止第一氣嚢282的過壓。 在這種情形下，計算機600可使得空氣泵促動，從而施壓升降氣嚢到期望 的壓力。應當注意到，與風以及在LA10上的其它各種影響(例如空氣動力 學應力)相關的數據可以根據經驗和/或實驗確定，並存儲在計算機600內。 這可以允許計算機600執行符合安全航行LA10的各種動作。
根據一些實施例， 一旦升空，會期望保持LA10在期望的區域和在期望 的高度上基本不動。例如，計算機600和/或操作者可以傳輸控制信號到推 進系統30、垂直和水平控制面350和360、氣嚢和/或其它與LA10相關的 系統，以使得LA10保持基本不動，甚至在風流可以使得LA10遭受空氣動 力學力的場合。
圖IO示出用於執行與LA10相關的著陸操縱方法的示例性實施例的流 程圖900。 LA10的著陸操縱可以包括例如航行LA10到期望的著陸區域(步 驟卯5)。該航行可以包括類似於上面關於圖9所述的那些步驟。 一旦LAIO 已經抵達期望的著陸區域，或者在接近其的範圍內，LA10的操作者可以使 得LA10開始下降(步驟910)。該下降可以在本質上為基本垂直的或者可以 包括與水平向量耦合的下降，類似於飛機進行的下降。在下降過程中，計
39算機600和/或操作者可以監測環境情形以及LA10的穩定性以使得能夠進 行補償動作。例如，在下降過程中會遭遇紊流，其會不利地影響LAIO。計 算機600和/或操作者可以採取糾正動作以最小化不利影響，包括，例如， 操控推進單元31 、水平和垂直控制面360和350和/或壓艙物(步驟920)。
當4氐達地面的期望距離內的點時，^t喿作者和/或計算機600可使得與前 部、右舷和左舷推進組件532, 533和534相關的推進單元支架430旋轉以 使得與前部、右舷和左舷推進組件532, 533和534相關的推力可以大致向 上地導向。這可以使得來自前部、右舷和左舷推進組件532, 533和534的 垂直推力施加大致向下的力。結果，到前部、右舷和左舷推進組件532, 533 和534的動力可以得以增大以使得產生期望的向下壓力(例如，足以迫使 LA10到地面)(步驟925)。操作者然後可以退出吊艙35並利用附著到支承結 構20的線或者其它夾具(例如，軸或者鎖止器)固定飛艇到地面固定物(例如， 停靠柱)或者其它適當位置。 一旦LAIO已經被固定，可以切斷到推進單元 31的動力(步驟935)。
從在此公開的本發明的描述以及實踐的考慮，本發明的其它實施例對 於本領域技術人員將是明顯的。例如，LA10可包括配置的以將通信設備(例 如，衛星轉發/接收器、蜂窩基站等)懸掛在特定位置上面的平臺或者其它貨 物支承結構。因為LA10可以利用例如相關的控制面、推進組件31及其扁 球形狀以在給定位置保持懸浮並基本保持不動，LA10可以用作在期望區域 的通信前哨。再者，基於LA10的許多特徵，其它功能，包括但不限於建築 起重、運輸(例如，乘客承載和/或遊覽)、衛星通信、顯示(例如廣告)、娛樂、 軍事或者其它的偵察/監視(例如，用於邊境巡邏)、災害救護支持、科學研 究等可以利用LA10進行。該功能可以通過LA10的遠程控制裝置和/或利用 載人飛4於而#^亍。
意在的是，描述和例子都僅僅為示例性的，本發明的實際範圍和精神 通過權利要求限定。
權利要求
1.一種飛艇，包括船體，其大致為扁球形狀；一個或多個框架件，其限定支承結構，其中該支承結構形成用於所述船體的至少部分支承；至少一個水平穩定件，其可操作地耦合到所述飛艇的下表面；具有第一末端和第二末端的至少一個水平穩定件，其中所述至少一個水平穩定件限定下反角構型；和垂直穩定件，其具有樞轉地耦合到所述飛艇的第一末端和定向為保持在所述飛艇的上表面下面的第二末端，其中所述垂直穩定件配置的以在垂直平面內樞轉，以及其中所述垂直穩定件的第一末端和所述至少一個水平穩定件的第一末端可操作地彼此耦合。
2. 如權利要求l所述的飛艇，其中所述一個或多個框架件包括基本基 於碳的材料。
3. 如權利要求l所述的飛艇，其中所述船體包括配置的以保持一定體 積的比空氣輕的氣體的第 一氣嚢。
4. 如權利要求3所述的飛艇，其中所述船體包括連接到所述支承結構 的第二氣嚢，所述第二氣嚢配置的以基本包含所述第一氣嚢。
5. 如權利要求4所述的飛艇，其中所述第一氣嚢和所述第二氣嚢之間 的空間限定升降氣嚢。
6. 如權利要求1所述的飛艇，其中與所述扁球相關的赤道直徑是在從 大約2.5到大約3.5倍的與所述扁球相關的極直徑的範圍。
7. 如權利要求1所述的飛艇，其中所述至少水平穩定件還提供支承給 與所述飛艇相關的起落架組件。
8. 如權利要求l所述的飛艇，其中所述垂直穩定件配置的以樞轉到在 所述下表面下面並位於所述水平穩定件的至少兩個之間的位置。
9. 如權利要求l所述的飛艇，其中所述至少一個水平穩定件還包括一 個或者多個起落架組件。
10. 如權利要求1所述的飛艇，其中所述至少一個水平穩定件包括至少一個控制面。
11. 如權利要求l所述的飛艇，其中所述垂直穩定件包括一個控制面。
12. 如權利要求1所述的飛艇，還包括附著到所述支承結構的下部並配 置的以支承至少 一個人的吊艙組件。
13. 如權利要求13所述的飛艇，其中所述吊艙包括與所述飛艇的操作 有關的一個或多個控制裝置。
14. 如權利要求15所述的飛艇，其中所述一個或多個控制裝置包括飛行駕駛杆、導航儀表、踏板和節流閥的至少之一。
15. 如權利要求15所述的飛艇，還包括一個或多個推進組件。
16. 如權利要求17所述的飛艇，其中所述一個或多個控制裝置可操作 地耦合到所述一個或多個推進組件。
17. 如權利要求19所述的飛艇，其中所述至少一個或多個推進組件包括第 一可導向推進組件，其可操作地耦合到所述飛艇的前部並位於與所 述飛艇的滾轉軸大致重合的位置；第二可導向推進組件，其以關於所述飛艇的所述滾轉軸的第一側成大約120度地可操作地耦合；以及第三可導向推進組件，其以關於所述飛艇的所述滾轉軸的第二側成大 約120度地可揭:作地耦合。
18. 如權利要求1所述的飛艇，還包括船艙組件，其可操作地耦合到支 承結構並配置的以承載負載。
19. 如權利要求19所述的飛艇，還包括機載計算機，其配置的以發送 表徵期望的操作的信號到至少 一個推進組件。
20. 如權利要求1所述的飛艇，其中所述飛艇配置的以執行與提升物 體、升降平臺、運輸物品、展示物品和運輸人員的至少之一相關的功能。
21. 如權利要求24所述的飛艇，其中所述飛艇的操作與結構組裝、進 行蜂窩式通信、進行衛星通信、進行監視、廣告，進行科學研究和提供災 禍支持服務的至少之一相關。
22. 如權利要求1所述的飛艇，其中所述水平和穩定件是由通過機載網 絡傳輸的控制信號控制。
23. 如權利要求22所述的飛艇，其中所述控制信號從操縱杆發出，該操縱杆安置的以提供俯仰、滾轉和運動控制的信號。
24. 如權利要求22所述的飛艇，其中所述控制信號由側方向舵杆提供， 該側方向舵杆安置的以提供偏航控制信號。
25. 如權利要求22所述的飛艇，還包括用於設定所述控制信號的值的 設定裝置。
26. —種飛艇，包括一個或多個框架件，其限定支承結構，其中所述支承結構形成船體的 支承；船體，其包括配置的以維持一定體積的比空氣輕的氣體的至少 一個氣 嚢，其中所述氣嚢可操作地耦合到所述支承結構，並且，通過接收所述比 空氣輕的氣體，限定大致扁球的形狀；以及 至少五個推進組件，其中所述至少五個推進組件的第 一個可操作地耦合到與所述飛艇相關 的支承結構並位於與所述飛艇相關的周邊上的前部位置；所述至少五個推進組件的第二個可操作地耦合到所述支承結構並 位於沿著所述周邊關於所述第一推進組件成大約120度；所述至少五個推進組件的第三個可操作地耦合到所述支承結構並 位於沿著所述周邊關於所述第一推進組件成大約負120度；第四推進組件配置的以沿著大致平行於所述飛艇的滾轉軸的軸導 向推力，並大致與所述至少五個推進組件的第二個共位；以及第五推進組件配置的以沿著大致平行於所述飛艇的滾轉軸的軸導 向推力，並大致與所述至少五個推進組件的第三個共位。
27. 如權利要求26所述的飛艇，其中所述至少五個推進組件配置的以 提供恆定速度和可變推力。
28. 如權利要求26所述的飛艇，其中所述至少五個推進組件包括可變 槳距推進器。 .
29. 如權利要求26所述的飛艇，其中所述第一、第二和第三推進組件 的一個或多個包括用於導向與所述一個或多個推進組件相關的推力的導向 組件。
30. 如權利要求29所述的飛艇，其中所述導向組件可關於與所述一個 或多個推進組件相關的水平軸旋轉。
31. 如權利要求26所述的飛艇，還包括至少 一個水平穩定件，其可操作地耦合到所述飛艇的下表面； 垂直穩定件，其可操作地耦合到所述飛艇並定向在所述飛艇的上表面 下面；以及吊艙組件，其可操作地耦合到所述支承結構的下側並配置的以支承人 員，其中所述吊艙組件包括一個或多個控制裝置。
32. 如權利要求26所述的飛艇，其中所述一個或多個框架件包括基本 基於碳的材料。
33. 如權利要求26所述的飛艇，其中與所述扁球相關的赤道直徑是在 從大約2.5到大約3.5倍的與所述扁球相關的極直徑的範圍。
34. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述至少一個水平穩定件限定下 反角構型。
35. 如權利要求34所述的飛艇，其中所述至少一個水平穩定件配置的 以提供支承給與所述飛艇相關的起落架。
36. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述垂直穩定件配置的以樞轉到 在所述下表面下面並位於所述水平穩定件的至少兩個之間的位置。
37. 如權利要求34所述的飛艇，其中所述至少一個水平穩定件包括一 個或多個起落架組件。
38. 如權利要求37所述的飛艇，其中所述一個或多個起落架組件包括 減震器、輪和浮筒的至少之一。
39. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述至少一個水平穩定件包括至 少一個控制面。
40. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述垂直穩定件包括至少一個控 制面。
41. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述吊艙包括多個互連以形成框 架的件。
42. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述一個或多個控制裝置包括飛 行駕駛杆、導航儀表、踏板和節流閥的至少之一。
43. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述吊搶組件還包括至少一個前 起落架組件。
44. 如權利要求31所述的飛艇，其中所述一個或多個控制裝置可操作地耦合到所述至少五個推進組件的一個或多個。
45. 如權利要求44所述的飛艇，還包括配置的以接收來自所述一個或 多個控制裝置的輸入的處理器。
46. 如權利要求45所述的飛艇，其中所述處理器還配置的以傳輸與期 望"t喿作有關的信號到所述一個或多個推進組件。
47. 如權利要求31所述的飛艇，還包括配置的以支承至少一個機組人 員的一個或者多個組件。
48. 如權利要求31所述的飛艇，還包括可操作地耦合到所述支承結構 並配置的以承載負載的船艙。
49. 如權利要求26所述的飛艇，其中所述飛艇配置的以執行與提升物 體、升降平臺、運輸物品、展示物品和運輸人員有關的至少一個功能。
50. 如權利要求49所述的飛艇，其中，所述飛艇的操作涉及結構組裝、 進行蜂窩式通信、進行衛星通信、進行監視、廣告、進行科學研究和提供 災禍支持服務的至少之一 。
51. —種用於與飛艇相關的推進組件的安置，包括 五個推進組件，其中所述五個推進組件的第 一個可操作地耦合到與所述飛艇相關的支承結 構並位於沿著與所述飛艇相關的周邊的第一位置；所述五個推進組件的第二個可操作地耦合到所述支承結構並位於沿著 所述周邊關於所述第一推進組件成大約120度；所述五個推進組件的第三個可操作地耦合到所述支承結構並位於沿著 所述周邊關於所述第一推進組件成大約負120度；第四推進組件配置的以沿著大致平行於所述飛艇的滾轉軸的軸導向推 力，並且大致與所述五個推進組件的第二個共位；以及第五推進組件配置的以沿著大致平行於所述飛艇的滾轉軸的軸導向推 力，並大致與所述五個推進組件的第三個共位。
52. 如權利要求51所述的安置，其中所述五個推進組件通過三點安裝 組件可操作地連接到與所述飛艇相關的龍骨箍。
53. 如權利要求52所述的安置，其中所述安裝組件大致包括基於碳的 材料。
54. 如權利要求51所述的安置，其中所述五個推進組件的至少三個配置用於恆速操作。
55. 如權利要求54所述的安置，其中所述五個推進組件的至少三個配置的以提供可變推力。
56. 如權利要求51所述的安置，其中所述五個推進組件的至少三個配 置的以提供可變速度和可變推力。
57. 如權利要求51所述的安置，其中所述五個推進組件包括可變槳距 推進器。
58. 如權利要求57所述的安置，其中所述可變槳距推進器包括基本基 於碳的材料。
59. 如權利要求51所述的安置，其中所述第一、.第二和第三推進組件 的一個或多個還包括用於使得能夠定向與所述推進組件相關的推力的導向 組件。
60. 如權利要求59所述的安置，其中所述導向組件包括基本基於碳的 材料。
61. 如權利要求60所述的安置，其中所述基於碳的材料包括蜂窩碳纖維。
62. 如權利要求61所述的安置，其中所述導向組件可關於與所述推進 組件相關的至少 一個軸旋轉。
63. 如權利要求62所述的安置，其中所述至少一個軸是水平軸。
64. 如權利要求51所述的安置，其中所述推進組件通過電和燃料的至 少之一賦能。
65. 如權利要求51所述的安置，其中所述推進組件通信地連接到飛行 駕駛杆、航行儀器、踏板和節流閥的至少之一。
66. 如權利要求51所述的安置，其中所述推進組件通信地連接到一處 理器，該處理器配置的以發送表徵期望操作的信號到所述一個或多個推進 組件。
67. 如權利要求51所述的安置，其中所述飛艇配置的以執行與提升物 體、升降平臺、運輸物品、展示物品和運輸人員相關的至少一個功能。
68. 如權利要求67所述的安置，其中所述飛艇的操作涉及結構組裝、 進行蜂窩式通信、進行衛星通信、進行監視、廣告、進行科學研究和提供 災禍支持服務的至少之一。
69. 如權利要求66所述的安置，其中所述五個推進組件配置的以接收 控制信號。
70. 如權利要求69所述的安置，其中所述控制信號配置的以對與所述 五個推進組件的 一個或多個相關的操作參數進行修正。
71. 如權利要求70所述的安置，其中所述操作參數包括推進器槳距。
72. 如權利要求70所述的安置，其中所述操作參數包括推力矢量。
73. 如權利要求70所述的安置，其中所述控制信號經由電傳操縱系統 進行傳輸。
74. 如權利要求70所述的安置，其中所述控制信號經由光傳操縱系統 進行傳輸。
75. 如權利要求51所述的安置，其中所述第一推進組件配置的以產生 與所述飛艇相關的俯仰運動和偏航運動，其取決於與所述第一推進組件相 關的控制信號和推力矢量。
76. —種用於比空氣輕的飛艇的尾翼組件，該尾翼組件包括 至少一個具有第一末端和第二末端的水平穩定件，其中所述至少一個水平穩定件限定下反角構型；和垂直穩定件，其具有配置的以樞轉耦合到所述飛艇的第一末端和配置的以定向的以保持在所述飛艇的上表面之下的第二末端，其中，所述垂直穩定件配置的以在垂直平面內樞轉，以及其中，所述垂直穩定件的第 一末端和所述至少 一個水平穩定件的第一末端可4喿作地4皮此耦合。
77. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中與所述垂直穩定件和所述水 平穩定件相關的支承件大致包括基於碳的材料。
78. 如權利要求77所述的尾翼組件，其中所述基於碳的材料包括蜂窩 碳纖維。
79. 如權利要求77所述的尾翼組件，其中所述支承件包裹在包括帆布、 鍍鋁塑料、聚氨酯、聚酯和層疊橡膠的至少之一的材料中。
80. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中所述飛艇包括一處理器，其 配置的以接收來自至少一個飛行控制裝置的輸入並響應該輸入產生一控制 信號。
81. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中所述垂直穩定件配置的以在垂直平面內樞轉，以使得第二末端定位在所述飛艇的下表面之上。
82. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中所述垂直穩定件可操作地耦合到配置的以使得所述垂直穩定件樞轉的伺服馬達。
83. 如權利要求82所述的尾翼組件，其中所述伺服馬達配置的以接收 信號並響應該信號使得所述垂直穩定件樞轉。
84. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中所述至少一個水平穩定件提 供用於起落架組件的支承。
85. 如權利要求84所述的尾翼組件，其中所述起落架組件可操作地耦 合到所述至少一個水平穩定件的第二末端。
86. 如權利要求84所迷的尾翼組件，其中所述起落架組件是可收回的。
87. 如權利要求84所述的尾翼組件，其中所述起落架組件和所述至少 一個水平穩定件配置的以響應輸入而提供阻尼力。
88. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中推進組件安裝到所述至少一 個水平穩定件。
89. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中所述至少一個水平穩定件包 括一個或多個控制面。
90. 如權利要求89所述的尾翼組件，其中所述一個或多個控制面配置 的以通過機械連接進行操作。
91. 如權利要求90所述的尾翼組件，其中所述機械連接可操作地連接 到至少一個伺服馬達。
92. 如權利要求91所述的尾翼組件，其中所述至少一個伺服馬達配置 的以接收信號並根據所述信號在所述一個或多個控制面產生一響應。
93. 如權利要求92所述的尾翼組件，其中所述信號經由電傳操縱系統 提供給所述伺服馬達。
94. 如權利要求92所述的尾翼組件，其中所述信號經由光傳操縱系統 提供給所述伺服馬達。
95. 如權利要求76所述的尾翼組件，其中所述垂直穩定件包括一個或 多個控制面。
96. 如權利要求95所述的尾翼組件，其中所述一個或多個控制面配置 的以通過機械連接進行操作。
97. 如權利要求96所述的尾翼組件，其中所述機械連接可操作地耦合到至少一個伺服馬達。
98. 如權利要求97所述的尾翼組件，其中所述至少一個伺服馬達配置 的以接收信號並根據所述信號在所述一個或多個控制面中產生一響應。
99. 如權利要求98所述的尾翼組件，其中所述信號經由電傳操縱系統 提供給所述至少一個伺服馬達。
100. 如權利要求98所述的尾翼組件，其中所述信號經由光傳操縱系統 提供給所述至少一個伺服馬達。
101. —種用於飛艇的飛行控制系統，該系統包括 一個或多個操作者控制裝置，其配置的以接收操作者的輸入； 與水平穩定件相關的水平控制面；與垂直穩定件相關的垂直控制面； 五個推進組件，其中所述五個推進組件的第 一個可操作地耦合到與所述飛艇相關的支 承結構，並位於沿著與所述飛艇相關的周邊的第 一位置。所述五個推進組件的第二個可操作地耦合到所述支承結構，並位 於沿著所述周邊關於所述第一推進組件成大約120度；所述五個推進組件的第三個可操作地耦合到所述支承結構，並位 於沿著所述周邊關於所述第一推進組件成大約負120度；第四推進組件配置的沿著大致平行於所述飛艇的滾轉軸的軸導向 推力並與所述五個推進組件的第二個大致共位；以及第五推進組件配置的以沿著大致平行於所述飛艇的所述滾轉軸的 軸導向推力並與所述五個推進組件的第三個大致共位；以及一處理器，其配置的以從所述操作者控制裝置接收輸入信號並根據該 輸入信號產生一信號。
102. 如權利要求101所述的飛行控制系統，其中所述五個推進組件的 至少一個包括可變槳距推進器。
103. 如權利要求102所述的飛行控制系統，其中所述信號配置的以對 與可變槳距推進器相關的槳距進行修正。
104. 如權利要求101所述的飛行控制系統，還包括可操作地耦合到所 述五個推進組件的任何一個或多個推進伺服馬達。
105. 如權利要求104所述的飛行控制系統，還包括可操作地耦合到所述水平控制面的 一個或多個水平控制面伺服馬達以及可操作地耦合到所述 垂直控制面的一個或多個垂直控制面伺服馬達。
106. 如權利要求105所述的飛行控制系統，其中所述信號經由電傳操縱系統提供給所述一個或多個推進伺服馬達、 一個或多個水平控制面伺服 馬達和一個或多個垂直控制面伺服馬達的任何一個。
107. 如權利要求105所述的飛行控制系統，其中所述信號經由光傳操 縱系統提供給所述一個或多個推進伺服馬達、 一個或多個水平控制面伺服 馬達和一個或多個垂直控制面伺服馬達的任何一個。
108. 如權利要求101所述的飛行控制系統，其中所述處理器配置的以 產生信號，其配置的以在緊靠著地球表面航行所述飛艇；在配置的以施加向下力給所述飛艇的方向導向與至少 一個推進組件相 關的推力；以及限制所述飛艇的運動直到將所述飛艇固定到地面固定物已經基本完成。
109. 如權利要求108所述的飛行控制系統，其中，所述信號配置的以 修正所述第一推進組件、所述第二推進組件、所述第三推進組件、所述第 四推進組件和所述第五推進組件的至少一個的操作參數，以使得降低與所 述飛艇相關的水平速度和降低與所述飛艇相關的高度。
110. 如權利要求108所述的飛行控制系統，其中通過改變與可變槳距 推進器相關的槳距來導向推力。
111. 如權利要求101所述的飛行控制系統，其中所述處理器配置的以 接收表徵起飛類型的輸入；基於所述起飛類型提供配置的以修正與所述五個推進組件的 一個或多 個相關的操作參數以實現期望的推力方向的信號；基於所述起飛類型確定與提供在所述飛艇的船體內的比空氣輕的氣體 有關的升力和與所述船體相關的空氣動力學力以及用於所述五個推進組件 的動力設定；以及根據所述起飛類型提供一個或多個信號到與所述飛艇相關的至少一個 控制面。
112. 如權利要求111所述的飛行控制系統，其中所述起飛類型包括基本垂直的起飛。
113. 如權利要求111所述的飛行控制系統，其中所述起飛類型包括滑 行起飛。
114. 如權利要求101所述的飛行控制系統，其中所述處理器配置的以 確定與所述飛艇相關的水平速度和俯仰；計算與所述飛艇相關的預定臨界速度值和水平速度之間的變量增量 (delta);基於與所述飛艇相關的所述變量增量和所述俯仰傳輸信號到所述第一 推進組件、所述第二推進組件、所述第三推進組件、所述第四推進組件和 所述第五推進組件的至少 一個。
115. 如權利要求114所述的飛行控制系統，其中所述信號配置的以對 與所述第一推進組件、所述第二推進組件、所述第三推進組件、所述第四 推進組件和所述第五推進組件的至少一個相關的操作參數進行修正，以使 得產生一傾向於抵消空空氣動力學力產生的俯仰力矩的力。
116. 如權利要求115所述的飛行控制系統，其中所述處理器還配置的 以基於與所述飛艇相關的變量增量和所述俯仰將第二信號傳輸到所述水平 控制面。
117. 如權利要求116所述的飛行控制系統，其中所述第二信號配置的 以4喿控所述水平控制面以產生配置的以^fe消所述俯仰力矩的附加力。
118. 如權利要求101所述的飛行控制系統，其中所述處理器配置的以 接收表徵與所述飛艇相關的期望俯仰的信號；基於表徵期望俯仰的信號確定與所述第 一推進組件相關的動力設定和 推進器槳距至少一個；基於所述動力設定、所述推進器槳距和表徵期望俯仰的信號的至少一 個確定水平控制面i殳定；傳輸表徵所述動力設定和所述推進器槳距的第 一控制信號；以及傳輸表徵所述水平控制面設定的第二控制信號，其配置的以使得所述 水平控制面根據所述水平控制面設定進行響應。
119. 如權利要求118所述的飛行控制系統，其中表徵期望的俯仰的所 述信號是從所述飛艇的操作者接收。
120. 如權利要求118所述的飛行控制系統，其中表徵期望的俯仰的所述信號是通過所述處理器基於飛行計劃進行計算的。
121. 如權利要求101所述的飛行控制系統，其中所述處理器配置的以 接收表徵與所述飛艇相關的期望偏航的信號；基於表徵期望偏航的所述信號確定與所述第四推進組件和所述第五推 進組件相關的動力設定和推進器槳距的至少之一 ；基於所述動力設定、所述推進器槳距和表徵期望偏航的信號的至少之 一確定垂直控制面設定；傳輸表徵所述動力設定和所述推進器槳距的第 一控制信號；以及傳輸表徵所述垂直控制面設定的第二控制信號，其配置的以引起所述 垂直以根據所述垂直控制面設定進行響應。
122. 如權利要求121所述的飛行控制系統，其中表徵期望偏航的所述 信號是從基於飛行計劃的所述處理器和所述飛艇的操作者的至少之一接收 的。
123. 如權利要求101所述的飛行控制系統，所述處理器配置的以 接收表徵與所述飛艇相關的期望滾轉的信號；基於表徵期望滾轉的信號確定與所述第二推進組件和所述第三推進組 件有關的動力設定和推進器槳距的至少之一 ；基於所述動力設定、所述推進器槳距和表徵期望滾轉的信號的至少之 一確定水平控制面設定；傳輸表徵所述動力設定和所述推進器槳距的第一控制信號；以及傳輸表徵所述水平控制面設定的第二控制信號，其配置的以使得所述 水平控制面根據所述水平控制面設定進行響應。
124. 如權利要求123所述的飛行控制系統，其中表徵期望滾轉的所述 信號是從所述飛艇的操作者接收的。
125. 如權利要求123所述的飛行控制系統，其中表徵期望的滾轉的所 述信號通過所述處理器基於飛行計劃進行計算。
全文摘要
一種飛艇，可包括大致扁球狀的船體；限定支承結構的一個或多個框架件，其中所述支承結構至少形成船體的部分支承；可操作地耦合到飛艇的下表面的水平穩定件；以及具有第一末端和第二末端的至少一個水平穩定件。所述至少一個水平穩定件可以限定上反角構型。飛艇可還包括具有樞轉耦合到飛艇的第一末端和定向的以保持在飛艇的上表面之下的第二末端的垂直穩定件。垂直穩定件可配置的以在垂直平面內樞轉，垂直穩定件的第一末端和至少一個水平穩定件的第一末端可以可操作地彼此耦合。
文檔編號B64B1/30GK101610947SQ200780039045
公開日2009年12月23日 申請日期2007年10月15日 優先權日2006年10月20日
發明者皮埃爾·巴拉斯科維克 申請人:Lta有限公司